ACE Stoßdämpfer GmbH ve Burat & Klein Datentechnik GmbH, müşteriye özel projeler için dinamik parametreler alanında endüstriyel sönümleme teknolojisini hassas bir şekilde test edebilmek amacıyla ölçüm teknolojisi alanında uzun yıllardır işbirliği yapmaktadır.

Burada başarılı işbirliklerine dair bir fikir veriyorlar.

Birçok otomatik üretim prosesinde farklı tipte amortisörler kullanılmaktadır. Küçük ve endüstriyel amortisörlerin yanı sıra emniyet amortisörleri, üretkenliği ve güvenliği artırmak amacıyla yavaşlama veya kütle kuvvetlerinin hassas frenlenmesi için verimli, akımsız hidrolik bileşenler olarak özellikle uygundur. ACE, çok çeşitli uygulamalar için kendinden ayarlı ve ayarlanabilir tipler şeklinde bu makine elemanlarının geniş bir yelpazesini sunarak tasarımcıların şirketin standart bileşenleriyle en yaygın kuvvet aralıklarını kapsamasını sağlar. ACE ayrıca taşma koruması veya durdurma damperleri olarak acil durdurmalar için tersinir ve tersinmez katı hal malzemelerinden yapılmış bileşenler de sunmaktadır.

Önce sönümleme davranışını simüle edin, ardından düşme test cihazlarında doğrulayın

Mühendisler ürünleri piyasaya sürmeden önce test etmek istediklerinde veya hassas uygulamalar söz konusu olduğunda, ilgili damper tiplerinin kendi özel uygulamaları için gerçek sönümleme davranışını önceden belirlemek istediklerinde sensörler ve simülasyonlar bir rol oynamaktadır. Bu, otomasyon, taşıma veya makine takımları veya döner tablalar üzerindeki olağanüstü yüksek kütle kuvvetlerinin yavaşlatılması gibi özel durumlarda geçerlidir. Üretici tarafından belirtilen sönümleme eğrileri uygulama ve müşterinin proje ekibi için yeterli değilse, ACE'nin danışman mühendisleri, tasarımlardan elde edilen teorik simülasyonları pratikte standart bileşenlerle kontrol etmek ve doğrulamak için kurum içi test olanaklarını kullanır.

Stabilus Group'un bir parçası olan uzman marka ACE'nin Almanya'daki merkezi Langenfeld'de iki düşme test cihazı kullanılmaktadır. İlki, maksimum 1500 mm düşme yüksekliğiyle 130 kg'dan 500 kg'a kadar olan kütle kuvvetlerini kapsamaktadır. Yerçekimi kanunlarına göre gerçekleştirilen düşürme testleri, 4,8 m/s (v = √2*g*h) maksimum darbe hızları ve yaklaşık 6000 Nm (m*g*h) kinetik enerjilerle sonuçlanır. İkinci düşme test cihazı, 3 kg'dan 350 kg'a kadar kütleler için uygundur ve maksimum düşme yüksekliği 1500 mm'ye kadardır; burada yaklaşık 5,5 m/s'ye kadar darbe hızları ve yaklaşık 5150 Nm'ye kadar enerjiler ölçülür. ACE, şirketin sönümleme teknolojisi bölümünden yukarıda bahsedilen hidrolik amortisörlere ek olarak, hidrolik olarak çalışan güvenlik amortisörlerine ek olarak tersine çevrilebilir sabit gövdeler içeren şirketin güvenlik ürünlerini test etmek için her iki düşme test cihazını da kullanmaktadır.Hidrolik güvenlik amortisörlerine ek olarak, bunlar ayrıca TUBUS ürün ailelerinden olanlar gibi tersine çevrilebilir katı hal amortisörleri ve alüminyum ve çelikten yapılmış tersine çevrilemez katı hal amortisörleri içerir.

Mümkün olan maksimum enerji emilimine odaklanın

ACE'nin ikinci nesil güvenlik damperleri çarpışma damperleri olarak adlandırılır. Tek kullanımlık acil durdurma bileşenleri olarak tasarlanan Langenfeld'deki mühendisler, piyasaya sürülmeden önce düşme test cihazlarında ilgili tipler üzerinde kapsamlı bir dizi test gerçekleştirmektedir. Özel alüminyum veya çelik borulardan yapılan damperleri öncelikle bir kaza durumunda mümkün olan maksimum enerji emilimi açısından inceliyorlar. Düşürme test cihazlarını kullanarak her yeni serinin bireysel tiplerinin spesifik sönümleme özelliklerini kaydetmeye özellikle dikkat ederler. Bu, katalog değerlerini kontrol etmelerini ve doğrulamalarını ve ilgili ürün serilerini satış için onaylamalarını sağlar. Örneğin, buradaki mühendisler dört yeni, daha küçük çarpışma damperinin maksimum enerji emilimini incelediler. Bunların dış çapları yaklaşık 20 mm'dir ve farklı stroklarla piyasaya sürülmüştür. Doğrulamaların başarıyla tamamlanmasından bu yana ACE, daha düşük aralıktaki enerji emici yelpazesini 100 ila yaklaşık 400 Nm arasında genişletti ve ayrıca daha küçük formatlardaki sistemler için çarpışma damperlerini ucuz ve etkili bir acil durdurma çözümü olarak sunabiliyor. Bu katı hal damperlerinin endüstriyel ortamdaki görevi, araç teknolojisindeki çökme bölgelerine benzediğinden, en zorlu yükler için test edilmişlerdir. Sonuçta, bir çarpışma durumunda, bileşenler çarpma enerjisini hemen emer ve çarpan kinetik enerjiyi ısıya dönüştürmek ve dış ortama dağıtmak için bilgisayar simülasyonlarında önceden tanımlanan bir şekilde deforme olur ve katlanır. Bu şekilde, tek kullanımlık damperler bir kaza durumunda yapıları yüzde 98 oranında yüksek ve homojen bir enerji dağılımı ile korur. Bu güvenlik unsurlarının günlük kullanımda yüksek uzun vadeli stabilite ve acil durdurma durumunda maksimum koruma sağlaması gerekliliği nedeniyle, testler ve simülasyonlar mümkün olduğunca gerçeğe yakın koşullar altında gerçekleştirilmiştir.

