Einfacher Lamellentausch bei Druckluftmotoren

Lange Ausfallzeiten einer Anlage durch erhöhten Wartungsaufwand sind nach wie vor eindeutige Herausforderungen in jeder Produktionsumgebung. Durch einfache Lösungen lassen sich Wartungszeiten jedoch häufig erheblich reduzieren. Die Ingenieure bei Deprag Schulz haben deshalb den Basic Line Druckluftlamellenmotor entwickelt.

Wenige Handgriffe ermöglichen einen einfachen Austausch der Lamellen. Längere Stillstandszeiten der Anlage sind ausgeschlossen, da der Lamellenwechsel des servicefreundlichen Luftmotors ohne Demontage direkt an der Maschine erfolgen kann. Mittels Innensechskantschlüssel und Pinzette können abgenutzte Lamellen in kürzester Zeit durch neue ersetzt werden – auch von ungeschultem Personal. Nach dem Lösen der Zylinderschrauben am hinteren Lagerdeckel und dem Entfernen der Rolle ist ein unkomplizierter Austausch möglich. Die gesamte Wartung ist innerhalb weniger Minuten erledigt und geht damit sogar schneller, als der komplette Austausch des Motors in der Anlage. Mit dem QuickVChange Lamellenwechselsystem (das V steht für vane) reduziert sich nicht nur der Wartungsaufwand gegenüber allen bisher bekannten Druckluftmotoren erheblich. Vielmehr erhöht es durch die minimierte Wartzungszeit die Verfügbarkeit der Gesamtanlage wesentlich.

Die Abnutzung der Lamellen resultiert hauptsächlich aus dem Arbeitsprinzip des Motors: der im exzentrischen Zylinder umlaufende Rotor wird in Bewegung gesetzt. Die Lamellen, die sich in den Schlitzen des Rotors befinden, werden mittels Fliehkraft an die Wand des Rotorzylinders gepresst, die Arbeitskammern gebildet und gegeneinander abgedichtet. Durch die Expansion der verdichteten Zuluft wird die Druckenergie in kinetische Energie umgewandelt und der Motor dreht. Zwischen den Lamellen und der Rotorzylinderwand entsteht Reibung – die Lamellen verschleißen nach längerem Betrieb.

Ein ölnebelgeschmierter Betrieb verbessert grundsätzlich auch die Gesamtlebensdauer von Druckluftmotoren. Das Optimum bezüglich Leistung und Lebensdauer wird bei ein bis zwei Tropfen Öl auf einen Kubikmeter Luftverbrauch erreicht. Die Qualität der Zuluft sollte der Norm ISO 8573-1 entsprechen. Dennoch können alle Motoren dieser Baureihe auch ölfrei betrieben werden. Neben kürzeren Wartungsintervallen ist bei der Auslegung des Druckluftmotors dann eine 10- bis 20-prozentige Leistungsminderung mit einzuberechnen.

Für Anwendungen im explosionsgeschützten Bereich ist der Druckluftmotor durch seine Wirkungsweise prädestiniert: die Entspannung der Druckluft kühlt die Reibungswärme ab – eine Überhitzung und somit das Zünden von Gasen ist ausgeschlossen. Gemäß Richtlinie DIN EN ISO 80079-36:2016 muss dennoch die Eignung des Druckluftmotors für den Einsatz im explosionsgefährdeten Bereich nachgewiesen werden. Die Baumusterprüfbescheinigung einer unabhängigen Prüfstelle versichert dem Anwender den unbedenklichen Einsatz der Baureihe Basic Line nach Atex II 2G Ex h IIC T4 Gb X und Atex II 2D Ex h IIIC T 130 Grad Celsius Db X. Der Luftmotor ist geeignet im Bereich „Nicht Bergbau“ in der Gerätekategorie 2. Derart charakterisierte Maschinen besitzen bereits konstruktiv ein hohes Maß an Sicherheit und können in Bereichen verwendet werden, in denen gelegentlich eine explosionsfähige Atmosphäre aus Gasen, Dämpfen, Nebeln (2G) oder Staub/Luft-Gemischen (2D) auftritt. Das entspricht den Zonen 1 beziehungsweise 21 und beinhaltet auch die Zonen 2 und 22. Sofern die Zuluftqualität stimmt, kann der robuste Motor auch in staubiger Umgebung eingesetzt werden, ohne dass seine Funktion beeinträchtigt wäre. Der innere Überdruck verhindert das Eindringen von Staub und Schmutz.

Druckluftmotoren sind einfach zu regeln und finden durch ihre Eigenschaften ein breites Einsatzspektrum. Der Basic Line Lamellenmotor ist auch durch die sich ändernde Drehzahl bei Lastveränderung gekennzeichnet. Liegt eine völlige Entlastung vor, arbeitet der Druckluftmotor im Leerlauf. Steht eine geringe Last entgegen, also ein geringes Drehmoment an der Motorspindel, liegt die Arbeitsdrehzahl des Motors nahe der Leerlaufdrehzahl – steigt das Drehmoment an, verringert sich die Arbeitsdrehzahl. Die maximale Leistung erreicht der Antriebsmotor bei 50 Prozent  der Leerlaufdrehzahl. In diesem Bereich arbeitet er besonders energieeffizient. Je nach Anwendung lässt sich die Drehzahl durch die Regelung der Luftmenge entsprechend durch Zu- oder Abluftdrosselung verringern. Bei der Abluftdrosselung reduziert sich die Drehzahl ohne die Leistung beziehungsweise das Drehmoment des Pneumatikantriebs nennenswert herabzusetzen. Die Drosselung der Zuluft hingegen wird verwendet, um neben der Drehzahl zusätzlich die Leistung beziehungsweise das Drehmoment zu reduzieren.

Die Drehzahl lässt sich aber auch über den Betriebsdruck regulieren. Die technischen Daten der Deprag Basic Line Druckluftmotoren basieren auf einem Betriebsdruck von sechs bar. Jeder dieser Motoren kann beliebig zwischen 4 und 6,3 bar eingesetzt werden, um die Leistungsstärke entsprechend an die jeweilige Anwendung anzupassen. Das Herabsetzen des Betriebsdrucks um 1 bar bewirkt eine Drehmomentreduzierung um 17 Prozent. Wird der Druckluftmotor bei 4 bar betrieben, reduziert sich das Drehmoment um 33 Prozent.

Dreht der Luftmotor zu schnell oder ist zu leistungsstark, dann kann durch die Veränderung der Luftmenge, des Betriebsdrucks oder einer Kombination aus beiden die Drehzahl angepasst werden. Soll der Motor bei einem niedrigeren Betriebsdruck betrieben werden, empfiehlt sich der Einsatz von Zwangsanlauflamellen. Der Druckluftmotor dieser Baureihe ist zudem umsteuerbar und somit für Links- oder Rechtslauf geeignet. Letztendlich kann man den Luftmotor überall da einsetzen, wo die Fertigungsumgebung unkritisch ist und somit ein robustes Graugussgehäuse ausreicht. Dem Anwender steht damit ein breites Angebotsspektrum der Lamellenmotoren zur Verfügung. Die Baureihe ist in den Leistungsklassen 200 W, 400 W, 600 W, 900 W und 1,2 kW in einem großen Drehzahlbereich erhältlich. Alle Druckluftmotoren sind mit einer Passfederwelle ausgestattet. ck