Entdecken Sie mit naXture völlig neue Möglichkeiten und Einsatzgebiete elektrischer Aktoren

Lösungen für die Spanntechnik

Spanntechnik und Spannsysteme stellen eine wichtige Grundlage industrieller Produktions- und Fertigungsprozesse dar.

Der industrielle Standard für die erforderliche Aktorik für Spannelemente und Systeme basiert Stand heute noch oft auf mechanischen, pneumatischen oder hydraulischen Antriebslösungen.

Mit sich deutlich verändernden industriellen Rahmenbedingungen, insbesondere hinsichtlich Energieeffizienz und steigenden Anforderungen zur Industrie 4.0/5.0- und IIOT Fähigkeit, erhält die Elektrifizierung von Antriebslösungen (nicht nur) für die Spanntechnik eine neue Dimension.

Leider sind konventionelle elektromagnetische Antriebe häufig nicht in der Lage, bestehende fluidische Lösungen adäquat zu ersetzen.

naXture löst dieses Problem: hohe Kräfte und hohe Geschwindigkeiten bei niedrigen mechanischen Leistungsanforderungen sind jetzt in kleinsten Bauräumen verfügbar und ermöglichen eine schnelle Werkstückannäherung und einen zügigen, kontrollierten Kraftaufbau.

Das mechanisch konfigurierbare Sicherheitsverhalten (Position halten bzw. anfahren einer Endposition beim Spannungsverlust) ermöglicht den 1:1 Ersatz bestehender fluidtechnischer Lösungen, ohne Abstriche bei Sicherheit oder Bauraum.

Damit besitzt naXture optimale Voraussetzungen für die Elektrifizierung der Spanntechnik der Zukunft und stellt aufgrund der einzigartigen technischen Eigenschaften einen wichtigen Baustein zur Erschließung spannender Potentiale in einem stark wachsenden Markt für unsere Kunden dar.

Vorteile der Lösung

• Kompakter Bauraum
• Schnelle Werkstückannäherung
• Minimaler Impuls beim Werkstückkontakt
• Schneller Kraftaufbau mit hohen Kräften
• Sicheres Spannen bei Spannungsverlust
• Hohe Robustheit gegenüber anspruchsvollen Umgebungsbedingungen inklusive starkem Schock-und Vibrationseinfluss
• Niedriger Energiebedarf für einfache Leistungsversorgung (z.B. Batteriebetrieb oder induktives Laden)

Beispielhafte technische Daten

• Aktive Aktuierung in eine oder zwei Richtungen
• Konfigurierbares Sicherheitsverhalten (Position halten oder Endlage Anfahren) bei Spannungsverlust
• Kraftbereich bis zu 10kN
• Öffnungs-/Schließgeschwindigkeit 20mm/s
• Hublänge bis zu 50mm

Bewegt sich Ihre Anwendung außerhalb dieser Spezifikation? Kein Problem – neben standardisierten Lösungen lassen sich mit naXture problemlos individuelle Anforderungen z.B. in Bezug auf höhere Kräfte und Geschwindigkeiten umsetzen. Sprechen Sie uns gern an!

Anwendungsbeispiele aus der Spanntechnik

Automatisierungstechnik ohne Druckluft oder Hydraulik erscheint heute noch an vielen Stellen schwer vorstellbar. Insbesondere in Spann- und Greifapplikationen ermöglicht die Kompaktheit des Antriebselements am Ort der Aktuierung ein hohes Maß an Flexibilität und Designfreiheit.

Dazu erlaubt die Verwendung von Energiespeicherelementen (Federn, Druckspeichern) das Absichern kritischer Funktionen für den Fall, dass die zentrale Infrastruktur kurzfristig nicht zur Verfügung steht.

Gleichzeitig steigt im Markt die Nachfrage nach nachhaltigeren und intelligenteren Lösungen, die sich nahtlos in moderne Automatisierungsstrukturen integrieren lassen.

Eine Elektrifizierung ist jedoch häufig herausfordernd, insbesondere, wenn bestehende Bauräume nicht überschritten werden dürfen, oder spezielle Anforderungen an das Sicherheitsverhalten der Lösung gestellt werden.

Vor diesem Hintergrund hat sich naXture in vielen Fällen als hervorragende Elektrifizierungslösung für Spanntechnik gezeigt.

Spannsysteme die sich mit naXture umsetzen lassen, decken dabei unterschiedliche Kinematiken (z.B. Schwenkspanner, Kniehebelspanner, Parallelspanner) ab und lassen sich häufig bauraumneutral umsetzen.

Konkrete Anwendungsfälle beinhalten Spannsysteme für Prüfstandsapplikationen, Werkzeugwechsler für Roboter (auch erhältlich mit „Peak-Power on demand“ Option für optimierte Zykluszeiten), Nullpunktspannsysteme oder Werkzeugspannsysteme in Spritzgießmaschinen.

