Vielfalt für bestmögliche Ergebnisse Linearmodul: Die richtige Dämpfungslösung für jedes Budget

Ein Gastbeitrag von Robert Timmerberg 4 min Lesedauer

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Für den Abbau kinetischer Energie in der Lineartechnik stehen verschiedene Komponenten zur Verfügung. Zum einen spezielle Dämpfungselemente, etwa Kleinstoßdämpfer für anspruchsvollere Lösungen. Zum anderen auch kostengünstigere Produkte, wie Strukturdämpfer für einfache Aufgaben. Dass Konstrukteure für alle Aufgaben und jedes Budget das passende Linearmodul finden können, zeigen diese Praxisbeispiele. 

(Bild: Zipatec Montagetechnik GmbH & Co. KG)
(Bild: Zipatec Montagetechnik GmbH & Co. KG)

Kleinstoßdämpfer optimieren Maschinen auf zuverlässige und effektive Weise, indem sie Massen schnell und zerstörungsfrei bremsen. Die Stoßdämpfer nehmen die Masse weich auf und verzögern die kinetische Energie gleichmäßig über den gesamten Hub. Es entsteht eine konstante lineare Kennlinie und damit die geringste Belastung für die Maschine. Angenehmer Nebeneffekt: eine erhebliche Lärmreduktion. Durch schnelles, sauberes Stoppen ohne Rückprall sind höhere Taktungen möglich.

Pneumatikmodul als kompakte Einheit

Ein Beispiel hierfür sind die Pneumatikmodule der Firma Zipatec, in denen Kleinstoßdämpfer von ACE Stoßdämpfer für das Abbremsen zuständig sind. Die Kunden von Geschäftsführer Thomas Zilk geben vor, wie sich die zu beschleunigende und abzubremsende Masse in einer definierten Zeiteinheit verhalten soll und die Lineareinheiten werden entsprechend angepasst. So sind deren Anbauflächen variabel und Druckluftzuführungen lassen sich in mehreren Optionen planen. Die Verwendung von vorgespannten Kreuzrollenführungen in gehärteten Prismenlaufschienen sorgt dabei für absolute Spielfreiheit und hohe Lebensdauer. Durch den Zusammenschluss von Führungsschiene, Schlittenteil und Endplatten zu einer Einheit ist eine sehr hohe Steifigkeit über Hübe bis 100 Millimeter und bei einer maximalen Tragkraft von 700 Newton gewährleistet. Für diese Aufgaben bietet Zipatec eine kompakte, komplette Einheit namens LM35, bestehend aus Führungsschiene, Schlittenteil, Endplatten und Dämpfung. Damit man die Module leicht in Konstruktionen integrieren kann, gestaltet sich die Hubverstellung so einfach, dass viele Kunden sie direkt vor Ort vornehmen.

Linearmodul Hydraulische Dämpfer: Hohe Effizienz und Präzision

Lisco fertigt Spindel-, Zahnriemen- oder Linearmotorachsen einfach oder als Mehrachssysteme und stattet diese zum Schutz der Endlagen und der Gesamtkonstruktion mit Strukturdämpfern von ACE aus.(Bild:  Lisco GmbH)
Lisco fertigt Spindel-, Zahnriemen- oder Linearmotorachsen einfach oder als Mehrachssysteme und stattet diese zum Schutz der Endlagen und der Gesamtkonstruktion mit Strukturdämpfern von ACE aus.
(Bild: Lisco GmbH)

Der Bremsvorgang beim Handling wird in vergleichbaren Modulen oft mittels Pneumatik bewältigt. In diesem Fall hat Thomas Zilk aber hydraulische Kleinstoßdämpfer integriert, um das Abbremsen der Module noch kosteneffizienter zu gestalten. Dabei stehen vergleichsweise geringen einmaligen Investitionskosten bei der Anschaffung von Stoßdämpfern, Einsparungen von mehreren Tausend Euro auf Betriebskostenseite gegenüber, für den Fall, dass die Pneumatik das Abbremsen übernehmen würde. Die Einsparungen ergeben sich daraus, dass sich dank Stoßdämpfern die Massen mit dem kleinstmöglichen Pneumatikzylinder bewegen lassen, wodurch die Verwendung kleinerer Ventile und kleinerer Wartungseinheiten möglich ist. Zudem wird Druckluft und der für deren Verteilung nötige Strom gespart. So werden bei der pneumatischen Endlagendämpfung ca. 3 bis 4 cm3 Luft benötigt, die man häufig auf bis zu 70 bar verdichtet. Mit Kleinstoßdämpfern ist das nicht nötig, da diese die Bewegungen sicher und schnell beim Erreichen der Endlage mit dem zusätzlichen Vorteil einer deutlich geringeren Maschinenbelastung abbremsen.

