Dos empresas alemanas llevan muchos años cooperando con éxito en el campo de la tecnología de medición para poder probar con precisión la tecnología de amortiguación industrial en el ámbito de los parámetros dinámicos para proyectos específicos de clientes. A continuación, nos ofrecen información sobre su colaboración.

En muchos procesos de producción automatizados, los amortiguadores pequeños e industriales se utilizan como componentes hidráulicos eficientes y sin corriente para la deceleración o el frenado preciso de fuerzas de masas con el fin de aumentar la productividad y la seguridad. ACE Stoßdämpfer GmbH ofrece una amplia gama de estos elementos de maquinaria en forma de tipos autoajustables y ajustables para una gran variedad de aplicaciones, lo que permite a los diseñadores cubrir los rangos de fuerza más comunes con los componentes estándar de la empresa.

Los sensores y las simulaciones desempeñan un papel importante cuando los ingenieros desean determinar de antemano y con precisión las características reales de amortiguación de los respectivos tipos de amortiguadores ACE para su aplicación específica en el caso de aplicaciones especialmente sensibles. Esto se aplica en casos especiales en los campos de la automatización y la manipulación, así como para la deceleración de fuerzas de masas extraordinariamente elevadas en máquinas herramienta o mesas giratorias. Si las curvas de amortiguación especificadas por el fabricante no son suficientes para la aplicación y para el equipo de proyecto del cliente, los ingenieros asesores de ACE utilizan instalaciones de ensayo propias para comprobar las simulaciones teóricas de los diseños con componentes estándar en la práctica y validarlas.

Tecnología de amortiguación probada en probadores de caída y banco de pruebas

En Langenfeld, la sede alemana de ACE Stoßdämpfer GmbH, miembro del Grupo Stabilus, se utilizan dos bancos de pruebas de caída. El primero cubre fuerzas de masa de 130 kg a 500 kg con una altura de caída máxima de 1500 mm. Las pruebas de caída realizadas según las leyes de la gravedad dan como resultado velocidades de impacto máximas de 4,8 m/s (v = √2*g*h) y energías cinéticas de aproximadamente 6000 Nm (m*g*h). El segundo aparato de ensayo de caída es adecuado para masas de 3 kg a 350 kg con una altura de caída máxima de hasta 1500 mm, en el que se miden velocidades de impacto de hasta aprox. 5,5 m/s y energías de hasta aprox. 5150 Nm. Además de estas opciones de ensayo inducidas por la gravedad para amortiguadores al final del recorrido de ejes lineales verticales, un banco de pruebas especial permite también realizar ensayos lineales horizontales. El accionamiento acelera masas de 20 kg a 100 kg a velocidades de hasta aprox. 3,5 m/s.

En un ejemplo práctico en el que se instalan ejes de alta precisión y sin fricción en un sistema de manipulación que está asegurado en las posiciones finales en tres ejes (X, Y, polo central) mediante pequeños amortiguadores, los ingenieros de ACE seleccionan primero los tipos de amortiguadores adecuados para el eje respectivo de la gama estándar. Dado que los ejes altamente sensibles sólo pueden cargarse con fuerzas máximas definidas en caso de colisión, en el segundo paso ACE realiza diseños teóricos específicos para cada uno de los pequeños amortiguadores seleccionados utilizando software de simulación. Cada patrón individual de orificios, es decir, el número y el tamaño de los orificios de estrangulación dentro del amortiguador, se simula en el ordenador para optimizar la progresión de la fuerza, es decir, la curva fuerza-desplazamiento. A continuación, los ingenieros pueden validar las simulaciones teóricas realizando mediciones en el eje lineal utilizando probetas preparadas adecuadamente en los ensayos lineales del banco de pruebas. En este tipo de ensayos, la masa móvil puede ajustarse hasta unos pocos gramos y la velocidad de impacto puede igualarse casi uno a uno con una tolerancia de 0,02 m/s para cada caso específico. Si las probetas superan las pruebas, los resultados de las mediciones se utilizan para la producción de las pequeñas series necesarias.

La tecnología de medición valida los resultados de la simulación y los ensayos

Tanto si los componentes ACE se prueban en ejes lineales verticales como horizontales, la empresa utiliza un sistema de medición de desplazamiento por láser para determinar el recorrido de amortiguación y sensores de fuerza para determinar la fuerza de apoyo real de todos los bancos de pruebas. La empresa colabora desde 2004 con Burat & Klein Datentechnik GmbH, con sede en Meckenbeuren, en el distrito del lago de Constanza. Mientras los distintos sensores y transductores de desplazamiento se conectan a un sistema de medición llamado MultiMessBOX, que se adapta con precisión al punto de prueba respectivo, los datos determinados en cada prueba pueden evaluarse mediante el software MessMax® programado por Burat & Klein. Como se describe en el caso de ejemplo, MessMax® permite superponer la curva medida durante la prueba real con la curva teórica determinada en el ordenador y validar así la teoría en la práctica. Jörg Küchmann, ingeniero del departamento de investigación y desarrollo de ACE, comenta: "En la aplicación citada, Burat & Klein pudo ofrecernos un software de evaluación especial con el que podemos comparar tres parámetros y exportar automáticamente los resultados a Excel según sea necesario. En este caso, se evalúan y comprueban la fuerza máxima de apoyo, la distancia máxima de amortiguación y también la energía, es decir, el área bajo la curva fuerza-desplazamiento."

En los últimos años, ACE ha adquirido una gran experiencia en este ámbito de la tecnología de medición y la evaluación de los resultados obtenidos gracias al creciente número de validaciones solicitadas por los clientes. Cabe destacar que las simulaciones sólo muestran desviaciones porcentuales muy pequeñas en comparación con los resultados de medición reales en la práctica. Por tanto, las simulaciones de ACE también son muy precisas gracias a la tecnología de medición de Burat & Klein.