Für millionenfache Hübe 1

Konventionelle Antriebe sind aufwendig anzufertigen und verbrauchen nicht nur bei ihrer Herstellung, sondern vor allem im Betrieb jede Menge Ressourcen und Energie. Alternative ist ein pneumohydraulisches Antriebs- und Presszylindersystem, das lediglich mit Druckluft betrieben wird.

Konventionelle Kraft-/Weg-kombinierte Antriebe, wie sie zum Beispiel für Pressen und Druck-/Pressvorgänge benötigt werden, sind im Normalfall großformatig, schwer und träge und verbrauchen viel Energie. Denn nach wie vor werden zur Erzeugung hoher Press- und Druckkräfte wahlweise mechanische, hydraulische oder mechanisch-pneumatische beziehungsweise mechanisch-elektrische oder vollelektrische Antriebe verwendet.

Diese bauen massiv, haben ein entsprechend hohes Gewicht und lassen sich nur mit enormem technischen Aufwand feinfühlig genug steuern. Tox Pressotechnik bietet der Industrie schon seit langem eine echte Alternative dazu: das pneumohydraulische Antriebs- und Presszylindersystem ‚TOX-Kraftpaket‘.

Dabei handelt es sich um eine kompakte zylinderförmige Einheit, die lediglich mit Druckluft betrieben wird. Die Druckluft treibt ein Ölzylinder- und Ventilsystem an, mit dem per Druckumwandlung sehr hohe Press- und Druckkräfte zu erzeugen sind. Die Druckluft wird zum einen für die schnelle Zustellung und die schnelle Rückstellung des Arbeitskolbens in die und aus der Arbeitsposition sowie auch für den eigentlichen kurzen Krafthub und die Erzeugung der erforderlichen Presskraft genutzt. Dadurch lässt sich gegenüber herkömmlichen Press- und Druckkraftantrieben sehr viel Energie einsparen, und es sind im Vergleich etwa zu hydraulischen Antrieben raschere Arbeitszyklen möglich.

Power wie ein Hydraulik-Zylinder
Im Handling, im Aufbau und in der Ansteuerung ähnlich einem Pneumatikzylinder, dabei aber Power wie ein Hydraulik-Zylinder – was nach der Quadratur des Kreises klingt, ist als pneumohydraulische oder auch hydropneumatische Antriebseinheit beim Hersteller schon lange Stand der Technik und wurde bis heute weit über 160  000 Mal produziert. Mit den Tox-Kraftpaket-Antriebszylindern, die heute in den verschiedensten Standard- und Sonderausführungen für Umform-, Press- und Druckkräfte im Bereich von 20 bis 2000 kN lieferbar sind, verbinden sich niedriger Energieverbrauch, hohe Verschleißfestigkeit und Hubfrequenzen, schonender Werkzeugeinsatz und reduziertes Geräuschniveau.

Dazu ist der Arbeitsweg in die drei Abschnitte luftbetriebener Eilhub, pneumohydraulischer Krafthub und luftbetriebener Rückhub unterteilt. Zudem basieren die Zylinder selbst auf einer präzisen, hochleistungsfähigen Mechanik, einem doppelt gelagertem Arbeitskolben, einem hermetisch geschlossenem Dichtungskonzept und einem wirksamen Dämpfungssystem.

Das Programm umfasst heute je eine Baureihe Standard- und Kompakt-Zylinder (S und K), eine sogenannte KT-Baureihe, bei der Arbeitszylinder und Druckübersetzerteil separate Einheiten bilden und somit mehr Einbauflexibilität bieten, die Baureihe S.50 mit einstellbarem Krafthub und die Kompakt-Baureihe K.51 mit Gesamthub-Einstellung.

Zudem gibt es die Variante RP speziell für Prägearbeiten, die Bauform O, die nur einen Krafthub aber keinen Eilhub aufweist sowie die Versionen P und VH, wobei P für einen speziellen Schweißtechnik-Zylinder und VH für einen ebensolchen Schweißzylinder mit Vorhub steht. Als weitere Ausführungen wären der Typ RZS zu nennen, der sich durch eine kostensparende Längsbauform, erhöhte Genauigkeit und abstimmbare Anflanschung auszeichnet.

Den vorläufigen Schlusspunkt der Tox-Kraftpaket-Antriebszylinder bildet die Baureihe line-Q, wobei es sich hier um eine technisch vereinfachte und damit kostengünstige Ausführung handelt. So können mit den Antriebs- und Funktionseinheiten die unterschiedlichsten Bearbeitungs- und Pressaufgaben platz-, energie- und kostensparend und damit in mehrfacher Hinsicht wirtschaftlich erledigt werden.

