TUBUS-Spezial: Die Erfolgsgeschichte der Niederhalterdämpfer geht weiter

Drei Jahre Entwicklungsarbeit münden in weltweitem Erfolg
Dynamische und quasi statische Kraft-Wegkennlinien wurden in Tests aufgezeichnet und mit Vorgängerlösungen verglichen. Sie sind in Normblätter vieler Kfz-Hersteller aufgenommen und zeigen im Vergleich zu früher höhere maximale Kraftwerte (Bild- und Grafiknachweise: ACE Stoßdämpfer GmbH) (PresseBox) (Langenfeld, ) Die Entwicklung ist nicht mehr aufzuhalten. TUBUS-Spezial der ACE Stoßdämpfer GmbH haben innerhalb von nur zwei Jahren in der Automobilindustrie als so genannte Niederhalterdämpfer bei der Blechumformung ihre Vorgänger weltweit abgelöst. Denn die bislang eingesetzten Dämpfungsscheiben aus Polyurethan konnten ihrer Funktion bei der Umformung von Blechteilen, dem Dämpfen für die Halteelemente von Niederhaltern, nicht annähernd so gut gerecht werden wie die neuen Lösungen von ACE. Diese Erfolgsgeschichte ist das Ergebnis einer dreijährigen Entwicklungsarbeit, die sich immer eng an den Bedürfnissen der jeweiligen Kunden orientiert hat.

Zunächst war es ein einzelner großer Automobilhersteller, der an das Langenfelder Unternehmen herantrat. Aus Süddeutschland heißt es dazu: "Wir hatten beim schnellen und sicheren Abbremsen von bis zu 3 Tonnen schweren Schiebern bereits äußerst positive Erfahrungen mit Industriestoßdämpfern von ACE gemacht. Es lag daher nahe, uns auch bei der neuen Problematik an ACE zu wenden." Das Problem zunehmender Stillstandzeiten durch defekte PU-Niederhalterdämpfer lag in der Einführung moderner ProgDie-Pressen und Servopressen begründet. Höhere Pressenhubzahlen und Geschwindigkeiten sowie der Trend zu größeren Werkzeugen führten zu höheren Belastungen. Damit waren die PU-Elemente jedoch überfordert. Zu schnell zerbröselten sie geradezu. Werkzeugbrüche und kostspielige Produktionsausfälle folgten. Auf der Suche nach einem neuen Werkstoff stießen die Autobauer im Lieferprogramm von ACE auf die wegen ihrer rohrähnlichen Form TUBUS genannten Strukturdämpfer. Diese sind aus Co-Polyester Elastomer gefertigt und seit 2000 erfolgreich am Markt etabliert. Zum Zeitpunkt der Aufgabenstellung gab es sie bereits in sechs verschiedenen Serien für unterschiedlichste Anwendungen. Diese TUBUS-Serien werden als kostengünstigere Alternativen zu Industriestoßdämpfern eingesetzt, wenn es nicht auf punktgenaues Abstoppen ankommt. Auch bei den Werkzeugen für die Pressen in der Kfz-Fertigung war dies kein entscheidendes Kriterium.

