Kurzhubzylinder und Kompaktzylinder

Aventics Kurzhubzylinder der Serie KHZ und Kompaktzylinder der Serie KPZ sind pneumatische Linearantriebe mit reduzierter Baulänge für platzbeschränkte Anwendungen in der Industrieautomation. Diese Zylinder finden hauptsächlich Einsatz in der Verpackungstechnik, Handhabungstechnik, Automobilindustrie und Montageanlagen, wo präzise lineare Bewegungen bei minimalem Platzbedarf erforderlich sind. Kurzhubzylinder eignen sich besonders für Hübe bis 100 mm bei Kolbendurchmessern von 80 mm und 100 mm, während Kompaktzylinder durch ihre besonders kurze Bauform bei gleicher Hubkraft überzeugen und dabei eine um 30% geringere Einbaulänge als Standardzylinder aufweisen. In der Elektronikfertigung werden ESD-Ausführungen eingesetzt, die elektrostatische Aufladungen vermeiden und damit empfindliche Bauteile schützen.

Die Auswahl erfolgt primär nach Kolbendurchmesser und Hub, wobei die Serie KPZ Kolbendurchmesser von 80 mm und 100 mm mit Hüben von 10 mm bis 100 mm bietet, wie bei den Modellen 0822398601 bis 0822398610 ersichtlich. Der Betriebsdruck liegt standardmäßig bei 2 bis 10 bar, die Kolbengeschwindigkeit bei 0,05 bis 1,5 m/s je nach Belastung und die theoretische Kraft bei 100 mm Kolben beträgt 7854 N bei 10 bar. Weitere Auswahlkriterien sind die Dämpfungsart, wobei pneumatische Enddämpfung oder mechanische Stoßdämpfer verfügbar sind, sowie Befestigungsoptionen wie Flanschbefestigung oder Gewindezapfen. Die erforderliche Führungsgenauigkeit spielt eine entscheidende Rolle, da Kompaktzylinder durch integrierte Kolbenstangenführung eine höhere Präzision und bessere Seitenkraftaufnahme bieten als herkömmliche Kurzhubzylinder.

Aventics Kurzhub- und Kompaktzylinder entsprechen der DIN ISO 15552 für pneumatische Zylinder sowie der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG für CE-Konformität. Die Zylinder erfüllen die Anforderungen nach DIN EN 983 für Sicherheit pneumatischer Systeme und sind nach ISO 8573-1 für Druckluftqualität Klasse 7.4.4 ausgelegt, was einen maximalen Feststoffgehalt von 40 mg/m³ und einen Wassergehalt unter dem Taupunkt bei Betriebstemperatur minus 10°C bedeutet. Bei ESD-Ausführungen wird zusätzlich die DIN EN 61340-5-1 für elektrostatische Schutzmaßnahmen erfüllt, wobei der Oberflächenwiderstand unter 10^6 Ohm liegen muss. Die Materialien entsprechen der RoHS-Richtlinie 2011/65/EU und bei Lebensmittelanwendungen sind FDA-konforme Dichtungen nach 21 CFR 177.2600 verfügbar.

Die Serie KHZ bezeichnet Kurzhubzylinder mit Standardbauform und durchgehender Kolbenstange, während die Serie KPZ Kompaktzylinder mit extrem kurzer Gesamtbaulänge darstellt, die bei gleichem Hub eine um etwa 30% geringere Einbaulänge als KHZ-Varianten aufweisen. KPZ-Zylinder haben eine präzisere Kolbenstangenführung durch das kompakte Design und können höhere Seitenkräfte aufnehmen, wobei die zulässige Seitenkraft bei 100 mm Kolben bis zu 20% der axialen Nennkraft beträgt. Beide Serien sind in den Kolbendurchmessern 80 mm und 100 mm verfügbar, wie die Produktcodes 0822010889 für KHZ-DA-080 und 0822398610 für KPZ-DA-100 zeigen. Die KPZ-Serie bietet durch ihre steifere Konstruktion eine höhere Wiederholgenauigkeit von ±0,05 mm gegenüber ±0,1 mm bei KHZ-Zylindern und eignet sich daher besonders für Präzisionsanwendungen in der Montage- und Prüftechnik.

Die Installation erfolgt über standardisierte Befestigungsoptionen wie Flanschbefestigung nach DIN ISO 15552 oder Gewindezapfen M12, wobei die Ausrichtung nach DIN ISO 5599-1 erfolgt und eine Fluchtungstoleranz von maximal 0,1 mm eingehalten werden muss. Die pneumatischen Anschlüsse sind als G1/8 Zoll Gewinde nach DIN ISO 228-1 ausgeführt und erfordern gefilterte Druckluft nach ISO 8573-1 Klasse 7.4.4 mit einem Taupunkt von mindestens 10°C unter Betriebstemperatur und einem Ölgehalt unter 1 mg/m³. Die Montage muss schwingungsarm erfolgen mit einer maximalen Beschleunigung von 5g, und bei ESD-Ausführungen ist eine leitfähige Erdung über M5-Erdungsanschluss mit einem Übergangswiderstand unter 10^3 Ohm erforderlich. Zusätzlich müssen Rohrleitungen nach DIN EN ISO 4414 dimensioniert werden, wobei der Innendurchmesser mindestens 6 mm bei Zylindern bis 100 mm Kolbendurchmesser betragen sollte.

Aventics Kurzhub- und Kompaktzylinder weisen die Schutzart IP65 nach DIN EN 60529 auf, was Schutz gegen Strahlwasser aus allen Richtungen und vollständigen Berührungsschutz bedeutet, und sind für Betriebstemperaturen von -20°C bis +80°C bei NBR-Dichtungen beziehungsweise bis +150°C bei FKM-Dichtungen ausgelegt. Der zulässige Betriebsdruckbereich liegt bei 2 bis 10 bar, wobei die maximale Kolbengeschwindigkeit bei Volllast 1,5 m/s beträgt und die theoretische Druckkraft bei 100 mm Kolben 7854 N bei 10 bar erreicht. Die Zylinder sind für eine Lebensdauer von 10 Millionen Zyklen bei Nenndruck und 50% Volllast konzipiert und erfüllen bei entsprechender Materialausführung die Anforderungen für den Einsatz in Zone 22 nach ATEX-Richtlinie 2014/34/EU. Die Umgebungsluftfeuchtigkeit darf maximal 95% relative Feuchte bei 40°C betragen, ohne dass Kondensation auftritt.

Die Wartungsintervalle richten sich nach der Betriebszeit und Umgebungsbedingungen, wobei eine visuelle Inspektion alle 500.000 Zyklen oder spätestens nach 12 Monaten Betrieb empfohlen wird, um Leckagen, Verschleiß und ordnungsgemäße Funktion zu überprüfen. Die Dichtungen sollten nach 10 Millionen Zyklen oder bei einem Druckabfall über 0,1 bar/min im drucklosen Zustand getauscht werden, wobei ausschließlich Original Aventics Dichtungssätze verwendet werden müssen, um die Gewährleistung zu erhalten. Bei ESD-Ausführungen ist zusätzlich die Erdungsverbindung monatlich auf einen Widerstand unter 10^6 Ohm zu prüfen, und die Druckluftqualität muss kontinuierlich nach ISO 8573-1 überwacht werden, wobei Filter alle 8000 Betriebsstunden oder bei Druckabfall über 0,3 bar zu wechseln sind. Eine vollständige Revision mit Austausch aller Verschleißteile sollte nach 20 Millionen Zyklen oder spätestens nach 10 Jahren erfolgen, unabhängig von der tatsächlichen Nutzungshäufigkeit.