Connettori davvero “cool”

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Gli amplificatori a connettore Rexroth in modulazione ad ampiezza d’impulso offrono numerosi vantaggi: riducono sensibilmente la temperatura delle valvole di commutazione, risparmiano molta energia elettrica e sono semplici da montare. Tutto ciò è utile in molti settori, come dimostra l’esempio di una linea di segatrici.

 

Legno secco, segatura e relative infiltrazioni: unitamente a superfici calde, tutto ciò può diventare una fonte di pericolo. Le assicurazioni, quindi, prevedono condizioni molto severe per le segherie – ad esempio, l’alternativa fra costruzione chiusa e pulizia regolare delle superfici per le linee di segatrici, che superano il valore critico di 100 °C. In tali zone, per ragioni di sicurezza, non deve in alcun caso formarsi uno spesso strato di segatura; altrettanto vale per le superfici delle valvole idrauliche. Per gli utenti, naturalmente, tutto ciò comporta una pulizia più complessa. In tali casi, sono d’aiuto gli amplificatori a connettore Rexroth in modulazione ad ampiezza d’impulso. “Abbiamo sviluppato questi connettori per risparmiare energia elettrica, ma con essi possiamo nel contempo ridurre la temperatura delle valvole. Ciò risulta utile soprattutto per quegli utenti che hanno a che fare con polveri infiammabili”, ci spiega Frank Ullrich, Product Manager di Bosch Rexroth presso la sede centrale di Lohr am Main, in Germania.

Un enorme calo di temperatura

Una potenziale fonte di calore è costituita dai magneti delle valvole idrauliche. Spesso, sugli assi idraulici, operano valvole a sede a 2 vie; affinché nessun asse si muova se la corrente viene a mancare, la loro posizione base è chiusa. A tale scopo, durante l’esercizio, le valvole devono trovarsi sotto corrente permanente. All’inizio del turno in segheria, esse vengono collegate, consumando inutilmente corrente per l’intero periodo d’esercizio.

Se la linea di segatrici resta in esercizio per tutto il giorno, i magneti si riscaldano e le superfici metalliche superano presto i 100 °C, quantomeno, con connettori convenzionali. “La corrente in eccesso viene semplicemente convertita in calore”, ci spiega Ullrich. Gli amplificatori a connettore in modulazione ad ampiezza d’impulso impediscono tale processo, riducendo la temperatura delle superfici anche di 80 °C. Gli sviluppatori hanno sfruttato le particolarità dell’idraulica: in tale ambito, infatti, le valvole richiedono piena energia soltanto per il breve tempo della commutazione; una volta inserite, per mantenerle in posizione aperta è sufficiente un’intensità di corrente decisamente inferiore.

Bassi consumi e connettori meno caldi

La modulazione ad ampiezza d’impulso integrata consente di commutare rapidamente fra due valori di intensità di corrente. La commutazione avviene in un batter d’occhio: gli amplificatori a connettore abbassano il valore di picco dopo soli 100 millisecondi. Tale minor valore viene raggiunto con un rapidissimo processo di inserzione e disinserzione, ad una frequenza massima di 500 hertz. Poiché la bobina della valvola idraulica reagisce lentamente alle variazioni di corrente, la tensione permane anche a sistema disinserito; in tale modo, l’intensità di corrente si stabilizza attorno ad un valore inferiore.

“In fase di sviluppo, la sfida è consistita nel determinare il rapporto ottimale tra fasi d’inserzione e di disinserzione”, ci spiega Ullrich. Il rapporto ideale si è infine rivelato quello di 60 a 40: in altri termini, per il 60% del tempo il connettore resta inattivo, mentre nel tempo restante eroga corrente. Il risultato: la temperatura superficiale della valvola idraulica si riduce ad appena 50 °C. Tutto ciò rende superfluo una costruzione chiusa che impedisca il deposito di polveri infiammabili o le pulizie regolari richieste dalle compagnie assicurative. Così le segherie non soltanto evitano ulteriori condizioni assicurative, ma risparmiano anche molta energia: il consumo, infatti, si riduce anche del 78%, una potenzialità di risparmio enorme per le circa 100 valvole normalmente impiegate in queste applicazioni.

Con il solo risparmio sui costi energetici, il costo degli amplificatori a connettore si ammorta già dopo un anno. Ullrich afferma quindi con convinzione: “In futuro, gli amplificatori a connettore in modulazione ad ampiezza d’impulso avranno un ruolo ancora maggiore nella ricerca di potenzialità di risparmio.”

Un montaggio semplice

Il montaggio di questi parsimoniosi connettori è estremamente semplice: occorre semplicemente innestarli, anche nel caso di impianti preesistenti. Inoltre, essendo i connettori preallestiti con cavi di tre diverse lunghezze, non occorre cablaggio sulla valvola. L’impiego pratico ha dimostrato come i montatori possano così collegare il tutto all’armadio elettrico in soli 10-15 minuti, contro i precedenti 25. Per i costruttori d’impianti, vi è poi un altro vantaggio: se finora le uscite PLC per le valvole andavano dimensionate a 2 ampere, con i nuovi connettori Rexroth bastano 0,5 ampere. Un solo modulo può quindi azionare più valvole, riducendo i costi dell’hardware e i preziosi spazi d’installazione. Questo insieme di vantaggi rende interessanti gli amplificatori a connettore non soltanto per le linee di segatrici. “Sostanzialmente, li possiamo utilizzare per tutte le valvole di commutazione idrauliche con bobine a 24 volt. Questi connettori, quindi, sono adatti anche per le macchine utensili o per quelle da lavorazione della plastica”.