Elektrischer Linear-Antrieb

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1 Elektrischer Linear-Antrieb Baureihe ELZ Zahnriehmenantriebe - ELZ tandriem - ELS spindel - ELKE korte slag - EASY ORANGE LINE handbediend

2 Inhaltsverzeichnis Vorzüge der Konstruktion Technische Beschreibung Technische Daten Einsatzmöglichkeiten Dimensionen I Dimensionen II Dimensionen III Zusatzführung Leistungen und Belastungen Stützlängendiagramm Berechnungshilfen Bestellangaben Zubehör I Zubehör II Elektroantriebe Servomotor Elektroantriebe Schrittmotor Angebotsanfrage MEDAN International / Verkaufsorganisation

3 Vorzüge der Konstruktion Der ELZ ist eine hochdynamische Achse, mit ausgezeichneten Laufeigenschaften, was durch ein besonders gleichförmiges und geräuscharmes Laufverhalten demonstriert wird. Die Entwicklung dieses Gerätes wurde bewußt unter dem Aspekt einer hohen Anwenderflexibilität vollzogen. Das heißt im einzelnen: Alle gängigen Elektromotoren können an den Standard-ELZ angebaut werden. Der standardseitige Anbau von Verbindungswellen ermöglicht den Parallelantrieb mehrere Achsen im absoluten Gleichlauf bei nur einem Antriebsmotor. Der positionsgenaue Einbau der Achsen infolge des speziell dafür konzipierten Flanschgehäuses erspart ein besonderes Ausrichten der Achse während der Einbauphase. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das Gerät einmal ausgewechselt werden sollte. Die robuste Ausführung des Flanschgehäuses in Verbindung mit der Passbohrung für die Aufnahme des Flanches macht die Linearachse zum tragenden Bauelement im Bedarfsfalle. Ein lang bewährtes Band-Abdecksystem des Rohrschlitzes schließt die Verschmutzung des Innenraumes bei sachgemäßer Geräteanwendung aus unabhängig von seiner Einbaulage oder Baulänge. Die umlaufenden Vernutungen am Profilrohr erweitern in Verbindung mit entsprechenden Anbauteilen das Anwendungsfeld der ELZ-Geräte. Vier Baugrößen dieser Achse stehen zur Verfügung; die Erweiterung um eine zusätzliche Größe ist geplant Größenangaben siehe Seite 5. 3

4 Technische Beschreibung Dichtband Antriebseingang Mitnehmer Außenvernutung Zahnriemen Flanschgehäuse Die wesentlichen Elemente des MEDAN-Elektroantriebes ELZ sind der Mitnehmer, der Zahnriemen und das geschlitzte Profilrohr. Dieses System wird durch einen Elektromotor nach Auswahl des Kunden angetrieben. Hierbei überträgt der Mitnehmer die Zugkraft des Riemens durch den Rohrschlitz nach außen auf die Transportlast. Ein Edelstahlband dichtet den Schlitz des Rohres gegen Schmutzeintritt ab. Das Rohr des Antriebes wird beidseitig durch Köpfe verschlossen, von denen der eine außer der Riemenumlenkung auch dem Motoranschluss aufnimmt, während der andere die Riemenumlenkung und aufgrund seiner entsprechenden Ausbildung auch die präzise Gerätepositionierung in der Einbaulage übernimmt. Um die bei elektrischen Antrieben dieser Art erforderlichen Referenzpositionen anfahren zu können, werden die dazu notwendigen Sensoren in seitliche Vernutungen direkt am Profilrohr befestigt. Für die Präzisionsbewegung größerer Massen, steht ein Kugelumlauf-Führungssystem zur Verfügung. 4

5 Technische Daten Bauart & Größen: ELZ elektromotorischer Linearantrieb mit Zahnriemen Größen: ELZ25 ELZ32 ELZ40 ELZ63 Befestigung: Antrieb: siehe Seite 7 Last: siehe Seite 7 Hublängen: bis 5000 mm siehe untenstehende Tabelle, stufenlos je 1 mm Einbaulage: beliebig Kräfte + Momente: siehe Darstellungen auf Seite 9 10 Stützkräfte: siehe Darstellungen auf Seite 10 Temperaturen: -30 C bis +80 C Werkstoffe: Profilrohr: Aluminium hochfest anodisiert Zahnriemen: Polyuhrethan mit Stahldrahtgewebe Gleitteile: POM Riemen-Räder: Stahl Abdeckband: rostbeständiger Stahl Schrauben: verzinkter Stahl, Güte Befestigungen: Stahl verzinkt oder Aluminium anodisiert Schutzart: IP 54 Typengröße Hublänge [mech. Verfahrwg.] [mm] * * * * max. Vorschubskraft [N] Leerlaufdrehmoment (ohne Antrieb) [Nm] 0,1 0,2 0,2 0,3 0,4 0,6 - - < 4 max. Drehmoment [Nm] 1,2 4,0 8, Grundgewicht der Achse [Kg] 1,0 3,0 4, ,0 Achsgewicht / 100mm [Kg] 0,20 0,39 0, ,1 Vorschubkonstante [mm/umd.] , Max. zul. Drehzahl Umd./min *größere Nennhübe auf Anfrage Die max. Geschwindigkeit ist abhängig von der Vorschubkonstanten (s. Tabelle) und der eingeleiteten Drehzahl des Antriebes an der Eingangswelle. Die Einbaulagen aller Linearantriebe sind beliebig. Bei einem vertikalen oder nicht horizontalen Einbau ist darauf zu achten, dass eine Haltebremse am Antriebseingang eingebaut wird (Gefahr der Lastverschiebung bei Stromausfall!). Bei längeren Antrieben ist darauf zu achten, dass genügend Stützelemente entsprechend den Angaben auf Seite 10 verwendet werden. Die durchschnittliche Wiederholgenauigkeit liegt bei ca ±0,05 mm pro laufenden Meter Verfahrweg. Faktoren von denen die Wiederholgenauigkeit abhängt ist: Länge des Verfahrweges Größe der Masse Fahrtrichtung (vertikal, horizontal) Geschwindigkeit Verzögerung Temperaturkonstanz 5

