Dämpfungstechnik

Einschläge in Endlagen wirksam verhindern

Computertomografen sind vor allem aus der Human- und Veterinärmedizin bekannt. Außerdem dienen sie als präzise Helfer in der Materialprüfung. Bei einem Industrie-CT-System werden Sicherheitsdämpfer von ACE an zwei Konstruktionspunkten als letzte Sicherheitsinstanz eingesetzt.

Von LIso für die Sicherung der Konstruktion integrierte Tubus Strukturdämpfer. © ACE

Das schleswig-holsteinische Unternehmen Lisco ist unter anderem spezialisiert auf komplette, einbaufertige Präzisionslinearachsen. Diese werden mit Antriebseinheit und Steuerung geliefert und vereinfachen Konstruktionen in Bereichen wie der Automation und dem Handling. Die Einsatzfelder der Linearachsen von Lisco decken den gesamten mittleren und oberen Bereich für Montage- und Handhabungssysteme ab. Die mit Kugelgewindetrieb arbeitenden Achsen weisen eine hohe Dynamik, Traglast und Steifigkeit auf. Besonders wichtig für Konstrukteure: Lisco bietet bei den Präzisionslinearachsen verschiedene Baugrößen und beliebige Hublängen nach Kundenwunsch sowie optionale Ausstattungen. Dank des kundenspezifischen Angebots lassen sich Inbetriebnahmezeiten verkürzen. Zu weiteren Vorteilen der Achsen gehören optimale Laufeigenschaften, hohe Traglast und hohe Steifigkeit, wahlweise mit ein oder zwei integrierten, spielfreien Kugelschienenführungen. Diese sind vom jeweiligen Modell abhängig. Unabhängig davon sind hohe Positionier- und Wiederholgenauigkeiten, die auf einen Kugelgewindetrieb mit spielfreiem Muttersystem zurückgehen.

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Neben einer zügigen Verfahrgeschwindigkeit bei gleichzeitig hoher Präzision über große Längen überzeugen die Linearachsen viele Anwender durch den mittig angeordneten Kugelgewindetrieb und niedrige Bauhöhen. Für einen der weltweit größten Anbieter von Röntgensystemen taten sich die Experten von Lisco mit der ACE Stoßdämpfer zusammen.

Die Anforderung: Nicht elektrisch arbeitender Notstopp
Kostspieliges Herzstück eines CT-Systems ist der Gantry genannte Ringtunnel. Dieser rotiert viele Male um 360 Grad. So werden beim Scan mehrere zusammenhängende Schichten erzeugt, aus denen ein PC ein Volumen berechnen und räumliche Informationen geben kann. Jeder einzelne Bildpunkt lässt sich räumlich einordnen, wodurch ein sogenannter „Voxel“ oder auch ein „Pixel“ in dritter Dimension entsteht. Bei Bedarf können die gewonnenen Daten durch Computersoftware nicht nur in einem 2D-, sondern auch in einem 3D-Bild visualisiert werden. Die Aufgabe an Lisco und ACE bestand darin, für Prüfungszwecke in der Industrie einen unfallfrei arbeitenden Zuführtisch zu kreieren.

Dazu Stefan de Bruyn, Geschäftsführer von Lisco: „Aus der Prozesstechnik kommend, ist Sicherheit Teil unseres Kerngeschäftes. Dort hat man es mit hochgenauen Achsen zu tun, die individuell an den Kunden angepasst sind.“ So sind im Führungstisch auch elektrische Endschalter verbaut, welche die genauen Endpositionen der Schlitten überwachen und den Antrieb normalerweise abschalten, bevor es zu Schäden kommt. Weil auch beste Steuerungssysteme und zuverlässigste Antriebstechnik vor unvorhergesehenen Zwischenfällen wie Bedienfehlern, Hackerangriffen oder Stromausfällen nicht gefeit sind, galt es einen Notstopper einzubauen. Eine wichtige Anforderung an diese letzte Sicherheitsinstanz war, dass diese selbst nicht elektrisch arbeitet.

