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Zehnfache Leistungssteigerung
Individuelles Tuning für Industriestoßdämpfer
Die Basismodelle der Industriestoßdämpfer von ACE sind bereits sehr leistungsfähig. In Spezialfällen reicht das Konstrukteuren aber noch nicht aus.
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Wie ACE noch kürzere Rückstellzeiten und höhere Taktungen ermöglicht, zeigt ein besonderer Einsatzfall. Industriestoßdämpfer können große Massen an Energie aufnehmen und zerstörungsfrei absorbieren. Für entsprechende Einsatzzwecke stellt der Spezialist für Industriestoßdämpfer ACE über 200Stoßdämpfertypen zur Verfügung, deren Kraftaufnahmen zwischen 0,68 Nm/Hub und 44000 Nm/Hub betragen. Zum punktgenauen Verzögern werden von diesen Maschinenelementen effektive Massenbereiche von 500g bis 204t abgedeckt. Für mehr als 95Prozent der Anwender sind die Basismodelle schon hinreichend dimensioniert. Für die Übrigen muss es manchmal aber noch etwas mehr sein. Deshalb bietet ACE in Spezialfällen ein Tuning an.
Die Basis: ein bewährtes Serienmodell
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Industriestoßdämpfer werden von vielen Konstrukteuren als richtige Wahl angesehen, um Massekräfte über die komplette Strecke mit konstanter Kraft abzubremsen. Im Gegensatz zu hydraulischen Bremszylindern und deren charakteristisch hoher Bremskraft am Hubanfang oder Luftpuffern, also der pneumatischen Endlagendampfung, mit deren bekannt hoher Bremskraft am Hubende nehmen Industriestoßdämpfer die Masse insgesamt weicher auf und verzögern gleichmäßiger. Es entsteht dadurch eine konstante lineare Kennlinie und damit die geringste Belastung für die Konstruktion. Zusätzlich wird eine erhebliche Lärmreduzierung erzielt.
Diese Dämpfungslösungen von ACE wandeln kinetische Energie in Wärme um. Trifft eine bewegte Masse auf den Industriestoßdämpfer, setzt dessen Kolben das Öl in der Druckhülse in Bewegung. Es wird durch die Drosselbohrungen gedrückt, womit die eingeleitete Energie in Wärme umgewandelt wird. Der hydraulische Druck bleibt während des gesamten Bremsvorgangs nahezu konstant. Genau diese Eigenschaften zeichnen die Stoßdämpfer der Magnum-Serie von ACE bereits bei den Standardlösungen durch die Integration von Innovationen wie einem Membranspeicher, besonderen Dichtungen und Druckhülsen in Topfform aus. Im Vergleich zu den Vorgängermodellen von ACE und denen von anderen Herstellern gelang es so, sowohl die Dämpfungsleistung zu steigern und die Lebensdauer zu verlängern.
Ein weiteres wesentliches Plus ist laut ACE: bei kompakter Bauform lässt sich der effektive Massenbereich erheblich erweitern. Konstrukteure haben mehr Spielraum bei der Dämpfergröße und bei der Ausnutzung der Maschinenleistung. Und sie sparen deutlich Platz beim Einbau zugunsten kleinerer, aber leistungsstärkerer Entwicklungen. Zudem spielen die wahlweise als einstellbare oder selbsteinstellende Maschinenelemente lieferbaren Komponenten ihre Vorzüge selbst in schwierigsten Umgebungen aus. Magnum-Dämpfer aus Edelstahl bieten Korrosionsschutz und solche mit speziellem Öl befüllt genügen selbst strengen Hygienevorschriften der Lebensmittelindustrie und Medizintechnik. Die selbsteinstellenden Vertreter der Standard-Produktfamilie MC33 bis MC64 mit PU-Kopf sind in den Gewindegrößen M33x1,5 bis M64x2 bei Dämpfungshüben bis 150mm verfügbar und decken Energieaufnahmen von 170 bis 5650Nm/Hub ab.
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Die Standardaufprallgeschwindigkeiten liegen bei den bisher genannten Magnum-Dämpfern zwischen 0,1 und 6m/s, und die Taktung sollte in der Regel nicht mehr als 1Hz betragen. Genau an dieser Stelle konnten die Konstrukteure von ACE vor Kurzem in einem Sonderfall zeigen, was in ihnen steckt. Für einen Sonderauftrag galt es, zuerst mit simulationsgestützten Berechnungen und dann in der Kleinserie durch Modifikationen deutlich mehr aus den Magnum-Stoßdämpfern mit Gewinde M64 zu holen als bei den Standardtypen. Konkret hatte der Kunde den Wunsch, 8,5kg an Masse bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 14m/s und einer Frequenz von 10Hz zuverlässig abzubremsen. Während die Aufprallgeschwindigkeit in diesem Fall die normalerweise zulässige Geschwindigkeit „nur“ um das 2,5-fache übersteigt, bedeutet die Frequenz von 10Hz eine Steigerung der Taktung um das Zehnfache gegenüber der Standardauslegung.
Generell müssen für diese hohen Taktungen möglichst kurze Dämpfungshübe verwendet werden. Daher wurde der Standardstoßdämpfer aus Edelstahl mit einer Hubverkürzung simuliert. Anstelle eines Standardhubes von 50mm reduzierte ACE diesen auf 30mm. Der Vorteil liegt darin, dass dadurch ein größeres Ölvolumen im Dämpfer als bei dem herkömmlichen Typ entsteht. Damit zehn Takte pro Sekunde für den Dämpfer möglich sind, waren weitere Modifikationen erforderlich. So wurde der für diesen Fall auserkorene Magnum mit einer stärkeren Rückstellfeder als die Serientypen ausgestattet. Der Ölrückfluss im Dämpfer wurde ebenfalls optimiert. Gleiches galt für das Bohrbild in der Druckhülse. Die Anzahl der Drosselbohrungen und die Durchmesser wurden nach den Simulationen so angepasst, dass beim Abbremsen von 50 auf 0km/h eine möglichst konstante Kraft-Weg-Kurve entsteht. Das Öl, das während des Dämpfungsvorganges durch die nunmehr optimierten Drosselbohrungen strömt, muss jetzt in kürzester Zeit hinter den Kolben und auch in den Ausgleichsspeicher gelangen. Dieser nimmt das von der eintauchenden Kolbenstange verdrängte Ölvolumen auf. Das ist von besonderer Bedeutung, da sonst ein zu hoher Druck auf die Führungslager entsteht und es zu Schäden an der Konstruktion führen kann.
Im konkreten Fall gelang es ACE, in Kombination mit einer Anpassung des Dichtungspaketes die genannten Optimierungen in Summe so auszuführen, dass alle Kundenanforderungen erfüllt wurden.
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