Strukturdämpfer

Fußball, Simulatoren und dynamische Dämpfung

| Redakteur: Bernhard Richter

Am Unterbau der Electric Motion Systems von E2M übernehmen verschiedene Typen der Strukturdämpfer namens Tubus von ACE wichtige Aufgaben beim Schutz der Gesamtkonstruktion
Am Unterbau der Electric Motion Systems von E2M übernehmen verschiedene Typen der Strukturdämpfer namens Tubus von ACE wichtige Aufgaben beim Schutz der Gesamtkonstruktion (Bild: ACE)

Beim niederländischen Spezialisten von E2M Technologies für elektrische Bewegungsplattformen und aktive Kraftrückführungssysteme von Simulatoren ergeben sich zahlreiche Parallelen zum Sport. Am Unterbau der Konstruktionen arbeiten verschiedene Typen von Strukturdämpfern. Sie übernehmen wichtige Aufgaben beim Schutz der Gesamtkonstruktion und fungieren damit quasi als Torwart im Team.

Es waren die Niederländer, die als erste Nation in Europa ihre Nachwuchsarbeit in den großen Fußballclubs konsequent an ihrer Profiabteilung ausgerichtet haben. Das heißt, bereits die Jugendmannschaften spielen mit der Taktik, welche der Trainerstab der ersten Mannschaft vorgibt. Was dies mit Hightech-Lösungen, wie z. B. Simulatoren zu tun hat? Viel. Denn für die unterschiedlichsten Einsatzzwecke bietet E2M Technologies aus Amsterdam verschiedene Subsysteme für Simulatoren an. Je nachdem, ob Flugzeugcockpits, Eisenbahnführerstände, PKWs für die Industrie oder auch Unterhaltungsmodelle simuliert werden, ändern sich die Parameter hinsichtlich Größe, Gewicht und Geschwindigkeit entscheidend. Das Bewegungsprinzip bleibt jedoch immer gleich. Ähnlich sieht es im Fußball aus. Ein Zehnjähriger hat andere physische Voraussetzungen als ein 18-Jähriger, die taktische Ausrichtung ist aber nach dem niederländischen Modell die gleiche. Zwei Vorteile hat die Automation jedoch gegenüber dem Sport: Zum einen ist die Abstimmung aufeinander kein langjähriger Prozess, sondern dank computergesteuerter Systeme schnell vollzogen. Erst wenn diese Systeme beispielsweise wegen Stromausfalls versagen, kommen bei E2M die Torhüter bzw. die Notstopplösungen ins Spiel. Zum anderen ist es erlaubt, mehrere Produkte für den Notstopp in einem Simulator einzusetzen und dabei auch noch ihre Größe anhand der jeweiligen Anforderungen genau auszulegen. Anders ausgedrückt: Ich brauche keinen Champions-League-Torhüter zu bezahlen, wenn es drei talentierte, robuste Drittlegisten auch tun.

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Allerdings verhält sich der Simulatorenbau deutlich komplexer als ein Fußballspiel. Dies liegt daran, dass es zumeist gleichzeitige Bewegungen in den X-, Y- und Z-Achsen gibt. Das bedeutet, mein Team muss im schlimmsten Fall gleichzeitig drei Tore verteidigen. Und weil die auftretenden Kräfte unterschiedliche Werte aufweisen, handelt es sich auch noch quasi um ein Fußball-, ein Handball- und ein Eishockeytor. Für unterschiedliche Tore braucht der Konstrukteur wiederum unterschiedliche Torhüter. Im Fußball benötigt man z. B. mehr Sprungkraft, im Handball mehr Beweglichkeit und im Eishockey mehr Nervenstärke. Den Niederländern war in der Planungsphase also klar, dass sie Dämpfer mit unterschiedlichen Kennlinien benötigen würden. Pieter Campagne als Mechanical Design Engineer bzw. Trainer und Jan van Bekkum als General Manager bzw. Vorstand im Bereich Sport suchten demnach einen Spielervermittler oder sagen wir besser Hersteller, der mit seinen Spielern, nennen wir sie hier lieber Produkte, allen Anforderungen gerecht werden würde. Genau hierfür ist in den Bereichen des Abbremsens von Massen, der Regulierung von Geschwindigkeiten und der Eindämmung von Vibrationen die ACE Stoßdämpfer GmbH bekannt. Möchte man die bisherigen Metaphern weiterführen, könnte man sagen, die Langenfelder sind als Tabellenführer der Dämpfungs- und Vibrationstechnik bekannt.

Deutsch-niederländisches Zusammenspiel

Ralf Küppers und Han Titulaer heißen die Männer für den Vertrieb von ACE Lösungen in den Benelux-Ländern. Auf deren Empfehlung wurden die wegen ihrer rohrähnlichen Form Tubus genannten Strukturdämpfer in dem hier beschriebenen Einsatzfall verwendet. Hinsichtlich der Flexibilität lässt diese Serie von Strukturdämpfern kaum Wünsche offen. Sieben Bauarten umfassend, stehen Konstrukteuren für die unterschiedlichsten Anwendungen ca. 150 Einzelprodukte zur Verfügung. Dabei ist es möglich, degressive, progressive oder annähernd lineare Kennlinien zu erzeugen. Bei den elektrischen Bewegungsplattformen aus den Niederlanden kommen vor allem Tubus aus der TA-Familie für degressive Kennlinien und die so genannte TC-Baureihe zum Einsatz. Diese Sicherheitsdämpfer wurden eigentlich für den Einsatz in Krananlagen entwickelt und erfüllen die internationalen Industriestandards OSHA und CMAA.

Die TA-Familie der Tubus Strukturdämpfer von ACE wurde speziell für eine Energieaufnahme im Bereich von 2 Nm – 2951 Nm entwickelt, wobei sie ein Minimum an Bauhöhe von Ø 12 mm bis zu Ø 116 mm haben.
Die TA-Familie der Tubus Strukturdämpfer von ACE wurde speziell für eine Energieaufnahme im Bereich von 2 Nm – 2951 Nm entwickelt, wobei sie ein Minimum an Bauhöhe von Ø 12 mm bis zu Ø 116 mm haben. (Bild: ACE)

Dabei besitzen die Tubus TC gute Kennlinien mit hohen Rückstellkräften bei aufgenommenen Energien von 630 Nm bis 17.810 Nm pro Hub für Notstopp-Anwendungen. Die Krandämpfer bieten dynamische Kraftaufnahmen von 80.000 N bis zu 978.000 N und wiegen in der schwersten Ausführung unter 4 kg, bauen aber schon mit dem ersten Hub bis zu 64 % der Energie ab, mit der sie belastet werden. Damit sind sie für das Aufnehmen der zum Teil extrem hohen Kräfte an den Bewegungsplattformen für Simulatoren ideal. Dazu Pieter Campagne, Konstrukteur von E2M Technologies: „Einzelne Systeme aus unserem Haus können bis zu 20 t schwer sein. Bei einer Verfahrgeschwindigkeit von maximal 1 m/s entstehen schnell Antriebskräfte von bis zu 200 kN. Diese im Notfall aufzunehmen, ohne dass die Gesamtkonstruktion dabei Schaden nimmt, ist mit den robusten, zuverlässigen Strukturdämpfern von ACE eine sichere Sache.“ (br)

Hannover Messe 2017:

Halle 16, Stand F07

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