Explosionsschutz inklusive 1

Für den Einsatz in explosiver Staub- oder Gas-Atmosphäre hat Raco eine Elektrozylinder-Baureihe entwickelt, welche die Anforderungen der Atex-Richtlinie erfüllt. Was unterscheidet diese konstruktiv von einem Standard-Elektrozylinder? Diese und weitere Fragen beantwortet Vertiriebsleiter Jörg-Peter Schäfer im Interview.

Raco bietet in Sachen Elektrozylinder einen reichhaltigen Warenkorb. Welche Größen oder Varianten bieten Sie aktuell an?
Aktuell bieten wir zwei Elektrozylinder-Baureihen an, deren Leistungsspektrum die Stellkräfte von 100 kg bis 100 t abdeckt. Das modulare Baugruppensystem ermöglicht zahlreiche Varianten mit individuellen Ausprägungen für den jeweiligen Einsatzbereich. Die vom Kunden vorgegebenen Einsatzbedingungen bestimmen die Auswahl des geeigneten Elektrozylindertyps. Dabei sind die Art der Beanspruchung im Betrieb (Schalthäufigkeit, Dynamik, Positioniergenauigkeit) auf der einen Seite und die technische Ausführung im Hinblick auf die Umgebungsbedingungen (Korrosionsschutz, Explosionsschutz, Dämpfung von Vibrationen und Stößen) auf der anderen Seite maßgebend.

Für die Baureihe 1 (Heavy Duty) wurde besonderes Augenmerk auf die Robustheit und Langlebigkeit auch unter härtesten Einsatzbedingungen gelegt. Die besonders stabile Ausführung der Elektrozylinder wird gleichermaßen auch für hochdynamische Anwendungen mit entsprechend hoher Schalthäufigkeit eingesetzt. Durch eine Vielzahl von Optionen bis hin zu Sonderkon-struktionen werden Kundenforderungen umfassend erfüllt und somit der Nutzen maximiert. Die Baureihe 6 (Compact) ist für Stell- und Positionieraufgaben konzipiert, bei denen durch einfache Installation leicht kontrollierbare Stellaufgaben realisiert werden können.

Elektrozylinder dieses Typs zeichnen sich durch eine sehr kompakte Bauform bei hoher Leistungsdichte aus. Eine Long-Life-Schmierung der Schub-Zugeinheit garantiert die Wartungsfreiheit über die gesamte Nutzungsdauer. Die Befestigung der Elektrozylinder ist kompatibel zu Pneumatik- und Hydraulikzylindern, was die Umrüstung auf unser Mechatronik-System vereinfacht.

Gibt es bei den Elektrozylinder-Konstruktionen besondere technische Attribute, die sich von den Wettbewerbsprodukten unterscheiden?
Durch die stetige Weiterentwicklung unserer Produkte ist das rein elektromechanische Antriebsprinzip auf eine Vielzahl von Anwendungen übertragen worden. Unser Anspruch an eine industriegerechte, zuverlässige und lange einsetzbare Ausführung erfüllt zugleich die Spezifikationen zahlreicher namhafter Maschinen- und Anlagenbauer weltweit. Das elektromechanische Prinzip beruht auf der Umwandlung der vom Motor erzeugten Rotation in eine lineare Bewegung des Schubrohres im Inneren des Elektrozylinders. Die zu installierende Antriebsleistung wird maßgeblich durch den Wirkungsgrad des Spindel-Mutter-Systems bestimmt. Raco setzt als zentrales Antriebselement eigene Gewindetriebe mit einer auf den jeweiligen Einsatzfall optimierten Profilgeometrie ein. Der verwendete Wälzlagerstahl verhält sich auch bei Wechselbelastungen äußerst verschleißarm und garantiert eine lange Standzeit.

Mehr als eine Million Schaltungen mit Trapezgewindetrieben und mehr als zehn Millionen Schaltungen mit Kugelgewindetrieben wurden nachweislich realisiert. Erst das Zusammenwirken der mechanischen mit den elektrischen Komponenten ergibt ein perfektes mechatronisches System. Die Elektrozylinder und deren Steuerungselemente werden von uns entwickelt und sind daher bestmöglich aufeinander abgestimmt. Dies ermöglicht kurze Reaktionszeiten und beste Regeleigenschaften und darüber hinaus einen sicheren Schutz vor Überlastung.

