17.09.2021 – Kategorie: Komponenten & Systeme

Strukturdämpfer für alle Fälle: Den Notfall ausbremsen

Strukturdämpfer für alle Fälle – Den Notstand ausbremsenQuelle: ACE Stoßdämpfer GmbH
Die Ansprüche an Geschwindigkeit und Genauigkeit steigen ebenso wie solche an die Sicherheit in der Automatisierung. Wo Positionier- und Bewegungssysteme so präzise arbeiten, dass Abweichungen mit bloßem Auge nicht mehr…

Von 1980 bis heute konnte sich die Rampf-Gruppe vom Einmannbetrieb zum weltweit agierenden Unternehmen entwickeln. Firmengründer Rudolf Rampf, der zu Beginn in einer Garage noch Gießharze aus Polyurethan von Hand anrührte, und seine Nachfolger haben dank schwäbischen Tüftelns, unternehmerischen Muts und technischen Know-hows das Unternehmen über den Bereich der Reaktionsharze hinaus zu einem führenden Anbieter gestaltet und dafür gesorgt, dass es auch bei Maschinensystemen eine bedeutende Rolle spielt.

Rampf Machine Systems bietet direkte Integration von Linearmotoren, Mess-Systemen, Magnetgreifern und Sicherheitstechnik auf Hartgesteinsbasis mit Sicherheitsstoßdämpfern von ACE in den Endlagen der x-Achse. Bild: Rampf Machine Systems

Die Sparte Rampf Machine Systems stellt unter anderem Komplettlösungen für individuelle und mehrachsige Bewegungssysteme und Basismaschinen mit höchsten Ansprüchen an Dynamik und Genauigkeit für die Medizintechnik, für die Optikproduktion oder auch für Laserapplikationen zur Verfügung. In diesen Bereichen kommt es darauf an, Elemente zum einen schnell zu bewegen und sie zum anderen auch noch bis auf den Mikromillimeter genau zu positionieren. Ob Basismaschinen oder Komplettlösungen für individuelle und mehrachsige Bewegungssysteme, Rampf Machine Systems liefert auf der Basis hochmoderner Entwicklungstools, Komponenten und Produktionsmethoden seinen Kunden innovative Komplettlösungen von der Konstruktion und Auslegung über die Montage bis hin zur Inbetriebnahme und Serienfertigung.

Die Einsatzbereiche der von Rampf Machine Systems gefertigten OEM-spezifischen Bewegungssysteme sind vielfältig und richten sich an Anwender, die überall höchste Ansprüche an Dynamik und Genauigkeit stellen. Bild: Rampf Machine Systems

Negative Auswirkungen auf Lebensdauer und Genauigkeit der Maschinen sollen vermieden werden

Das Unternehmen setzt dabei auf eine integrative Vorgehensweise, in deren Rahmen die Wechselwirkungen zwischen Lineartechnik, Maschinenbett, Antriebstechnik und Steuerungstechnik bereits in den ersten Schritten der Auslegung und Entwicklung ganzheitlich berücksichtigt sind. Das Prozedere hilft, negative Auswirkungen auf Lebensdauer und Genauigkeit der jeweiligen Maschine zu vermeiden. Gleichzeitig geht dies einher mit den Vorteilen einer Komplettlösung aus einer Hand. FEM-Berechnungen und 3D-Simulationen sorgen für eine hohe Planungs- und Produktsicherheit. Außerdem stehen die Lösungen neben hohen Positioniergenauigkeiten auch für kurze Zykluszeiten, lange Lebensdauer und große Sicherheit. An dieser Stelle spielt die ACE Stoßdämpfer GmbH eine tragende Rolle. Wer Systeme für Hochtechnologiebranchen entwickelt, muss die damit verbundenen hohen Kosten schützen. Dies zu gewährleisten, ist in den sich bewegenden Achsen der Maschinen die Aufgabe von unterschiedlichen Lösungen der ACE Stoßdämpfer GmbH aus Langenfeld im Rheinland.

Sicherheits- und Strukturdämpfer von ACE schützen die Endlagen

ACE hat sich weltweit seit Gründung im Jahr 1963 einen hervorragenden Ruf als Partner für Dämpfungslösungen aller Art erarbeitet. Auch Rampf Machine Systems vertraut den praxisbewährten Maschinenelementen. Deren Aufgabe besteht im konkreten Einsatzfall daraus, die bewegte Masse der jeweiligen Applikation vollständig abzubremsen. Dabei soll das Risiko zu einhundert Prozent ausgeschlossen werden, dass es bei unvorhergesehenen Zwischenfällen wie Bedienungsfehlern, Angriffen von Hackern oder Stromausfällen und dem daraus resultierenden Ausfallen der Bremskraft des Antriebs zum Überfahren der Endlage kommt. Nur so lässt sich die Konstruktion vor Unfällen, Ausfallzeiten und Reparaturen schützen. Um dies zu gewährleisten, muss die jeweilige kinetische Energie absorbiert werden. Dieser Wert ergibt sich nach Berechnung der Formel m *v² * 0,5. Zudem gilt es, die Antriebsenergie zu bremsen. Hier wird die Formel F x Dämpferhub angewendet.

