Geklemmt und gedämpft

Robert Timmerberg, Fachjournalist, plus2, Düsseldorf, i. A. von ACE

Seit einem halben Jahrhundert wird bei den Rittmeyers in Münster in Sachen Feinmechanik gefräst, gedreht und geschliffen. Längst ist aus einer Einmannfirma jedoch ein Familienbetrieb entstanden, der sich auf die Entwicklung von Serien- und Sondermaschinen u. a. für die Medizintechnik, die Automobil- und die Luftfahrtindustrie spezialisiert hat. Ein typisches Merkmal der Arbeiten aus dem Münsterland ist die enge Verbindung von Engineering und Feinmechanik. Aber auch die enge Zusammenarbeit mit den zu beliefernden Unternehmen gehört dazu.

Gleiches nimmt auch einer der Zulieferer des Unternehmens, die ACE Stoßdämpfer GmbH aus Langenfeld, im Umgang mit seinen Partnern für sich in Anspruch. Gepaart mit dem Qualitätsanspruch des weltweit führenden Anbieters von Industriestoßdämpfern sind zwei Gründe für die Kooperation der beiden Unternehmen gefunden: „Wann immer es darum geht, Maschinen effektiv zu verzögern, setzen wir auf Stoßdämpfer von ACE. Weil wir für unsere Beri.co.cut – V3 zusätzlich eine Schienenführung klemmen wollten und ACE auch in diesem Bereich Produkte liefert, waren die Langenfelder auch hier unser erster und einziger Ansprechpartner“, so Firmenchef Walter Rittmeyer.

Die dritte Generation der erfolgreichen Sondermaschine ist für das einfache und präzise Durchtrennen der Abschirmungen und Drahtgeflechte von Hochvoltleitungen zuständig, die u. a. bei Elekro- und Hybridfahrzeugen eingesetzt werden. Bei der Bearbeitung der Leitungen wird der gesamte Kopf der Maschine verfahren. Wie bei früheren Maschinen auch setzen die Münsteraner beim Verfahren des Kopfes gegen die Rückwand zum zuverlässigen Bremsen auf einen ACE-Kleinstoßdämpfer. Dieser sorgt für einen weichen Anschlag und verhindert so kostspielige Schäden an Bearbeitungskopf und Gesamtkonstruktion, ganz zu schweigen von monetären und Imageschäden, die durch Ausfallzeiten bei Rittmeyer-Kunden entstehen würden.

Aufgrund des vertrauensvollen Verhältnisses zwischen den beiden beteiligten Unternehmen wurde auf Testaufbauten verzichtet und stattdessen direkt mit der Auslegung durch ACE begonnen. Nach Berücksichtigung aller Kenndaten, wie z. B. der verfahrenden Masse und ihrer Geschwindigkeit, entschieden sich die Stoßdämpferspezialisten aus Langenfeld dazu, Kleinstoßdämpfer des Typs MC75EUM-3 zu verbauen.

Diese wartungsfreien und einbaufertigen hydraulischen Maschinenelemente verfügen über sehr kurze Gesamtlängen und geringe Rückstellkräfte. Das Material des Stoßdämpferkörpers ist aus brüniertem oder tenifergehärtetem Stahl und sorgt in Kombination mit einer temperaturstabilen Ölfüllung und einem integrierten Festanschlag für hohe Lebensdauer, die auch den Ansprüchen einer Dauerbelastung wie bei der Kabelschneidemaschine absolut gerecht wird. Die gewählten selbsteinstellenden Elemente der Kleinstoßdämpferserie sind in der Lage, 9 Nm/Hub und 28 200 Nm/h aufzunehmen. Der zulässige Massenbereich liegt dabei zwischen 2,7 und 36,2 kg und gilt für einen Temperaturbereich von 0 bis +66 °C.

Sollen die modernen Maschinenelemente im Außenbereich eingesetzt werden, verfügt ACE zudem über Varianten, die sogar beständig gegenüber Seewasser oder anderen aggressiven Materialien sind. In beiden Fällen sind die Dämpfer dank einer Vielzahl an Zubehör und Anschlussteilen auch in bestehende Konstruktionen leicht zu integrieren. Ein Umstand, der in Münster wegen der neuen Konstruktion keine Rolle spielte, obwohl das geringe Eigengewicht von gerade einmal 30 g ein positiver Nebeneffekt bei der Planung war: „Wir sind immer bemüht, unsere Konstruktion so kompakt wie möglich zu bauen. Die Gesamtlänge von gerade 70 mm des Stoßdämpfers spielt uns dabei natürlich in die Karten“, führt Rittmeyer aus. Auch die Rückstellzeit von 0,3 s war für die Kabelschneidemaschine mehr als ausreichend.

