ENGINEERINGNET - Schroefdoppen, pompdispensers, push-pull-sluitingen: per jaar schroeft de firma SONETT op 1,4 miljoen flessen de meest uiteenlopende sluitingen – en dit met slechts één machine.
Waar vroeger ten koste van de peesscheden van de operatoren de sluitingen vaak nog met de hand moesten worden aangedraaid, heeft uitvinder en constructeur David Fuchs ervoor gezorgd dat deze tijden nu definitief tot het verleden behoren.
Om de machine zelf te sparen, worden dan weer kleine schokdempers van ACE Stoßdämpfer GmbH ingezet.
Sinds 2006 vormt het triumviraat van het Metallatelier (www.metallatelier.de) van David Fuchs, zijn klant SONETT OHG, die de meest uiteenlopende hygiëneproducten produceert, en ACE een succesvol team.
Samen zijn de drie fabrikanten erin geslaagd tijd en geld te besparen bij een project, waaruit de zogenoemde universele schroefmachine is ontstaan. Sinds deze speciale machine in Deggenhausen, dat op slechts 15 km ten noorden van Überlingen am Bodensee ligt, in gebruik is, valt het lastige aandraaien van de sluitingen met de hand weg.
Bovendien zijn ook grotere onderhoudswerkzaamheden aan, en lange stilstandtijden van de gehele constructie nu verleden tijd. Het vervangen van de slijtageonderdelen, zoals bijvoorbeeld de kleine schokdempers, verloopt daarentegen even voordelig als probleemloos.
Terwijl het zeven jaar geleden bij de inbouw van de hydraulische dempingselementen vooral belangrijk was snel een betrouwbare en bevredigende oplossing te vinden, dienen nu, vanwege de gestegen behoefte aan tijd, verschillende optimalisaties te worden uitgevoerd.
Hiervoor zijn in de afgelopen maanden voor het eerst uiterst nauwkeurig alle relevante gegevens verzameld en geanalyseerd en vervolgens in twee nieuwe configuraties verwerkt.
Gepatenteerd succes: met machinetuning door vertraging
Om te begrijpen waar de optimalisatiemogelijkheden liggen om de productie bij SONETT OHG te verhogen, loont het de moeite de klok zeven jaar terug te draaien. Anno 2006 begon het werk aan de later als schroefdopmontage-inrichting gepatenteerde installatie.
Het principe: Op een transportband worden flessen met sluitingen langs stangen naar het schroefmechanisme geleid. De als geleiding dienende stangen kunnen worden ingesteld naargelang de grootte van de flessen. Vier asymmetrisch bewegende rubberen rollen fixeren de flessen en schroeven er vervolgens een sluiting op.
Een andere toepassing van de installatie: flessen met een handvat kunnen ook in reeds gesloten toestand worden gedraaid en zo allemaal in dezelfde positie worden gebracht voor een gemakkelijker transport of betere verlading. In alle functies wordt zowel in de bovenste als in de onderste eindpositie een kleine schokdemper van het type MC25-EUMH van ACE ingezet.
“Hoe we het destijds precies ontworpen hadden, weet ik niet meer zo heel precies”, zegt David Fuchs, de chef-constructeur van de schroefmachine en eigenaar van het Metallatelier.
Zijn verklaring toont aan dat het er toen vooral om ging zo snel mogelijk een probleemoplossing te vinden. Ondanks de toenmalige haast functioneerde de demping probleemloos, zo verzekeren alle betrokkenen. En wat de bovenste eindpositie betreft, die werkte ook op het gebied van efficiëntie nagenoeg optimaal, verklaart David Fuchs.
De in de geleideslede geïntegreerde demping in de vorm van het ACE-machine-element reduceert de impactsnelheid bij elke cyclus betrouwbaar, en de demper komt in de buurt van zijn maximale levensduur van 25 miljoen lastwisselingen.