6 Einsatzmöglichkeiten Die Adapterplatte wird benötigt um einen anderen Linearantrieb, quer zu den zwei parallel ange ordneten Linearantrieben, aufzunehmen. Diese wird jeweils an dem Mitnehmer der Parallelantriebe befestigt. 6

7 Dimensionen I Basiselement Antrieb A B C D E F G1 G2 G3 G4 H H1 I I1 J J ,0 133, ,2 40 M5 M4 M5 M ,8 49,9 31,8 37, ,0 183, , M6 M5 M6 M6 50,75 27,5 44, ,5 54, ,0 220, , M6 M5 M6 M6 61,5 38, , ,5 276, M8 M8 M8 M ,5 81,3 115,7 81,3 103,2 Antrieb ØK L M M1 N O P P1 R S T U V W ØZ , , , , , , , , Profil-Querschnitte (schematisch) Jeder Antrieb besteht aus einem Längsprofil an dem mehrere Nuten vorhanden sind. Diese Nuten können bei einer Anwendung für unterschiedliche Funktionen benutzt werden. Bei Größe 63 sind Nuten vorhanden, in denen BOSCH-Nutensteine eingesetzt werden können. Ansonsten gibt es an allen Profilen schmale Nuten in denen ein MEDAN-Klemmsystem eingesetzt werden kann. ELS 25 ELZ 32 ELZ 40 ELZ 63 7

8 Dimensionen II Flanschgehäuse mit durchgängiger Passfederbohrung Bei dieser Ausführung kann der Schritt- bzw. Servomotor direkt am Antrieb befestigt werden. Sollte ein Motor mit höherer Leistung angebaut werden, so läßt sich das mit einem Zwischen- Adapter flansch lösen. Antrieb A B C D E F G H M 25 2, ,8 31, M , ,5 44, M5 40 3,5 9, , M ,5 12, ,3 81,3 62, M8 Flanschgehäuse mit Welle Diese Flanschausführung benötigt einen für den Motor passenden Adapter mit Kupplung. Die Standard-Ausführung ist ein Flansch gehäuse mit einseitigem Wellenanschluss (rechts oder links). Beidseitige Wellenanschlüsse sind lieferbar. Antrieb ØW K L Adapterflansch Der Adapterflansch macht den Anbau eines nicht direkt anflanschbaren Getriebes oder Motores möglich. Am Antrieb können wahlweise zwei gleiche oder unterschiedliche Adapterflansche angebracht werden. Für den Fall des Mehrachsantriebes ist dieser Flansch beidseitig anzubringen.

9 Dimensionen III Zusatzführung Einbaumasse Antrieb A B C D E F G H I J K L M ,0 133,0 43,5 60, M ,0 183, , M , ,0 220, , M ,2 57, , ,5 276, M L L L La L Lr L Lr L Ma Ma C C Mr Mr Lr Mv Mv Lr A A B B D J H G F E 1. Die angegebenen Momente (M.max) beziehen sich stets auf das Zentrum der Führungsschiene, wobei die Lastkraft (L) die Summe aller Einzellasten bezogen auf ihren gemeinsamen Schwer punkt ist. Dieser kann sowohl innerhalb oder außerhalb der Schlittenfläche liegen. 2. Im Einzelfall kommt es in der Regel zu resultierenden Belastungen des Wagen, welche in der Berechnung des Modules zu berücksichtigen sind. Bei der Größenauswahl des Modules sind daher sowohl die Antriebskraft (F) als auch die Rollfähigkeit des Wagens sicherzustellen; letzteres geschieht mit folgenden Berechnungsformel: Ma Ma(max) Mr Mv L < =1 Mr(max) Mv(max) L(max) Kenndaten Einheit ELZ-Antrieb A [mm] 53,0 64,0 69,2-102 B [mm] 26,0 29,7 29,7-38,5 C / D / E / F [mm] Maße Kundenseitig G [mm] 38,0 55,0 54,5-75,0 H [mm] 40,0 57,5 57,5-85,0 J [mm] 40,0 57,5 57,5-85,0 Max.zul.Last L [N] Max. L a, L r, L v [N] Max. M a [Nm] Max. M r [Nm] Max. M v [Nm]

10 Leistungen und Belastungen Bei der Auswahl eines richtigen Antriebes muss folgendes bekannt sein: die zu bewegende Masse (Gewichtskraft F) die dadurch entstehenden Momente die erforderliche Beschleunigung die erforderliche Verfahrgeschwindigkeit Die Belastungswerte der Tabelle dürfen im Anwendungsfalle nicht überschritten werden auch nicht kurzzeitig. Kenndaten Einheit ELZ-Antrieb Max.zul.Last F [N] Max. Mx [Nm] Max. Ms [Nm] 1, Max. Mv [Nm] 3 4, Max. Beschleunigung/Verz. [m/s²] 10 Max. zul. Eingangsdrehzahl [n/min] Max. zul. Geschwindigkeit [m/s] Stützlängendiagramm F F L L L Das Diagramm zeigt, bei welcher Belastung und Stützweite zusätzliche Unterstützungselemente angebaut werden müssen. Der zusätzliche Stützpunkt liegt dort, wo die waagerechte Belastungs - linie auf die Linie für die Durchbiegung trifft (voll ausgezogene Linie!). 10 Die notwendigen Unterstützungselemente sind Bestandteil des ME-Zubehörprogrammes.

