Due aziende tedesche collaborano da molti anni con successo nel campo della tecnologia di misura per poter testare con precisione la tecnologia di smorzamento industriale nell'ambito dei parametri dinamici per progetti specifici dei clienti. Qui di seguito, le due aziende forniscono informazioni sulla loro collaborazione.

In molti processi di produzione automatizzati, gli ammortizzatori industriali di piccole dimensioni vengono utilizzati come componenti idraulici efficienti e senza corrente per la decelerazione o la frenatura precisa delle forze di massa, al fine di aumentare la produttività e la sicurezza. ACE Stoßdämpfer GmbH fornisce un'ampia gamma di questi elementi macchina sotto forma di tipi autoregolabili e regolabili per un'ampia varietà di applicazioni, consentendo ai progettisti di coprire le gamme di forza più comuni con i componenti standard dell'azienda.

I sensori e le simulazioni svolgono un ruolo importante quando gli ingegneri vogliono determinare con precisione le caratteristiche di smorzamento effettive dei rispettivi tipi di ammortizzatori ACE per la loro applicazione specifica, in anticipo per applicazioni particolarmente sensibili. Questo vale in casi speciali nei settori dell'automazione e della movimentazione, nonché per la decelerazione di forze di massa straordinariamente elevate su macchine utensili o tavole rotanti. Se le curve di smorzamento specificate dal produttore non sono sufficienti per l'applicazione e per il team di progetto del cliente, gli ingegneri consulenti di ACE utilizzano strutture di prova interne per verificare le simulazioni teoriche dei progetti con componenti standard nella pratica e convalidarle.

Tecnologia di smorzamento testata su drop tester e banco di prova

A Langenfeld, sede tedesca di ACE Stoßdämpfer GmbH, membro del Gruppo Stabilus, vengono utilizzati due tester di caduta. Il primo copre forze di massa da 130 kg a 500 kg con un'altezza massima di caduta di 1500 mm. I test di caduta eseguiti secondo le leggi della gravità danno luogo a velocità d'impatto massime di 4,8 m/s (v = √2*g*h) ed energie cinetiche di circa 6000 Nm (m*g*h). Il secondo tester di caduta è adatto a masse da 3 kg a 350 kg con un'altezza massima di caduta di 1500 mm, con velocità d'impatto fino a circa 5,5 m/s ed energie fino a circa 5150 Nm. Oltre a queste opzioni di prova indotte dalla gravità per gli ammortizzatori a fine corsa degli assi lineari verticali, uno speciale banco di prova consente anche di eseguire prove lineari orizzontali. L'azionamento accelera masse da 20 kg a 100 kg a velocità fino a circa 3,5 m/s.

In un esempio pratico in cui gli assi ad alta precisione e senza attrito sono installati in un sistema di movimentazione che è assicurato nelle posizioni finali di tre assi (X, Y, polo centrale) da piccoli ammortizzatori, gli ingegneri di ACE selezionano innanzitutto i tipi di ammortizzatori appropriati per i rispettivi assi dalla gamma standard. Poiché gli assi altamente sensibili possono essere caricati con forze massime definite solo in caso di incidente, nella seconda fase ACE esegue progetti teorici specifici per ciascuno dei piccoli ammortizzatori selezionati utilizzando un software di simulazione. Ogni singolo schema di fori, cioè il numero e la dimensione dei fori di strozzatura all'interno dell'ammortizzatore, viene simulato al computer per ottimizzare la progressione della forza, cioè la curva forza-spostamento. Gli ingegneri possono quindi convalidare le simulazioni teoriche effettuando misure sull'asse lineare utilizzando provini opportunamente preparati nelle prove lineari sul banco di prova. In un'applicazione di prova di questo tipo, la massa mobile può essere regolata fino a pochi grammi e la velocità di impatto può essere adattata quasi uno a uno con una tolleranza di 0,02 m/s per ogni caso specifico. Se i campioni superano le prove, i risultati delle misurazioni vengono utilizzati per la produzione delle piccole serie richieste.

La tecnologia di misura convalida i risultati delle simulazioni e dei test

Sia che i componenti ACE vengano testati su assi lineari verticali o orizzontali, l'azienda utilizza un sistema di misurazione laser dello spostamento per determinare la corsa di smorzamento e sensori di forza per determinare la forza di supporto effettiva per tutti i banchi di prova. Dal 2004 l'azienda collabora con Burat & Klein Datentechnik GmbH, con sede a Meckenbeuren, nel distretto del Lago di Costanza. Mentre i vari sensori e trasduttori di spostamento sono collegati a un sistema di misura chiamato MultiMessBOX, che viene adattato con precisione al rispettivo punto di prova, i dati determinati in ogni prova possono essere valutati utilizzando il software MessMax® programmato da Burat & Klein. Come descritto nel caso esemplificativo, MessMax® permette di sovrapporre la curva misurata durante la prova reale con la curva teorica determinata al computer, convalidando così la teoria nella pratica. Jörg Küchmann, ingegnere del reparto ricerca e sviluppo di ACE, commenta: "Nell'applicazione citata, Burat & Klein è stata in grado di offrirci uno speciale software di valutazione con il quale possiamo confrontare tre parametri ed esportare automaticamente i risultati in Excel come richiesto. In questo caso, vengono valutati e controllati la forza massima di appoggio, la distanza massima di smorzamento e anche l'energia, cioè l'area sotto la curva forza-spostamento"

Negli ultimi anni, ACE ha acquisito una vasta esperienza in questo settore della tecnologia di misura e nella valutazione dei risultati ottenuti grazie al numero crescente di convalide richieste dai clienti. È notevole che le simulazioni mostrino solo deviazioni percentuali molto ridotte rispetto ai risultati di misura effettivi nella pratica. Le simulazioni di ACE sono quindi molto accurate anche grazie alla tecnologia di misura di Burat & Klein.