Technik rund um Hubsäulen und Elektrozylinder verständlich erläutert

Technik rund um Hubsäulen und Elektrozylinder verständlich erläutert

Glossar Hubsäulen und Elektrozylinder


 

Einbaulage

Die für die ordnungsgemäße Funktion der Hubsäule bzw. des Elektrozylinders ist unter Umständen eine definierte räumliche Orientierung (senkrecht, waagrecht, beliebig) notwendig. Die vorgeschriebenen Einbaupositionen sind in den Montageanleitungen beschrieben und entsprechend zu beachten: Link zu den technischen Anleitungen
 

Einbaumaß

Diese Maßangabe definiert die für den jeweiligen Ántrieb gegebene Einbaulänge. Einbaulänge = Grundlänge + Hub.
 

Einschaltdauer (max)

Diese technische Größe definiert die maximale Zeitspanne, über die eine Hubsäule oder Elektrozylinder ohne Unterbrechung betrieben werden kann. Im Anschluss an den Betrieb ist eine ebenfalls vorgegebene Pausenzeit einzuhalten. Beide Werte werden in der Angabe der Einschaltdauer (ED) ins Verhältnis gesetzt. Bei Antriebssystemen in der Antriebstechnik hat sich z.B. AB 2/18 min durchgesetzt – nach 2 Minuten ununterbrochenen Betriebes muss eine Pause von 18 Minuten erfolgen. Selbstverständlich kann die Pause bei kürzerer Betätigung entsprechend kleiner ausfallen. Die Angaben zum Aussetzbetrieb müssen unbedingt beachtet werden; ansonsten könnte eine mögliche Überlastung zum Auslösen der Schutzeinrichtungen führen.
 

Elektrozylinder (Elektrohubzylinder)

Bei diesen elektromotorischen Antrieben wird über eine Spindel eine Schubstange/Schubrohr linear ein- und ausgefahren. Elektrozylinder zeichnen sich durch Ihre kompakte Bauform aus, da Antriebsmotor, Getriebe, Spindel und Endschalter komprimiert zusammengefasst werden und somit eine einfache Integration in eine Konstruktion ermöglicht wird.
Elektrozylinder stellen eine kostengünstige Alternative zu Pneumatikzylindern und Hydraulikzylindern dar. Durch die mechanische Selbsthemmung benötigen Elektrozylinder im Stillstand keine Energie. Zudem können Positionen innerhalb der maximalen Hublänge stufenlos angefahren werden. Signale der Endschalter können beispielweise in eine übergeordnete SPS-Steuerung gesendet werden.
RK bietet Elektrozylinder in verschiedenen Leistungsklassen und Bauformen an. Eine Übersicht der Modellreihen finden Sie hier.

 

Handschalter

Der Benutzer kann über Handschalter sämtliche Funktionen von Antrieben bedienen. Per Knopfdruck werden Schaltsignale erzeugt, die in der Steuerung in die entsprechenden Steuersignale umgesetzt werden.

Standardhandschalter:
Der Handschalter ist über ein Anschlusskabel direkt mit der Steuerung verbunden; die Schaltsignale werden drahtgebunden übertragen.

Funkhandschalter:
Anstelle des Standard-Handschalters wird ein Funk-Empfänger an die Schnittstelle der Steuerung angeschlossen. Die von der Funk-Fernbedienung ausgesandten Schaltsignale werden vom Empfänger aufgenommen und an die Steuerung weitergeleitet.

 

Hub

Bei Hubsäulen und Elektrozylindern wird der maximale Verstellweg als Hub bezeichnet.
 

Hubsäulen

Elektrischer Antrieb mit einer speziellen, häufig designorientierten, Linearführung. Hubsäulen sind in der Lage, seitliche Kräfte zuverlässig aufzunehmen und auch im voll ausgefahrenen Zustand unter Berücksichtigung der max. Drehmomente die nötige Stabilität zu gewährleisten. Die Motoren, Getriebe, Endschalter und (teilweise) Steuerungen sind in der Hubsäule integriert und ermöglichen somit eine einfache Integration in eine Konstruktion um verschiedenste Höhenverstellungen zu realisieren.
RK bietet Hubsäulen in verschiedenen Leistungsklassen und Bauformen an. Eine Übersicht der Modellreihen finden Sie hier.

 

Kundenanwendungen

Verantwortlich für die RK Rose+Krieger Produkte (in der spezifischen Anwendung) und die Einhaltung der entsprechenden Richtlinien, Normen und Gesetze ist der Hersteller des Komplettsystems, in das die Produkte von RK Rose+Krieger eingebaut werden.
 