Sicherheitsprodukte sind eine Säule des Geschäfts von ACE. Zerstörerische Kräfte von bewegten Massen sicher zu verzögern und im Notfall zu bremsen, sind die Hauptaufgaben dieser Produktgruppe von ACE. Je nachdem, wie die Eckdaten ausfallen, kommen für die vorliegenden Anforderungen bei Rampf Machine Systems hydraulische Sicherheitsstoßdämpfer oder Strukturdämpfer aus Co-Polyester Elastomer als passende Lösung in Frage. Gerade im Notstopp-Einsatz spielen beide Gattungen dieser Maschinenelemente ihre Hauptvorteile aus: Sie kosten weniger als die noch hochwertigeren Industriestoßdämpfer des Unternehmens und sind leicht in bestehende Konstruktionen zu integrieren. Sie sind zudem wartungsarm, fast überall einsetzbar, und arbeiten energieunabhängig, ohne an die Druckluft- oder Stromversorgung angeschlossen werden zu müssen.

Strukturdämpfer
Zu den Sicherheitsprodukten von ACE gehören neben den beschriebenen Sicherheitsdämpfern auch Strukturdämpfer und Klemmelemente für die konventionelle Schienen-, Stangen- oder Rotationsklemmung sowie spezielle Klemmungen mit Sicherheitsfunktion für Z-Achsen. Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH

Im Vergleich: Sicherheitsstoßdämpfer und Strukturdämpfer

Vergleicht man die Komponenten untereinander, bieten die ACE Sicherheitsstoßdämpfer gegenüber einem Strukturdämpfer eine höhere Effizienz. Ihre höhere Leistung wird immer dann zum Argument, wenn vollständiger Energieabbau und kompakte Bauform von Bedeutung sind. Sicherheitsstoßdämpfer von ACE sind in der Lage, die kinetische Energie zu 100 Prozent ohne Rückpralleffekt aufzunehmen. Hingegen bauen die Strukturdämpfer, die bei ACE den Familiennamen Tubus tragen, mit dem ersten Hub bis zu 75 Prozent der Energie ab. Durch die gespeicherte, im Vergleich zu den hydraulischen Sicherheitsstoßdämpfern nicht auf Anhieb durch das Festkörpermaterial vollständig absorbierte Energie kommt es nach der ursprünglichen Belastung zu einem leichten Rückprall. Daher erhalten diese Notstopp-Elemente meist dann gegenüber Sicherheitsstoßdämpfern den Vorzug, wenn es nicht auf punktgenaues Abstoppen ankommt oder wenn das Fahren in die Endlage beabsichtigt ist und häufiger auftritt. Ein weiterer Vergleich: Während die hydraulischen Sicherheitsstoßdämpfer ca. 1.000 Lastwechsel verkraften, sind Tubus auf bis zu 1 Million Lastwechsel ausgelegt.

Welches Sicherheitselement in den kundenspezifisch ausgelegten Positionier- und Bewegungssystemen auch zum Einsatz kommt, Rampf Machine Systems weiß von den Erfahrungen der vergangenen Jahre nur Positives zu berichten.

Strukturdämpfer
Die Dämpfer der SCS-Familie von ACE eignen sich mit einer Energieaufnahme von 310 Nm/Hub bis 18.000 Nm/Hub für den Notstopp in Bestückungsautomaten, Portal- und Förderanlangen sowie für die Sicherung der Endlagen von Achsen in Positioniersystemen und Werkzeugmaschinen. Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH

Sicherheitsstoßdämpfer

Für Einsatzzwecke wie im hier geschilderten Fall sind die Sicherheitsstoßdämpfer der Produktfamilie SCS33 bis SCS64 von ACE konzipiert. Neben dem zuverlässigen Schutz von Achsen in Positioniersystemen eignen sie sich beispielsweise auch für den Einbau in Bestückungsautomaten, Portal- und Förderanlangen sowie für die Sicherung der Endlagen in Werkzeugmaschinen.

Speziell für den Notstopp-Einsatz bietet ACE neben der SCS-Produktgruppe noch zwei weitere Familien an Sicherheitsstoßdämpfern, die für den industriellen Einsatz in größeren Dimensionen sowie mit noch höheren Massenkräften geeignet sind. Die kompakten SCS-Typen von ACE sind die Antwort im Bereich der industriellen Stoßdämpfer auf die gestiegenen Ansprüche der modernen Antriebstechnik. Solide, hoch integrierte Stoßdämpferbauformen mit führender Dichtungstechnik und immense Energieaufnahme im Havariefall schützen immer kleiner und schneller werdende Konstruktionen. Die Dämpfungselemente sorgen für rückprallfreien Energieabbau, bis zu 300 Prozent höhere Energieaufnahme und bis zu 80 Prozent reduzierte Kosten je Nm Energieaufnahme im Vergleich zu herkömmlichen Industriestoßdämpfern von ACE.

Sicherheitsstoßdämpfer
Schnitt durch Sicherheitsstoßdämpfer von ACE. Hier ein Modell der SCS-Familie 33-64, bei denen Serienteile aus der als Magnum bekannten Familie der Industriestoßdämpfer zum Einsatz kommen. Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH

Kunden können dieses zusätzliche Plus an Sicherheit mit individuellen Kennlinien speziell für spezifische Anwendungen ordern. Sie profitieren dabei von geringster Maschinenbelastung durch Hübe bis zu 1.600 mm und von vielseitigen Montagemöglichkeiten. Zwecks Konfiguration und Berechnung bietet das Unternehmen auf der Homepage zahlreiche Möglichkeiten zur Auslegung der Komponenten an.

Von Robert Timmerberg


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