11 Berechnungshilfen Verfahrgeschwindigkeit: = Vorschubkonstante (Tabelle Seite 5) x eingeleiteter Drehzahl = mm/1 x n/min / 1000 / 60 = m/sec. Maximal zulässige statische Belastung Mx = F h (Einbaulage horizontal) Ms = F rs (Einbaulage horizontal) Mv = F rs (Einbaulage vertikal) Kombinierte Belastungen: Im Falle einer Belastung des Antriebes durch Mehrfachmomente muss wie folgt gerechnet werden: F F(max) M Ms Mv <=1 M(max) Ms(max) Mv(max) Die Maximalwerte für die Einzelmomente dürfen hierbei die Werte der Tabelle aus Seite 10 nicht überschreiten! Abhängigkeit zwischen Gegenkraft Fx und Beschleunigung: Kraftwirkungsgetz: F = a m Fx in Abhängigkeit von Beschleunigung Bestellangaben ELZ F W1 Baureihe Führung Baugröße Hublänge Wellenzapfen F0 = ohne Führung W0 = ohne Welle F1 = mit Führung 32 bis W1 = Welle links und Lastplatte W2 = Welle rechts 50 W3 = Welle links 63 und rechts Bemerkung: Bei einer Bestellung von nur einem Wellenzapfen bitte die Richtung so bestimmen wie auf der Seite 11 definiert ist. Beschreibung des obigen Bestellbeispieles: ELZ F W1 = (Baureihe.Führung Baugröße.Hublänge) Zu beachten! Bei der Auslegung der Achse ist zu beachten, dass der vollständige Hub, den der Mitnehmer verfahren kann, nicht genutzt werden darf. Beidseitig ist eine zusätzliche Verfahrstrecke zur Arbeitsstrekke vorzusehen. Arbeitsstrecke und zusätzliche Verfahrstrecken bestimmen den vollständigen Hub für den Mitnehmer. Die zusätzlichen Verfahrstrecken sollten mindestens eine Umdrehung des Antriebsritzel nicht unterschreiten (siehe unter Vorschubskonstante in der Tabelle auf Seite 5). 11

12 Zubehör l Befestigung stirnseitig Der ME-Zentrierflansch ermöglicht dem Konstrukteur, den ELZ passgenau in das Einsatzumfeld einzufügen. Die auftretenden Beschleunigungs- und Verzögerungskräfte der hochdynamischen Bewegungsabläufe können durch diese Konstruktion an das Einsatzumfeld abgegeben werden. Mit den angebotenen, robusten Anbauteilen kann der ELZ auf vorhandene Maschinentische sowie in bestehende Konstruktionen problemlos eingebaut werden und so seine dynamischen Aufgaben voll erfüllen. Zusatzführung Bei jedem Antrieb kann ein Führungssystem in Ein- oder Zweiwagenausführung eingesetzt werden. Damit erhöht sich das Anwendungsspektrum der Achsen. Details auf Anfrage. 12

13 Zubehör ll Halterungen für Näherungsschalter Für die Abfrage von Referenzpositionen werden in den meisten Fällen Näherungsschalter einge setzt. Zu diesem Zweck wurden spezielle Halterungen zur Befestigung am Profil entwickelt. Alle Sensorbefestigungen sind beliebig verschiebbar! Kupplung zwischen Antrieb und Motor Als Bindeglied zwischen Motor und Linearantrieb mit Wellenzapfen wird eine Kupplung benötigt. Hierfür stehen verschiedene Kupplungen zur Verfügung, welche je nach Bedarf auszuwählen sind. 13

14 Elektrischer Linear-Antrieb Baureihe ELS-R / ELS-S Spindelantriebe

15 Inhaltsverzeichnis Vorzüge der Konstruktion Technische Beschreibung Technische Daten Einsatzmöglichkeiten Dimensionen I Dimensionen II Dimensionen III Zusatzführung Leistungen und Belastungen Berechnungshilfen Stützlängendiagramm Bestellangaben Zubehör I Zubehör II Elektroantriebe Servomotor Elektroantriebe Schrittmotor Angebotsanfrage MEDAN International / Verkaufsorganisation

16 Vorzüge der Konstruktion Der ELS-R / ELS-S ist eine dynamische Achse, mit ausgezeichneten Laufeigenschaften, was durch ein besonders gleichförmiges und geräuscharmes Laufverhalten demonstriert wird. Die Entwicklung dieses Gerätes wurde bewusst unter dem Aspekt einer hohen Anwenderflexibilität vollzogen. Das heißt im einzelnen: Alle gängigen Elektromotoren können an den Standard-ELS-R / ELS-S angebaut werden. Der positionsgenaue Einbau der Achsen infolge des speziell dafür konzipierten Flanschgehäuses erspart ein besonderes Ausrichten der Achse während der Einbauphase. Dies ist besonders dann von Vorteil, wenn das Gerät einmal ausgewechselt werden sollte. Die robuste Ausführung des Flanschgehäuses in Verbindung mit der Passbohrung für die Aufnahme des Flansches macht die Linearachse zum tragenden Bauelement im Bedarfsfalle. Ein lang bewährtes Band-Abdecksystem des Rohrschlitzes schließt die Verschmutzung des Innenraumes bei sachgemäßer Geräteanwendung aus unabhängig von seiner Einbaulage oder Baulänge. Die umlaufenden Vernutungen am Profilrohr erweitern in Verbindung mit entsprechenden Anbauteilen das Anwendungsfeld der ELS-R / ELS-S-Geräte. Drei Baugrößen dieser Achse stehen zur Verfügung; Größenangaben siehe Seite 5. 3

