Schwingungen sicher dämpfen

Gummi-Metall-Isolatoren für exaktes Messen in Akademie und Industrie: hier der Prüfstand an der Hochschule Aalen für Zahnräder zur Ermittlung von Dauerfestigkeitskurven.
Gummi-Metall-Isolatoren für exaktes Messen in Akademie und Industrie: hier der Prüfstand an der Hochschule Aalen für Zahnräder zur Ermittlung von Dauerfestigkeitskurven.Bild: Hochschule Aalen

ACE Stoßdämpfer unterstützt seit Jahren den akademischen Nachwuchs. So auch bei einer Masterarbeit: Hierbei entschieden sich Absolventen der Hochschule Aalen für Gummi-Metall-Isolatoren des Anbieters, um Schwingungen in einem Testlabor zu eliminieren.

Inzwischen hat die Fakultät für Maschinenbau und Werkstofftechnik den Prüfstand einem namhaften Automotive-Zulieferer für Testreihen von Werksstudenten zur Verfügung gestellt.

Auch drei Jahre nach Inbetriebnahme läuft der Prüfstand einwandfrei. So werden mit ihm aktuell im Rahmen einer Doktorarbeit unterschiedliche Materialien für Zahnräder getestet: „Der Teststand hat uns bei der Beurteilung von Werkstoffen und Prozessen für Sinterzahnräder in Hochleistungsmotoren in den letzten Jahren auch aufgrund der einwandfreien Schwingungsisolation viele wertvolle Erkenntnisse gebracht. Es hat sich jedoch gezeigt, dass die Motoren des Prüfstandes für einen parallel stattfindenden Lehrbetrieb schlichtweg zu laut sind“, erklärt Professor Dr. Tillmann Körner von der Fakultät für Maschinenbau und Werkstofftechnik an der Hochschule Aalen. „Da die Mobilität des Prüfstandes ein wichtiger Faktor des Konzeptes ist, haben wir uns entschieden, ihn für weitere Forschungsarbeiten outzusourcen.“

Bei einem europaweit im Bereich der Serienfertigung von hochfesten Aluminium-Sinterbauteilen führenden Hersteller hat die mobile Einrichtung somit ein neues Zuhause gefunden. Diese Kooperation ist besonders wertvoll, da die Studenten ihre ambinionierten akademischen Arbeiten direkt in praktische Projekte einfließen lassen können. Im Zuge dessen kann der Automobilspezialist seine Ziele der CO2-Reduktion mit aktuellen wissenschaftlichen Erkenntnissen durch zusätzliche Gewichtsverringerungen weiter vorantreiben.

ACE Stoßdämpfer aus Langenfeld unterstützte die Hochschule bei der Entwicklung der mobilen Teststation für Sinterzahnräder. Zu Projektbeginn setzten die Studenten von Professor Körner auf Stahlfedern zur Beruhigung der 2,5t schweren Konstruktion. Schnell zeigte sich jedoch: Die von den Motoren ausgelösten Vibrationen waren so stark, dass die empfindliche Messelektronik keine verwertbaren Daten liefern konnte.

Moderne Maschinenelemente

Der Prüfstand basiert auf einer Nutenplatte sowie auf Adapterplatten für Motoren und Getriebe mit Langlöchern zur Befestigung. Dadurch sind die Abstände sowie die Anordnung der Komponenten variabel. Lediglich die Lagerdeckel in den zwei Getriebekästen müssen angepasst werden, um verschiedene Zahnräder mit unterschiedlichen Achsabständen zu testen. Der Prüfstand mit den genauen Maßen 1.500×3.000×1.700mm besteht aus zwei Motoren und den beiden Getriebekästen. Ein Motor gibt die Drehzahl vor; der andere dient als Last bzw. Generator.

In Getriebekasten II befinden sich die zu testenden Sinterzahnräder und in Getriebekasten I die Rückübersetzung. Die Nutenplatte ist an fünf Punkten mit dem Fuß des Tisches verbunden und der Schaltschrank über Alu-Profile am Tischfuß befestigt. Aufgrund des Gewichts der Gesamtkonstruktion rieten die Techniker von ACE zum Schutz der sensiblen Elektronik vor Schwingungen zu Gummi-Metall-Isolatoren des Typs SFM-52012-75. In drei verschiedenen Baugrößen konzipiert, eignen sich die Maschinenfüße für Belastungsbereiche von 20kg bis 1.000kg. Für eine Lösung mit zusätzlicher Sicherheitstoleranz verwendeten die Studenten insgesamt fünf dieser modernen Maschinenelemente zum Entkoppeln der Schwingungen.

Hoch belastbar und

vibrationsdämpfend

Die vielseitigen, robusten und wartungsfreien Gummi-Metall-Isolatoren sind sofort einbaubar und zeichnen sich durch eine große Abreißsicherheit aus. Aus verzinktem Metall gefertigt kommt in ihrem Inneren Neopren als Dämpfungswerkstoff zum Einsatz. Bei ihrer Konstruktion wurde darauf geachtet, dass ihre Längssteifigkeit zweieinhalb Mal höher als die vertikale Steifigkeit ist und ihre Quersteifigkeit 75 Prozent der vertikalen Steifigkeit beträgt. Diese Merkmale unterstreichen die Robustheit und Variabilität der Isolatoren von ACE. Die Komponenten vom Typ SFM weisen zudem unter Maximalbelastung eine Eigenfrequenz von lediglich 8Hz auf. In der Praxis zeigte sich, dass sie nicht nur den Belastungen standhalten, sondern darüber hinaus bei der Nennzahl der Motoren mehr als 80 Prozent der Schwingungen isolieren.

www.ace-ace.de

www.hs-aalen.de

Das könnte Sie auch Interessieren

Bild: Pilz GmbH & Co. KG
Bild: Pilz GmbH & Co. KG
Anlagen safe und secure warten

Anlagen safe und secure warten

Für die sichere Durchführung von Wartungsarbeiten hat Pilz die neue Wartungssicherung Key-in-pocket im Programm. Sie soll vor dem unerlaubten Wiederanlauf einer Maschine schützen. Die digitale Wartungssicherung basierend auf dem Zugangsberechtigungssystem PITreader gewährleistet Safety und Industrial Security: Nur autorisierte Personen gelangen während des Wartungsprozesses an die Maschine oder Anlage – Manipulation und Fehlbedienung ausgeschlossen.