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Sicherheitsdämpfer schützen Hebel-Exponat

Maschinenelemente
Sicherheitsdämpfer schützen Hebel-Exponat

Ein große Wippe im Swiss Science Center Technorama macht Hebelkräfte unmittelbar erfahrbar. Mit Struktur-Sicherheitsdämpfern aus dem Tubus-Programm von ACE Stoßdämpfer konnten die Entwickler sichere und langlebige Dämpfungselemente finden, die einerseits den sicheren Betrieb gewährleisten, andererseits aber auch den Spaß nicht zu kurz kommen lassen.

Robert Timmerberg M. A., Fachjournalist (DFJV), Düsseldorf

Inhaltsverzeichnis

1. Der Wippe den richtigen Dämpfer verpassen
2. Unkonventionelle Anwendung für Dämpfer
3. Sicherheitsdämpfer aus dem Katalog als Ideallösung
4. Vorbild Krananlagen

Das Swiss Science Center Technorama in Winterthur ermöglicht mit zahlreichen Experimentiertstationen, Naturphänomene mit allen Sinnen zu erleben. Besucher*innen können unter anderem buchstäblich am längeren Hebel sitzen und Hebelkräfte spüren. Es handelt sich dabei um eine besondere Konstruktion einer Wippe, an der eine Person bis zu drei andere anheben kann – selbst wenn diese zusammen viel schwerer sind.

Um die Kräfte am eigenen Leib zu erfahren, kann die sich am längeren Hebel befindende Person einen um 3 m verschiebbaren Sitzteller auf die entsprechend richtige Position ziehen. Weil es dabei oft lebhaft zugeht, war das Team um Werkstattleiter Jürg Oppliger bestrebt, dieses Exponat möglichst sicher und langlebig zu konstruieren.

Der Wippe den richtigen Dämpfer verpassen

Zum unmittelbaren Verzögern der auftretenden Kräfte an den beiden unterschiedlich langen Balken sah Simon Michel, Mitarbeiter der Technorama-Werkstatt und Konstrukteur der Wippe, an ihrem Drehpunkt während einer der Planungsphasen hydraulische Industriestoßdämpfer vor. Zusätzlich zeichnete er noch je einen Festkörperdämpfer als Sicherheitselement für den Anschlag ein, so dass sowohl die Wippenden als auch die Wippe selbst die wildesten Hebelexperimente unbeschadet überstehen.

Während der Erprobungsphase des Exponats rüsteten die Techniker die Konstruktion an den Drehpunkten zunächst ausschließlich mit Festkörperdämpfern aus. Diese entpuppten sich dabei bezüglich der gemessenen Dämpfung als ungenügend, was sich vor allem durch ein Aufschaukeln äußerte. „An den Stützen stellten wir dadurch zu hohe Drehmomente in der Endlage fest und beschlossen, durch eine verbesserte Dämpfung das Wipperlebnis für Besuchende sanfter und für unsere Konstruktion nachhaltiger zu gestalten“, blickt Simon Michel zurück.

Unkonventionelle Anwendung für Dämpfer

Dass die noch in der Konstruktionszeichnung zu sehenden hydraulischen Industriestoßdämpfer gar nicht zum Einsatz kamen, ist den Dämpfungsexperten der Bibus AG zu verdanken, die Michel nach einer Internetrecherche einschaltete. Bei Industriestoßdämpfern und ähnlichen Komponenten setzt die Schweizer Unternehmensgruppe dabei auf Lösungen der ACE Stoßdämpfer GmbH aus Deutschland. Bibus-Teamleiter Michael Weber arbeitet eng mit dem technischen Vertrieb von ACE in Langenfeld zusammen.

