Technische Information TI-P11

Technische Information
SITEMA-PowerStroke FSK
Klemmen, Antreiben und Lösen durch Hydraulikdruck
TI-P11-DE-01/2016
Deutschsprachige Originalversion
Technische Information TI-P11
SITEMA-PowerStroke
Formschließköpfe Bauart FSK
 Antriebssystem für hohe Kräfte auf kurzem Weg
 hydraulische Betätigung
 Schließkraft bis 200 Tonnen
Inhaltsverzeichnis
1
2
3
4
5
Funktion........................................................................
Anwendungen ..............................................................
Funktionsbeschreibung ..............................................
Einbauhinweise............................................................
Übersicht FSK-Typen ..................................................
1
1
2
3
5
Eine ausführliche Beschreibung zu Ansteuerung und Einsatz
des SITEMA-PowerStrokes Bauart FSK finden Sie in der
„Montageanleitung MA-P11“.
Anwendungsbeispiel: schematische Formpresse
mit 4 x SITEMA-PowerStroke Bauart FSK
K
L
1. Gelöster Zustand,
Stange nicht geklemmt;
Fahrantrieb schließt
die Form.
1 Funktion
Der Formschließkopf SITEMA-PowerStroke klemmt eine
Stange und presst das daran befestigte Maschinenteil in eine
Richtung.
Dabei wirkt eine zum Schließdruck proportionale Kraft.
K
L
2. Klemmen der Stange
2 Anwendungen
Der SITEMA-PowerStroke Bauart FSK mit seiner integrierten
Kurzhubfunktion wird typischerweise eingesetzt bei:
K
L
• Formpressen zum Schließen und Aufbringen der Presskraft
• Spritzgusswerkzeugen zum Schließen und Aufbringen der
Schließkraft
3. Ausführen
des Schließhubs
• Anwendungen mit hohen Kräften auf kurzem Arbeitsweg
Computeranimation des Funktionsprinzips auf: www.sitema.de
SITEMA GmbH & Co. KG . G.-Braun-Straße 13 . D-76187 Karlsruhe . Telefon: +49(0)721/98661-0 . Fax: -11 . www.sitema.de
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3 Funktionsbeschreibung
3.3 Klemmen der Stange
Die nachfolgende Funktionsbeschreibung erläutert den
Anwendungsfall, wenn der SITEMA-PowerStroke an dem
bewegten Maschinenelement befestigt ist. Die Stange hingegen wirkt als Verbindung zum feststehenden Maschinenelement. Die Schließrichtung ist entsprechend dieser Annahme
dargestellt.
Alternativ sind auch Anwendungen möglich, bei denen der
SITEMA-PowerStroke am feststehenden Maschinenelement
befestigt ist. In diesem Fall wird die Stange bewegt. Die
Schließrichtung kehrt sich entsprechend um.
3
2
L
K
3.1 Aufbau
3
K
L
Abb. 2: Situation zu Beginn der Klemmung
Y
2
W
Z
X
Wird Druckanschluss L druckfrei geschaltet, klemmt der
SITEMA-PowerStroke die Stange. Die Einheit ist für den
Schließhub bereit.
Das Signal von Näherungsschalter 2 „Klemmung gelöst“ steht
nicht mehr an.
3.4 Ausführen des Schließhubs
3
K
Schließrichtung
L
2
(Stange fest)
Abb. 1: Aufbau SITEMA-PowerStroke (gelöster Zustand)
Das Klemmsystem besteht aus der Klemmbuchse (X) Abb. 1
und der Klemmhülse (Y) Abb. 1, die über Federn (Z) Abb. 1
gegeneinander verspannt sind. Die Klemmhülse ist im
Gehäuse (W) Abb. 1 verschiebbar gelagert und kann hydraulisch über die Druckanschlüsse L und K bewegt werden.
Bei hydraulisch initiierten Typen (FSK 140 bis FSK 200) wird
die Verspannung nicht mit Federn, sondern durch einen separaten Hydraulikkolben erzeugt. Der Hydraulikkolben wird über
Druckanschluss V mit Druck versorgt.
3.2 Lösen der Klemmung
Wird Druckanschluss L mit dem erforderlichen Mindestdruck
beaufschlagt (Anschluss K druckfrei), so bewegt sich das
Gehäuse (W) entgegen der Schließrichtung bis an den
Anschlag und öffnet das Klemmsystem (siehe Abb. 1).