Memory-Synchronantrieb

Dieser Antriebstyp ist mit einem System zur Positions- bzw. Wegerkennung ausgestattet. Informationen zur aktuellen Antriebsposition werden permanent an eine entsprechend ausgerüstete Steuerung zurückgemeldet. Der Memoryantrieb wird in Applikationen eingesetzt, bei denen gespeicherte Positionen einfach per Knopfdruck abgerufen werden sollen. Sie sind auch in Anwendungen mit Synchron-/Memorysteuerungen erforderlich.
 

Netzkabel-Durchführung

Zusätzlicher Spannungsabgriff direkt an der Hubsäule zur Versorgung externer Geräte.
 

RK SyncFlex (Ausgleichselemente für Hubsäulen & Elektrozylinder)

Um Verspannungen bei synchron verfahrenden Hubsäulen und Elektrozylindern zu vermeiden, hat RK Rose+Krieger das System „RK SyncFlex“ entwickelt. Hierdurch können die Antriebe auf einfachste Weise optimal ausgerichtet werden und gewisse Winkel- und Längendifferenzen ausgeglichen werden. Verspannungen bzw. Überbelastungen und somit ein eventueller Ausfall des Systems wird vermieden. Nähere Detailinfos finden Sie hier.
 

Rückmeldung

Hierbei handelt es sich um eine technische Einrichtung zur Aufnahme der aktuellen Position und Geschwindigkeit der Hubsäule bzw. des Elektrozylinders. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen relativen (inkrementalen) und absoluten (analogen) Verfahren.

Inkremental (relativ):
Ein sogenannter Hallsensor erzeugt pro zurückgelegte Wegstrecke eine fest definierte Anzahl elektrischer Impulse. Die Steuerung errechnet daraus, relativ zu einem fest definierten Referenzpunkt, die aktuellen Informationen über Position und Geschwindigkeit. Damit eine zuverlässige Funktion des Antriebes gewährleistet ist, muss die Referenzgröße jederzeit korrekt zur Verfügung stehen. Sollte diese im unwahrscheinlichen Fall eines Stromausfalles bzw. einer Fehlfunktion verloren gehen, ist eine Neu-Referenzierung erforderlich.

Analog (absolut):
Die Wegerkennung erfolgt hier über ein sogenanntes Potentiometer. Dieses elektronische Bauteil ist fest an die Antriebsbewegung gekoppelt und ändert in Abhängigkeit von der aktuellen Position seinen Widerstandswert. Die Steuerung errechnet daraus die aktuellen Informationen über Position und Geschwindigkeit. Prinzipbedingt ist bei dieser Art der Wegerfassung keine Referenzierung erforderlich; die Potentiometerwerte stehen jederzeit uneingeschränkt zur Verfügung.

 

Schutzart

Die Dichtheit eines elektrischen Gerätes gegen das Eindringen fester und flüssiger Stoffe wird über den zweistelligen IP-Code klassifiziert. Die erste Ziffer definiert den Schutz vor eindringenden Feststoffen wie z.B. Staub etc.; die zweite den Schutz vor eindringenden Flüssigkeiten. Gebräuchliche Schutzarten sind z.B. IP 20 (Berührungsschutz); IP 44 (Spritzwasserschutz); IP 66 (Strahlwasserschutz).
 

Schutzleiteranschlusskabel

Die Netzanschlussleitung der MultiControl Care mit steuerseitigem
Schutzleiteranschluss dient zur Verbindung der Applikation mit dem Schutzleiter. Montieren Sie das steuerseitige Schutzleiteranschlusskabel gemäß den gültigen Normen und dem Stand der Technik an Ihre Applikation.

 

Steuerung

In der Steuerung sind verschiedene Funktionen zum Betrieb der Antriebe (Hubsäulen und Elektrozylinder zusammengefasst. Die Schaltsignale eines Handschalters werden in Steuerfunktionen für die angeschlossenen Antriebe umgesetzt. Gleichzeitig beinhaltet die Steuerung Einrichtungen zur Spannungsversorgung sowie diverse Schutzelemente zur Absicherung von Überlastungen und Kurzschlüssen.
Wir unterscheiden zwischen Trafosteuerungen und Synchronsteuerungen

 

Synchronsteuerung

Mehrere Hubsäulen bzw. Elektrozylinder können selbst bei stark unterschiedlicher Belastung mit gleicher Geschwindigkeit synchron verfahren werden. Diese Technologie wird stets dann eingesetzt, wenn eine einzelne Verstellbewegung über mehr als einen Antrieb realisiert wird (z.B. die Höhenverstellung von Arbeitsplätzen).
 