TUBUS-Spezial überzeugen in Testreihen und in nachfolgender Praxis

Nachdem zuerst Dauerversuche im Labor zur Ermittlung der maximal möglichen Belastung und die Erprobung in ausgewählten Presswerkzeugen sowie die Berechnung der Auswahltabellen für die Elemente beim Kfz-Hersteller durchgeführt wurden, kümmerte sich ACE darum, die statischen und dynamischen Kraft-Weg-Kennlinien sowie die Energieaufnahme und -absorbierung auf Prüfständen im eigenen Haus zu ermitteln. Thorsten Kohnen, Produktmanager bei ACE, erklärt: "Die Statik- und Dynamiktests waren vielversprechend, da es uns unter statischen Bedingungen gelang, je nach Ausführung eine maximale Energieaufnahme der Niederhalterdämpfer aus Co-Polyester Elastomer in Bereichen zwischen 5 und 269 Nm zu erzielen. Als wir dann unter dynamischen Bedingungen im Vergleich zu den PU-Elementen die Ergebnisse um fast das Dreifache übertrafen, war die Freude groß." Die Testreihe bei ACE wurde am so genannten Falltester durchgeführt. Dieser ist mit einem Laserwegmesssystem ausgestattet. Mit einer Kraftmessdose unterhalb der Vorrichtung werden die Messwerte ermittelt. Der TUBUS-Spezial Niederhalterdämpfer wird mit den Prüfgewichten, die bis zu 500 kg betragen können, aus unterschiedlichen Fallhöhen beaufschlagt. Über die Messsoftware kann dann eine Kraft-Weg-Kurve aufgezeichnet werden. Die Fläche zwischen der Hin- und Rücklaufkurve, auch Hysterese genannt, entspricht der abgebauten Energie der jeweiligen TUBUS-Spezial Niederhalterdämpfer-Type im Test. Mit Hilfe dieser Aufzeichnungen und Versuche kann bzw. konnte für jede Type eine entsprechende Auswahlmatrix für das beauftragende Unternehmen erstellt werden. Anhand dieser Matrix kann der Werkzeugmacher problemlos die Baugröße und die Anzahl der Dämpfer bestimmen. Hierbei werden die Geschwindigkeit und das Gewicht des Niederhalters sowie die Pressenhubzahl berücksichtigt. Aus den bisherigen Testreihen wurden weitere Auswahltabellen für verschiedene Pressenhubzahlen von ≤ 17 bis 40 Hübe/min erstellt und mehrere Dämpfungselemente ein- bis dreifach in Reihe geschaltet. So lagen relativ schnell TUBUS-Spezial in den Typen D00002 bis D00014 für Halteschrauben mit den Gewindegrößen M10 bis M30 vor. Den unterschiedlichen Größen entsprechend, können damit Kräfte von 5,0 Nm bis 269 Nm pro Hub aufgenommen werden und das bei einer maximalen Bauhöhe von 29,4 mm.

Weitere TUBUS-Spezial in der Entwicklung

Für die Zukunft arbeitet ACE an einer Reduzierung des Setzverhaltens während der ersten 2.000 Hübe. Man beschäftige sich auch mit der Optimierung der großen für M24- und M30-Halteschrauben geeigneten TUBUS-Spezial, um durch Reduzierung der Wandstärke und Erhöhung der Shorehärte die Energieaufnahme pro Stunde noch weiter zu erhöhen, versichert Thorsten Kohnen von ACE. Bislang werden die unterschiedlichen Ausführungen der Dämpfer in den Materialhärten Shore 55D bzw. 72D geliefert. Von Anwenderseite ist neben Lob für die höhere Dämpfung auch zu hören, wie vorteilhaft im Vergleich zu früher die geringe Scherkraftempfindlichkeit, geringere Rissempfindlichkeit und eine höhere Lebensdauer in der Praxis sind. Auch könne man die Dämpfungskennlinie über die Wandstärke und das Profil des Maschinenelementes von ACE exakt auf den Anwendungsfall auslegen und eine genauere Führung des Dämpfers am Distanzrohr der Halteschraube erzielen, so ein Experte aus Bayern. Nach über einem Jahr Praxiseinsatz fällt sein Fazit durchweg positiv aus: "Die mögliche Energieaufnahme und Kräfte der TUBUS-Spezial liegen je nach Element um 50% bis 100% höher als bei gleichgroßen PU-Elastomer-Elementen - bei zusätzlich größeren Sicherheitsreserven."

