Kleinstoßdämpfer machen Universalverschrauber zum Dauerbrenner

1,4 Millionen Flaschen mit den unterschiedlichsten Aufsätzen verschraubt die Firma Sonett im Jahr - und das mit einer Maschine. Mussten früher auf Kosten der Sehnenscheiden der Bediener häufig die Schließvorrichtungen nachgezogen werden, hat der Erfinder und Konstrukteur David Fuchs dafür gesorgt, dass diese Zeiten der Vergangenheit angehören. Um die Maschine selbst zu schonen, kommen wiederum Kleinstoßdämpfer der ACE Stoßdämpfer GmbH ins Spiel.

26. September 2013

Aus einem gemeinsamen Projekt des Jahres 2006 der drei Hersteller Metallatelier, Sonett OHG und ACE ist der sogenannte Universalverschrauber hervorgegangen. Seitdem diese Sondermaschine im Einsatz ist, fällt zum einen das Nachziehen der Verschlüsse von Hand weg. Zum anderen sind auch größere Wartungsarbeiten an und lange Stillstandzeiten der Gesamtkonstruktion passé. Der Wechsel der Verschleißteile vollzieht sich hingegen so preiswert wie problemlos..

Um zu verstehen, wo die Optimierungspotenziale liegen, um die Produktion bei Sonett zu erhöhen, lohnt es sich, die Uhr sieben Jahre zurückzudrehen. 2006 begann die Arbeit an der später als Schraubkappenmontagevorrichtung patentierten Anlage. Ihr Prinzip: Auf einem Förderband werden Flaschen mit Verschlüssen entlang von Stangen zum Verschraubungsmechanismus geführt. Die als Führung dienenden Stangen sind je nach Größe der Flasche einstellbar. Vier sich asymmetrisch bewegende Gummirollen fixieren die Flaschen und verschrauben anschließend deren Köpfe mit einem Verschluss. Bei allen Funktionen kommt sowohl in der oberen als auch der unteren Endlage ein Kleinstoßdämpfer des Typs MC25-EUMH von ACE zum Einsatz. „Wie wir das nun damals genau ausgelegt hatten, ist mir heute nicht mehr so ganz gegenwärtig", sagt David Fuchs, der Chefkonstrukteur des Verschraubers und Inhaber des Metallateliers. Und was die obere Endlage betrifft, so arbeite diese auch hinsichtlich ihrer Effizienz nahezu optimal, erläutert David Fuchs. Die im Führungsschlitten integrierte Dämpfung in Form des ACE Maschinenelements reduziert die Aufprallgeschwindigkeit bei jedem Takt und der Dämpfer kommt in die Nähe seiner maximalen Lebensdauer von 25 Millionen Lastwechseln. Der untere Dämpfer hingegen erreicht etwas mehr als 1,4 Millionen Hübe, bis sein Austausch notwendig wird. Einzig und allein verantwortlich für die im Vergleich zum oben montierten Dämpfer kürzeren Austauschintervalle ist der nicht ganz biegefreie Arm, der Querkräfte auf den Dämpfer bringt. Wenn nun demnächst im Zuge weiterer Optimierungen steigende Taktzahlen zustande kommen, muss der Dämpfer häufiger ausgetauscht werden, zumal die mit den Taktzahlen einhergehenden Geschwindigkeiten größere Kräfte mit sich bringen. Dies galt es im Zuge der Evaluierung und Weiterentwicklung der Anlage zu berücksichtigen.

Aufgrund der unterschiedlichen Beanspruchungen wurden für obere und untere Endlage verschiedene Auslegungen vorgenommen. Sind die bewegte Masse (1,8 kg), die Geschwindigkeit beim Aufprall (1 m/s) und die neuen anzunehmenden Takte pro Stunde (3.600) noch gleich, müssen in der unteren Endlage eine höhere effektive Masse (13,8 kg gegenüber 11,3 kg), eine gesteigerte Gesamtenergie pro Hub (6,9 Nm gegenüber 5,7 Nm) und damit verbunden eine höhere Gesamtenergie pro Stunde (24.825,2 Nm zu 20.405,2 Nm) vorausgesetzt werden. Aus diesen Kenndaten ergab sich, dass nun größere, anders funktionierende und langlebigere Stoßdämpfer zu verbauen sind. Denn die Berechnungen prognostizierten eine Auslastung des Dämpfers vom Typ MC150-EUMH von 73,0 bzw. 60,0 Prozent. Damit hat die Anlage auch noch genug Luft für weitere Erhöhungen der Taktzahlen in Zukunft. Im Gegensatz zu seinem Vorgänger MC25-EUMH, der mit einer klassischen Nutring/Abstreifer Dichtung arbeitet, erfolgt beim Dämpfertyp MC150-EUMH die Rückstellung bei sehr geringen Rückstellkräften über die Rollmembrane. Zudem ist - wie in diesem Fall nicht nötig - der direkte Einbau als Endlagendämpfung in einen Pneumatikzylinder möglich. Das Problem der auftretenden Querkräfte spielt bei Dämpfern mit Rollmembrane eine deutlich reduzierte Rolle im Vergleich zum Vorgänger oder gar zu Stoßdämpferlösungen von Wettbewerbern. Denn anders als bei Nutring-Dämpfern wird hier die Kolbenstange nicht von der Dichtung weggedrückt, Ölverluste treten deshalb auch nicht so schnell auf. Um die Folgen der Querkräfte weiter zu minimieren, schlug ACE die Verwendung einer Bolzenvorlagerung vor. Dadurch sind in beliebiger Einbaulage Aufprallwinkel von bis zu 25 Grad erlaubt. Kombiniert mit der Lebensdauer der neuen Verzögerer von bis zu 25 Millionen Lastwechseln ist damit zu rechnen, dass es in Zukunft beim unteren Dämpfer trotz höherer Taktzahlen des Verschraubers seltener zum Austausch kommen wird. Die Bolzenvorlagerung ist ein Bestandteil des vielfältigen Zubehörs und der breitgefächerten Anschlussteile, die ACE als Spezialist für Dämpfungslösungen aller Art vorhält.

So ist gleichzeitig gewährleistet, dass diese unter Dauerbelastung stehenden Dämpfer am Ende ihrer Laufzeit auch schnell austauschbar sind. Die aus gehärtetem Stahl gefertigten Körper und mit einer Kolbenstange aus rostfreiem Stahl versehenen Maschinenelemente können auf Anfrage auch als vernickelte oder seewasserbeständige Varianten geliefert werden. Darüber hinaus sind zahlreiche Sonderausführungen lieferbar, sollten zum Beispiel besonders aggressive Fremdmittel in der Umgebung auf die Rollmembrane einwirken oder die Umgebungstemperatur deutlich von üblichen Raumtemperaturen abweichen. Selbst bei den Standardversionen der Kleinstoßdämpfer umfasst der zulässige Temperaturbereich 0 bis 66 Grad Celsius.

Motek / Montage & Handhabung 2013 in Stuttgart: ACE Stoßdämpfer GmbH vom 7. bis 10. Oktober 2013 in Halle 1, Stand 1426.