PowerStroke

Technische Information
SITEMA-PowerStroke FSKP
Klemmen, Antreiben und Lösen durch Pneumatikdruck
TI-P12-DE-02/2016
Deutschsprachige Originalversion
Technische Information TI-P12
PowerStroke
Formschließköpfe Bauart FSKP
 Antriebssystem für hohe Kräfte auf kurzem Weg
 pneumatische Betätigung
 Schließkraft bis 3 Tonnen
Inhaltsverzeichnis
1
2
3
4
5
6
Funktion......................................................................... 1
Anwendungen ............................................................... 1
Funktionsbeschreibung ............................................... 2
Einbauhinweise............................................................. 3
S-Typen für Einsatz mit separater Stange.................. 5
Z-Typen für Einsatz mit Normzylinder ........................ 6
Eine ausführliche Beschreibung zu Ansteuerung und Einsatz
des PowerStrokes Bauart FSKP finden Sie in der
„Montageanleitung MA-P12“.
1 Funktion
Der Formschließkopf PowerStroke Bauart FSKP klemmt eine
Stange und presst das daran befestigte Maschinenteil in eine
Richtung.
Dabei wirkt eine zum Schließdruck proportionale Kraft.
Für den Einsatz der Bauart FSKP ist nur Pneumatik und keine
Hydraulik notwendig.
Anwendungsbeispiel:
SITEMA-PowerStroke FSKP montiert
auf Standard-Pneumatikzylinder
2 Anwendungen
Der PowerStroke Bauart FSKP mit seiner integrierten
Kurzhubfunktion wird typischerweise eingesetzt beim:
• Schließen von Formen
• Umformen
• Stanzen
• Nieten
• Biegen
• Pressen
K
• Quetschen
K
L
K
L
L
• Prägen
• Verbinden
• Fixieren
Die Bauart FSKP ist in 2 Bauformen lieferbar:
• S-Typen: für Einsatz mit separater Klemmstange
• Z-Typen: für Einsatz mit Pneumatik-Normzylinder nach
ISO 15552
1. Gelöster Zustand,
Stange ist nicht
geklemmt.
2. Zylinder fährt den
Eilhub.
Danach: PowerStroke
klemmt die Stange.
3. Ausführen des
Schließhubs
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3 Funktionsbeschreibung
3.3 Klemmen der Stange
Die nachfolgende Funktionsbeschreibung erläutert den
Anwendungsfall, wenn der SITEMA-PowerStroke an dem feststehenden Maschinenelement befestigt ist. Die Stange wird
bewegt. Die Schließrichtung ist entsprechend dieser Annahme
dargestellt.
Alternativ sind auch Anwendungen möglich, bei denen der
PowerStroke am bewegten Maschinenelement befestigt ist. In
diesem Fall wirkt die Stange als Verbindung zum feststehenden
Maschinenelement.
Die
Schließrichtung
kehrt
sich
entsprechend um.
3.1 Aufbau
Schließrichtung
K
L
2
3
W
K
Schließrichtung
X
Y
L
Z
2
3
Abb. 2: Situation zu Beginn der Klemmung
Wird Druckanschluss L druckfrei geschaltet, klemmt der
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
3.2 Lösen der Klemmung
Wird Druckanschluss L mit dem erforderlichen Mindestdruck
beaufschlagt (Anschluss K druckfrei), so bewegt sich die
Klemmhülse entgegen der Schließrichtung bis an den
Anschlag und öffnet das Klemmsystem (siehe Abb. 1).
Näherungsschalter 2 meldet nun „Klemmung gelöst“.
K
Schließrichtung
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
pneumatisch über die Druckanschlüsse L und K bewegt
werden.
ausgeführter Schließthub
Abb. 1: Aufbau PowerStroke (gelöster Zustand)
L
2
3
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 die Stange wird in
Schließrichtung bewegt.
Der Schließhub endet, wenn die dem Schließdruck (an
Druckanschluss K) entsprechende Kraft erreicht ist.
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Wie bei jedem pneumatischen Zylinder ist die Schließkraft auch
hier proportional zum wirkenden Druck und kann so genau
eingestellt werden.
Wenn der komplette Schließhub gefahren wird, meldet
Näherungsschalter 3 „Hubbegrenzung erreicht“. Diese
Meldung darf im Normalbetrieb nicht angezeigt werden (siehe
Kapitel 4.4 „Zustandskontrolle durch Näherungsschalter“). Die
korrekte Funktion des PowerStrokes kann dadurch permanent
überwacht werden.
Zum Lösen der Klemmung wird Druckanschluss K wieder
druckfrei geschaltet und Druckanschluss L mit Druck
beaufschlagt. Die Stange wird erst um den zuvor ausgeführten
Schließhub zurückbewegt und dann die Klemmung der Stange
aufgehoben.
Bevor der Schließhub ausgeführt werden kann, ist der Druck
bei L abzuschalten. Dadurch wird die Klemmung für den
Schließhub vorbereitet.
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 Bauformen
Der PowerStroke Bauart FSKP ist in 2 Bauformen lieferbar:
• S-Typen für Einsatz mit separater Klemmstange (Seite 5)
• Z-Typen für Einsatz mit Pneumatik-Normzylinder nach
ISO 15552 (Seite 6)
4.2 Ausführung der Stange
Die Funktion des PowerStrokes ist nur bei ordnungsgemäßer
Ausführung der Klemmstange gewährleistet:
• 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 °
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.
4.3 Ansteuerung
Abb. 4: Prinzipschema Ansteuerung
Die pneumatische Ansteuerung ist 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 Maschinenhersteller
verantwortlich.
Ein Klemmen mit dem 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 am Anschluss L zu treffen.
