Gesicherte Automatisierung: ACE Strukturdämpfer schützen Handhabung

Je größer die abzubremsende Masse, desto größer muss auch die Dämpfungslösung und damit die Gesamtkonstruktion dimensioniert sein? Nicht ganz! Zwei Einsatzbeispiele verdeutlichen, dass Tubus Sicherheits- und Strukturdämpfer von ACE mit geringen Hüben auskommen, um sowohl anspruchsvolle industrielle Anwendungen als auch bestehende Konstruktionen mit wenig Kostenaufwand sicherer zu machen. 

Unter Krätze versteht man in der Metallbearbeitung eine Masse fester Verunreinigungen, die sich auf der Oberfläche von geschmolzenem Metall bildet. Sie ist kein Abfallmaterial, sondern kann recycelt werden. Bei einer Krätze-Sortieranlage der Wieland-Werke AG aus Ulm kam es aufgrund von hohen Massenkräften zu Schäden an der Auffangkonstruktion. Diese ist beim Vorsortieren in der Kupferbearbeitung ein wichtiger Bestandteil im nachhaltigen Umgang mit Ressourcen. Sie hilft beim Trennen des Metall-Krätze-Gemisches und sorgt für einen großen Metallanteil in der Weiterverarbeitung.

Nachdem der Anteil des Metalls in diesem konkreten Fall über Siebrinnen in verschiedene Körnungen aufgeteilt wurde, landete das Recyclingmaterial mit einer Masse von bis zu 4.000 kg in einem Abwurftrichter. Von dort gelangten sie im freien Fall und laut knallend am Ende eines 2,3 m langen Weges in einer massiven Auffangkonstruktion aus Stahl, die einer Mulde in Form einer großen Schublade gleicht. Bei der Fallhöhe sorgte die Metallmasse, die selbst im geringsten Fall noch 500 kg betrug, für zu starke Belastungen der Auffangmulde und des darunter befindlichen Teils der Gesamtkonstruktion. So wurde die massive untere Struktur des Abwurftrichters im Betrieb regelmäßig beschädigt. Zwecks Abhilfe wurde die ACE Stoßdämpfer GmbH kontaktiert. 

Tubus betten Auffangmulde in Metall-Sortieranlage sanfter 

Den Beratern von ACE schwebten mit Stoßdämpfungsplatten vom Typ SLAB oder alternativ mit Tubus Sicherheitsdämpfern zwei mögliche Lösungen für den Schutz der Konstruktion vor. 

Nach Berücksichtigung der Kenndaten, zu denen neben Gewicht und Fallhöhe die Taktung von acht Aufprallen pro Stunde gehört, ergab sich der Einsatz von Tubus des Typs TC137-90 als beste Lösung. Sodann wurden unterhalb der Auffangmulde 20 dieser Dämpfer in Reihe montiert. Diese betten die Mulde nun deutlich sanfter als zuvor und schützen den gesamten Auffangbereich, wenn die Metallbrocken aus dem Abwurftrichter unten landen. 

Für das Bändigen von großen Massen bietet ACE zahlreiche Sicherheitsprodukte. Zum Sortiment gehören auch Sicherheitsdämpfer der Tubus TC-S- und TC-Produktfamilien. Diese sind aus Co-Polyester Elastomer gefertigt und stellen im Vergleich zu hydraulischen Sicherheitsstoßdämpfern kostengünstigere Lösungen mit hoher Kraftaufnahme dar. Diese wartungsfreien Maschinenelemente decken Energieaufnahmen von 450 Nm bis 17.810 Nm stufenlos ab und kommen dank hoher Federraten in Lade- und Hebevorrichtungen sowie in Krananlagen zum Einsatz. Die genannte Nm-Bandbreite ist dank des einzigartigen Dual-Konzepts der TC-S-Familie möglich, die zwei dämpfende Strukturkörper in einem Maschinenelement verbindet. 

