Die unbekannte Seite der Druckluftmotoren

Meist bekannt als laute und energieintensive Antriebe, können Druckluftmotoren mit entsprechender Technik auch anders. Auch die oft bemängelte Geräuschemission lässt sich reduzieren. Ein Beispiel dafür ist der Druckluftmotor Easydrive von Bibus. Der Hersteller verwendet dabei ein Radialkolbenprinzip, wodurch weder Pleuel noch Kurbelwelle benötigt werden. Die sternförmig angeordneten Arbeitskolben rollen auf der im Inneren des Gehäuses eingearbeiteten Kurve ab und werden vom Zentrum her zwangsgesteuert. Die Funktion der Kolben entspricht der eines einfach wirkenden Zylinders. Der aus dieser Technik resultierende Luftverbrauch ist im Vergleich zu anderen Druckluftmotoren erheblich niedriger und erzeugt untypisch wenige Laufgeräusche.

Der Motor erzeugt im Anlauf sein maximales Drehmoment. In der Version PMO 7200 beispielsweise erzeugt er bei 30 Umdrehungen pro Minute sein maximales Drehmoment von 64 Newtonmeter, wobei der Luftverbrauch 5.500 Liter pro Stunde beträgt. Bei steigender Drehzahl verringert sich das Drehmoment und der Luftbedarf steigt. Applikationen, in welcher der Antrieb nur im Anlaufen seine höchste Leistung bereitstellen muss und durch die Eigendynamik der anzutreibenden Masse eine geringere Arbeitsleistung abverlangt, passen zu diesem Antriebskonzept.

Der Motor ist in zwei Baugrößen lieferbar, mit einem Durchmesser von 99 Millimeter und 159 Millimeter. Er ist einsetzbar für Drehzahlen bis 300 Umdrehungen pro Minute. In Kombination mit einem Getriebe können das Drehmoment sowie die Drehzahl entsprechend dem Bedarf angepasst werden. Durch eine Zuluft-Drosselung kann die Drehzahl stufenlos eingestellt werden. Der Motor ist überlastsicher und ermöglicht daher auch ein Wechseln der Drehrichtung oder den Start/Stopp unter Voll-Last.

Der Motor ist auch mit einer Atex-Zertifizierung lieferbar. Für Anlagen der Lebensmittelindustrie und solche, die mit aggressiven Mitteln behandelt werden, ist eine Version in Edelstahl verfügbar. Die Ausführung in IP68 kann auch unter Wasser und in Seewasser eingesetzt werden. Der Motor kann mit ungeölter Druckluft betrieben werden.

Ein weiteres Vorurteil ist, dass Druckluftmotoren stets konstante Antriebe sind. Es geht aber auch in Schritten! Eine solche Lösung ist der pneumatische Schrittmotor BPS. Ein Schweizer Ingenieur hatte diese Technik aus Eigenbedarf für seinen Maschinenbau bereits in den 90er Jahren entwickelt. Diese Motoren gibt es in drei Typen. Sie verfügen bei kompakter Baugröße (99,7 mm x 107,7 mm x 149,5 mm, inklusive Welle) über ein Drehmoment von 3,3 Newtonmeter bis zehn Newtonmeter. Die Motorserie hat eine Verzahnungs-Technik mit drei Grad Auflösung und somit 120 Positionen pro Umdrehung für eine Dreh- oder Hubbewegung.

Die Bewegungsrichtung kann nach rechts und links erfolgen. Im lastlosen Zustand beträgt die maximale Drehzahl 24 Umdrehungen pro Minute. Mit Zunahme der Last reduziert sich die maximale Geschwindigkeit aufgrund der Trägheitsmomente.

Der Motor verfügt über eine mechanische Verriegelung, so dass bei einem Ausfall der Pneumatik die Position gehalten werden kann. Unter Druck beträgt das Haltemoment bis zu 60 Newtonmeter. Bei einer Überschreitung des Haltemomentes beziehungsweise Überlast funktioniert der Motor wie eine Rutschkupplung. Die optional integrierten Sensoren quittieren die Schritte an die Steuerung und geben somit jederzeit die Position wieder.

Für die Ansteuerung des Motors braucht es drei 3/2-Wegeventile. Im Zubehör gibt es das Matrix-Multiventil als Steuerventil-Einheit, welche optional auch direkt am Motor angeflanscht werden kann und eine Plug-and-Play Version ermöglicht (mit Ausnahme der IP-Version). Dies erspart die Verschlauchung und erzielt zugleich die beste Performance der Motoren.

Das Modell BPS-IP hat eine gesonderte Gehäuseabdichtung in IP67 und ein geringeres Gehäusetodvolumen. Dies ermöglicht unter anderem den Einsatz in feuchter Umgebung oder auch in Unter-Wasser-Anwendungen sowie Ex-Zonen (Bereiche: 0/ 1/ 2/ 20/ 21/ 22, TÜV Konformitätserklärung). Optional kann auch die IP-Version mit Namur-Sensoren ausgestattet werden zur Schritt-Quittierung an die Steuerung. Im Zubehör gibt es eine passende Camozzi-Ventilinsel mit Atex-Zertifikat.

In der Variante BPS-1620TL wird der Motor ohne störende Magnetfelder gebaut. Er wurde dafür entwickelt, um im Innern von Computertomographen eine Messvorrichtung mit drei Achsen anzutreiben. Diese Version enthält keine magnetischen Stahlteile, was den Einsatz in großen Magnetfeldern ermöglicht. Des Weiteren hat sie keine Sensorik oder Elektronik eingebaut.

Mit der Bedienerbox BPS-A als Ergänzung kann der Motor per manueller Fernbedienung gesteuert werden. Die Steuerung verfügt über ein Display mit Positionsanzeige und Tasten für Einzelschritte sowie für den Dauerlauf der Motoren.

Das PHV08-Handventil ermöglicht es, die BPS-Motoren manuell ohne Strom anzusteuern. Es wurde speziell für diese Serie entwickelt. Der Drehknopf verfügt über eine integrierte Positionsanzeige. Durch die Rechts-Linksverstellung wird bei jedem Takt ein Schritt von drei Grad am Motor ausgeführt, das heißt die drei Pneumatik Anschlüsse 1, 2 und 3 werden durch die Drehbewegung nacheinander geschaltet und arbeiten in einer 3/2-Funktion. Hierbei ist am Ventil ein Ausgang der Pneumatik-Anschlüsse immer in der NO-Stellung; zwei Ausgänge sind in der NC-Stellung. Die Anzahl der ausgeführten Takte beziehungsweise Schritte gibt die Positionsanzeige wieder, wodurch Positionen reproduzierbar angefahren werden. do