Industriestoßdämpfer für Herkulesaufgaben

Gerade effektive Massen von bis zu 326.000 kg punktgenau und ohne Rückpralleffekt abzubremsen ist eine wahre Herkulesaufgabe. KonstrukteurInnen von Förder- und Portalanlagen oder von Regalbediengeräten setzen zum Schutz des Gesamtaufbaus in den Endlagen dabei häufig auf schwere Industriestoßdämpfer von ACE. Ähnlich wie bei den kleinen und mittelgroßen Modellen des Langenfelder Unternehmens wird bei dieser Art des Überfahrschutzes die Kolbenstange beim Abbremsvorgang in den zylinderförmigen Dämpferkorpus eingeschoben und das sich vor dem Kolben befindende Hydrauliköl gleichzeitig durch alle Drosselöffnungen verdrängt. Durch die proportional zum verfahrenen Hub abnehmende Anzahl der wirksamen Drosselbohrungen verringert sich nicht nur die Einfahrgeschwindigkeit konstant, es bleiben auch der vor dem Kolben entstehende Staudruck und die Gegenkraft gleich. Dies ist neben den hohen abzubremsenden effektiven Massen ein entscheidender Vorteil zu anderen auf dem Markt zu findenden Dämpferlösungen.

Während der Abbremsvorgang sich bei Kleinstoßdämpfern des Herstellers in Sekundenbruchteilen vollzieht, benötigen die Hydraulik-Schwergewichte bis zu 2,3 s, um Hübe von über 400 mm zurückzulegen. Auf diese Weise ist es möglich, auch große Lasten vollkommen ohne Rückpralleffekte punktgenau und sanft zu stoppen. Die Baureihe der schweren selbsteinstellenden Typen des Herstellers eignet sich ebenso wie die der einstellbaren auch für den Notstopp-Einsatz. Zu diesem Zweck lässt sich der abzudeckende Bereich der effektiven Masse sogar noch wesentlich erhöhen. Die Dämpfer werden für jede Applikation mithilfe des ACE-Berechnungsprogramms kundenspezifisch ausgelegt. Crash-Gefahr und Falscheinstellungen sind somit gebannt. Die CA-Typen zeichnen sich durch eine große Bandbreite aus. Am unteren Ende der Skala sind sie bereits für effektive Massen ab 700 kg und 3.600 Nm/Hub ideal einsetzbar, während die voluminösesten Dämpfer mit Hüben von bis zu 254 mm im Schwermaschinenbau 18.000 Nm pro Hub und effektive Massen bis zu 56.600 kg mit einer Beaufschlagung verzögern können.

Ihre Funktion und Kraftaufnahmen in den Endlagen eines Prüfstands veranschaulichen die Arbeit der schweren Industriestoßdämpfer ebenso wie die der Sicherheitsprodukte des Herstellers. Diese sind im vorliegenden Fall versuchsweise am Ende eines 6 m langen Beschleunigungsweges installiert. Auf jenem bewegt sich ein Schlitten mit Prüfmaterialien. Die Aufgabe der Dämpfer ist es, die kinetische Energie von bis zu 32 kJ so abzubremsen, dass der Prüfstand nach dem jeweiligen Zerreißtest eines bestimmten Werkstoffmaterials schadensfrei für nachfolgende Messungen von anderem oder gleichem Material bei veränderten Geschwindigkeiten und den Crashvorgängen zur Verfügung steht. Dabei lauten die Anforderungen, dass dies wiederholbar, möglichst sicher sowie variabel einsetzbar und wartungsfrei erfolgen soll. In einer Frühphase der Tests übernahmen Sicherheitsdämpfer aus den Produktfamilien Tubus TA, TC und TC-S den Schutz der Endlagen. Da diese aus Co-Polyester Elastomer gefertigten Festkörperkomponenten die Masse nicht komplett ohne Rückprall des Schlittens absorbieren konnten, wählte man im nächsten Schritt die hydraulischen Sicherheitsstoßdämpfer, welche die bewegten Massenkräfte über den gesamten Hub gleichmäßig abbremsen und am Ende des Weges punktgenau verzögern können. Die Belastungen für die Stoßdämpfer sind dabei sehr hoch. So erfährt die Druckhülse unmittelbar nach dem Aufprall einen schlagartigen Anstieg des inneren Drucks von 460 bar. Dies führt dazu, dass auch die Fließgeschwindigkeit des Dämpferöls in kürzester Zeit rasant ansteigt, nämlich auf 750 km/h.

Um am Ende zum optimalen Sicherheitsstoßdämpfer zu gelangen, sind im Vorfeld der weiteren Kooperation und Installation alle benötigten Rahmenparameter der Versuchsanlage bei ACE in das genannte firmeneigene Berechnungsprogramm geflossen. Im Anschluss wurde für die Vielzahl der Massenkräfte und Aufprallgeschwindigkeiten die ideale Dämpfungskennlinie ermittelt. Diese wurde von den IngenieurInnen genau auf die in der Komponenten-Crash-Anlage verwendeten Sicherheitsdämpfer der Produktfamilien SDH und SCS angepasst. Die Sicherheitsstoßdämpfer stellen nicht nur in diesem Fall eine kostengünstige Alternative zu den noch leistungsfähigeren Industriestoßdämpfern des Herstellers dar. Zwar sind bestimmte Sicherheitsdämpfer für den Dauereinsatz konzipiert, sie dienen aber vor allem als zuverlässiger, effektiver Schutz von Konstruktionen im Notstopp. Bei den auch am hier gezeigten Prüfstand zum Einsatz kommenden Typen aus der Produktfamilie SCS33 bis SCS64 verwendet der Hersteller Serienbauteile der Magnum-Stoßdämpfer und erzielt dank deren noch robusteren Ausführung Standzeiten von bis zu 1.000 Lastwechseln. Die Sicherheitsstoßdämpfer des Herstellers sind in großer Auswahl mit verschiedensten Hüben und Energieaufnahmen erhältlich. Die Anordnung der Drosselbohrungen lässt sich je nach Zweck kundenspezifisch berechnen und fertigen.