Näherungsschalter 2 meldet nun „Klemmung gelöst“.
ausgeführter Schließhub
Schließrichtung (Stange fest)
Abb. 3: Situation am Ende des Schließhubs
Wenn die Stange geklemmt ist, kann Druckanschluss K mit
Druck beaufschlagt werden. Dadurch erhöht sich die Klemmkraft selbstverstärkend und das Gehäuse wird in Schließrichtung bewegt.
Der Schließhub endet, wenn die zum Schließdruck (an Druckanschluss K) entsprechende Kraft erreicht ist. Bei Sonderausführungen ist eine Einstellmutter vorhanden. Mit dieser kann
der Schließhub variabel begrenzt werden.
Wie bei jedem hydraulischen Zylinder ist die Schließkraft auch
hier proportional zum wirkenden Druck an Druckanschluss K
und kann so genau eingestellt werden.
H Wenn während des Schließhubs keine Gegenkraft von der
Maschine / Anlage auf den SITEMA-PowerStroke wirkt,
wird der gesamte Schließhub gefahren und der interne
Endanschlag erreicht. Dabei kann sich abhängig von
Ausführung und Betriebsbedingungen das Klemmsystem
öffnen und die Stange wird nicht mehr geklemmt.
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Druckanschluss K „Schließhub“
Bei komplett eingeführter Stange und Druckfreiheit an Druckanschluss L kann Druckanschluss K mit Druck beaufschlagt
werden. Dabei bewirkt der beaufschlagte Druck das Ausführen
des Schließhubs und den Aufbau einer entsprechenden
Schließkraft.
J Die Druckanschlüsse L und K dürfen niemals gleichzeitig
mit Druck beaufschlagt werden.
4 Einbauhinweise
4.1 Ausführung der Stange
Die Funktion des
ordnungsgemäßer
gewährleistet:
SITEMA-PowerStrokes ist nur bei
Ausführung
der
Klemmstange
Entlüftungsautomaten
• ISO-Toleranzfeld f7 oder h6
• induktivgehärtet min. HRC 56, Einhärtungstiefe:
bis ø 30 mm: min. 1 mm
ø über 30 mm: min. 1,5 mm
• Korrosionsschutz, z. B. Hartverchromung: 20 +/-10 μm, 800 –
1000 HV
• Oberflächenrauheit: Rz = 1 bis 4 μm (Ra 0,15 – 0,3 μm)
• Einführschräge gerundet:
ø 18 mm bis ø 80 mm: min. 4 x 30 °
ø über 80 mm bis ø 180 mm: min. 5 x 30 °
ø über 180 mm bis ø 380 mm: min. 7 x 30 °
zusätzliche Ansteuerung
bei hydraulisch initiierten Typen
Wenn der komplette Schließhub gefahren wird, meldet Näherungsschalter 3 „Hubbegrenzung erreicht“. Diese Meldung darf
im Normalbetrieb nicht angezeigt werden (siehe Kapitel 4.3
„Zustandskontrolle durch Näherungsschalter“). Die korrekte
Funktion des SITEMA-PowerStrokes kann dadurch permanent
überwacht werden.
Zum Lösen der Klemmung wird Druckanschluss K wieder
druckfrei geschaltet und Druckanschluss L mit Druck beaufschlagt. Das Gehäuse wird erst um den ausgeführten
Schließhub zurückbewegt und dann die Klemmung der Stange
aufgehoben.
Die Stange darf nicht eingefettet werden.
Zum Beispiel können folgende Standardstangen verwendet
werden:
• Kolbenstangen, hartverchromt (ISO-Toleranzfeld f7)
• Stangen für Linearkugellager (ISO-Toleranzfeld h6)
Prinzipiell ist auf ausreichende Festigkeit des Grundwerkstoffs
der Stange zu achten. Bei druckbelasteten Stangen muss die
Knicksicherheit beachtet werden.
4.2 Ansteuerung
Druckmedium
Als Druckmedium müssen Hydrauliköle (HLP) nach
DIN 51524-2:2006 verwendet werden. Bei anderen Medien
bitten wir um Rücksprache.
Druckanschluss L „Lösen“
Druckanschluss L ist ständig mit dem Mindestdruck zu beaufschlagen, solange die Stange in Bewegung ist bzw. eingeführt
wird. Die Klemmung ist dadurch geöffnet.
Bevor der Schließhub ausgeführt werden kann, ist der Druck
bei L abzuschalten. Dadurch wird die Klemmung für den
Schließhub vorbereitet.