Ein dabei gern genutztes Feature ist die Guide Funktion – hierbei bietet der Aktor direkten Einblick in die Situation an der Spannschnittstelle. Ist das Werkstück sicher gespannt? Verändert sich die Kraft? Hier ermöglicht naXture eine direkt Spannmodulüberwachung für intelligente Automatisierungslösungen.

Sie sind auf der Suche nach der passenden Lösung für kompakte, elektrische Antriebe für Ihre Spannmodule? Hier können Sie uns erreichen!

Weitere Details zum Nullpunktspannsystem Schunk NSE-PH 138 IOL finden Sie hier.

Automatisierung für die Prozesstechnik

Die Automatisierung verfahrenstechnischer Prozesse erfordert eine präzise Steuerung und Kontrolle von flüssigen, pastösen und gasförmigen Medien in Tanks, Rohrleitungs- und Fördersystemen, sowie Produktions- und Verarbeitungsanlagen. Ihr Ziel ist die prozesssichere und wirtschaftliche Verarbeitung dieser Bestandteile unter Einhaltung der vorgegebenen Prozessparameter.

Die Steuerung von Füllständen, Temperaturen aber auch von Durchflussmengen, Drücken oder Austragsleistungen wird durch den Einsatz geeigneter Ventiltechnik realisiert. Entsprechend der jeweiligen Anforderung werden die unterschiedlichen Aufgabenstellungen mit Hilfe von Prozess- und Regelventilen, Mass-Flow-Controllern oder Dosierventilen gelöst.

Prozessventile kommen für unterschiedlichste Anwendungen und Aufgabenstellungen sowohl im Bereich der Nahrungsmittel- und Getränkeproduktion, Molkereiwirtschaft und Pharma- und Healthcare-Industrie, als für Energiegewinnung, Umwelt- und Klimatechnik und Wärme- und Kältetechnik zum Einsatz. Entsprechend hoch ist die Ausführungs- und Funktionsvarianz. Hohe Anforderungen an die Ventiltechnik stellen eine präzise Positionierung der Ventile zur Steuerung der Prozesse, die Fähigkeit auf das mechanische System wirkende Wechsellasten und Druckschläge auszugleichen, sowie ein sicheres Schließen der Ventilsitze bei Verlust der Energieversorgung dar.

Das Anwendungsspektrum von Dosierventilen reicht von der Verarbeitung von Klebstoffen über die Applikation von Dichtungen bis hin zu Füll- und Vergussaufgaben in den Bereichen Automotive, Elektrik und Elektronik, Haushalt und Weiße Ware, Pharma und Healthcare. Maximale Anforderungen an die Ventiltechnik bestehen hinsichtlich höchster Dosiergenauigkeit und Reproduzierbarkeit, sowie hoher Schaltgeschwindigkeiten und Dynamik zur Sicherstellung einer optimalen Dosierung und auch Hygiene.

Im Standardfall bestehen Ventileinheiten aus drei Basiselementen – Ventilgehäuse, Ventilpositionierschieber/Ventilnadel und einem pneumatischen, hydraulischen oder elektromagnetischen Ventilantrieb. Aufgrund steigender Ansprüche hinsichtlich Energieeffizienz und Nachhaltigkeit, aber auch in Bezug auf Prozesskontrolle und Produktionsdatenerfassung im Rahmen Industrie4.0 und IIOT steigt die Bedeutung elektrischer Antriebslösungen stetig.

Elektrische Ventilantriebe werden heute vermehrt elektromagnetisch, d.h. mit Hilfe eines Elektromotors in Kombination mit einer Spindel- oder Getriebeeinheit, realisiert. Nachteile dieser Systeme stellen ein deutlich erhöhter Bauraumbedarf, die hohe installierte Leistung und das häufig auf normally-stay limitierte Sicherheitsverhalten dar. Für ein sicheres Schließen bei Spannungsverlust muss ein zusätzliches Battery-Pack oder eine andere Form des Energiespeichers installiert werden, welches zwangsläufig zu mehr Bauraumbedarf, steigendem Wartungsaufwand und damit zu erhöhten Kosten führt.

naXture-Aktorlösungen hingegen erfüllen vollständig die bestehenden industriellen Anforderungen an ein effektives elektrisches Ventilantriebssystem und bieten darüber hinaus gezielt und gleichzeitig flexibel neue innovative Antriebskonzepte für Prozess- und Dosierventile im gesamten Anwendungsspektrum.

Insbesondere die folgenden Vorteile machen naXture Antriebe zur attraktiven Lösung für die Prozessautomatisierung:

• minimaler Bauraumbedarf und minimale Masse (z.B. zur direkten in-line Verwendung)
• geringe Leistungsaufnahme und hohe Effizienz
• elektrischer Betrieb
• hohe Stellkräfte
• hohe Stell-/Schaltgeschwindigkeiten
• Wechsellastfähigkeit
• flexibel konfigurierbares Sicherheitsverhalten
• Kraft und Wegkontrolle
• Kraftrückmeldung mit Guide-Funktion
• Robustheit gegen widirige Umgebungsbedingungen (Temperatur, Vibration, Schock, aggressive Medien)

Damit besitzt naXture entscheidende Vorteile in Bezug auf Designflexibilität, Funktion und Leistungsfähigkeit. Darüber hinaus ermöglichen naXture-Aktoren die Entwicklung völlig neuer Automatisierungslösungen mit erhöhter Prozesssicherheit, Systemintelligenz und Energieeffizienz bei gleichzeitiger Reduzierung der Betriebskosten.

