4 Praxisbeispiele für effektive Stoßdämpfung bei Automationsaufgaben

Wer Massenkräfte in der Automatisierung industrieller Fertigungsabläufe effizient abbauen möchte, kommt in vielen Einsatzfällen an Kleinstoßdämpfern nicht vorbei. Diese so hochwertigen wie robusten Maschinenelemente helfen Konstrukteuren, mehr Leistung aus Maschinen und Anlagen herauszuholen, und sie tragen zur Ausfallsicherheit ebenso bei wie zur Lärmreduktion. Vier Applikationen zeigen die Breite der Einsatzmöglichkeiten auf.

Autor: Robert Timmerberg, M. A., Fachjournalist im DFJV, plus2 GmbH, Wermelskirchen

Gleichbleibende Kennlinien sorgen für punktgenaues Verzögern von Massenkräften und damit auch für schnellere Taktzahlen in der Industrie. Diese Vorzüge galt es beim Verbauen von Kleinstoßdämpfern des Typs SC190EUM in einer Fertigungsstraße im ersten Fallbeispiel zu nutzen. Dort war die Integration in die bestehende Straße von entscheidender Bedeutung, um kostenintensive Änderungen an der Anlage zu vermeiden, in der mittels einer Lineareinheit elektronische Bauteile der Montage zugeführt werden. Die Taktzeit sollte auf 3.600 Takte pro Stunde gesteigert werden. Dies wäre ohne eine optimale, weich einsetzende Endlagendämpfung angesichts sehr schneller Bewegungen nicht möglich gewesen.

Mit Hilfe der Kleinstoßdämpfer von ACE gelang die Optimierung der Fertigungsstraße mit vergleichsweise wenig Aufwand, wobei sich die Kosten der Verbesserung um 50 Prozent und die Betriebskosten durch Energieeinsparung um 20 Prozent im Vergleich zur Integration neuer Pneumatikmodule reduzieren ließen. Zusätzlich freut man sich über eine Verminderung des Betriebslärms um 30 dB/A.

Sanftes Anfahren und Bremsen

Im zweiten Fall bestand die Aufgabe darin, die pneumatisch angetriebenen Bewegungen in einer hochwertigen Ultraschallpresse möglichst schnell und sanft anzufahren sowie zu bremsen. Für die letztgenannte Funktion kommen in der Vertikalbewegung oben und unten am Ende des Wegs Kleinstoßdämpfer von ACE als schützende Maschinenelemente zum Einsatz. Schließlich sind selbst bewährte und ausgefeilte Konstruktionen und die beste Pneumatik nicht vor den Folgen eines Stromausfalles, Bedienungsfehlers oder Cyberangriffs gefeit. Zum Abbremsen und Schutz in der oberen Endlage wurden selbsteinstellende Kleinstoßdämpfer des Typs MC75EUM und im unteren Bereich einstellbare Modelle des Typs MA35EUM gewählt. In diesem Einsatzfall achteten die Ingenieure zwecks noch einfacherer Integration in die elegante, schlanke Anlage bei der Auswahl der Kleinstoßdämpfer darauf, dass sich deren Ausmaße ähneln. So verfügen beide über einen exakt gleichen Hub und über identische Durchmesser von Kolbenstange und Außenkörper.

Hochwertige Kleinstoßdämpfer halten bei millionenfachen Hüben dicht

Bei einem Universalverschrauber von Flaschen mit unterschiedlichsten Aufsätzen ging es im dritten Fall darum, Wartungsarbeiten zu vermeiden. In allen Funktionen der Anlage kommen deshalb sowohl in der oberen als auch der unteren Endlage Kleinstoßdämpfer von ACE vom Typ MC150EUMH zum Einsatz. Im Gegensatz zu den übrigen Einsatzfällen ist der hier verwendete Kleinstoßdämpfertyp nicht nur größer und damit stärker, sondern er verfügt auch über eine andere Dichtungstechnik. Dies liegt an den wirkenden Querkräften in der unteren Endlage. Dafür verantwortlich ist ein nicht ganz biegefreier Arm der Anlage. Um für die Querkräfte gerüstet zu sein, arbeitet der Kleinstoßdämpfer des Typs MC150EUMH mit einer Rollmembran-Dichtung. Im Gegensatz zu Dämpfern, die mit einem Nutring gesichert sind, wird hier die Kolbenstange nicht von der Dichtung weggedrückt, wodurch Standzeiten von bis zu 25 Millionen Hüben möglich sind.