17 Technische Beschreibung Dichtband Mitnehmer Außenvernutung Spindelmutter Spindel Antriebseingang Flanschgehäuse Die wesentlichen Elemente des MEDAN-Elektroantriebes ELS-R und ELS-S sind der Mitnehmer, die Rundspindel und das geschlitzte Profilrohr. Dieses System wird durch einen Elektromotor nach Auswahl des Kunden angetrieben. Der ELSR für Standardanwendungen arbeitet mit einer Rundspindel, welche mit den Steigungen 2 mm erhältlich ist. Der ELSS für höhere Verfahrgeschwindigkeiten verfügt über eine Spindel mit Steigung 12 mm. Hierbei überträgt der Mitnehmer die Axialkraft der Spindel durch den Rohrschlitz nach außen auf die Transportlast. Ein Edelstahlband dichtet den Schlitz des Rohres gegen Schmutzeintritt ab. Das Rohr des Antriebes wird beidseitig durch Köpfe verschlossen, von denen der eine außer der Spindel-Festlagerung auch dem Motoranschluss aufnimmt, während der andere Kopf mit dem Spindel-Loslager aufgrund seiner entsprechenden Ausbildung auch die präzise Gerätepositionierung in der Einbaulage übernimmt. Um die bei elektrischen Antrieben dieser Art erforderlichen Referenzpositionen anfahren zu können, werden die dazu notwendigen Sensoren in seitliche Vernutungen direkt am Profilrohr befestigt. Für die Präzisionsbewegung größerer Massen, steht ein Kugelumlauf-Führungssystem zur Verfügung. 4

18 Technische Daten Bauart & Größen: ELS-R elektromotorischer Linearantrieb mit Rundspindel Standardsteigung ELS-R16 ELS-R25 ELS-R32 (Spindelsteigung 2 mm) ELS-S elektromotorischer Linearantrieb mit Rundspindel erhöhte Steigung ELS-S25 ELS-S32 (Spindelsteigung 12 mm) Befestigung: Antrieb: siehe Seite 7 Last: siehe Seite 7 Hublängen: bis 1500 mm siehe untenstehende Tabelle, stufenlos je 5 mm Einbaulage: beliebig Kräfte + Momente: siehe Darstellungen auf Seite 8 9 Stützkräfte: siehe Darstellungen auf Seite 11 Temperaturen: -20 C bis +60 C Werkstoffe: Profilrohr: Aluminium hochfest anodisiert Gleitteile: POM Spindel: nicht rostender Stahl Spindelmutter: säure- und ölbeständiger Kunststoff Abdeckband: rostbeständiger Stahl Schrauben: verzinkter Stahl, Güte Befestigungen: Stahl verzinkt oder Aluminium anodisiert Schutzart: IP 54 Typengröße Hublänge [mech. Verfahrwg.] [mm] * * * max. Vorschubskraft [N] 570 (48) 700 (64) 700 (64) Wert in Klammer bei max. Drehzahl, ohne Klammer kleinste Drehzahl Leerlaufdrehmoment (ohne Antrieb) [Nm] 0,1 0,2 0,1 0,2 0,2 0,3 max. Drehmoment [Nm] 0,36 0,45 0,45 Grundgewicht der Achse [Kg] 0,3 kg 0,8 kg 2,2 kg Achsgewicht / 100mm [Kg] 0,15 kg 0,33 kg 0,42 kg Vorschubkonstante ELS-R [mm/umd.] Vorschubkonstante ELS-S [mm/umd.] Max. zul. Drehzahl Umd./min **) **) **) * größere Nennhübe auf Anfrage **) abhängig von Beschleunigung bzw. Hublänge Die max. Geschwindigkeit ist abhängig von der Vorschubkonstanten (s. Tabelle) und der eingeleiteten Drehzahl des Antriebes an der Eingangswelle. Die Einbaulagen aller Linearantriebe sind beliebig. Bei längeren Antrieben ist darauf zu achten, dass genügend Stützelemente entsprechend den Angaben auf Seite 11 verwendet werden. Die durchschnittliche Wiederholgenauigkeit liegt bei ca. ±0,1mm pro 300 mm Verfahrweg. Faktoren von denen die Wiederholgenauigkeit abhängt ist: Länge des Verfahrweges Größe der Masse Fahrtrichtung (vertikal, horizontal) Geschwindigkeit Verzögerung Temperaturkonstanz 5

19 Einsatzmöglichkeiten Justierungen (Sensoren, Anschläge usw.) Kurze, präzise Hübe mit mittleren Geschwindigkeiten Spielarme lineare Bewegungen Antriebe mit Selbsthemmung Mit geringem Antriebsmoment hohe Radialkräfte erzeugen Dimensionen l Basiselement Antrieb A C E G1 G1 Tiefe G4 G4 Tiefe H ,5 M3 6 M4 7 14, ,2 M5 11 M , ,5 M6 14 M ,5 Antrieb L M N O P P1 R S T U Ø Welle Länge Welle 16 17, , ,5 4 17, , ,5 18, ,5 18,0 Profil-Querschnitte (schematisch) Jeder Antrieb besteht aus einem Längsprofil an dem mehrere Nuten vorhanden sind. Diese Nuten können bei einer Anwendung für unterschiedliche Funktionen benutzt werden. Ansonsten gibt es an allen Profilen schmale Nuten in denen ein MEDAN-Klemmsystem eingesetzt werden kann. ELS 16 ELS 25 ELS 32 Ø 32 Ø 25 Ø 16 6