Zusätzlich zu den Stoßdämpfern kommen bei Rittmeyer sogenannte Locked-Klemmelemente von ACE zum Einsatz. In diesem Fall stammen sie aus der PN-Serie, die für eine pneumatische Klemmung konzipiert ist. Dabei sind sie einerseits für das Vermeiden von Schäden der Bediener durch unsauber getrennte Kabel, andererseits für das Vermeiden von Schäden an der Konstruktion selbst zuständig. Um zu verstehen, warum, ist die Funktionsweise des Gerätes kurz zu beleuchten. Das Werkzeug in der Beri.co.cut – V3 wird konzentrisch entlang zweier Führungswellen bewegt. Die Locked-Elemente klemmen sowohl im regulären Betrieb der Pneumatik als auch bei Druckabfall.

Im Regelbetrieb gilt es, ein Verschieben beim Schneideprozess zu verhindern. Denn bereits durch kleine Ungenauigkeiten könnten die Passagiere von Elektroautos oder Flugzeugen später zu Schaden kommen. Aus diesem Grund ist eine absolut präzise Arretierung unabhängig von der Länge des jeweiligen Werkstückes von zentraler Bedeutung. Dies wird seitens der verwendeten Klemmelemente mit der Bezeichnung PN-63-20-2-6B sichergestellt, indem sie einen hohen axialen Druck aufbauen.

Auch im Störfall ist ihre Arbeit elementar. Denn wenn die Steuerung oder die Druckluftversorgung ausfällt, könnte ohne ihre Klemmung das ganze Werkzeug nach hinten durchschlagen. „Im schlimmsten Fall hätten es unsere Kunden mit einer unkontrollierten Bewegung zu tun, bei der etwa eine Tonne Kraft wirken würde“, so Rittmeyer-Konstrukteur Mikhail Korontsevich. Konkret bedeutet dies, dass die Klemmelemente im Notfall den Kleinstoßdämpfer unterstützen und so in Kombination mit ihm Schlimmeres verhindern.

Die verwendeten Locked-Typen verfügen bei 4 bar über eine Haltekraft von 2520 N, bei 6 bar von 3600 N. ACE stellt darüber hinaus sogar Modelle zur Verfügung, die bis zu 27 000 N bewältigen können. Die Langenfelder empfehlen, bei der durch eine kompakte Bauweise auffallenden P-Serie einen Sicherheitsfaktor von plus 10 % zu kalkulieren, denn die angegebenen Haltekräfte kommen bei optimalen Bedingungen zur Geltung. Und bei der Berücksichtigung aller Details soll das einwandfreie Funktionieren der Kabeltrennung nicht ausgerechnet an widrigen Umständen scheitern. I

In drei verschiedenen Variationen erhältlich, sorgen die Klemmelemente für ein sicheres und zuverlässiges statisches Klemmen auf, entlang und abseits von Schienenbahnen. Gemeinsam ist den Locked-L-, Locked-P- sowie Locked-R-Serien, dass sie im Gegensatz zu Sicherheitsstoßdämpfern direkt an der verfahrenden Masse angebracht sind. Sie können diese somit an jedem beliebigen Punkt der zurückgelegten Strecke zum Stillstand bringen. Auf den kleinsten gemeinsamen Nenner gebracht, wird die Klemmung durch eine Verformung membranbeaufschlagter Federbleche aktiviert bzw. gelöst. Dieses System reagiert dabei innerhalb sehr kurzer Zeit durch seine pneumatische Vorspannung. Permanent einsatzbereit, gewährt es hohe Klemmkräfte – selbst wenn die Energie der Pneumatik-Antriebssysteme ausfällt. Anwender profitieren trotz geringer Systemkosten im Vergleich zu Hydraulik- und Elektroniklösungen von sehr guten Klemm- und Bremskräften, und zwar bei axialen wie auch radialen Bewegungen.