In pneumatischen Automatisierungssystemen sind Drosselventile und Drosselrückschlagventile häufig verwendete, aber wichtige Komponenten. Sie kommen unter anderem bei Pneumatikzylindern, Greifern, Schlitten, Hubeinheiten, Schubmechanismen und vielen weiteren pneumatischen Antrieben zum Einsatz. Ihre Hauptaufgabe besteht darin, den Luftstrom zu regulieren und die Bewegungsgeschwindigkeit pneumatischer Antriebe zu steuern.
In ihrem grundlegenden Aufbau und ihrer Funktionsweise sind pneumatische Drosselrückschlagventile nicht kompliziert. In den meisten Anwendungen stellt der Bediener den Luftstrom durch Drehen des Einstellknopfs ein. Wird der Luftstrom erhöht oder verringert, ändert sich die Bewegungsgeschwindigkeit des Pneumatikzylinders oder Antriebs. Nachdem die gewünschte Geschwindigkeit eingestellt wurde, muss die Position arretiert werden, damit die Durchflusseinstellung stabil bleibt.
Der Vorgang klingt einfach: Geschwindigkeit einstellen, Einstellung arretieren und die Maschine laufen lassen. Unter realen Fabrikbedingungen zeigen sich viele Probleme jedoch nicht bei der ersten Einstellung. Sie treten häufig erst auf, nachdem die Maschine einige Zeit in Betrieb war.
Warum Stabilität nach der Einstellung wichtig ist
In kontinuierlich arbeitenden Automatisierungssystemen bewegen sich Pneumatikzylinder immer wieder, Maschinen erzeugen Vibrationen und der Luftdruck kann während des Betriebs schwanken. Unter diesen Bedingungen kann sich eine herkömmliche Arretierung allmählich lösen.
Sobald sich die Arretierung lockert, kann sich die eingestellte Ventilposition leicht verschieben. Schon eine kleine Änderung der Ventilposition kann den Luftstrom beeinflussen. Ändert sich der Luftstrom, ändert sich auch die Bewegungsgeschwindigkeit des Zylinders oder Antriebs. Dies kann zu einem instabilen Betriebsverhalten des pneumatischen Systems führen.
Anfangs ist eine solche Veränderung möglicherweise schwer zu erkennen. Mit der Zeit kann sie jedoch sichtbare Probleme verursachen. Ein Zylinder, der ursprünglich auf ein gleichmäßiges Aus- und Einfahren eingestellt war, kann sich schneller oder langsamer als erwartet bewegen. Ein pneumatischer Greifer kann seinen gleichmäßigen Greifrhythmus verlieren. In Verpackungsmaschinen können Schub-, Press-, Positionier- oder Klemmvorgänge instabil werden. Dadurch kann der gesamte Maschinenzyklus beeinträchtigt werden.
Bei einfachen Anwendungen kann eine erneute manuelle Einstellung ausreichen. Bei Automatisierungsanlagen, die eine stabile Taktzeit, wiederholbare Bewegungen und langfristige Zuverlässigkeit erfordern, kann eine instabile Geschwindigkeitsregelung jedoch zu einem echten Produktionsproblem werden.
Häufige Probleme durch eine instabile Arretierung
Im praktischen Einsatz kann eine instabile Arretierung zu mehreren Problemen führen:
- Schwankende Zylindergeschwindigkeit während des Betriebs
- Veränderte Maschinentaktzeit nach längerem Betrieb
- Instabile Luftstrom- und Druckverhältnisse
- Wiederholtes Nachjustieren durch das Wartungspersonal
- Verringerte Gleichmäßigkeit in der automatisierten Produktion
- Häufigere Wartung und längere Stillstandszeiten
Wenn diese Probleme auftreten, prüfen Anwender möglicherweise zunächst die Druckluftversorgung, den Zylinderverschleiß, undichte Leitungen oder Maschinenvibrationen. Dies sind alles wichtige Faktoren. Die Stabilität der Arretierung des Drosselrückschlagventils ist jedoch ebenfalls ein Detail, das nicht übersehen werden sollte.
Grenzen herkömmlicher Arretierungskonstruktionen
Herkömmliche Drosselrückschlagventile verwenden häufig eine Mutter, einen Knopf oder eine einfache mechanische Arretierung, um die eingestellte Position zu halten. Diese Konstruktionen können in normalen Anwendungen gut funktionieren. Wird das Ventil jedoch an Maschinen mit häufigen Vibrationen, wiederholten Antriebsbewegungen oder im Dauerbetrieb eingesetzt, kann die arretierte Position allmählich instabil werden.
Dies ist insbesondere bei Verpackungsmaschinen, Montageanlagen, Prüfmaschinen, Fördersystemen und kundenspezifischen Automatisierungsanlagen von Bedeutung. In diesen Anwendungen wird das Ventil nicht einfach einmal eingestellt und dann vergessen. Es muss dieselbe Durchflusseinstellung über viele Betriebsstunden mit wiederholten Bewegungen hinweg beibehalten.
