Effizient verzögern

Nachhaltigkeit ist immer eine Frage der Zuverlässigkeit und die steht auch für das Unternehmen Herbert Arnold mit an erster Stelle. Innerhalb des Firmenverbundes der Arnold Gruppe übernimmt die Helmich Automationstechnik in Löhnberg unter anderem die Rolle des Zulieferers von Applikationen in der Montagetechnik – angefangen von Beratungsleistungen über Einzelmodule bis hin zu verketteten Großanlagen. Gemeinsam ist den verschiedenen Lösungen der hohe Stellenwert automatisierter Lösungen. Dabei gilt es, eine effiziente Produktion mit maximaler Qualität zu verbinden, um den eigenen und vor allem auch den Ansprüchen der Kunden zu genügen. Veranschaulichen lässt sich dies am Einsatz von Klein-Stoßdämpfern in innovativen Kreisschwenkbetrieben.

In dieser Anwendung ging es darum, die für die Kfz-Vorderachse verschiedener Hersteller benötigten Bauteile so präzise wie möglich zu stoppen und zu positionieren. Im Montageprozess selbst durften keine Kippbewegungen auftreten und das Band musste sich jeweils sanft anfahren und stoppen lassen. Aufgrund der langjährigen Partnerschaft mit dem Unternehmen ACE Stoßdämpfer wandten sich die Hessen vertrauensvoll an die Rheinländer; und die empfahlen selbsteinstellende Klein-Stoßdämpfer des Typs MC150MH mit Bolzenvorlagerung.

Das hatte einen triftigen Grund, denn bei der Auslegung zeigte sich, dass der Aufprallwinkel mehr als fünf Grad von der Stoßdämpferachse abwich. Der als Sonderzubehör erhältliche, aufschraubbare Bolzen mit der Bezeichnung BV14 arbeitet wie eine verlängerte Kolbenstange. Dank der gewonnenen Größe und aufgrund des gehärteten, hochfesten Stahls nimmt er bei Beaufschlagung ohne Weiteres hohe Seitenkräfte auf, die andere Stoßdämpfer ohne dieses Zubehör nicht lange überstehen würden.

Die somit geschützten, wartungsfreien und sehr langlebigen Klein-Stoßdämpfer decken eine effektive Masse von 8,6 bis 86 Kilogramm ab und lassen das mit 13 m/min laufende Band ohne Rückprall stoppen und schnell wieder sanft anfahren. Darüber hinaus gelang es, die Positionierung sehr genau einzustellen und ein Kippen zu vermeiden, so dass die Schwenklagermontage präzise läuft.

Lange Lebensdauer und gleich bleibende Kennlinie

Der Einsatz von Klein- und Industrie-Stoßdämpfern unterstützt die Idee eines nachhaltigen Arbeitens. Denn diese Maschinenelemente sind effektiv und gleichzeitig eine äußerst kostengünstige Möglichkeit, um kinetische Energie abzubauen. Im Vergleich zu konkurrierenden Lösungen wie Stahlfedern oder Gummipuffern zeichnen sie sich durch lange Lebensdauer und gleich bleibende Kennlinien über die gesamte Länge des Hubes aus. Das heißt: Maschinen werden durch ihren Einsatz geschont, Betriebs- und Wartungskosten gesenkt.

Produktionssteigerungen und Energieeinsparungen tragen zusätzlich zu höheren Gewinnmargen bei. Dabei sind alle ACE-Lösungen immer mit sinnvollem Zubehör wie den genannten Bolzenvorlagerungen und stets optimal passenden Anschlussteilen lieferbar, die auch eine Integration in bestehende Konstruktionen ermöglichen. Als weiteres Plus treten bei den Klein-Stoßdämpfern nur sehr geringe Brems- und Stützkräfte auf. Ihre Fähigkeit zur punktgenauen Abbremsung von Massen gewährleistet zusätzlich eine hohe Lebensdauer der Konstruktion bei gleichzeitiger Minimierung der anfallenden Kosten.
Die geringen Kolbenrückstellzeiten von unter einer halben Sekunde sorgen für kurze Taktintervalle und helfen, die Produktionsgeschwindigkeiten zu erhöhen.

Davon profitiert auch ein namhafter Automobilhersteller, den die Helmich Automationstechnik GmbH & Co. KG bei der Konstruktion einer Montagestation zur Herstellung von Auto-Stoßdämpfern unterstützte. Hier kommen in einem Rundtisch insgesamt 40 Einheiten zum Einsatz, um verschiedene Federscheiben für das Bodenventil in Achsdämpfer für unterschiedliche Automodelle einzubauen. Damit für jedes Fahrzeug speziell angepasste Federscheiben ohne zeitraubende Umbauten gefertigt werden können, muss jede Einheit individuell angesteuert werden.

Die Federscheiben werden per Vakuum aus einem Magazin angesaugt und zur Komplettierung in den Achsdämpfer eingebaut. Während der Planungsphase ihrer Konstruktion galt es für die Konstrukteure bei der Montage von Ventilfeder, Voröffner und Schließscheiben sowie dem Weitertransport dieser Baugruppe zur Endmontage zu klären, mit welchen Mitteln sie die bei den Arbeitsschritten auftretenden vertikalen linearen Bewegungen von 0,5 m/s bei einer bewegten Masse von drei Kilogramm am besten verzögern sollten. Die Idee, die Einzelteile der großen Kfz-Stoßdämpfer mit Hilfe von industriellen Klein-Stoßdämpfern zusammenfügen zu lassen, zeigt etwas von dem berühmten Blick über den Tellerrand.

Nach einigen modellartigen Versuchen und Testläufen in der Konstruktionsabteilung kam man zu dem Ergebnis, dass die Dämpfungseigenschaften des Klein-Stoßdämpfer-Typs MA225M ideal zu der neu geplanten Montagestation passten. Jedes dieser kleinen Maschinenelemente ist in der Lage, eine effektive Masse von 2,3 bis 226 Kilogramm stufenlos abzubremsen. Insgesamt 80 Stück kommen in der kompletten Montagestation zum Einsatz und verrichten ihren Dienst zum Teil über 280mal in der Stunde – und das über Jahre. Und da ein Montagezyklus nur circa 13 Sekunden dauert, ist das Unternehmen damit bestens aufgestellt für eine schnelle, effiziente und nachhaltige Produktion in der Automobilindustrie.

Robert Timmerberg, Dr. Peter Stipp