
Die Firma ACE deckt mit ihrem Spektrum an Stoßdämpfern die gängigen Kraftbereiche für industrielle Anwendungen ab. Komponenten aus Festkörpermaterialien für den Not-Stopp als Überfahrschutz oder als Anschlagdämpfer werden ebenfalls angeboten. Sensoren und Simulationen für das Unternehmen spielen dann eine Rolle, wenn Ingenieure die Produkte vor der Markteinführung testen oder bei sensiblen Anwendungen den konkreten Dämpfungsverlauf der jeweiligen Modelle vorab exakt ermitteln wollen. Das kann bei Lösungen für die Automatisierung, im Handling oder bei Werkzeugmaschinen oder Drehtischen der Fall sein. Dann können die beratenden Ingenieure von ACE auf hauseigene Testmöglichkeiten zurückgreifen, um die Komponenten in der Praxis zu überprüfen und zu validieren.
In der deutschen ACE-Zentrale in Langenfeld kommen zwei Falltester zum Einsatz. Der erste deckt Massenkräfte von 130 bis 500kg bei einer maximalen Fallhöhe von 1.500mm ab. Die Tests erlauben Aufprallgeschwindigkeiten bis 4,8m/s und kinetische Energien von rund 6.000Nm. Der zweite Falltester eignet sich für Massen von 3 bis 350kg bei gleicher Fallhöhe, wobei Aufprallgeschwindigkeiten bis ca. 5,5m/s und Energien bis ca. 5.150Nm gemessen werden. Neben den hydraulischen Dämpfern werden beide Falltester auch für die Erprobung von Sicherheitsprodukten eingesetzt, zu denen z.B. reversible oder irreversible Festkörperdämpfer gehören.

Maximal mögliche Energieaufnahme
Die letztgenannte Generation der Sicherheitsdämpfer von ACE wird als Crash Dämpfer bezeichnet. Als Not-Stopp-Komponenten für den Einmalgebrauch konzipiert, werden die verschiedenen, aus speziellem Aluminium- oder Stahlrohr gefertigten Typen vor ihrer Markteinführung ausgiebig an den Falltestern getestet – vor allem hinsichtlich der maximal möglichen Energieaufnahme im Falle einer Havarie. Ein besonderes Augenmerk gilt der Aufzeichnung der konkreten Dämpfungskennlinien der einzelnen Typen jeder neuen Baureihe. Erst dann werden die jeweiligen Produktserien für den Vertrieb frei gegeben. So war es etwa auch bei vier neuen, kleineren Crash Dämpfern. Sie weisen Außendurchmesser von 20mm auf und werden mit unterschiedlichen Hüben auf den Markt gebracht. Seit dem erfolgreichen Abschluss der Validierungen hat ACE das Spektrum der Energieaufnahmen im unteren Bereich von 100 bis ca. 400Nm erweitert. Weil die Aufgabe dieser Festkörperdämpfer im industriellen Umfeld der von Knautschzonen in der Fahrzeugtechnik ähnelt, wurden sie auf sehr harte Belastungen geprüft. Schließlich nehmen die Komponenten bei einem Crash die aufprallende Energie augenblicklich auf und werden in einer über Computersimulationen definierten Art verformt und zusammengefaltet, um die auftreffende kinetische Energie in Wärme umzuwandeln und an die Außenumgebung abzugeben. Die Einmaldämpfer schützen so bei einer Havarie durch hohen, gleichmäßigen Energieabbau von 98 Prozent.

Kleinstoßdämpfer in horizontalen Lineartests
Neben diesen schwerkraftbedingten Testmöglichkeiten, die Dämpfer und ihre Verzögerungsleistung am Ende des Weges beispielsweise von vertikalen Linearachsen untersuchen, ermöglicht ein weiterer Prüfstand horizontale Lineartests. Dabei beschleunigt der Antrieb auf einer horizontalen Achse Massenkräfte von 20 bis 100kg auf Geschwindigkeiten bis rund 3,5m/s. Im Praxisbeispiel eines Handlings, das in drei Achsendlagen durch Kleinstoßdämpfer abgesichert wird, wurden zunächst die für die jeweilige Achse passenden Dämpfertypen aus dem Standardprogramm gewählt. Weil die hochsensiblen Achsen bei einem Crash nur mit fest definierten Maximalkräften belastet werden dürfen, wurden im zweiten Schritt Auslegungen für jeden der gewählten Kleinstoßdämpfer per Simulationssoftware ermittelt. Dabei wurde jedes einzelne Bohrbild am Computer simuliert, um die Kraft/Weg-Kurve zu verbessern. Im Anschluss daran konnten die Ingenieure in den Test auf der Linearachse die Simulation validieren. In einer solchen Testanwendung lassen sich die bewegte Masse bis auf wenige Gramm und die Aufprallgeschwindigkeit mit einer Toleranz von 0,02m/s so gut wie eins zu eins auf jeden spezifischen Fall abstimmen. Bestehen die Prüflinge die Tests, werden die Messergebnisse für die Fertigung der jeweils benötigten Kleinserie übernommen.
Messtechnik validiert Simulations- und Testergebnisse
Ob Komponenten von ACE in vertikalen oder horizontalen Linearachsen getestet werden, bei allen Prüfständen wird der Dämpfungsweg über ein Laser-Wegmesssystem und die tatsächliche Stützkraft über Kraftsensoren ermittelt. Hierbei kooperiert das Unternehmen mit Burat & Klein Datentechnik. Während die Sensoren und Wegaufnehmer an einer angepassten Messanlage namens MultiMessBox angeschlossen sind, lassen sich die ermittelten Daten über die Software MessMax auswerten. Wie im Kleinstoßdämpferfall geschildert, ist es mit der Software möglich, die beim Realtest gemessene Kurve mit der am Rechner simulierten übereinanderzulegen. „Über die Softwarelösung von Burat & Klein können wir drei Parameter abgleichen und die Ergebnisse automatisch in Excel exportieren“, erklärt Jörg Küchmann, Ingenieur aus der Forschungs- und Entwicklungsabteilung von ACE. „In beschriebenen Fall werden die maximale Stützkraft, der maximale Dämpfungsweg und zusätzlich die Energie, also die Fläche unterhalb der Kraft/Weg-Kurve, ausgewertet und überprüft.“