Effiziente Dämpfung für höchste Präzision: Zipatec setzt auf kompakte ACE-Elemente

Unterstützt durch die Online-Berechnungsmöglichkeiten unter www.ace-ace.de, kostenlose CAD-Daten und zusätzliche Testreihen, die man gemeinsam mit ACE durchführte, fiel bei Zipatec die Wahl auf die selbsteinstellenden und wartungsfreien Dämpfungselemente. Diese sind mit einem Hub von 8 Millimeter und einer Energieaufnahme von 3,5 Newtonmeter pro Hub bei den hohen Wiederholungszahlen der Linearmodule und den dadurch ebenfalls relevanten 5600 Newtonmeter an Kräften, die es pro Stunde abzubauen gilt, in der Lage, die gewünschte Wiederholgenauigkeit der LM35 bei ihren linearen Bewegungen zu realisieren. Im ausgefahrenen Zustand gerade einmal 54 Millimeter groß und 10 Gramm leicht, lassen sich die Kraftzwerge in nahezu jede Konstruktion integrieren.

Linearmodul Festkörperdämpfer: Hohe Sicherheit und Langlebigkeit

Ähnlich harte Arbeit leisten die wegen ihrer rohrähnlichen Form Tubus genannten Strukturdämpfer von ACE im zweiten Fall. Die aus Co-Polyester Elastomer gefertigten Konstruktionselemente sind eine preisgünstige Alternative zu hydraulischen Dämpfern, wenn es nicht auf punktgenaues, unverzügliches Abstoppen ankommt. Die Aufgabe der Tubus bei der Firma Lisco liegt darin, in Linearachsen, Handling- und anderen Bewegungssystemen dafür zu sorgen, dass es im Fall eines Bedien- oder Softwarefehlers nicht zum unkontrollierten Einschlag der Massen in den Endlagen kommt. Das wäre theoretisch auch bei Stromausfällen möglich. Jede Havarie führt zu kostenintensiven Reparaturen und Stillstandszeiten der Konstruktionen. Da die Linearachsen von Lisco meist mit Profilschienen oder Rollenführungen ausgeliefert werden, ist eine Dämpfungslösung im Einsatz, die links und rechts von der jeweiligen Schiene bzw. Führung angebracht werden kann.

Tubus Strukturdämpfer aus der TA-Familie schützen die Achsen von Lisco, falls der Antrieb durch einen Steuerungs- oder Bedienungsfehler über die Endlage hinausfährt.(Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH)
Tubus Strukturdämpfer aus der TA-Familie schützen die Achsen von Lisco, falls der Antrieb durch einen Steuerungs- oder Bedienungsfehler über die Endlage hinausfährt.
(Bild: ACE Stoßdämpfer GmbH)

Robuste Tubusdämpfer TA17-7: Kompakte Kraftpakete für extreme Belastungen und lange Lebensdauer

Die Tubus vom Typ TA17-7 zeichnen sich durch eine degressive Dämpfungskennlinie aus. Dies hat eine hohe Energieaufnahme am Hubanfang zur Folge. Trotz der kompakten Bauform und des geringen Eigengewichts von 40 Gramm, sind die bei Umgebungstemperaturen von -40 bis 90 °C zuverlässigen Strukturdämpfer in der Lage, bis zu 9 Newtonmeter/Hub abzubauen. Diese Angabe trifft für den Notfall zu. Sehen Konstruktionen das Anfahren der Endlagen als Regelfall vor, sind immer noch 6 Newtonmeter/Hub zulässig. Dann kommt auch im Vergleich zu Alternativen ihre hohe Lebensdauer von bis zu 1 Million Lastwechseln zum Tragen. Sie halten bis zu zwanzigmal länger als Dämpfungen, die aus Urethan gefertigt sind, bis zu zehnmal länger als Gummidämpfungen und bis zu fünfmal länger als Stahlfedern.

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Die leichte Integration in die Linearmodule ist ein verbindendes Element zwischen Struktur- und Kleinstoßdämpfern von ACE, aber nicht das einzige. Beide sind überdies auf Anfrage mit Sonderhüben, -kennlinien, -federraten, -baugrößen und -materialien lieferbar und erweisen sich als echte Teamplayer für den Erfolg jeder Konstruktion.