Pneumatikantrieb

Fehler in 6 Schritten bei der Antriebswahl vermeiden

| Redakteur: Sariana Kunze

Schon bei der Auswahl des geeigneten Antriebs muss der Konstrukteur grundlegende Überlegungen anstellen, um für die eigene Anwendung den optimalen Motor zu finden. Drehmoment und Drehzahl festlegen, einen Druckluftmotor aus dem Katalog eines Anbieters auswählen und die Baugröße und Anschlüsse an die eigene Maschine abklären – fertig. So einfach ist es leider nicht, das böse Erwachen folgt, wenn der Druckluftmotor nach der Installation nicht die gewünschte Leistung bringt. Die Fehlersuche vor Ort kann Wochen dauern, im schlimmsten Fall muss der gesamte Antrieb neu ausgelegt und angeschafft werden. Eine gründliche Antriebsauswahl nach einem Leitfaden in 6 Schritten kann sich also lohnen.

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Hält Druck und Wasser stand: Motoren für den Einsatz unter Wasser.
Hält Druck und Wasser stand: Motoren für den Einsatz unter Wasser.
(Deprag)

„Die Auswahl eines Druckluftmotors ist nicht schwer. Aber es gibt gerade in der Pneumatik viele Faktoren, die die Leistung des Druckluftmotors entscheidend beeinflussen. Wählt man bei der Installation des Motors z.B. einen zu kleinen Zuluftschlauch, so wird das Drehmoment des Motors deutlich herabgesetzt“, sagt Dagmar Dübbelde, Produktmanagerin für Druckluftmotoren bei der Deprag Schulz. „Sie können sich vorstellen, dass der Entwickler bei der Konstruktion seiner Maschine nicht zwingend an Zu- und Abluftschläuche oder gar Steckverbinder zwischen Filtereinheiten und Öler denkt. Aber genau diese Drosselstellen entscheiden letztendlich, ob seine Maschine später auch richtig arbeitet und der Motor das gewünschte Drehmoment liefert“.

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Wie sehen die Schritte zur Auslegung des richtigen Motors aus?

Zunächst wird das Antriebssystem bestimmt, das für die Kundenanwendung am besten geeignet ist. Danach legt man fest, aus welchen Werkstoffen die Außenteile des Motors bestehen müssen, um in der Anwendung zu bestehen. Erst wenn diese erste Festlegung geschafft ist, wird die theoretisch erforderliche Motorleistung berechnet und alle leistungsbeeinflussenden Faktoren berücksichtigt. Im vierten Schritt wird der Druckluftmotor in das Gesamtsystem der Maschine integriert. Dabei wird festgelegt, wie der Druckluftmotor an die Maschine angebunden wird, ob und in welcher Übersetzung Getriebe erforderlich sind. Vielleicht ist zudem eine Bremse notwendig, um die Sicherheit der Anlage zu gewährleisten. Im fünften Schritt geht es darum, dass eine lange Lebensdauer der Maschine sichergestellt wird. Und zu guter Letzt werden die Anschaffungs- und Unterhaltskosten für den Motor kalkuliert und optimiert.

Druckluftmotoren sind in vielfältigen Ausführungsvarianten erhältlich. Ihre Anwendung und die vorgesehene Betriebsdauer sind bei der Auswahl des richtigen Grundprinzips von entscheidender Bedeutung. Ein Druckluftlamellenmotor eignet sich für regelmäßige Einschaltzyklen. Möchte man diesen Non-Stop betreiben, muss man den Verschleiß der Lamellen und entsprechend kurze Wartungsintervalle berücksichtigen. Zahnradmotoren und Turbinen sind dagegen wartungsfrei und damit für den Dauerbetrieb besser geeignet. Hierbei ist wiederum abzuwägen, welche Drehzahlen in der Anwendung gewünscht sind. Turbinen und Zahnradmotoren drehen im oberen Drehzahlbereich bis ca. 140.000 Umdrehungen/Minute. Druckluftlamellenmotoren sind dagegen bis zu sehr kleinen Drehzahlen, z.B. 1 Umdrehung/Minute erhältlich. Ein ölfreier Betrieb ist bei allen drei Antriebsprinzipien möglich. Beim ölfreien Betrieb eines Lamellenmotors muss bei der Auslegung des Pneumatikmotors lediglich ein Leistungsverlust berücksichtigt werden.

Motorwerkstoffe betrachten

Bei trockener Umgebungsluft und einem normalen stationären Fertigungsbetrieb reicht ein günstiger Druckluftmotor mit Graugussgehäuse vollkommen aus. Für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie müssen Druckluftmotoren dagegen Reinigungsmitteln und Wasserdampf standhalten. Die Deprag Advanced Line Druckluftmotoren mit Außenteilen aus Edelstahl sind zusätzlich abgedichtet und mit lebensmittelkonformen USDA-H1 Fett geschmiert. Sogar Unter-Wasser lassen sich diese Pneumatikantriebe betreiben. Dabei ist jedoch entscheidend, in welcher Wassertiefe der Motor arbeiten soll. Wenn der Druckluftmotor unter Wasser anlaufen soll, kann man ihn bis zu einer Tiefe von 5 Meter einsetzen. Wird er an der Oberfläche gestartet, so kann er sogar bis zu einer Tiefe von 20 Meter tauchen, ohne Schaden zu nehmen. Muss ein Druckluftmotor sterilisierbar sein, wie in manchen Medizintechnikanwendungen der Fall ist, wird dieser mit entsprechenden Sonderlamellen ausgestattet. So gibt es viele Anwendungsbeispiele, bei denen es sich lohnt, bereits bei der Konstruktion im Vorfeld direkt mit dem Hersteller von Druckluftmotoren über die eigene Anwendung zu sprechen und diese möglichst genau zu beschreiben.

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