Verbesserung der Arretierstabilität bei Drosselrückschlagventilen
Aufgrund dieser praktischen Probleme hat unser Unternehmen eine neue automatische Schnellverriegelung für pneumatische Drossel- und Drosselrückschlagventile entwickelt. Das Ziel dieser Konstruktion ist es nicht, lediglich das Aussehen des Ventils zu verändern oder die Bedienung komplizierter zu machen. Vielmehr soll sich die eingestellte Position leichter arretieren lassen und im Langzeitbetrieb stabiler bleiben.
Mit dieser automatischen Schnellverriegelung lässt sich die eingestellte Position nach der Regulierung des Luftstroms zuverlässiger arretieren. Sie hilft, das Risiko einer Lockerung durch Vibrationen, äußere Berührung, Einwirkung des Luftstroms oder langfristigen Maschinenbetrieb zu verringern. Dadurch kann das Ventil die ursprüngliche Durchflusseinstellung besser beibehalten und der pneumatische Antrieb eine stabilere Bewegungsgeschwindigkeit aufrechterhalten.
Aus Anwendersicht sollte ein gutes Drosselrückschlagventil nicht nur leicht einzustellen sein. Noch wichtiger ist, dass die Einstellung danach stabil bleibt. Wird der Einstellknopf anfangs präzise eingestellt, lockert sich die Arretierung aber während des Betriebs langsam, wird die Leistung der Maschine letztlich dennoch beeinträchtigt.
Kleine Veränderungen können die gesamte Maschine beeinflussen
In kontinuierlich arbeitenden Produktionsumgebungen können kleine Veränderungen allmählich zu größeren Problemen werden. Eine geringe Änderung des Luftstroms kann die Zylindergeschwindigkeit beeinflussen. Eine kleine Geschwindigkeitsänderung kann sich auf den Maschinenzyklus auswirken. Eine Veränderung des Maschinenzyklus kann wiederum die Gleichmäßigkeit der Produktion beeinträchtigen. Deshalb ist die Arretierung eines Drosselrückschlagventils wichtiger, als es zunächst erscheinen mag.
Bei der Konstruktion oder Auswahl eines pneumatischen Drosselrückschlagventils sollten Anwender nicht nur den Durchflusseinstellbereich, den Schlauchanschluss, die Dichtheit, das Material und die einfache Montage berücksichtigen. Auch die langfristige Stabilität der Arretierung sollte beachtet werden.
In pneumatischen Systemen werden viele Probleme nicht durch einen plötzlichen Ausfall von Komponenten verursacht. Häufig entstehen sie durch kleine Veränderungen, die sich bei langfristiger Nutzung langsam entwickeln. Eine lockere Arretierung an einem Drosselrückschlagventil ist eines dieser kleinen, aber wichtigen Probleme.
Worauf bei der Auswahl eines Drosselrückschlagventils zu achten ist
Bei der Auswahl eines Drosselrückschlagventils achten Anwender in der Regel auf Schlauchgröße, Gewindeart, Betriebsdruck, Gehäusematerial und Anschlussart. Diese Kriterien sind wichtig. Bei Anlagen mit deutlichen Vibrationen, hoher Betriebsfrequenz oder langen Dauerlaufzeiten lohnt es sich jedoch auch, die Arretierungsmethode genau zu prüfen.
Einfach ausgedrückt sollte ein pneumatisches Drosselrückschlagventil leicht einzustellen sein und die Einstellung anschließend zuverlässig halten. Mit dem Einstellknopf wird der Luftstrom reguliert. Die Arretierung hält die Einstellung fest. Ist die Arretierung nicht stabil, bleibt auch die Geschwindigkeitsregelung nicht lange stabil. Ist sie zuverlässig, kann das pneumatische System gleichmäßiger laufen.
Die neue automatische Schnellverriegelung trägt dazu bei, die Stabilität der Geschwindigkeitsregelung bei langfristigem Maschinenbetrieb zu verbessern. Bei Pneumatikzylindern, Greifern, Schlitten und anderen Antrieben, die dieselbe Bewegung vielfach wiederholen, kann diese Stabilität den Bedarf an wiederholtem Nachjustieren verringern, die Maschinenzuverlässigkeit verbessern und zur Senkung der Wartungskosten beitragen.
Aus diesem Grund haben wir die neue automatische Schnellverriegelung entwickelt. Sie mag wie eine kleine konstruktive Verbesserung erscheinen, löst aber ein reales Problem bei langfristig betriebenen pneumatischen Anwendungen. Bei Automatisierungsanlagen sind es häufig kleine Konstruktionsdetails wie dieses, die zu einer höheren Stabilität beitragen.
Passendes Produkt: SL pneumatisches Winkel-Drosselrückschlagventil mit herkömmlichem Arretiermechanismus.
