Dämpfungstechnik Wie Digitalisierung den Kundenservice verändert

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ACE Stoßdämpfer GmbH

ISG Industrielle Steuerungstechnik GmbH

Die fortschreitende Digitalisierung erfordert digitale Dienstleistungen: ACE bietet Konstrukteuren nun neben Online-Beratung, Konfigurationstools und Simulationen erstmals die Daten von digitalen Zwillingen an.

Die ersten Schritte waren bereits getan: Neben der Dämpfungstechnik hat die ACE Stoßdämpfer GmbH schon frühzeitig ihre Beratungs- und Verkaufsaktivitäten auch in den Unternehmensbereichen der Geschwindigkeitsregulierung, der Schwingungstechnik und der Sicherheitsprodukte um digitale Vertriebswege erweitert. So sind auf der Homepage neben einem Überblick über das Katalogprogramm von Tausenden von Maschinenelementen auch umfassende Konfigurations- und Berechnungsmöglichkeiten sowie ein Online-Shop zu finden. Das digitale Auswahl- und Beratungsangebot von ACE spricht alle technischen Zielgruppen an.

CAD-Daten stehen in verschiedenen Formaten bereit

Im Laufe der Pandemie und vor allem zu Zeiten der Kontaktbeschränkungen stellten die Webseiten von ACE und zudem die integrierte Chat-Funktion neben der telefonischen Beratung viel genutzte Kommunikationswege dar. Kein Wunder: Ingenieure finden über diese Informationskanäle in der Regel die für die meisten Standardanwendungen passenden Komponenten für ihre Konstruktionen. Ebenfalls von Konstrukteuren gerne genutzt: ACE stellt seit langem für alle seine Produkte CAD-Daten in diversen Formaten kostenlos bereit.

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Doch wie sieht es bei einem Sonderfall aus? Die dann erforderliche Arbeit der Applikationsingenieure von ACE veranschaulicht etwa dieses Praxisbeispiel: Ein Kunde aus dem Bereich der Halbleitertechnologie, der hochpräzise, reibungsfreie Achsen in einem Handlingsystem verbaut, will dessen Endlagen in drei Achsen (X, Y, Center Pole) durch Kleinstoßdämpfer absichern.

Kleinstoßdämpfer mittels Simulation auslegen

Nach Erhalt der Anfrage wählen die Ingenieure von ACE zunächst die für die jeweilige Achse passenden Dämpfertypen aus dem Standardprogramm. Weil die hochsensiblen Achsen nur mit fest definierten Maximalkräften im Crashfall belastet werden dürfen, führt ACE im zweiten Schritt jeweils konkrete theoretische Auslegungen für jeden der gewählten Kleinstoßdämpfer mit Hilfe einer Simulationssoftware durch. Dabei wird jedes einzelne Bohrbild, worunter die Anzahl und Größe der Drosselbohrungen im Dämpferinneren zu verstehen sind, am Computer simuliert, um den Kraftverlauf, also die Kraft-Weg-Kurve, zu optimieren. Im Anschluss daran können die Ingenieure mit entsprechend präparierten Prüflingen in Lineartests am Prüfstand die theoretischen Simulationen per Messungen auf der Linearachse validieren.

Hochgenaue Testergebnisse

In einer solchen Testanwendung lassen sich die bewegte Masse bis auf wenige Gramm und die Aufprallgeschwindigkeit mit einer Toleranz von 0,02 m/s so gut wie eins zu eins auf jeden spezifischen Fall abstimmen. Bestehen die Prüflinge die Tests, werden die Messergebnisse für die Fertigung der jeweils benötigten Kleinserie übernommen. Sobald deren Produktion abgeschlossen ist, erhält der Kunde die maßgeschneiderten Komponenten für die Endlagensicherung seines Handling-Systems.

Industriestoßdämpfer

Maßgeschneiderte Dämpfung für die Automatisierung

Neben CAD-Daten in den gängigsten Formaten sowie den im Kundenauftrag durchgeführten Simulationen und anschließenden Validierungsschritten an einem der firmeneigenen Prüfstände, geht das Unternehmen seit einiger Zeit einen digitalen Schritt weiter: Als bislang einziger Anbieter von Industriestoßdämpfern stellt ACE seinen Kunden auch FMUs (Functional Mockup Units) zur Verfügung. Dadurch besteht die Möglichkeit, physikalische Modelle eines Zuliefererprodukts, in diesem Fall der industriellen Dämpfer, in kundeneigene, umfangreiche Simulationsmodelle integrieren zu können.

Christian Junghans, Produktmanager für Industriestoßdämpfer bei ACE, erläutert die Hintergründe: „Es geht vor allem darum, unsere Kunden zu befähigen, nicht nur einen Industriestoßdämpfer per Berechnungsprogramm auswählen, sondern ihn virtuell im Simulationsmodell der Applikation testen zu können. Dieser Vorteil kommt besonders bei Sonderdämpfern zum Tragen, da wir Prototypen als digitalen Zwilling schnell zur Verfügung stellen können. Das erspart unseren Kunden viel Zeit und Geld.“

Digitale Zwillinge sparen Zeit und Geld

Konkret kann ACE Daten für alle Katalogstoßdämpfer an Kunden zu übergeben. Dabei sind die FMUs mit dem physikalischen Verhalten aus den Bereichen Hydraulik, Thermik und Mechanik der Industriestoßdämpfer von ACE ausgestattet. Dadurch lässt sich z. B. genau der Einfluss der Eingangstemperatur auf das Dämpfungsverhalten eines Stoßdämpfers berechnen und vorab auf dessen Auswirkung auf die Gesamtkonstruktion untersuchen. Durch diese und andere Eigenschaften erweisen sich die digitalen Zwillinge auf Kundenseite als essentielle Bestandteile für das Virtual Prototyping und für die Dimensionierung von Konstruktionen. Auf der Habenseite sind neben der Zeit- und Kostenersparnis auch Nachhaltigkeitsvorteile zu verzeichnen, da weniger physische Muster benötigt werden, um die Entwicklung einer Konstruktion abzuschließen.

Industriestoßdämpfer

Im Einsatz im Ringbeschleuniger

Den praktischen Nutzen veranschaulicht Christian Junghans von ACE an einem Beispiel: „In einer Baugruppe einer Druckmaschine sollten unsere Stoßdämpfer als Endanschläge einer pneumatisch angetriebenen Drehmasse verwendet werden. Das Bewegungsverhalten wollte der Kunde vorab mit einem detaillierten Mehrkörpersimulationsmodell untersuchen. Darin wurden alle Bauteile als FE-Strukturen flexibel modelliert, sodass das Schwingungsverhalten der Baugruppe sehr gut abgebildet wurde. Ohne Dämpfung der Endanschläge zeigte die Simulation die vorher erwarteten, unzulässig hohen Bauteilschwingungen. Mit Integration der FMU eines unserer Kleinstoßdämpfer vom Typ MC150EUMH2 stellte der Kunde fest, dass das Betriebsverhalten verbessert wurde.“

Kunden, die FMUs von ACE verwenden wollen, benötigen eine Simulationssoftware mit FMI (Functional Mockup Interface), etwa Simulink oder Adams. Weitere Informationen über die digitalen Dienstleistungen von ACE finden Interessenten online. Ansprechpartner sind Christian Junghans oder Jörg Küchmann. (jv)

* Robert Timmerberg M. A. ist Fachjournalist (DFJV) bei der plus2 GmbH

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