Twee Duitse bedrijven werken al vele jaren succesvol samen op het gebied van meettechnologie om industriële dempingstechnologie nauwkeurig te kunnen testen op het gebied van dynamische parameters voor klantspecifieke projecten. Hier geven ze inzicht in hun samenwerking.

In veel geautomatiseerde productieprocessen worden kleine en industriële schokdempers gebruikt als efficiënte, stroomloze hydraulische componenten voor vertraging of het nauwkeurig afremmen van massakrachten om de productiviteit en veiligheid te verhogen. ACE Stoßdämpfer GmbH levert een breed assortiment van deze machine-elementen in de vorm van zelfstellende en instelbare types voor een groot aantal toepassingen, waardoor ontwerpers de meest voorkomende krachtbereiken kunnen afdekken met de standaardcomponenten van het bedrijf.

Sensoren en simulaties spelen een rol wanneer ingenieurs de werkelijke dempingskarakteristieken van de respectieve ACE schokdempertypes voor hun specifieke toepassing vooraf nauwkeurig willen bepalen voor bijzonder gevoelige toepassingen. Dit geldt voor speciale gevallen op het gebied van automatisering en handling en voor de vertraging van buitengewoon hoge massakrachten op bewerkingsmachines of draaitafels. Als de door de fabrikant gespecificeerde dempingscurves niet voldoende zijn voor de toepassing en voor het projectteam van de klant, gebruiken de adviserende ingenieurs van ACE interne testfaciliteiten om de theoretische simulaties van de ontwerpen met standaardcomponenten in de praktijk te controleren en te valideren.

Dempingstechnologie getest op valtesters en testbank

In Langenfeld, het Duitse hoofdkantoor van ACE Stoßdämpfer GmbH, dat deel uitmaakt van de Stabilus Group, worden twee valtesters gebruikt. De eerste is geschikt voor massakrachten van 130 kg tot 500 kg met een maximale valhoogte van 1500 mm. De valproeven die worden uitgevoerd volgens de wetten van de zwaartekracht resulteren in maximale botssnelheden van 4,8 m/s (v = √2*g*h) en kinetische energieën van ongeveer 6000 Nm (m*g*h). De tweede valtester is geschikt voor massa's van 3 kg tot 350 kg met een maximale valhoogte tot 1500 mm, waarbij botssnelheden tot ongeveer 5,5 m/s en energieën tot ongeveer 5150 Nm worden gemeten. Naast deze zwaartekrachtgeïnduceerde testopties voor schokdempers aan het einde van de slag van verticale lineaire assen, maakt een speciale testopstelling ook horizontale lineaire tests mogelijk. De aandrijving versnelt massa's van 20 kg tot 100 kg tot snelheden van ongeveer 3,5 m/s.

In een praktijkvoorbeeld waarin zeer nauwkeurige, wrijvingsvrije assen worden geïnstalleerd in een handlingsysteem dat in de eindposities in drie assen (X, Y, middenpool) wordt beveiligd door kleine schokdempers, selecteren de ingenieurs bij ACE eerst de juiste dempertypes voor de respectieve assen uit het standaardassortiment. Omdat de zeer gevoelige assen alleen belast mogen worden met gedefinieerde maximale krachten in het geval van een crash, voert ACE in de tweede stap specifieke theoretische ontwerpen uit voor elk van de geselecteerde kleine schokdempers met behulp van simulatiesoftware. Elk individueel gatenpatroon, d.w.z. het aantal en de grootte van de smoorgaten in de demper, wordt op de computer gesimuleerd om het krachtverloop, d.w.z. de kracht-verplaatsingscurve, te optimaliseren. De ingenieurs kunnen dan de theoretische simulaties valideren door metingen uit te voeren op de lineaire as met behulp van goed voorbereide testmonsters in de lineaire tests op de testbank. In een dergelijke testtoepassing kan de bewegende massa tot op een paar gram worden ingesteld en kan de botssnelheid bijna één op één worden aangepast met een tolerantie van 0,02 m/s voor elk specifiek geval. Als de proefstukken de tests doorstaan, worden de meetresultaten gebruikt voor de productie van de vereiste kleine series.

Meettechnologie valideert simulatie en testresultaten

Of ACE componenten nu getest worden in verticale of horizontale lineaire assen, het bedrijf gebruikt een laser verplaatsingsmeetsysteem om de dempingsslag te bepalen en krachtsensoren om de werkelijke ondersteuningskracht te bepalen voor alle testbanken. Het bedrijf werkt sinds 2004 samen met Burat & Klein Datentechnik GmbH, gevestigd in Meckenbeuren in het Bodensee-district. Terwijl de verschillende sensoren en verplaatsingsopnemers zijn aangesloten op een meetsysteem genaamd MultiMessBOX, dat precies is aangepast aan het betreffende testpunt, kunnen de gegevens die bij elke test zijn bepaald worden geëvalueerd met behulp van de MessMax® software die is geprogrammeerd door Burat & Klein. Zoals beschreven in de voorbeeldcase, maakt MessMax® het mogelijk om de curve die gemeten is tijdens de echte test te superponeren met de theoretische curve die bepaald is op de computer en zo de theorie in de praktijk te valideren. Jörg Küchmann, ingenieur van de onderzoeks- en ontwikkelingsafdeling van ACE, licht toe: "In de genoemde toepassing kon Burat & Klein ons speciale evaluatiesoftware aanbieden waarmee we drie parameters kunnen vergelijken en de resultaten automatisch kunnen exporteren naar Excel, zoals vereist. In dit geval worden de maximale steunkracht, de maximale dempingsafstand en ook de energie, d.w.z. het gebied onder de kracht-verplaatsingscurve, geëvalueerd en gecontroleerd."

In de afgelopen jaren heeft ACE veel ervaring opgedaan op dit gebied van meettechnologie en de evaluatie van de verkregen resultaten dankzij het toenemende aantal validaties waar klanten om vroegen. Opvallend is dat de simulaties slechts zeer kleine procentuele afwijkingen laten zien ten opzichte van de werkelijke meetresultaten in de praktijk. De simulaties van ACE zijn daarom ook zeer nauwkeurig dankzij de meettechnologie van Burat & Klein.