Nur Verschleißteile austauschen
Pneumohydraulische Antriebszylinder ersetzen eine aufwendige mechanisch-elektrische Antriebsmimik für lineare Bewegungen mit hohem Kraftbedarf, vereinfachen dabei die Maschinen- oder Vorrichtungs-Konstruktion und reduzieren die mechanische Fertigung sowie den Beschaffungsaufwand. Montage und Installation vereinfachen sich, der Serviceaufwand wird minimiert. In der Praxis erreichen die Antriebseinheiten millionenfache Hubzahlen ohne Ausfall, einzig Verschleißteile wie  Dichtungen müssen ausgetauscht werden.

Dank der integrierten Bauweise mit dem geschlossenen Ölsystem entfallen im Vergleich zu hydraulischen Anlagen auch Aufwendungen für hydraulische Zusatzaggregate samt entsprechender Installationen und Wartung. Die kompakten pneumohydraulischen Antriebseinheiten kommen in Vorrichtungen, Maschinen, Pressen oder Montageanlagen zum Einsatz. Zustell- und Rückstellhübe werden sehr schnell gefahren – der eigentliche Krafthub wird medienübergreifend und damit zeit- und energiesparend erzeugt. Je nach Anwendungsfall sind hohe Hubfrequenzen von 100 Hüben/Minute problemlos zu realisieren. Bei den Gesamthüben sind je nach Bauart 32 bis 400 mm und bei den Krafthüben zwischen 3 und 400 mm möglich. Damit ist eine individuell-flexible Auslegung für unterschiedlichste Anwendungen in Produktion und Montage gegeben.

C-Gestell-Pressen in Tischausführung
Mit den Antriebszylindern werden Blechbearbeitungsaufgaben wie Schneiden, Stanzen, Ausklinken, Biegen, Umformen, Prägen, Einpressen, Montieren, Pressen, Nieten und Druckfügen/Clinchen wirtschaftlich erledigt. Darüber hinaus sind in vielen Schweißzangen pneumohydraulische Zylinder als Druckerzeuger eingesetzt, wobei die Schweißzangen entweder stationär in Schweißstraßen eingebaut sind oder können als kompakte Komplettzangen mittels Industrierobotern beliebig positioniert werden.

Als weitere Einsatzgebiete wären unter anderem Spannvorrichtungen zu nennen, wobei durch die im Bedarfsfall großen Öffnungshübe mit Rückhub-Eilgang die Werkstücke schnell und einfach einzulegen und zu entnehmen sind. In Verbindung mit den erwähnt kurzen Krafthüben lassen sich schnelle Zykluszeiten realisieren, was in der Praxis zu einer Verringerung der Nebenzeiten führt, die Produktivität der investitionsintensiven Fertigungs- und Montageeinrichtungen spürbar steigern hilft. Da die Antriebszylinder oftmals in ein- bis mehrschichtig genutzten Vorrichtungen, Maschinen und Anlagen eingebaut sind, müssen sie natürlich auch den Ansprüchen an Dauerleistungsfähigkeit und maximale technische Verfügbarkeit genügen.

So gibt es im Hause Tox Pressotechnik eine Pressen-Baureihe, die ausschließlich mit den eigenen pneumohydraulischen Antriebseinheiten ausgerüstet wird. Dabei handelt es sich um so genannte C-Gestell-Pressen in Tischausführungen und als Stand-alone-Einheiten sowie in verschiedenen Baugrößen mit Presskräften ab 2 und bis 2000 kN. Des weiteren im Lieferprogramm: 2- und 4-Säulenpressen, einbaufertige Pressenstationen für Montage- und Produktionseinrichtungen sowie anwendungsspezifische Sonderpressen. Speziell für die blechverarbeitenden Industrien liefert der Hersteller zudem C-Bügel-Systeme, die jeweils mit entsprechenden pneumohydraulischen Antriebseinheiten und Werkzeugsystemen ausgerüstet werden.

Technik im Detail
Das TOX-Kraftpaket
Vorteil des patentierten pneumohydraulischen Antriebskonzepts: Zur Erzeugung einer bestimmten Druck-/Presskraft als Energie wird lediglich Druckluft benötigt, die dann in einem integrierten geschlossenen Ölsystem zu hohem hydraulischen Druck führt. Die Zylinder kombinieren also die Leistungsmerkmale der Pneumatik mit denen der Hydraulik, also hohe Kolbengeschwindigkeiten (Pneumatik) und geballte Kraft auf kleinstem Raum (Hydraulik). Weitere Vorteile sind die im direkten Leistungsvergleich sehr kompakten Baumaße, der automatisch einsetzende Krafthub sowie die sehr einfache Installation und Ansteuerung über standardisierte Ventiltechnik.