Dämpfer für den Dauereinsatz

Maschinenelemente

Stoßdämpfer – Die zuverlässige Montage unterschiedlicher Schraubverschlüsse auf verschiedenen Flaschen erfordert flexible Automatisierungslösungen. Entscheidend für einen dauerhaften Betrieb der Anlage sind optimal ausgewählte Kleinstoßdämpfer.

28. April 2014

Eine komplexe Aufgabe für Verpackungsmaschinen ist der automatisierte zuverlässige Verschluss unterschiedlicher Flaschen und anderer Behälter mit schraubbaren Deckeln, Pumpspendern oder Push-pull-Verschlüssen. In vielen Unternehmen vor allem in der Lebensmittel- und Kosmetikindustrie mussten früher diese verschraubten Schließvorrichtungen häufig manuell nachgezogen werden, weil die dafür eingesetzten Maschinen nicht immer einen sicheren Verschluss gewährleisten konnten, speziell bei häufig wechselnden Gebindetypen. Vor diesem Problem stand damals auch der Kosmetik- und Reinigungsmittelhersteller Sonett aus Deggenhausen in der Nähe des Bodensees, der pro Jahr rund 1,4 Millionen Flaschen mit den unterschiedlichsten Aufsätzen verschließen und verpacken muss. Bereits seit 2006 nutzt das Unternehmen dafür jedoch eine Universal-Schraubkappenmontagevorrichtung, mit der sich eine Vielzahl unterschiedlicher Gebindetypen sicher automatisiert verschließen lässt, sodass das lästige Nachziehen der Verschlüsse von Hand entfällt.

Alle Flaschen fest im Griff

Das Gerät führt die Flaschen mit den aufgesetzten Verschlüssen entlang von flexibel anpassbaren Stangen auf einem Förderband zu dem patentierten Verschraubungsmechanismus. Dort fixieren vier sich asymmetrisch bewegende Gummirollen die Flaschen und verschrauben anschließend deren Verschlussköpfe. Zudem lassen sich mit dem Gerät auch Gebinde mit Griff zum besseren Weitertransport oder zur Verladung im verschlossenen Zustand drehen und so in einheitliche Position bringen. Zur Bewegungsdämpfung in den oberen und unteren Totpunkten dienen seit 2006 hydraulische Kleinstoßdämpfer vom Typ MC25-EUMH des Dämpfungstechnikspezialisten ACE aus Langenfeld im Rheinfeld.

Nahezu optimal sei deren Effizienz dabei in der oberen Endlage, sagt David Fuchs, einer der Inhaber des ebenfalls in Deggenhausen beheimateten Herstellers Metallatelier GmbH und Erfinder des Universalschraubers: Hier reduziert der im Führungsschlitten integrierte Dämpfer die Aufprallgeschwindigkeit bei jedem Takt sicher und erreicht dabei nahezu seine maximale Lebensdauer von 25 Millionen Lastwechseln. Der untere Dämpfer dagegen musste bisher regelmäßig bereits nach etwas mehr als 1,4 Millionen Hüben ausgetauscht werden. Verantwortlich für die kürzere Standzeit ist allerdings nicht eine eventuell höhere Belastung im Vergleich zum oben montierten Dämpfer, sondern das Auftreten von Querkräften im unteren Dämpfer aufgrund von Biegungen des höhenverstellbaren Montageauslegers. Bei weiter steigenden Taktzahlen war deshalb zu erwarten, dass der Dämpfer noch häufiger ausgetauscht werden müsste, zumal die damit einhergehenden Geschwindigkeiten noch größere Kräfte mit sich bringen.

Neue Dämpfer für neue Zwecke

Um die Anlage zukunftsfest zu machen, beschlossen Entwickler und Anwender deshalb, den Universalschrauber zu optimieren und die Dämpfungslösungen in der oberen und unteren Endlage neu auszulegen. So sind zwar die bewegte Masse, die Geschwindigkeit beim Aufprall und die Taktzahl pro Stunde an beiden Positionen gleich, jedoch müssen die Dämpfer in der unteren Endlage eine höhere effektive Masse, eine gesteigerte Gesamtenergie pro Hub und damit verbunden eine höhere Gesamtenergie pro Stunde aufnehmen. Aus den Kenndaten ergab sich, dass nur ein größerer und anders funktionierender Stoßdämpfer auch an der unteren Endlage die optimale Lebensdauer erreichen kann. So prognostizierten die Berechnungen von ACE für einen Dämpfer vom Typ MC150-EUMH unter den aktuellen Bedingungen eine Auslastung von 73 bzw. 60 Prozent an der unteren bzw. oberen Position, sodass sich die Taktzahlen der Maschine künftig noch weiter steigern lassen.

Im Gegensatz zu den vorher eingesetzten Dämpfern vom Typ MC25-EUMH, die mit einer klassischen Nutring/Abstreifer-Dichtung arbeiten, erfolgt die Rückstellung bei dem neuen Modell mit sehr geringen Rückstellkräften über die Rollmembran. Das Problem der Querkräfte spielt bei diesem Dämpfertyp eine deutlich geringere Rolle, weil die Kolbenstange dabei nicht von der Dichtung weggedrückt wird, sodass der Ölverlust minimiert wird. Um die Querkräfte weiter zu minimieren, empfahlen die Dämpfungsspezialisten aus dem Rheinland außerdem die Verwendung einer Bolzen-Vorlagerung aus ihrem umfangreichen Zubehör, welche einen Aufprallwinkel von bis zu 25 Grad in beliebiger Einbaulage erlaubt. Kombiniert mit der Lebensdauer der neuen Verzögerer von bis zu 25 Millionen Lastwechseln ist deshalb damit zu rechnen, dass der untere Dämpfer in Zukunft trotz höherer Taktzahlen des Verschraubers seltener ausgetauscht werden muss.

Auf einen Blick

- Die ACE Stoßdämpfer GmbH aus Langenfeld im Rheinfeld ist die deutsche Niederlassung des weltweit aktiven Dämpfungstechnikspezialisten ACE, der mit Vertretungen in 45 Ländern auf allen Kontinenten vertreten ist.

- Das Produktspektrum umfasst unter anderem die unterschiedlichsten Industrie- und Sicherheitsstoßdämpfer, Strukturdämpfer, Rotationsbremsen, Industrie-Gasfedern, Bremszylinder und Ölbremsen.

Erschienen in Ausgabe: 03/2014