20 Dimensionen II Adapterflansch Die Befestigung des Motors lässt sich mit einem Zwischen-Adapterflansch lösen. Der Adapterflansch macht den Anbau eines nicht direkt anflanschbaren Getriebes oder Motores. Antrieb A C D E G M ,4 25 1,8 38, ,5 M5 32 3, ,5 44,5 4,5 M5 7

21 Dimensionen III Zusatzführung Einbaumasse Antrieb A B C D E F G H H (Tiefe) J K L M M , , ,5 17, M ,5 108,5 13,5 13, M , Kenndaten Einheit ELS-R/ELS-S-Antrieb A [mm] 35,0 53,0 64,0 B [mm] 19,0 26,0 29,7 C / D / E / F [mm] Maße Kundenseitig G [mm] 30,3 38,0 55,0 H [mm] 31,5 40,0 57,5 J [mm] 31,5 40,0 57,5 Max.zul.Last L [N] Max. L a, L r, L v [N] Max. M a [Nm] Max. M r [Nm] Max. M v [Nm] Die angegebenen Momente (M.max) beziehen sich stets auf das Zentrum der Führungsschiene, wobei die Lastkraft (L) die Summe aller Einzellasten bezogen auf ihren gemeinsamen Schwerpunkt ist. Dieser kann sowohl innerhalb oder außerhalb der Schlittenfläche liegen. 2. Im Einzelfall kommt es in der Regel zu resultierenden Belastungen des Wagen, welche in der Berechnung des Modules zu berücksichtigen sind. Bei der Größenauswahl des Modules sind daher sowohl die Antriebskraft (F) als auch die Rollfähigkeit des Wagens sicherzustellen; letzteres geschieht mit folgenden Berechnungsformel: Ma Mr Mv L < =1 Ma(max) Mr(max) Mv(max) L(max)

22 Leistungen und Belastungen Bei der Auswahl eines richtigen Antriebes muss folgendes bekannt sein: die zu bewegende Masse (Gewichtskraft F) die dadurch entstehenden Momente die erforderliche Beschleunigung die erforderliche Verfahrgeschwindigkeit Die Belastungswerte der Tabelle dürfen im Anwendungsfalle nicht überschritten werden auch nicht kurzzeitig. Kenndaten Einheit ELS-R/ELS-S-Antrieb Max.zul.Last F [N] Max. Mx [Nm] Max. Ms [Nm] 1,5 1,5 3 Max. Mv [Nm] 3 3 4,5 Max. Beschleunigung/Verz. [m/s²] 10 Max. zul. Eingangsdrehzahl [n/min] Hub und Drehzahlabhängig Max. zul. Geschwindigkeit [m/s] 1,27 1,8 1,8 9

23 Berechnungshilfen Berechnung Kritische Drehzahl nzul.: dynamische nzul. = d2/la 2 sn [min -1 ] Belastung d2 = Spindel-Kerndurchmesser la=lagerabstand [mm] sn=sicherheitsfaktor ( ) Antriebsmoment Antriebsmoment Ma: Ma = Fa p/2000 [Nm] Antriebsleistung : P = Ma n /9550 [kw] 1.2 (Sicherheitsfaktor) Ma = Antriebsmoment [Nm] Fa = gewünschte Axialkraft [N] p = Spindelsteigung = Drehzahl * Basisberechung zulässige, geschwindigkeitsabhängige Maximalbelastung Fzul.: zulässige axial Kraft Fzul. = (C0 fl [N]) (FN 0.3) n = vs [mm/sec.] 60/p [mm] Vu = d0 [mm] n [min -1 ]/1000 Zuordnung Vu = fl : Vu [m/min] Lastfaktor fl Fzul. = zulässige Maximalbelastung C0 = statische Tragzahl (siehe folgende Katalogseiten) fl = Lastfaktor FN = extern einwirkende Radialkraft (Greifer, Werkstück etc.) Vu = Umfangsgeschwindigkeit VS = Verfahrgeschwindigkeit n = Drehzahl p = Steigung Spindel d0 = Nenndurchmesser Spindel Maximal zulässige statische Belastung: Mx = F h (Einbaulage horizontal) Ms = F rs (Einbaulage horizontal) Mv = F rs (Einbaulage vertikal) Kombinierte Belastungen: Im Falle einer Belastung des Antriebes durch Mehrfachmomente muss wie folgt gerechnet werden: Die Maximalwerte für die Einzelmomente dürfen hierbei die Werte der Tabelle aus Seite 9 nicht überschreiten! F F(max) M Ms Mv < =1 M(max) Ms(max) Mv(max) 10 Abhängigkeit zwischen Gegenkraft Fx und Beschleunigung: Kraftwirkungsgesetz: F = a m

