Sonderstoßdämpfer von ACE mit einer um das 10-fache gesteigerten Taktfrequenz
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Sonderstoßdämpfer von ACE mit einer um das 10-fache gesteigerten Taktfrequenz

„Frisierter“ Industriestoßdämpfer
Sonderstoßdämpfer von ACE mit gesteigerter Taktfrequenz

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Wer einen Motor aufbohrt, will mehr Leistung aus seinem Fahrzeug herausholen. Wenn in Spezialfällen erforderlich, können zwecks Leistungssteigerung auch Industriestoßdämpfer „frisiert“ werden. Aber was bei Verbrennungsmotoren der Hubraum, ist bei Stoßdämpfern die Druckhülse. Wie die ACE Stoßdämpfer GmbH die bereits sehr leistungsfähigen Standardtypen für noch kürzere Rückstellzeiten und höhere Taktungen optimiert, zeigt ein besonderer Einsatzfall.

Robert Timmerberg, Fachjournalist (DFJV), plus2 GmbH, Düsseldorf, i. A. der ACE Stoßdämpfer GmbH, Langenfeld

Inhaltsverzeichnis

1. Überzeugendes Serienmodell ist die Basis
2. 10-mal höhere Taktung gewünscht und geliefert
3. Ölrückfluss im Dämpfer optimiert

 

Vor nicht langer Zeit gab es Konstrukteure, die staunten, wenn sie auf einer Messe erstmals mit eigenen Augen erlebten, wie schnell Industriestoßdämpfer große Massen an Energie aufnehmen und zerstörungsfrei absorbieren können. So stellt die ACE Stoßdämpfer GmbH, Langenfeld, für unterschiedliche Einsatzzwecke mehr als 200 Stoßdämpfertypen zur Verfügung, deren Kraftaufnahmen zwischen 0,68 und 44.000 Nm/Hub betragen. Zum punktgenauen Verzögern werden von diesen Maschinenelementen effektive Massenbereiche von 500 g bis 204 t abgedeckt. Warum sollte ACE bei dieser Bandbreite Anwendern in Spezialfällen noch ein Tuning anbieten? Zur Beantwortung hilft ein weiterer Vergleich mit der Automobilindustrie. Basismodelle sind für über 95 % aller Käufer hinreichend dimensioniert. Aber für die übrigen Prozent darf bzw. muss es manchmal noch ein bisschen mehr sein.

Überzeugendes Serienmodell ist die Basis

Wenn es darum geht, bewegte Massen mit konstanter Dämpfkraft über den gesamten Hub abzubremsen, sind Industriestoßdämpfer die richtige Wahl. Sie bremsen Massekräfte über die komplette Strecke mit konstanter Kraft. Sie nehmen dabei die Masse weich auf und verzögern gleichmäßig. Es entsteht dadurch eine konstante lineare Kennlinie und damit die geringste Belastung für die Konstruktion. Zusätzlich wird eine erhebliche Lärmreduzierung erzielt.

Die Dämpfungslösungen von ACE wandeln kinetische Energie in Wärme um. Trifft eine bewegte Masse auf den Industriestoßdämpfer, setzt dessen Kolben das Öl in der Druckhülse in Bewegung. Das Öl wird durch die Drosselbohrungen gedrückt, wodurch die eingeleitete Energie in Wärme umgewandelt wird. Die Drosselbohrungen sind über den Hub so angeordnet, dass die Masse mit konstanter Dämpfkraft abgebremst wird. Der hydraulische Druck bleibt während des gesamten Bremsvorgangs nahezu konstant. Genau diese Eigenschaften zeichnen die Stoßdämpfer der Magnum-Serie bereits bei den Standardlösungen aus. Dass diese Modelle als richtungsweisend gelten, liegt an Innovationen wie einem Membranspeicher, besonderen Dichtungen und Druckhülsen in Topfform. Die Kombination dieser Technologien steigert die Dämpfungsleistung und verlängert die Lebensdauer im Vergleich zu den Vorgängermodellen von ACE und von anderen Herstellern.