Ist eine kurze Reaktionszeit des PowerStroke gefordert, sind
folgende Anforderungen unbedingt zu beachten:
• kurze Leitungswege
• schnelle Ventilreaktionszeiten
• geeignete Steuerung
• Einbau eines Schnell-Entlüftungsventils
Druckmedium
Die Druckluft muss getrocknet und gefiltert sein. SITEMA
empfiehlt Druckluft nach ISO 8573-1:2010 [7:4:4].
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.
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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.
4.4 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“.
4.5 Betriebsbedingungen
Die unmittelbare Umgebung des 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.
4.6 CE-Kennzeichnung
Der PowerStroke ist als Komponente 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
PowerStroke
in
der
Gesamtdokumentation bereitstellen und ggf. für die CEKennzeichnung der Gesamtmaschine bzw. -anlage sorgen.
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5 S-Typen für Einsatz mit separater Stange
K
PLQ[ƒ
L
2
3
Druckanschluss K
„Schließhub“
siehe 1
Druckanschluss L
„Lösen”
siehe 2
Halter für Näherungsschalter 2,
Signal „Klemmung gelöst“
siehe 3
Halter für Näherungsschalter 3,
Signal „Hubbegrenzung
erreicht“
siehe 3
(max. ausgefahrene Länge)
Schließrichtung
Abb. 5: Abmessungen PowerStroke Bauart FSKP, S-Typen für Einsatz mit separater Stange
Typ
Ident.-Nr.
Schließkraft bei Nenndruck
Schließkraft bei max. Schließdruck
Technische Daten
Stangendurchmesser [d]
Außendurchmesser [D]
Gesamtlänge [H]
Max. ausgefahrene Länge [HE]
Schließhub
Gewicht ca.
Pneumatik
Nenndruck für Schließkraft 1
Max. Schließdruck 1 / Lösedruck 2
Normvolumen K bei Gesamthub 1
Min. Lösedruck 2
Normvolumen L bei Gesamthub 2
Anschlussmaße
HK
HL
H2
H3
D1
X
D2
Z
L1
L2
G
T1
kN
kN
FSKP16/3-S
FSKP 016 01
11,5
12,5
FSKP20/3-S
FSKP 020 01
19
21
FSKP25/3-S
FSKP 025 01
27,5
30
mm
mm
mm
mm
mm
kg
16
126
227
244
12
7,5
20
148
228
245
12
10
25
177
254
271
12
15,5
bar
bar
cm³
bar
cm³
6
6,5
380
5
120
6
6,5
560
5
180
6
6,5
790
5
240
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
18
160,5
195,5
191,5
80
14
85
3
92
95
M6
12
18
159
196
192
95
14
100
3,5
110
115
M8
15
21
171
214,5
210,5
145
26,5
110
3,5
160
125
M8
18
mm
Technische Änderungen vorbehalten
3 Die eingebauten Halter für Näherungsschalter sind für handelsübliche induktive Näherungsschalter (M 8 x 1, Nennschaltabstand
1,5 mm, bündig einbaubar, Schließer) vorgesehen.
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.
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6 Z-Typen für Einsatz mit Normzylinder ISO 15552
K
PLQ[ƒ
L
2
3
Druckanschluss K
„Schließhub“
siehe 1
Druckanschluss L
„Lösen”
siehe 2
Halter für Näherungsschalter 2,
Signal „Klemmung gelöst“
siehe 3
Halter für Näherungsschalter 3,
Signal „Hubbegrenzung
erreicht“
siehe 3
(max. ausgefahrene Länge)
Schließrichtung
Abb. 6: Abmessungen PowerStroke Bauart FSKP, Z-Typen für Einsatz mit Normzylinder
Typ
Ident.-Nr.
Schließkraft bei Nenndruck
Schließkraft bei max. Schließdruck
Technische Daten
Normzyl. ISO 15552 Kolbendurchm./ Stangendurchm. [d]
Erforderl. Kolbenstangenverläng. für Normzyl. ISO 15552
Außendurchmesser [D]
Gesamtlänge [H]
Max. ausgefahrene Länge [HE]
Schließhub
Gewicht ca.
Pneumatik
Nenndruck für Schließkraft 1
Max. Schließdruck 1 / Lösedruck 2
Normvolumen K bei Gesamthub 1
Min. Lösedruck 2
Normvolumen L bei Gesamthub 2
Anschlussmaße
HK
HL
H2
H3
D1
X
D2
Z
L1
L2
G
T1
TG
DR
kN
kN
FSKP16/3-Z
FSKP 016 11
11,5
12,5
FSKP20/3-Z
FSKP 020 11
19
21
FSKP25/3-Z
FSKP 025 11
27,5
30
mm
mm
mm
mm
mm
mm
kg
40 / 16
225
126
227
244
12
7,5
50 / 20
225
148
228
245
12
10
80 / 25
250
177
254
271
12
15,5
bar
bar
cm³
bar
cm³
6
6,5
380
5
120
6
6,5
560
5
180
6
6,5
790
5
240
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
mm
18
160,5
195,5
191,5
80
14
85
3
92
95
M6
12
38
6,6
mm
mm
mm
3 Die eingebauten Halter für Näherungsschalter sind für handelsübliche induktive Näherungsschalter (M 8 x 1, Nennschaltabstand
1,5 mm, bündig einbaubar, Schließer) vorgesehen. Die Halter besitzen
als Montagehilfe einen Tiefenanschlag und sind ab Werk bereits auf die
18
21
159
171
196
214,5
192
210,5
95
145
19
26,5
100
110
3,5
3,5
110
160
115
125
M8
M8
15
18
46,5
72
9
11
Technische Änderungen vorbehalten
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.
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