Auch die Kraftaufnahmen der TC-Typen von 1.210 Nm bis 14.140 Nm sind für viele Konstruktionen gut geeignet, zumal sie, wie im vorliegenden Fall, dank kompakter Bauform in fünf Reihen à vier Stück problemlos in Stahlprofilen zu verschrauben sind. Dabei gehört der verwendete Typ TC137-90 zu den größten Modellen der mit Durchmessern von 64 mm bis 176 mm ausgestatteten Sicherheitsdämpfer. Bei einem Hub von nur 90 mm kommt eine einzige dieser Komponenten bei Standarddämpfungen bereits auf Kraftaufnahmen von 6.350 Nm, für Notfälle sind sogar 8.890 Nm zulässig. 

Seit ihrem Einbau in die Krätze-Sortieranlage der Wieland-Werke AG nehmen die 20 in Reihe montierten Tubus die Kräfte gleichmäßig und zuverlässig auf. 

Tubus sichern Beladungseinheit für Siliziumwafer-Herstellung 

In einer ebenfalls nachträglich zu optimierenden Konstruktion kamen bei der Fertigung von Solarzellen beim Steuern einer Beladungseinheit zunächst selbstgebaute, aus Reifenprofilen gefertigte Dämpfer zum Einsatz, um einen Drehtisch vor dem Absacken zu schützen. Da diese Gummidämpfer sich in Tests als unzureichend erwiesen, wurde die Lisco GmbH aus Bargteheide bei Hamburg beauftragt, professionelle Dämpfer zu montieren, um Restrisiken auszuschließen. Das Unternehmen hatte für den Endkunden bereits Spindel- und Zahnriemenantriebe entwickelt, welche zuverlässige Dienste leisten, um die Wafer in die für die Herstellung nötigen Schmelzöfen zu transportieren und dort zu positionieren. In einem weiteren Schritt wurde der Drehtisch optimiert, der als Hauptkonstruktionselement in der Mitte der Einheit wie eine schwebende Plattform angebracht ist und der zusätzlichen Positionsoptimierung dient. Dafür lässt er sich, wie die Antriebe, vom Kontrollraum aus in beliebigen Drehpositionen steuern. 

Um den Drehtisch und die über ihm liegende Konstruktion aus mit Blech versteiften Aluminiumprofilen besser als mit dem Gummi von Autoreifen zu schützen, entschieden sich die Konstrukteure für Strukturdämpfer von ACE. 

Auch diese sind aus dem für diese Aufgabe im Vergleich zu Gummi wesentlich besser geeigneten Dämpfungsmaterial Co-Polyester Elastomer gefertigt und dienen nun in der Anlage als Sicherheitselemente für den Fall, dass Kugelgewindemuttern defekt sind und die Einheit gegebenenfalls nach unten absacken kann. Sie stellen auch einen hervorragenden Schutz gegen Schäden bei der Steuerung der Software dar, wie sie durch Fehlbedienung oder bei plötzlichem Stromausfall vorkommen kann. 

Aufgrund der hohen Masse der Beladungseinheit von ca. 600 kg und der Lage des Drehtisches innerhalb der Gesamtkonstruktion wurden radial dämpfende Tubus Strukturdämpfer von ACE aus dem TR-HD-Sortiment verbaut, weil diese eine lange, weiche Abbremsung mit einem progressiven Energieabbau am Hubende ermöglichen. Diese Vertreter zeichnen sich zudem durch ihre massive Bauform bei geringem Dämpfungsweg sowie eine geringe Bauhöhe mit Hüben von 12 mm bis 44 mm sowie Energieaufnahmen von 405 Nm bis 11.840 Nm aus. 

Alle nachfolgenden Tests verliefen erfolgreich, und die Anlage wird seitdem effektiv und ökonomisch geschützt. 

Autor: Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist (DFJV), plus2 GmbH, Düsseldorf, Deutschland