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Anwendungsbeispiel wasserstofffähiger Massendurchflussregler

Massendurchflussregler werden in prozesstechnischen Anlagen zur Regelung von Durchflussmengen von Fluiden eingesetzt. Durch eine gezielte Veränderung des zur Verfügung stehenden Strömungsquerschnittes mit Hilfe einer Aktorik wird der Massenstrom des Mediums an einen Sollwert angepasst und auf diesem gehalten. Die Erfassung des Istwertes des Massenstroms erfolgt entweder indirekt (z.B. Positionsbasiert) oder direkt durch einen zusätzlichen Massenflusssensor, welcher im Massendurchflussregler selbst oder extern im Strömungssystem angeordnet sein kann. Durch die Integration von Aktor und Sensor in die übergeordnete Anlagensteuerung können Ist- und Sollwert verglichen und der erforderliche Regelkreis realisiert werden.

naXture – präzise und sicher in allen Umgebungsbedingungen
Die Verbrennung von Gas zur Energiegewinnung in Kraftwerken unterliegt einer Vielzahl von Anforderungen. Neben der Zielsetzung eines optimierten Wirkungsgrades besteht darüber hinaus die Notwendigkeit, Emissionen verschiedener Arten zu minimieren. So stellt sich zum Beispiel die Minimierung von Stickoxidemissionen als Konsequenz eines optimalen Verbrennungsprozesses dar. Dieser wiederum ist sowohl abhängig von den individuellen Beschaffenheiten der Brennkammern als auch von der präzisen Massenflusssteuerung der Fluidmenge je Brennkammer.

naXture Aktoren helfen hier, mit minimaler Größe und Gewicht, und in direkter Nähe zum Verbrennungsprozess, den optimalen Massenstrom hochpräzise automatisiert einstellen zu können. Selbst Veränderungen des Brennstoffes in Bezug auf Art oder Zusammensetzung können im Betrieb unmittelbar berücksichtigt, und die Stickoxidemissionen entsprechend ohne manuelle Optimierungsprozesse reduziert werden.

Vibrationen, weite Temperaturbereiche oder auch der Einfluss von Wasserstoff als Brennstoff, können der naXture Aktorik dank seiner hohen Robustheit, zum Beispiel dank der optionalen Edelstahlkapselung, hier nichts anhaben.

Beispieldaten Massendurchflussregler

• Elektrischer Antrieb
• Minimale Masse zur direkten Installation in Brennstoffzuleitung
• Stellhub >1 mm, kleinste Schrittweite <1µm
• Temperaturbereich -20 – +140°C
• Präzises Halten der eingestellten Position in spannungsfreiem Zustand
• Kein Stick-Slip Effekt nach längerem Betrieb in unveränderter Position
• 24V Spannungsversorgung
• Ansteuerung über IO-Link
• naXture Guide Option – inhärente sensorische Fähigkeit

Vorteile

• Extrem kompakt (klein und leicht zur direkten Integration in bestehende Prozesse und Anlagen)
• Hohe Robustheit gegen Schock und Druckschläge, Vibrationen, Temperaturschwankungen, anspruchsvolle Umgebungsbedingen (Schmutz, Staub, Verunreinigungen)
• Sichere Funktion nach längerem Stillstand (kein Stick-Slip-Effekt)
• Positionserhalt auch bei Ausfall der übergeordneten Energieversorgung
• Option: Edelstahlkapselung mit bis zu 100% Wasserstofffestigkeit

naXture-Aktorik für Ihren Massendurchflussregler
Nicht jede Anwendung erfordert die Abdeckung extremer Temperaturbereiche, eine minimale Masse, oder höchste Vibrationsfestigkeit. Viele Anwendungen profitieren jedoch von der Präzision, Kompaktheit und Effizienz, die naXture im Feld der elektrischen Antriebe für Massendurchflussregler einmalig macht.

Laden Sie hier Ihre Mass-Flow Controller Application Note herunter und sprechen Sie uns an!

z.B. Nieten

Überwachen Sie die Einhaltung der Spezifikationen des Nietvorganges während das Niet gesetzt wird. Ohne zusätzliche Sensorik – für eine durchgängige Prozesskontrolle.

z.B. Zustandsüberwachung

Erhalten Sie Einblick in die Verfassung Ihres Systems und gewinnen Sie wertvolle Informationen zur effizienteren Planung von Serviceintervallen.

z.B. für Produktion und Fertigung

bei Überkopfarbeiten oder in der Handhabung schwerer und sperriger Gegenstände

z.B. Prothetik

bionische Handprothesen, die sensorische Fähigkeiten benötigen, um den Bewegungen und dem Greifverhalten einer menschlichen Hand möglichst nahe kommen zu können