24 Stützlängendiagramm Das Diagramm zeigt, bei welcher Belastung und Stützweite zusätzliche Unterstützungselemente angebaut werden müssen. Der zusätzliche Stützpunkt liegt dort, wo die waagerechte Belastungslinie auf die Linie für die Durchbiegung trifft (voll ausgezogene Linie!). Die notwendigen Unterstützungselemente sind Bestandteil des ME-Zubehörprogrammes. Bestellangaben ELS-R/ELS-S F Baureihe Führung Baugröße Hublänge ELS-R = 20 F0 = ohne Führung ELS-S = 21 F1 = mit Führung 25 bis und Lastplatte Beschreibung des obigen Bestellbeispieles: ELS-R F = (Baureihe.Führung Baugröße.Hublänge) Zu beachten! Bei der Auslegung der Achse ist zu beachten, dass der vollständige Hub, den der Mitnehmer verfahren kann, nicht genutzt werden darf. Beidseitig ist eine zusätzliche Verfahrstrecke zur Arbeits strecke vorzusehen. Arbeitsstrecke und zusätzliche Verfahrstrecken bestimmen den vollständigen Hub für den Mitnehmer. (siehe unter Vorschubskonstante in der Tabelle auf Seite 5). 11

25 Zubehör l Befestigungswinkel Mit den angebotenen, robusten Anbauteilen kann der ELS-R / ELS-S auf vorhandene Maschinentische sowie in bestehende Konstruktionen problemlos eingebaut werden und so seine dynamischen Aufgaben voll erfüllen. Zubehör ll Halterungen für Näherungsschalter Für die Abfrage von Referenzpositionen werden in den meisten Fällen Näherungsschalter eingesetzt. Zu diesem Zweck wurden spezielle Halterungen zur Befestigung am Profil entwickelt. Alle Sensorbefestigungen sind beliebig verschiebbar! Kupplung zwischen Antrieb und Motor Als Bindeglied zwischen Motor und Linearantrieb mit Wellenzapfen wird eine Kupplung benötigt. Hierfür stehen verschiedene Kupplungen zur Verfügung, welche je nach Bedarf auszuwählen sind. 12

26 Elektrische lineare Kurzhub- Einheit Baureihe ELKE

27 Die Informationen in dieser Dokumentation entsprechen dem aktuellen Stand zum Zeitpunkt der Veröffentlichung. Wir übernehmen keine Haftung für Fehler oder Irrtümer, die sich leider trotz größter Bemühungen nicht ausschließen lassen. Die Angaben in diesem Handbuch können ohne vorherige Ankündigung geändert werden. Zukünftige, konstruktive Änderungen und Abweichungen aufgrund einer technischen Weiterentwicklung bzw. Aktualisierung behalten wir uns ausdrücklich vor. Sollten Sie, trotz unserer Bemühungen, Rechtschreibfehler finden, dürfen Sie diese behalten! Konstruktive Kritik nehmen wir gerne an, bei Unklarheiten wenden Sie sich an Ihren zuständigen Vertrieb oder direkt an uns: Medan GmbH Auf dem Brühl Bempflingen Tel: / Fax:07123 / Web: [email protected] [email protected] 2

28 Inhaltsverzeichnis o Technische Beschreibung... 4 o Vorzüge der Konstruktion... 5 o Funktionsbeschreibung... 6 o Allgemeine Funktionen... 6 o Steckerbelegung... 6 o Intelligente Endstufe... 7 o Satzablaufsteuerung... 7 o Satzwahlsteuerung... 7 o Technische Daten... 8 o Abmessungen... 9 o ELKE o ELKE 23K o ELKE 23L o Leistungen und Belastungen...12 o ELKE o ELKE 23K...13 o ELKE 23L...13 o Vertrieb [email protected] 3

29 Technische Beschreibung Hubeinheit Befestigungsbohrungen Anschluss SUB D Motor mit Encoder Gehäuse für Steuerung Die wesentlichen Elemente der Elektrohubeinheit sind: - Hubeinheit mit Spindelantrieb - Robuster Schrittmotor mit Encoder - Stabiles, eloxiertes Aluminiumgehäuse - Einfache mechanische Befestigung - Integrierte Elektronik - Einfache Bedienung - Steckeranschluss mit SUB D - Eingebauter Referenzpunkt - Hub ELKE 17/10: 10 mm - Hub ELKE 17/30: 30 mm - Last: siehe Leistungsdiagramm - Stromversorgung: +24 VDC / 1,5 A - Genauigkeit: < 0,1 mm - Betriebsdauer: ~ Std [email protected] 4

30 Vorzüge der Konstruktion Die elektrischen Kurzhubeinheiten Elke wurden für anspruchsvolle Applikationen entwickelt, bei denen sich die nachteiligen Eigenschaften eines Luftzylinders besonders störend auswirken. Die Merkmale und Vorzüge bedeuten im einzelnen: Vorschub mit wählbarer, konstanter Geschwindigkeit. Vorschub mit Beschleunigungs- und Bremsrampe. Beliebig programmierbare Vorschublängen. Mehrere, unterschiedlich große Vorschübe innerhalb eines Hubes. Einfache Montage (2 Befestigungsschrauben M5) Eingebauter Referenzpunkt. Keine Endschalter nötig. Automatisches Referenzfahren. Hohe Wiederholgenauigkeit. Robuste Mechanik, Spindel / Mutter System. Stabiles, eloxiertes Aluminiumgehäuse. Schrittmotor mit Encoder. Komplett, integrierte Elektronik. Einfacher Anschluss über Stecker. Einfache Bedienung. Drei Baugrößen für unterschiedliche Lasten. [email protected] 5