Für den Einsatz in explosiver Staub- oder Gas-Atmosphäre sind Elektrozylinder entwickelt worden, welche die Anforderungen der Atex-Richtlinie erfüllen. Welche Ausführungen umfasst die Baureihe?
Neue Produktanforderungen führen zu neuen Leistungsmerkmalen unserer Produkte. Als Hersteller hochwertiger Antriebe für lineare Stellaufgaben hat Raco sein Lieferprogramm gezielt weiterentwickelt und ergänzt. Die Elektrozylinder der Heavy Duty-Baureihe 1 zeichnen sich schon immer durch die Robustheit und Langlebigkeit auch unter härtesten Einsatzbedingungen aus. Für den Einsatz in explosiver Staub-Atmosphäre (Gerätegruppe II, Kategorie 2D und 3D, Zone 21 und 22) oder Gas-Atmosphäre (Gerätegruppe II, Kategorie 2G und 3G, Zone 1 und 2) wurde die gesamte Elektrozylinder-Baureihe zertifiziert und erfüllt somit die Anforderungen der Atex-Richtlinie.

Was ist beim Atex-Zylinder konstruktiv anders?
Kriterium für die Zertifizierung gemäß der Atex-Richtlinie ist die Definition der Einsatzgrenzen und der daraus abgeleiteten konstruktiven Maßnahmen, um potenzielle Zündquellen zu eliminieren. Faktoren wie Toleranzklasse und Oberflächengüte des Raco-Gewindetriebs reduzieren den Verschleiß und gleichzeitig auch die Erwärmung. Die Auswahl des Gewindetriebs mit der entsprechenden Materialpaarung ist daher ebenso entscheidend, wie alle weiteren Komponenten, die sich relativ zu einander bewegen. Ferner sind konstruktive Maßnahmen zur Reduzierung der Oberflächentemperatur für bestimmte Einsatzbedingungen notwendig.

Wo liegt preislich in etwa eine Atex-Konstruktion im Vergleich zu einer Standard-Ausführung?
Preisrelevant sind zum einen aufwendige konstruktive Maßnahmen für die Kapselung des Elektrozylinders und zum anderen die aufwendige elektrische Installation. Für die Signalisierung der Position stehen beispielsweise aus dem eigenen Lieferprogramm zugelassene Komponenten wie mechanische Mikroendschalter und Potenziometer zur Verfügung. Diese dürfen in einem Gerätezusatzgehäuse mit entsprechender Abdichtung und Schutzart installiert und eigensicher über einen Trennverstärker, der sich außerhalb der Ex-Zone befindet, betrieben werden. Wir liefern die zugehörigen Schaltpläne, in denen die passend aufeinander abgestimmten und zugelassenen Bauteile beschrieben sind. Die umfangreiche Dokumentation sowie zahlreiche Tests in unserem Prüffeld und bei externen Partnern bedingen auch einen entsprechenden Personaleinsatz um das Know-how weiter auszubauen und somit als kompetenter Ansprechpartner einen Kundennutzen zu generieren. Das Thema Explosionsschutz und Schlagwetterschutz hat schon beginnend in den 60er Jahren im Bergbau eine lange Tradition im Hause Raco.

In welchen Industrie-Applikationen kommen Atex-Ausführungen beispielsweise zur Anwendung?
Ein typischer Schwerpunkt ist der Einsatz in Förderanlagen für Schüttgut, insbesondere für den Kohletransport in Kraftwerken zur Kesselbefeuerung. Auch werden regelmäßig Dosierschieber und lineare Zustell-Einrichtungen in verschiedenen Prozessanlagen mit unseren Elektrozylindern ausgerüstet.

Beschreiben Sie etwas konkreter ein aktuell abgewickeltes Projekt, das den Einsatz eines Atex-Elektrozylinders erforderlich machte?
In einem aktuellen Projekt bestand die Aufgabe darin, eine bislang hydraulisch betätigte Zustelleinrichtung unter Berücksichtigung der Atex-Richtlinien für die Zone 21, Staub-Atmosphäre, auszurüsten. Zu den bestehenden Antrieben war auch eine Anlagen-Erweiterung geplant. Die Elektrozylinder wurden entsprechend projektiert und erhielten neben der Abdichtung in der Schutzart IP  65 auch einen druckfest gekapselten Bremsmotor mit Handlüftung und Handrad zur manuellen Not-Betätigung. Als dezentral angesteuerte Stellantriebe konnten die Elektrozylinder einfach in eine bestehende Anlage eingebunden werden.

Heute kommen noch vielfach fluidtechnische Linearantriebe zum Einsatz. In welchen Fällen bietet ein Elektrozylinder mehr Nutzwert?
Im Mittelpunkt steht heute die durchgehende Adaption in eine Automatisierungsplattform in komplexen Anlagen und im Sondermaschinenbau. Über definierte Schnittstellen zum Motor des Elektrozylinders lässt sich die Ansteuerung für Positionier- und Regelaufgaben auch bei hohen Taktzyklen leicht realisieren und somit das Potenzial der Mechatronik voll ausschöpfen.