To tyske selskaper har i mange år hatt et vellykket samarbeid innen måleteknikk for å kunne teste industriell dempingsteknologi med høy presisjon når det gjelder dynamiske parametere i kundespesifikke prosjekter. Her gir de et innblikk i samarbeidet sitt.

I mange automatiserte produksjonsprosesser brukes små og industrielle støtdempere som effektive, strømløse hydrauliske komponenter for retardasjon eller presis bremsing av massekrefter for å øke produktiviteten og sikkerheten. ACE Stoßdämpfer GmbH tilbyr et bredt utvalg av disse maskinelementene i form av selvjusterende og justerbare typer for en lang rekke bruksområder, slik at konstruktører kan dekke de vanligste kraftområdene med selskapets standardkomponenter.

Sensorer og simuleringer spiller en rolle når ingeniører ønsker å bestemme de faktiske dempingsegenskapene til de respektive ACE-støtdempertypene for sin spesifikke applikasjon på forhånd, for spesielt følsomme bruksområder. Dette gjelder i spesielle tilfeller innen automatisering og håndtering, samt ved nedbremsing av ekstraordinært store massekrefter på verktøymaskiner eller rotasjonsbord. Hvis dempningskurvene som er spesifisert av produsenten, ikke er tilstrekkelige for bruksområdet og for kundens prosjektteam, bruker ACEs rådgivende ingeniører interne testanlegg til å kontrollere de teoretiske simuleringene fra designene med standardkomponenter i praksis og validere dem.

Dempingsteknologi testet på falltestere og testbenk

To falltestere brukes i Langenfeld, det tyske hovedkvarteret til ACE Stoßdämpfer GmbH, som er medlem av Stabilus Group. Den første dekker massekrefter fra 130 kg til 500 kg med en maksimal fallhøyde på 1500 mm. Falltestene som utføres i henhold til tyngdelovene, resulterer i maksimale kollisjonshastigheter på 4,8 m/s (v = √2*g*h) og kinetiske energier på ca. 6000 Nm (m*g*h). Den andre falltesteren er egnet for masser fra 3 kg til 350 kg med en maksimal fallhøyde på opptil 1500 mm, og her måles kollisjonshastigheter på opptil ca. 5,5 m/s og energier på opptil ca. 5150 Nm. I tillegg til disse tyngdekraftsinduserte testalternativene for støtdempere ved enden av bevegelsen til vertikale lineære akser, muliggjør et spesielt teststativ også horisontale lineære tester. Stasjonen akselererer masser fra 20 kg til 100 kg til hastigheter på opptil ca. 3,5 m/s.

I et praktisk eksempel der friksjonsfrie akser med høy presisjon er installert i et håndteringssystem som er sikret i endeposisjonene i tre akser (X, Y, midtpol) med små støtdempere, velger ingeniørene hos ACE først de passende dempertypene for den respektive aksen fra standardutvalget. Fordi de svært følsomme akslene bare kan belastes med definerte maksimale krefter i tilfelle en kollisjon, utfører ACE i det andre trinnet spesifikke teoretiske konstruksjoner for hver av de utvalgte små støtdemperne ved hjelp av simuleringsprogramvare. Hvert enkelt hullmønster, det vil si antall og størrelse på gasshullene inne i demperen, simuleres på datamaskinen for å optimalisere kraftforløpet, det vil si kraft-forskyvningskurven. Ingeniørene kan deretter validere de teoretiske simuleringene ved å foreta målinger på den lineære aksen ved hjelp av passende forberedte prøveemner i de lineære testene på testbenken. I en slik testapplikasjon kan den bevegelige massen justeres ned til noen få gram, og slaghastigheten kan tilpasses nesten én-til-én med en toleranse på 0,02 m/s for hvert enkelt tilfelle. Hvis prøveemnene består testene, brukes måleresultatene til å produsere de nødvendige små seriene.

Måleteknologi validerer simulerings- og testresultater

Enten ACE-komponentene testes i vertikale eller horisontale lineære akser, bruker selskapet et laserbasert forskyvningsmålesystem for å bestemme dempingsbevegelsen og kraftsensorer for å bestemme den faktiske støttekraften for alle testbenkene. Selskapet har samarbeidet med Burat & Klein Datentechnik GmbH, som holder til i Meckenbeuren ved Bodensjøen, siden 2004. Mens de ulike sensorene og forskyvningsgiverne er koblet til et målesystem kalt MultiMessBOX, som er nøyaktig tilpasset det respektive testpunktet, kan dataene som bestemmes i hver testkjøring, evalueres ved hjelp av MessMax®-programvaren som er programmert av Burat & Klein. Som beskrevet i eksempelet, gjør MessMax® det mulig å legge kurven som er målt under den virkelige testen, over den teoretiske kurven som er bestemt på datamaskinen, og dermed validere teorien i praksis. Jörg Küchmann, ingeniør fra ACEs forsknings- og utviklingsavdeling, kommenterer: "I den nevnte applikasjonen kunne Burat & Klein tilby oss en spesiell evalueringsprogramvare som vi kan bruke til å sammenligne tre parametere og automatisk eksportere resultatene til Excel etter behov. I dette tilfellet evalueres og kontrolleres den maksimale støttekraften, den maksimale dempingsavstanden og også energien, det vil si arealet under kraft-forskyvningskurven."

I løpet av de siste årene har ACE opparbeidet seg omfattende erfaring på dette området innen måleteknologi og evaluering av de oppnådde resultatene, takket være det økende antallet valideringer som kundene har bedt om. Det er bemerkelsesverdig at simuleringene bare viser svært små prosentvise avvik sammenlignet med de faktiske måleresultatene i praksis. ACEs simuleringer er derfor også svært nøyaktige takket være Burat & Kleins måleteknologi.