31 Funktionsbeschreibung Die ELKE Steuerung gibt es in drei unterschiedlichen Funktionen. 1. Intelligente Schrittmotorendstufe 2. Satzablaufsteuerung 3. Satzwahlsteuerung Allgemeine Funktionen Alle Softwarevarianten lassen sich je nach Funktion oder Einsatzfall individuell konfigurieren und Programmieren. Dieser Service wird entsprechend den Kundenanforderungen vom Hersteller ausgeführt. Der Kunde erhält dazu ein Formblatt, in dem die gewünschten Angaben auszufüllen oder anzukreuzen sind. Möchte der Kunden diese Arbeiten selbst durchführen, bieten wir dafür eine Software (unter Windows) mit einem Schnittstellenumsetzer an. Als einfache Programmiereinheit für die ELKE gibt es das Eingabegerät CRC 50. Damit lassen sich beliebige Fahrsätze mit Teach in fahren und abspeichern. Es können hiermit auch die eingegebenen Werte geändert und die einzelnen Sätze nacheinander, zu Testzwecken, gestartet werden. Alle Steuerungen haben einen exakten, mechanischen Referenzpunkt und Softwareendschalter. Der Motor ist serienmäßig mit einem Encoder ausgestattet, wodurch die Steuerung im eingeschalteten Zustand immer ihre Position behält, auch bei einer mechanischen Blockade. Die Ausgänge Bereit und Motor steht haben bei allen Steuerungen immer die gleiche Funktion. Bereit hat +24V, wenn alle Betriebszustände wie Temperatur, Programm u.ä. richtig sind und geht im Fehlerfall auf 0 bis der Fehler behoben ist. Bei einer Blockade im Fahrauftrag geht der Ausgang auf 0 und geht erst wieder auf +24V, wenn der Starteingang geöffnet wird. Als Anschluss dient ein 15 pol. SUB D High Density Stecker. Ein schleppkettentaugliches Kabel mit konfektioniertem Stecker wird mitgeliefert. Steckerbelegung Pin Funktion Ø Kabellänge Farbe 1 Versorgung Motor 0,5mm² 2m / 5m / 10m weiß 2 Versorgung Steuerung 0,5mm² 2m / 5m / 10m gelb 3 GND 0,5mm² 2m / 5m / 10m braun 4 Bereit 0,14mm² 2m / 5m / 10m violett 5 Motor steht 0,14mm² 2m / 5m / 10m grau 6 Start / Takt 0,14mm² 2m / 5m / 10m grün 7 Referenz / Richtung 0,14mm² 2m / 5m / 10m gelb 8 Eingang 1 0,14mm² 2m / 5m / 10m blau 9 Eingang 2 0,14mm² 2m / 5m / 10m rosa 10 Eingang 3 0,14mm² 2m / 5m / 10m schwarz 11 Eingang 4 0,14mm² 2m / 5m / 10m rot 12 n.c. 13 n.c. 14 n.c. 15 n.c. [email protected] 6

32 Intelligente Endstufe Der Positionierbetrieb erfolgt über eine externe Ansteuerung mit Takt- / Richtungsimpulsen von 5 24V. Die max. Ansteuerfrequenz beträgt max. 30 KHz bei symmetrischen Impulsen. Die Schrittauflösung ist über Parameter wählbar zwischen Vollschritt und 1/8 Schritt, ebenso einstellbar ist die Haltestromabsenkung. Für das Referenzfahren gibt es die Möglichkeit, dass die Steuerung nach Einschalten der Spannung automatisch auf den Referenzpunkt fährt und am Ende das Ausgangssignal Bereit setzt, oder der Anwender hat einen externen Referenzschalter und führt den Zyklus mit Takt- / Richtungsimpulsen selbst durch. Softwareendschalter können nur dann von der Steuerung verwaltet werden, wenn das Referenzfahren mit Steuerspannung ein auslöst wird. Im anderen Fall sind die Positionen von der externen Steuerungen zu verarbeiten. Satzablaufsteuerung Das Referenzfahren erfolgt, je nach Parameter, mit Steuerspannung ein oder mit dem ersten Startsignal, das nach dem Anlegen der Steuerspannung kommt. Übergangslos daran erfolgt das Fahren auf die vorher festgelegte (programmierte) Anfangsposition (Startposition). Satzablaufsteuerung bedeutet, es ist eine beliebige Anzahl von Sätzen programmiert oder über Teach in abgespeichert, die dann von der Anfangsposition aus mit jedem Start, Position um Position ausgeführt werden, genau in der Reihenfolge, wie sie abgelegt sind. Die letzte Position ist dann wieder die Anfangsposition. Alle Sätze können absolut, relativ oder gemischt sein. Die symmetrischen Rampen und die Geschwindigkeit sind, entsprechend der vom Kunden angegebenen Last, fest vorgegeben. Über die PC-Programmeingabe lassen sich den Fahrwegen noch verschiedene andere Funktionen zuordnen (Wartezeit, Sprünge u. a.) Satzwahlsteuerung Das Referenzfahren ist wie bei der Ablaufsteuerung, jedoch ohne das übergangslose Fahren auf die Anfangsposition. Satzwahlsteuerung bedeutet, es sind eine beliebige Anzahl von Positionen programmiert oder über Teach in abgespeichert, die dann jeweils über 4 binäre Eingänge angewählt und mit Start angefahren werden können. Hier bestimmt die SPS- Steuerung die Abfolge der Sätze. Alle Sätze können absolut, relativ oder gemischt sein. Die symmetrischen Rampen und die Geschwindigkeit sind, entsprechend der vom Kunden angegebenen Last, fest vorgegeben. Auch bei dieser Version können, wie bei der Ablaufsteuerung, noch weitere Funktionen zugeordnet werden. [email protected] 7