Abb. 4: Prinzipbild Ansteuerung
Die hydraulische Ansteuerung ist kundenseitig unter
Beachtung der geltenden Sicherheitsregeln in Anlehnung an
den oben dargestellten Schaltplan auszuführen. Dabei sind
primär die logischen Verknüpfungen dargestellt. Für die
Einhaltung der geltenden Vorschriften und ebenso für die
abschließende Überprüfung aller Funktionen ist der Hersteller
verantwortlich.
Ein Klemmen mit dem SITEMA-PowerStroke während der
Bewegung durch den Primärantrieb ist zu vermeiden, da
hierbei hohe dynamische Bremskräfte entstehen können.
Gegebenenfalls sind daher Vorkehrungen gegen einen
unerwünschten Druckabfall an Anschluss L zu treffen.
Ist eine kurze Reaktionszeit des SITEMA-PowerStrokes
gefordert, sind folgende Anforderungen unbedingt zu
beachten:
•
•
•
•
kurze Leitungswege
entsprechend große Ventil- und Leitungsquerschnitte
schnelle Ventilreaktionszeiten
geeignete Steuerung
Druckanschluss V „Versorgungsdruck“
(nur bei hydraulisch initiierten Typen)
Druckanschluss V ist ständig mit dem Nenndruck zu beaufschlagen und unbedingt über ein Überdruckventil zu überwachen.
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Hinweise
1.
Die Stange darf die Klemmeinheit während des Betriebs
nicht verlassen.
Es sind jedoch Sonderausführungen möglich, die auch ein
Verlassen und Einführen der Stange bei jedem Arbeitshub
erlauben.
In diesem Fall darf die Stange nur durch den Zentrierring
eingeführt werden, wenn der Näherungsschalter 2 „Klemmung gelöst“ ansteht.
Bevor die Stange geklemmt werden darf, muss gewährleistet sein, dass sie mindestens bis zu der in der Spezifikation der Sonderausführung genannten „Mindesteinführtiefe“ eingeführt wurde.
2. Beim Lösen der Klemmung darf an der Stange keine Zugoder Druckkraft anstehen. Dies ist bei der Ansteuerung
des Primärantriebs zu berücksichtigen.
3. Bei vertikalen Anwendungen: Der Primärantrieb muss
während des Rückhubs und Lösevorgangs eine Kraft aufbringen, die das Gewicht von Stange und Anbauteilen hält
(Gewichtsausgleich). Dadurch wird ein Absinken der Stange nach dem Lösen der Klemmung verhindert.
4.3 Zustandskontrolle durch Näherungsschalter
Näherungsschalter 2 „Klemmung gelöst“ meldet die geöffnete
Klemmung und wird benutzt, um die Bewegung des Antriebs
freizuschalten.
Näherungsschalter 3 „Hubbegrenzung erreicht“ meldet, dass
der mögliche Schließhub durchfahren und der interne Endanschlag erreicht ist. Dann steht die Schließkraft nicht in voller
Höhe zur Verfügung. Vgl. hierzu auch Kapitel 3.4 „Ausführen
des Schließhubs“.
4.4 Betriebsbedingungen
Die unmittelbare Umgebung des SITEMA-PowerStrokes in
Standardausführung muss trocken und sauber sein.
Bei starkem Schmutzanfall (wie Fremdteile, Fett, Schleifstaub
oder Späne) sind besondere Schutzmaßnahmen zu treffen.
Flüssigkeiten wie Trennmittel, Konservierungsmittel und
andere flüssige Medien oder Chemikalien im Gehäuseinneren
können die Haltekraft reduzieren.
Die Stange darf nicht eingefettet werden, da Schmiermittel die
Klemmkraft beeinträchtigen.
• Der Maschinenhersteller muss entsprechende Maßnahmen
ergreifen um Verunreinigungen des Gehäuseinneren zu
vermeiden.
• In Zweifelsfällen wenden Sie sich an SITEMA.
Die zulässige Oberflächen-Temperatur beträgt 0 – 60°C.
4.5 CE-Kennzeichnung
Der SITEMA-PowerStroke ist als Komponente (unvollständige
Maschine) zum Einbau in eine Maschine bzw. Anlage bestimmt
und kann als solche nicht mit der CE-Kennzeichnung versehen
werden. Der Inverkehrbringer der Maschine bzw. Anlage muss
Informationen über den SITEMA-PowerStroke in der
Gesamtdokumentation bereitstellen und ggf. für die CEKennzeichnung der Gesamtmaschine bzw. -anlage sorgen.