Yatay doğrusal testlerde incelenen küçük amortisörler

Örneğin, dikey doğrusal eksenlerin hareketinin sonunda damperleri ve yavaşlama performanslarını inceleyen bu yerçekimi tabanlı test seçeneklerine ek olarak, ACE'nin başka bir test tezgahı da yatay doğrusal testlere olanak tanır. Burada tahrik, 20 kg ila 100 kg kütle kuvvetlerini yatay bir eksende yaklaşık 3,5 m/s hıza kadar hızlandırır.

Yüksek hassasiyetli, sürtünmesiz aksların üç aksta (X, Y, orta kutup) son konumlarda küçük amortisörlerle sabitlenen bir taşıma sistemine monte edildiği pratik bir örnekte, ACE'deki mühendisler ilk olarak standart seriden ilgili aks için uygun amortisör tiplerini seçer. Son derece hassas olan akslar bir çarpışma durumunda yalnızca tanımlanmış maksimum kuvvetlerle yüklenebileceğinden, ACE ikinci adımda simülasyon yazılımı kullanarak seçilen küçük amortisörlerin her biri için özel teorik tasarımlar gerçekleştirir. Her bir delik modeli, yani amortisörün içindeki gaz kelebeği deliklerinin sayısı ve boyutu, kuvvet ilerlemesini, yani kuvvet-yer değiştirme eğrisini optimize etmek için bilgisayarda simüle edilir. Mühendisler daha sonra test tezgahındaki doğrusal testlerde uygun şekilde hazırlanmış test numuneleri kullanarak doğrusal eksende ölçümler alarak teorik simülasyonları doğrulayabilir. Böyle bir test uygulamasında, hareketli kütle birkaç grama kadar ayarlanabilir ve darbe hızı her bir özel durum için 0,02 m/s'lik bir toleransla neredeyse bire bir eşleştirilebilir. Test numuneleri testleri geçerse, ölçüm sonuçları gerekli küçük serilerin üretimi için kullanılır.

Ölçüm teknolojisi simülasyon ve test sonuçlarını doğruluyor

ACE bileşenleri ister dikey ister yatay doğrusal eksenlerde test edilsin, sönümleme hareketi bir lazer yer değiştirme ölçüm sistemi kullanılarak ve gerçek destek kuvveti tüm test tezgahlarındaki kuvvet sensörleri kullanılarak belirlenir. Şirket, merkezi Konstanz Gölü bölgesindeki Meckenbeuren'de bulunan Burat & Klein Datentechnik GmbH ile işbirliği yapmaktadır. Sensörler ve yer değiştirme transdüserleri, ilgili test noktasına tam olarak uyarlanan MultiMessBOX adlı bir ölçüm sistemine bağlanırken, her test çalışmasında belirlenen veriler Burat & Klein tarafından programlanan MessMax® yazılımı kullanılarak değerlendirilebiliyor. Küçük amortisör örneğinde açıklandığı gibi, MessMax® gerçek testte ölçülen eğrinin bilgisayarda belirlenen teorik eğri ile üst üste bindirilmesini ve böylece teorinin pratikte doğrulanmasını mümkün kılmaktadır. ACE'nin araştırma ve geliştirme departmanından mühendis Jörg Küchmann şu yorumu yapıyor: "Bahsedilen uygulamada Burat & Klein bize üç parametreyi karşılaştırabileceğimiz ve sonuçları gerektiği gibi otomatik olarak Excel'e aktarabileceğimiz özel bir değerlendirme yazılımı sunabildi. Bu durumda, maksimum destek kuvveti, maksimum sönümleme mesafesi ve ayrıca enerji, yani kuvvet-yer değiştirme eğrisinin altındaki alan değerlendirilir ve kontrol edilir."

Geçtiğimiz birkaç yıl içinde ACE, ölçüm teknolojisinin bu alanında ve müşteriler tarafından talep edilen artan sayıda doğrulama sayesinde elde edilen sonuçların değerlendirilmesinde kapsamlı bir deneyim kazanmıştır. Simülasyonların uygulamadaki gerçek ölçüm sonuçlarına kıyasla sadece çok küçük yüzdelik sapmalar göstermesi dikkat çekicidir. Dolayısıyla ACE'nin simülasyonları da Burat & Klein'ın ölçüm teknolojisi sayesinde son derece doğrudur.