33 Technische Daten Bauart: Typenbezeichnung: Befestigung: Hublängen: Einbaulage: Elektrische Kurzhubeinheit, ohne Führung ELKE17 - ELKE23K - ELKE23L 2 x M5 siehe untenstehende Tabelle beliebig, bei externer Führung Abmessungen: siehe Seite 8 / 9 / 10 Hubkräfte: siehe Seite 11 / 12 Positionierzeiten: siehe Seite 11 / 12 Temperaturen: -20 C bis +40 C Schutzart: IP 40 Werkstoffe: Gehäuse: Aluminium, eloxiert Lastaufnahme: Aluminium, eloxiert Gleitteile: POM Spindel: Stahl Verdrehsicherhung: Stahl Schrauben: Stahl, Güte Typ ELKE 17 ELKE 23K ELKE 23L Max. Hub [mm] 10 / / / 30 Max. Hubkraft [N] Kleinste Auflösung [mm] 0,016 0,016 0,016 Genauigkeit [mm] < 0,05 < 0,05 < 0,05 Spannung / Strom [V / A] 24 / 1,5 24 / 2 24 / 2 Lebensdauer [Std.] Gewicht [Kg] 0,4 0,7 1,1 Die Hubgeschwindigkeiten sind lastabhängig. In vertikaler Einbaulage fährt die Einheit bei großer Last, im stromlosen Zustand, in die Ausgangslage zurück. (Lastverschiebung bei Stromausfall!!). Andere Hublängen und Sondergrößen sind auf Anfrage möglich. [email protected] 8

34 Abmessungen EKLE LH Hub 17 L1 17 L ,5 Ø5 120,0 Abmessungen in mm Ø M5 Ø 14 ELKE L1 17 L2 17 LH 10 mm Hub 80, ,5 30 mm Hub 100, ,5 9

35 Abmessungen EKLE 23K 23K LH Hub 61,5 120,0 23K L1 23K L Ø M5 Abmessungen in mm 47 Ø M5 Ø ELKE 23K 23K L1 23K L2 23K LH 10 mm Hub 107, ,5 30 mm Hub 127, ,5 10

36 Abmessungen EKLE 23L Hub 23L LH 57 23L L1 23L L ,5 90 Ø M5 120,0 Abmessungen in mm 47,01 57 ELKE 23L 23L L1 23L L2 23L LH Ø M 5 Ø mm Hub ,5 11,5 30 mm Hub ,4 11,5 [email protected] 11

37 Leistungen und Belastungen Als Kriterien für die Typenauswahl der ELKE Einheiten sind 3 Faktoren nötig, 1. die Last 2. die Vorschublänge 3. die zur Verfügung stehende Vorschubzeit Jedes Diagramm ist einer bestimmten Hublänge zugeordnet. Die Positionierzeit wird in der Y-Achse und die Lastangabe in der X-Achse angezeigt. Längen, die von den angezeigten drei Hublängen abweichen, müssen im Diagramm interpoliert werden. EKLE 17 Kleine Bauform für Lasten bis 80 N. Kurzhubeinheit ELKE 17 Positionierzeiten bei Last Positionierzeit [ms] Last [N] 10 mm Hub 20 mm Hub 30 mm Hub [email protected] 12

38 EKLE 23K Kurze Bauform für Lasten bis 250 N. Kurzhubeinheit ELKE 23K, kurze Bauform Positionierzeiten bei Last Positionierzeit [ms] Last [N] 10 mm Weg 20 mm Weg 30 mm Weg EKLE 23L Lange Bauform für Lasten bis 500 N. Kurzhubeinheit ELKE 23L, lange Bauform Positionierzeiten bei Last Positionierzeit [ms] Last[N] 10 mm Hub 20 mm Hub 30 mm Hub [email protected] 13

39 Medan - Easy Orange Line Manual linear system for subordinate altering tasks with a digital display Medan Easy Orange linear unit - is for easy and subordinate altering tasks conceived, however indicated by a simple but effective and solid construction. The actuator transfers the axial force of the spindle to the transport load by the profile slit to the outside. The anodize aluminium profile of the actuator is locked by end caps on both sides. One of the end caps takes the numerical display while the other end cap is housing the spindle loose bearing. The linear unit is works with a round spindle which has a gradient of 4mm (self-locking). Our long time approved high grade steel covering system protect the internal space from pollution - independent of his mounting position or construction length. Advantages : circulating groove at the profile high grade steel covering system absolute lubricants free low weight by using plastics and aluminium temperature resistance up to 60 C resistance to corrosion large display (figure height 8 mm) battery easily exchangeable reserve energy up to 8 years incremental measurement function, display of absolute value

40 mechanical technical datas actuator design: linear unit with round spindle gradient of 4mm stroke: up to 1500mm mounting position: any temperature: -10 C C material: barrel anodised aluminium slip parts POM spindle stainless steel spindle nut acid- and oil-proofed synthetic material sealing band stainless steel screws zinc-plate steel, quality mounting anodised aluminium mechanical technical datas digital sensor display: LCD display, 5-digit,8 mm digit height display range: battery: lithium coin cell, 3 V, CR2032 type (~2 years of service life) lithium coin cell, 3 V, CR2477 type (~8 years of service life) shock resistance: 30 g /15 ms (DIN EN ) vibration resistance: 0 g /( Hz) (DIN EN ) 20 g /( Hz) (DIN EN ) EMC: DIN EN DIN EN mechanical technical datas system protection category: IP51 forces and moments characteristics EOL-RD-25 Max. load F Max. M x Max. M s Max. M v weight 0-stroke weight p. 100mm EOL-RD-25/00-xxxx 150N 15Nm 1,5Nm 3Nm 1,0Kg 0,33Kg order code: EOL-RD-25/00-xxxx (xxxx = adjustable stroke/mm) demonstrate stroke=150mm *dependent stroke dimensions