Gasdruckfedern als Teil spezifischer Systemlösungen

„Wir fanden die Hebel-Applikation sehr reizvoll – denn dieser Einsatzfall war im Vergleich zu unserer sonstigen täglichen Arbeit auch von der Auslegung der Dämpfungselemente her unkonventionell“, erinnert sich Christoph Berning vom technischen Vertrieb bei ACE. Aufgrund der Verschiebbarkeit zur Anpassung des Hebels war eine exakte Berechnung der Dämpfung in den Drehpunkten schwierig, weil es zu viele Variablen gab.

So wurde kurzerhand ein Teams-Meeting abgehalten, in dem sich Simon Michel vom Science Center und das ACE-Bibus-Duo Berning-Weber über diverse Möglichkeiten der Dämpfung austauschten und besprachen, welcher Effekt durch die Dämpfung am besten erzielt werden soll. Dabei kam das Team zu dem Ergebnis, dass eine gewisse Dämpfung und somit ein Hauptteil des Energieabbaus erreichet werden sollte, um die Konstruktion zu schützen, gleichzeitig jedoch noch genügend Energie im System zu erhalten sei, um das Wipperlebnis zu ermöglichen und somit einen gewissen Spaßfaktor zu erhalten.

Sicherheitsdämpfer aus dem Katalog als Ideallösung

Aufgrund dieser Entscheidung konnte das Trio die von Simon Michel noch in der Konstruktionszeichnung vorgesehenen hydraulischen Sicherheitsstoßdämpfer durch Struktur-Sicherheitsdämpfer aus dem Tubus-Programm von ACE ersetzen. Dieses verdankt seinen Namen dem rohrähnlichen Aufbau der Komponenten, die aus Co-Polyester Elastomer gefertigt werden.

Tubus-Strukturdämpfer_der_TC-S-Produktfamilie_von_ACE
Die im Technorama eingesetzten Tubus-Strukturdämpfer von ACE gehören zur TC-S-Produktfamilie. Sie sind standardmäßig in verschiedenen Größen mit Durchmessern zwischen 64 und 176 mm lieferbar und bieten hohe Energieaufnahmen.
Bild: ACE

Insgesamt bietet ACE mehr als 150 verschiedene Grundtypen dieser Struktur- und Sicherheitsdämpfer in acht unterschiedlichen Familien für so gut wie jeden Dämpfungszweck an. Dadurch war in dem großen Baukasten des Katalogprogramms mit dem Grundtyp TC83-73-S die für den vorliegenden Fall am besten geeignete Dämpfungslösung schnell gefunden. Mit einer Energieaufnahme von 1.940 Nm/Hub sowie einem Maximalhub von 73 mm erfüllt die Sicherheitskomponente nicht nur im Swiss Science Center Technorama zuverlässig ihre Aufgaben, sondern auch die Bedingungen der Construction Management Association of America (CMAA).

Vorbild Krananlagen

Die kompakten Kraftpakete sind ursprünglich eigens für den Gebrauch in Krananlagen entwickelt worden. Mit einer Art von Doppel-Tubus gelang es ACE, die für Krananlagen geforderte Federrate zu erreichen. Das Team in Winterthur ist aber nicht nur vor diesem Hintergrund von der balgähnlichen, speziellen Dual-Bauform der TC-S-Produktfamilie überzeugt: „Bibus und ACE haben den guten Eindruck, den wir bereits online erhielten, in der persönlichen Beratung und durch die gelieferten Sicherheitsdämpfer verfestigen können“, resümiert Werkstattleiter Jürg Oppliger. „Die Besucher und unsere Hebelwippe sind jetzt durch die Komponenten, die sich übrigens auch montageseitig sehr leicht in die bestehende Konstruktion integrieren ließen, prima geschützt. Den von uns konzipierten Wippwinkel von 7 Grad konnten wir mit den Tubus beibehalten, wobei der Kraftabbau weich und mit leichter werdendem Rückpralleffekt erfolgt, so dass für Spaß gesorgt ist – egal, ob man am längeren oder kürzeren Hebel sitzt.“ (co)

Mehr zu den Strukturdämpfern der Tubus-Serie

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