Kompakte Bauform bei hoher Kraftaufnahme von 870 Newton bis 90.000 Newton zeichnen alle Vertreter der TA-Familie aus. © ACE

Um von Beginn an praxistaugliche Konstruktionen auszuliefern, ist es die Philosophie der beiden Unternehmen, ausgiebig zu testen, damit man für alle Eventualitäten gerüstet ist. Für die Präzisionsachse SFT2-P225 war aufgrund der Kenndaten wie Tischteillänge, Gewicht und Anfahrtsgeschwindigkeit schnell klar, dass Tubus-Strukturdämpfer von ACE die Endlagen der Lineareinheit schützen sollten. Schließlich stellten diese aus Co-Polyester Elastomer bestehenden Maschinenelemente immer dann eine kostengünstige Alternative zu noch leistungsfähigeren Industriestoßdämpfern dar, wenn es nicht darauf ankommt, Massen punktgenau abzustoppen. Denn sie sind anderen Lösungen wie Stahlfedern, Dämpfungen aus Urethan oder auch Gummistoppern in punkto Dämpfungseigenschaften und Lebensdauern um das bis zu Zwanzigfache überlegen.

Insgesamt umfasst das Spektrum der Struktur- und Sicherheitsdämpfer aus Co-Polyester Elastomer von ACE acht Bauarten mit insgesamt mehr als 150 Einzelprodukten für eine Vielzahl an Anwendungen. Dabei ist es möglich, annähernd lineare, progressive, oder wie in diesem Fall, degressive Kennlinien zu erzeugen. Die Dämpfungseigenschaft wird durch das Material und einzigartige Fertigungsschritte erzielt. Dabei lässt sich das Gefüge des Kunststoffs bei der Fertigung so verändern, dass individuelle Dämpfungseigenschaften realisierbar sind.

Die Lösung: Strukturdämpfer mit zwei Funktionen
Die hier zum Einsatz kommende TA-Familie arbeitet axial dämpfend und stellt mit jedem seiner einzelnen Produktvertreter sehr effiziente Energieabsorber zur Verfügung, weil die einzelnen Typen jeweils viel Energie am Hubanfang aufnehmen können. So ist die TA-Familie speziell für ein Maximum an Energieaufnahme im großen Kraftbereich von zwei Newtonmeter bis 2.951 Newtonmeter pro Hub entwickelt worden. Frei nach dem Motto „Maximaler Energieabbau bei minimalem Hub“ können Konstrukteure ein Minimum an Bauhöhe und platzsparende Formen mit Durchmessern von zwölf Millimeter bis zu 116 Millimeter nutzen. Die Dämpfer sind dabei mit einer Spezialschraube einfach und schnell zu befestigen.

Aufgrund der ermittelten Daten des Antriebs entschieden sich Lisco und ACE dafür, in diesem Fall Tubus vom Typ TA17-7 zu verwenden. Diese liefern bei einem Hub von sieben MIllimeter eine maximale Energieaufnahme von sechs Newtonmeter pro Hub im Dauerbetrieb und neun Newtonmeter pro Hub im Notfalleinsatz. Damit gehören sie zu den kleineren Vertretern dieser Produktfamilie und veranschaulichen, dass Anwender bei der Auswahl der für ihre Anwendung passenden Tubus einen enormen Spielraum für Notstopp- und Daueranwendungen in ihren Konstruktionen haben. Dieser erhöht sich zusätzlich noch, da ACE auf Wunsch Strukturdämpfer mit Sonderhüben, -kennlinien, -federraten, -baugrößen und -materialien liefert. Neben der eigentlichen Aufgabe, den Alltagsbetrieb zu sichern, erfüllen die Tubus in diesem Fall noch einen anderen Zweck: Sollte beim Transport der CT-Systeme mal ein Schlitten nicht gesichert sein, verhindern sie zudem Karambolagen. Ansonsten könnte Aluminium auf Aluminium schlagen. Die Tubus sind also gleich zweimal für den Notstopp zuständig, und das, wie Stefan de Bruyn abschließend berichtet, „absolut zuverlässig“. as

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