ACE ist es damit gelungen, dass sich bei kompakter Bauform der effektive Massenbereich erheblich erweitern lässt, was Anwendern mehr Spielraum bezüglich der Dämpfergröße und der Ausnutzung der Maschinenleistung gibt. Diese wahlweise als einstellbare oder selbsteinstellende Maschinenelemente lieferbaren Komponenten können ihre Vorzüge selbst in schwierigen Umgebungen ausspielen. So empfiehlt es sich, auf Magnum-Dämpfer aus Edelstahl zu setzen, wenn Korrosionsschutz eine größere Rolle spielt. Oder ab Werk mit einem speziellen Öl befüllt, genügen bestimmte Magnum-Varianten selbst den strengen Hygienevorschriften der Lebensmittelindustrie und Medizintechnik. Generell gilt für die selbsteinstellenden Vertreter der Standard-Produktfamilie MC33 bis MC64: Mit PU-Kopf ausgestattet sind sie in den Gewindegrößen M33 × 1,5 bis M64 × 2 bei Dämpfungshüben bis 150 mm verfügbar und decken Energieaufnahmen von 170 bis 5650 Nm/Hub ab.

10-mal höhere Taktung gewünscht und geliefert

Die Standard-Aufprallgeschwindigkeiten liegen bei den bisher genannten Magnum-Dämpfern zwischen 0,1 und 6 m/s, und die Taktung sollte in der Regel nicht mehr als 1 Hz betragen. Genau an dieser Stelle konnten die Konstrukteure von ACE vor Kurzem in einem Sonderfall zeigen, was in ihnen steckt. Für einen Sonderauftrag galt es, zuerst durch simulationsgestützte Berechnungen und dann in der Kleinserie durch Modifikationen deutlich mehr aus den Magnum-Stoßdämpfern mit Gewinde M64 zu holen als bei den oben beschriebenen Standardtypen. Konkret hatte der Anwender den Wunsch, 8,5 kg an Masse bei einer Aufprallgeschwindigkeit von 14 m/s und einer Frequenz von 10 Hz zuverlässig abzubremsen. Während die Aufprallgeschwindigkeit in diesem Fall die normalerweise zulässige Geschwindigkeit „nur“ um das 2,5-fache übersteigt, bedeutet die Frequenz von 10 Hz eine Steigerung der Taktung um das Zehnfache gegenüber der Standardauslegung.

Generell müssen für diese hohen Taktungen möglichst kurze Dämpfungshübe verwendet werden. Daher wurde der Standardstoßdämpfer aus Edelstahl mit einer Hubverkürzung simuliert. Anstelle eines Standardhubes von 50 mm reduzierte ACE diesen auf 30 mm. Der Vorteil liegt darin, dass dadurch ein größeres Ölvolumen im Dämpfer als bei dem herkömmlichen Typ entsteht. Damit zehn Takte pro Sekunde für den Dämpfer möglich sind, waren weitere Modifikationen erforderlich. So wurde der für diesen Fall auserkorene Magnum mit einer stärkeren Rückstellfeder als die Serientypen ausgestattet.

Ölrückfluss im Dämpfer optimiert

Der Ölrückfluss im Dämpfer wurde ebenfalls optimiert. Gleiches galt für das Bohrbild in der Druckhülse. Die Anzahl der Drosselbohrungen und die Durchmesser wurden nach den Simulationen so angepasst, dass beim Abbremsen von 50 auf 0 km/h eine möglichst konstante Kraft-Weg-Kurve entsteht. Das Öl, das während des Dämpfungsvorganges durch die nunmehr optimierten Drosselbohrungen strömt, muss jetzt in kurzer Zeit hinter den Kolben und auch in den Ausgleichsspeicher gelangen. Dieser nimmt das von der eintauchenden Kolbenstange verdrängte Ölvolumen auf. Das ist von besonderer Bedeutung, da sonst ein zu hoher Druck auf die Führungslager entsteht und es zu Schäden an der Konstruktion führen kann.

Im konkreten Fall gelang es ACE, in Kombination mit einer Anpassung des Dichtungspaketes die genannten Optimierungen in Summe so auszuführen, dass alle Anforderungen des Anwenders erfüllt wurden und im übertragenen Sinne aus dem Top-Serienwagen nun ein Rennwagen der Extraklasse entstanden ist. bec

Detaillierte Informationen zu den Industriestoßdämpfern MC33-V4A bis MC64-V4A:
https://www.ace-ace.de/de/produkte/daempfungstechnik/industriestossdaempfer/mc33-v4a-bis-mc64-v4a.html
sowie MC64EUM-V4A:
https://www.ace-ace.de/de/produkte/daempfungstechnik/industriestossdaempfer/mc33-v4a-bis-mc64-v4a/mc64eum-v4a.html

Kontakt:
ACE Stoßdämpfer GmbH
Albert-Einstein-Straße 15
40764 Langenfeld
Tel.: 02173 9226–10
E-Mail: info@ace-int.eu
Website: www.ace-ace.de
Geschäftsführer: Jürgen Roland, Dr. Peter Kremer, Mark Wilhelms

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