Die bessere Wirtschaftlichkeit der Kleinstoßdämpfer von ACE gab auch den Ausschlag für deren Einsatz in der vierten Applikation. Dort lässt sich durch den Einsatz von in Linearmodulen integrierten Kleinstoßdämpfern des Typs MC30EUM Geld sparen.

Zwar wird in vielen industriellen Anwendungen der Bremsvorgang bei pneumatisch angetriebenen Modulen mittels Pneumatik bewältigt. Doch hier entschieden sich die Ingenieure in den Endlagen für die hydraulische Verzögerung, da den einmaligen Investitionskosten für die Maschinenelemente von ACE Einsparungen von mehreren Tausend Euro auf Seiten der Betriebskosten gegenüber stehen. Diese ergeben sich unter anderem daraus, dass sich dank Kleinstoßdämpfern die Massen mit dem kleinstmöglichen Pneumatikzylinder bewegen lassen, wodurch die Verwendung kleinerer Ventile und Wartungseinheiten möglich ist.

Überdies wird auf Dauer Druckluft und der zur Verteilung nötige Strom für den Bremsvorgang gespart. So sind bei der pneumatischen Endlagendämpfung circa drei bis vier Kubikzentimeter Luft notwendig, die häufig auf bis zu 70 bar verdichtet werden. Mit Kleinstoßdämpfern schlagen die dafür nötigen Betriebskosten nicht mehr zu Buche, da die filigranen mechanischen Komponenten von ACE die Massenkräfte sicher und schnell beim Erreichen der Endlage mit dem zusätzlichen Vorteil einer deutlich geringeren Maschinenbelastung abbremsen, indem sie die kinetische Energie in Wärme verwandeln, die nach Außen abgegeben wird.

Kleinstoßdämpfer von ACE: Tuning für so gut wie jede Konstruktion

Die Komponenten der hier präsentierten Anwendungen stehen exemplarisch für die zehn Produktfamilien im Bereich der Kleinstoßdämpfer bei ACE. Dazu gehören z. B. auch Dämpfungs- und Bremselemente aus Edelstahl, welche die strengen Hygienevorschriften in der Medizintechnik oder Lebensmittelindustrie erfüllen. Bedenkt man, dass jede Stoßdämpferfamilie aus mehreren Typen besteht, die so gut wie alle Kraftbereiche von Handlings- und Automationsaufgaben abdecken, erklärt sich, warum ACE weltweit erfolgreich in Millionen von industriellen Konstruktionen vertreten ist.

Die bewährten Qualitätsprodukte optimieren Maschinen auf so zuverlässige wie effektive Weise, indem sie Massen schnell und zerstörungsfrei bremsen. Bestimmte Modelle der kompakten, wartungsfreien, hydraulischen Maschinenelemente arbeiten bei Bedarf auch direkt im Pneumatikzylinder. Sie senken die Belastung nicht nur dort, sondern sind auch prädestiniert für den Einsatz in Miniaturschlitten, Handhabungsgeräten und in vielen anderen industriellen Anwendungen.

Für hohe Standzeiten sorgen u. a. die innovativen Dichtungstechniken und die aus hochfestem, legiertem Stahl, massiv und topfförmig aus dem vollen Material gefertigten Stoßdämpferkörper mitsamt Hochdruckhülsen. Neben reichlich Zubehör, wie z. B. Bolzenvorlagerungen, bietet ACE auch noch Sondergewinde, Sonderhübe und auf spezielle Anforderungen zugeschnittene Sonderausführungen.