Synchronbetrieb

Synchronisierte Antriebe kommen zum Einsatz, wenn z.B. mehrere Hubsäulen, die mechanisch miteinander verbunden sind, gleichzeitig verfahren werden.  „Standard“-Einzel können den Anforderungen, die aus solchen Anwendungen resultieren, in der Regel nicht gerecht werden. Folgend finden Sie einige Hinweise für den Aufbau eines Synchron-Systems in Kurzform. Ausführliche Informationen zu diesem Thema können Sie den jeweiligen technischen Anleitungen von unserer Webseite entnehmen.  

Folgende Fehler können u.a. beim Aufbau vorliegen:

 
Unterschiedliche Einbauhöhen können zu Verspannungen führen

Unterschiedliche Einbauhöhen können zu Verspannungen führen

Unterschiedliche Höhen:

Eine starre Verbindung zwingt die Hubsäulen auf eine gemeinsame Höhe. Wird das Tischgestell festgeschraubt, verspannen sich die Hubsäulen.

Bei nicht paralleler Anordnung verändern sich die Kraftverhältnisse beim Verfahren

Bei nicht paralleler Anordnung verändern sich die Kraftverhältnisse beim Verfahren

Parallele Ausrichtung:

Stehen die Hubsäulen nicht parallel zueinander, so verändert sich während der Fahrt der Abstand zwischen den oberen Befestigungspunkten. Eine starre Verbindung hält diesen Abstand aber konstant. Als Folge wirken beträchtliche Kräfte auf die Führung der Hubsäule.

Unsachgemäße Montage von Tischrahmen führen zu einer verkürzten Lebensdauer oder zum Systemausfall

Unsachgemäße Montage von Tischrahmen führen zu einer verkürzten Lebensdauer oder zum Systemausfall

Krummer Tischrahmen:

Tischrahmen bestehen im Allgemeinen aus verschweißten Stahlrohren und Anschlussplatten für die Verbindung zu den Hubsäulen. Liegen die Anschlussplatten nicht plan auf der Hubsäule auf, dann wird sich das Synchro-System beim Verschrauben verspannen. Werden diese mechanischen Fehler nicht kompensiert, können sich als Folge die Laufeigenschaften verschlechtern, die Lebensdauer verringern oder die Hubsäule beschädigt werden. Bei der elektronischen Steuerung kann es zu Fehlermeldungen kommen und das System ist nicht betriebsfähig.

RK SyncFlex vereinfacht die Montage und gewährleistet störungsfreien Betrieb

RK SyncFlex vereinfacht die Montage und gewährleistet störungsfreien Betrieb

Der ideale Aufbau:

Ebenen am Fuß sowie am Kopf der Säulen sind möglichst genau gefertigt, auf gleichem Niveau und parallel, die Säulen entsprechend parallel zueinander ausgerichtet. Vorhandene Toleranzen sowie durch Regelabweichung hervorgerufene Höhenunterschiede werden durch ein bauseitiges Loslager kompensiert. Durch den Einsatz von RK SyncFlex Ausgleichsplatten, die speziell für solche Synchronsysteme entwickelt wurden, wird die Montage deutlich vereinfacht und ein störungsfreier Betrieb gewährleitet. Mehr Infos zu RK SynFlex finden Sie hier.


 

Trafosteuerung

Der Handschalter steuert elektromechanische Relais an, die wiederum die Antriebsströme schalten (die am weitesten verbreitete Steuerungstechnologie).
Siehe auch unter Steuerung. 

 
 

Verstelllast

Konstruktionsbedingt weist jeder Antriebstyp eine individuelle Verstelllast auf. Diese Größe definiert die maximal vom Antrieb zu bewältigende Zug-, bzw. Druckkraft (beim Linearantrieb). Die Verstelllast ist stets eine so genannte dynamische Last. Der Antrieb führt auch unter dieser Maximallast eine zuverlässige Verstellbewegung aus. Die Angabe der Verstelllast erfolgt in der Einheit Newton [N], wobei gilt: 1kg » 10 N.
 

Wiederholgenauigkeit

Unter der Wiederholgenauigkeit ist die Fähigkeit einer Hubsäule / eines Elektrozylinders zu verstehen, eine einmal angefahrene Ist-Position unter gleichen Bedingungen innerhalb der gegebenen Toleranzgrenze zu erreichen. Unter anderem wird die Wiederholgenauigkeit (und Positioniergenauigkeit) beeinflusst durch: Last, Geschwindigkeit, Verzögerung, Bewegungsrichtung und Temperatur.