Weltweit in der Anwendung und auf der EuroBLECH 2012 zu sehen

Da sich die neuen Dämpfungselemente auch bei bestehenden Werkzeugen ohne großen Aufwand austauschen lassen, finden sie über die innovativen Erstanwender in Süddeutschland hinaus immer mehr Freunde. Mittlerweile werden die modernen Maschinenelemente nicht nur nach Bayern, sondern auch an viele weitere Kfz-Hersteller in Europa sowie unter anderem auch in die USA, nach Australien oder China geliefert. Den unterschiedlichen Konstruktionen entsprechend, gehen die Testreihen hierfür weiter. So führte ihre Erfolgsgeschichte auch dazu, dass die TUBUS-Spezial von ACE dem Böblinger Arbeitskreis, kurz BAK, des VDI aufgefallen sind. Aus dem Fachausschuss Stanzerei-Großwerkzeuge hervorgegangen, beschäftigt dieser sich mit Standardisierungen im Bereich von Presswerkzeugen sowie mit der Reduktion des Konstruktionsaufwandes im CAD-Bereich und hat branchenweite Anerkennung gefunden. Der BAK erarbeitet laut VDI-Homepage "innerhalb der Automobilindustrie abgestimmte, technische und organisatorische Problemlösungen und bringt diese in die Richtlinienarbeit des Fachausschusses ein." Wichtige Grundlagen auf dem Weg der neuen Dämpfer zu einem Standardteil in Werkzeugniederhaltern haben ACE und die meisten namhaften deutschen Automobilhersteller schon geschaffen. Denn die Testergebnisse, die bei dynamischen und quasi statischen Kraft-Wegkennlinien aufgezeichnet und mit den Vorgängerlösungen verglichen wurden, finden sich schon heute in Normblättern wieder und zeigen, dass die maximalen Kraftwerte im Vergleich zu früher klar gesteigert wurden. Alles in allem veranschaulichen die Neuheiten von ACE besonders unter dem Aspekt der Verbesserungsmöglichkeiten für die Fertigung in der Automobilindustrie weltweit betrachtet, wie wichtig der Blick auf kleinste Details ist.

Neben TUBUS-Spezial, den Niederhalterdämpfern von ACE für die Blechumformung, haben die Langenfelder viele weitere Bauteile aus Co-Polyester Elastomer im Angebot (s. Technikkasten). Vom 23. bis zum 27.10.2012 wird ACE auf der Messe EuroBLECH in Hannover in Halle 15 auf Stand F13 zu allen Typen der neuen Produktserie weitere Informationen bereit halten. Besucher können sich zudem über ein breitgefächertes Spektrum von Lösungen aus der Dämpfungstechnologie sowie für die Isolierung von Schwingungen und Stößen informieren. Interessenten finden kompetente Berater von ACE vor Ort.

Optionaler Technikkasten:

Die Strukturdämpfer der TUBUS-Serie

ACE hat im Zuge der Entwicklung von Dämpfungselementen für den Not-Stopp-Einsatz diese interessante Produktfamilie im Jahr 2000 auf den Markt gebracht. Die Strukturdämpfer eignen sich besonders, weil sie wegen ihrer Form und ihrer Beschaffenheit aus Co-Polyester Elastomer in Einsatzbereichen Energien abbauen, in denen andere Materialien ausfallen. Die TUBUS-Serie umfasst heute sechs Bauarten mit über 140 Einzelprodukten, deren Material kein Wasser aufnimmt, nicht aufquillt und eine hohe Abriebfestigkeit aufweist. Alle TUBUS-Vertreter unterscheiden sich von anderen Feststoff-Dämpfungselementen wie z. B. Gummipuffern oder Stahlfedern durch ihre sehr hohe Standzeit von bis zu mehreren Millionen Lastwechseln, ein sehr geringes Eigengewicht und ihre platzsparende Bauform. Sie sind eine interessante Alternative zur hydraulischen Endlagendämpfung, wenn die Masse nicht positionsgenau abgebremst werden soll oder wenn es um den Einsatz in extremen Temperaturbereichen von - 40 °C bis 90 °C geht. Auch wenn wenig Einbauraum zur Verfügung steht oder das Kosten-Leistungsverhältnis nicht passt, sind die gegenüber Ölen, Chemikalien, UV und Ozon, Meerwasser und Mikroben unempfindlichen Dämpfer erste Wahl. Sie werden bevorzugt als Anschlagdämpfer in Robotersystemen, als Hub-Begrenzer in Gabelstaplern, in vielen anderen Bereichen des Maschinen- und Anlagenbaus und sogar in Fitnessgeräten eingesetzt. Mit der TUBUS-Serie hat ACE als Marktführer für Industriestoßdämpfer und als Spezialist der Dämpfungstechnik ein technisch reizvolles, äußerst attraktives Angebot für Konstrukteure und Endanwender.

Kontakt

ACE Stoßdämpfer GmbH
Albert-Einstein-Str. 15
D-40764 Langenfeld
Telefon: +49 2173922610
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Geschäftsführender Gesellschafter
Herbert Stecher
plus2 GmbH
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