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5 Übersicht FSK-Typen
bei FSK 140
bis FSK 200
K
L
V
2
3
5
Druckanschluss K
„Schließhub“
siehe 1
Druckanschluss L
„Lösen“
siehe 2
Druckanschluss V
„Versorgungsdruck“
siehe 3
Halter für Näherungsschalter 2,
Signal „Klemmung gelöst“
siehe 4
Halter für Näherungsschalter 3,
Signal „Hubbegrenzung
erreicht“
siehe 4
(max. ausgefahrene Länge)
Schließrichtung (Stange fest)
Abb. 5: Abmessungen SITEMA-PowerStroke Bauart FSK
Typ
Ident.-Nr.
Schließkraft bei max. Schließdruck
Technische Daten
Stangendurchmesser [d]
Einführschräge [C]
Außendurchmesser [D]
Gesamtlänge [H]
Max. ausgefahrene Länge [HE]
Schließhub
Gewicht ca.
Hydraulik
Max. Schließdruck 1 / Lösedruck 2
Schluckvolumen K bei Gesamthub 1
Min. Lösedruck 2
Schluckvolumen L bei Gesamthub 2
Klemmsystem initiiert durch
Versorgungsdruck an V 3
Anschlussmaße
HK
HL
H2
H3
AG
AG (V)
D1
X
L1
w
v
G
T1
FSK 45
FSK 70
FSK 100
FSK 110
FSK 125 FSK 140 FSK 160 FSK 180 FSK 200
FSK 045 01 FSK 070 01 FSK 100 01 FSK 110 01 FSK 125 01 FSK 140 01 FSK 160 01 FSK 180 01 FSK 200 01
kN
60
110
300
450
625
800
950
1375
1800
mm
mm
mm
mm
mm
mm
kg
45
4
160
285
311
20
36
70
4
198
334
361
20
66
100
5
268
444
471
20
150
110
5
298
529
557
20
220
125
5
328
570
598
20
235
140
5
371
626
658
20
310
160
5
398
680
713
20
470
180
5
454
765
798
20
620
200
7
525
850
883
20
870
bar
cm³
bar
cm³
100
160
80
70
Federn
-
100
310
75
130
Federn
-
150
580
100
180
Federn
-
200
660
150
200
Federn
-
200
880
150
270
Federn
-
60,5
136,5
197
190,5
G1/4
105
30
130
6 x 60°
15°
M 10
20
77
149,5
222,5
215
G3/8
120
21
160
6 x 60°
30°
M 12
25
115
194
285
275
G1/2
150
30
200
6 x 60°
30°
M 16
25
116,5
196
285
277
G1/2
185
35
237
10 x 36°
18°
M 16
25
110,5
190
279
271
G1/2
200
35
264
8 x 45°
22,5°
M 20
30
bar
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
200
200
200
200
1280
1600
2260
3030
150
150
160
150
410
460
550
820
Hydraulik Hydraulik Hydraulik Hydraulik
150
150
160
150
118
211,5
309
301
G1/2
G3/8
215
38
260
8 x 45°
22,5°
M 24
50
134
245
412
404
G3/4
G3/8
230
35
290
8 x 45°
22,5°
M 24
50
134
245
414
406
G3/4
G1/2
250
35
340
10 x 36°
18°
M 24
50
134
245
414
406
G3/4
G1/2
275
35
390
10 x 36°
18°
M 30
60
Technische Änderungen vorbehalten
4 Die eingebauten Halter für Näherungsschalter sind vorgesehen für
handelsübliche induktive Näherungsschalter (M 12 x 1, Nennschaltabstand 2 mm, bündig einbaubar, Schließer; Ausnahmen: FSK 45 bis
FSK 100: M 8 x 1, Schaltabstand 1,5 mm.)
Die Halter besitzen als Montagehilfe einen Tiefenanschlag und sind ab
Werk bereits auf die richtige Tiefe voreingestellt. Kundenseitig werden
die Näherungsschalter bis zum Anschlag eingesteckt und geklemmt.
Die Näherungsschalter selbst gehören nicht zum Standard-Lieferumfang, können aber als Zubehör mitbestellt werden.
5 Die Druckanschlüsse LL, KK, VV sind bei Anlieferung mit einer Verschlussschraube versehen. Sie können alternativ zu L, K, V benutzt
werden und sind hilfreich bei der Befüllung / Entlüftung der Druckräume.
SITEMA GmbH & Co. KG . G.-Braun-Straße 13 . D-76187 Karlsruhe . Telefon: +49(0)721/98661-0 . Fax: -11 . www.sitema.de
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