Druckluftbalancer / pneumatischer Balancer
Druckluftbalancer, auch pneumatische Balancer genannt, sind Balancer die mit Druckluft betrieben werden. Sie werden in Form von Manipulatoren oder Hebezeugen, wie Seilbalancer, Flachriemenbalancer oder Zylinderbalancern angeboten. Das Herzstück eines Druckluftbalancers mit Balancer-Steuerung ist ein großvolumiger Druckregler mit Sekundär-Entlüftung. Dieser befüllt beim Anheben den Arbeitszylinder mit dem notwendigen Balancer-Druck. Die Sekundär-Entlüftung sorgt dafür, dass der Balancer-Druck auch beim Absenken konstant bleibt. Dadurch wird beim Heben und Senken ein Lauf mit etwa gleichem Wiederstand gewährleistet.
Um einen Balance-Zustand herstellen zu können, muss der Balancer-Druck exakt dem anhängenden Lastgewicht entsprechen. Dieses Lastgewicht ändert sich jedoch zwischen beladenem und leerem Hebezeug, durch unterschiedlich schwere Produkte, durch Gewichtsveränderungen während der Handhabung oder durch den Wechsel des Lastaufnahmemittels (Wechselgreifer mit unterschiedlichem Gewicht). Um diese Änderungen zu berücksichtigen, können verschiedene Balancer-Steuerungen genutzt werden.
Selbsttätige Balancer-Steuerung, auch als automatische Balancer-Steuerung bezeichnet, erkennt das Gewicht der anhängenden Last und sorgt dafür, dass der Druckregler einen dem entsprechenden Balancer-Druck herstellt. Diese Funktion kann zum Beispiel elektronisch erfolgen. Hier wird das Gewicht der Last durch eine integrierte Kraftmessung ermittelt und der Druckregler wird elektrisch angesteuert. Es gibt aber auch rein pneumatische selbsttätige Balancer-Steuerungen, wie zum Beispiel im SchwebeKran-Balancer oder in den SchwebeKran-Manipulatoren. Pneumatische Balancer mit einer selbsttätigen Balancer-Steuerung sind dann besonders sinnvoll, wenn Lasten mit verschiedenen Gewichten ausbalanciert werden sollen oder sich das Gewicht der Last während der Handhabung ändert, z.B. weil ein Behälter entleert oder befüllt wird oder an eine Baugruppe zusätzliche Teile montiert werden. Balancer mit automatischer Balancer-Steuerung sind universell einsetzbar. Allerdings sind nur wenige Hersteller in der Lage eine funktionierende bezahlbare automatische Balancer-Steuerung anzubieten.
Soll eine stets konstante Last balanciert werden, so genügt eine sogenannte Ein-Last-Steuerung (1-Last-Steuerung). Die Last wird direkt an einem Druckregler eingestellt. Dieser Druckregler kann entfernt vom Bediener angebracht sein. Soll der Bediener den Balancer-Druck und somit die Hubkraft ändern können, kann ein Pilot-Druckregler als Fernbetätigung am Bediengriff des Balancers vorhanden sein. Druckluft-Balancer mit Einlast-Steuerung werden zum Beispiel eingesetzt, um ein Werkzeug in der Höhe verschieben zu können, z.B. ein Schweißgerät.
Soll eine Last mit immer gleichem Gewicht aufgenommen und abgesetzt werden können, empfiehlt sich eine Zwei-Last-Steuerung (2-Last-Steuerung). Mit Hilfe eines Wegeventiles wird zwischen zwei vordefinierten Last-Zuständen hin und her geschaltet. Im Leerlast-Zustand ist der Balancer-Druck so eingestellt, dass der Balancer und ein ggf. vorhandenes Lastaufnahmemittel / Greifer ausgeglichen sind. So kann der Balancer Leerstrecken überwinden und das Lastaufnahmemittel bzw. der Greifer kann an die Last herangeführt werden bzw. von ihr abgenommen werden. Im Last-Zustand wird zusätzlich das Gewicht der Last ausgeglichen. Um auf gelegentliche Gewichtsänderungen reagieren zu können, kann der Druckregler für den Last-Druck als Fernbetätigung in Bedienernähe angeordnet sein. Hier wird z.T. von einem Dreh-Selektor gesprochen. Das Umschalten zwischen den Last-Zuständen kann durch den Bediener erfolgen oder selbsttätig geschehen. Für ein selbsttätiges Umschalten kann beispielsweise der Zustand des Greifers (offen/geschlossen) ausgewertet werden. Um ein ungewolltes Umschalten zu verhindern, sind meist Last-Abfragen vorgesehen. Ein Umschalten auf Last kann dann nur erfolgen, wenn der Greifer geschlossen und die Last vorhanden ist.
Die Zweilast-Steuerung kann zu einer Mehr-Last-Steuerung erweitert werden. Der Balancer-Steuerung muss dafür vom Bediener zum Beispiel per Wahlschalter die gewünschte Last vorgegeben werden. Der richtige Lastzustand kann aber auch durch geschickte Abfragen an der Last selbsttätig hergestellt werden.
Manche Druckluftbalancer verfügen über keine Balancer-Steuerung sondern eine Wegeventil-Steuerung, auch Auf-Ab-Steuerung gennant. Sie werden durch Befüllen bzw. Entleeren des Arbeitszylinders nach oben bzw. unten gefahren. Steht der Balancer in Ruhe, wirkt das Luftpolster im Arbeitsglied als Feder. Dadurch kann der Balancer mit der Last meist um einige Zentimeter von Hand nach unten oder oben geschoben werden. Das funktioniert vor allem bei geringen Lasten gut, allerdings um so schlechter, je niedriger die Hubstellung des Balancer ist, denn dann ist das Luftpolster entsprechend klein. Ein wesentlicher Nachteil liegt in der schlechten Dosierbarkeit und der teils großen Verzögerung zwischen der Betätigung der Handventile und der Hubbewegung. Für filigrane Vorgänge ist die Steuerung daher eher ungeeignet.
Eine Auf-Ab-Steuerung kann über ein Lastspeicher-Funktion verfügen. Hierbei handelt es sich um eine Balancer-Steuerung bei welcher der zum Heben nötige Druck im Hubzylinder als Eingangssignal des Druckreglers erhalten wird. Ist die Last gehoben, wird der dafür nötige Druck gespeichert. Nun kann die Last ohne Tasten und Hebel direkt von Hand geführt werden. Sollte sich das Lastgewicht während der Handhabung ändern, kann sich die Steuerung nicht daran anpassen.