De onderste demper daarentegen bereikt iets meer dan 1,4 miljoen slagen, voordat hij moet worden vervangen. Dit ligt echter niet aan het feit dat hij zich aan een dwarsarm bevindt en hoogteverstelbaar is, noch aan het feit dat de demper door de sledebeweging die hij naar beneden toe begrenst, mogelijk zijn belastingsgrenzen bereikt.
De in vergelijking met de boven gemonteerde demper veel kortere vervangingsintervallen zijn enkel en alleen te wijten aan de niet geheel buigvrije arm, die dwarskrachten op de demper overdraagt.
Wanneer nu binnenkort in het kader van verdere optimalisaties een hoger aantal cycli wordt bereikt, moet de demper bijgevolg nog vaker worden vervangen, temeer daar de met de cycli gepaard gaande snelheden grotere krachten met zich meebrengen.
Hier diende bij de evaluatie en verdere ontwikkeling van de installatie rekening mee te worden gehouden.
Nieuwe schokdempers voor nieuwe eisen
Op basis van de verschillende belastingen werden voor de bovenste en onderste eindpositie verschillende configuraties uitgewerkt.
De bewogen massa (1,8 kg), de snelheid bij de impact (1 m/s) en het nieuw aan te nemen aantal cycli per uur (3.600) zijn weliswaar nog gelijk, maar voor de onderste eindpositie moet worden uitgegaan van een hogere effectieve massa (13,8 kg tegenover 11,3 kg), een grotere totale energie per slag (6,9 Nm tegenover 5,7 Nm) en hiermee samenhangend een grotere totale energie per uur (24.825,2 Nm tegenover 20.405,2 Nm).
Uit deze karakteristieke gegevens bleek dat nu grotere, anders functionerende en duurzamere schokdempers dienden te worden ingebouwd. Want de berekeningen voorspelden een belasting van de demper van het type MC150-EUMH van 73,0 resp. 60,0 procent.
Hierdoor heeft de installatie voldoende ruimte voor verdere verhogingen van het aantal cycli in de toekomst. Anders dan bij zijn voorganger, de MC25-EUMH, die met een klassieke groefring/afstrijker-afdichting werkt, vindt bij het dempertype MC150-EUMH de terugstelling bij zeer geringe terugstelkrachten via het rolmembraan plaats.
Bovendien is – zoals in dit geval noodzakelijk is – de directe inbouw als eindpositiedemping in een pneumatische cilinder mogelijk. Het probleem van de optredende dwarskrachten speelt bij dempers met een rolmembraan een veel kleinere rol dan bij de voorganger of ook bij schokdemperoplossingen van concurrenten.
Want anders dan bij dempers met een groefring wordt de zuigerstang hier niet door de afdichting weggedrukt en treden dus ook niet zo snel olieverliezen op. Om de gevolgen van de dwarskrachten verder te minimaliseren, stelde ACE het gebruik van een penlager voor.
Hierdoor zijn in een willekeurige inbouwpositie impacthoeken tot 25 graden toelaatbaar. Gecombineerd met de levensduur van de nieuwe vertragers van tot 25 miljoen lastwisselingen kan worden aangenomen dat de onderste demper in de toekomst, ondanks het hogere aantal cycli van de schroefmachine, minder vaak zal moeten worden vervangen.
Het penlager is een bestanddeel van het veelsoortige toebehoren en de veelzijdige aansluitstukken, die ACE als specialist voor alle soorten dempingsoplossingen aanbiedt.
Zoals door David Fuchs gewenst, zorgt ACE ervoor dat zijn producten altijd gemakkelijk in bestaande constructies kunnen worden geïntegreerd. Zo is tegelijkertijd gegarandeerd dat deze onder continue belasting staande dempers aan het einde van hun levensduur ook snel vervangbaar zijn.
De uit gehard staal vervaardigde lichamen en van een roestvrijstalen zuigerstang voorziene machine-elementen kunnen op aanvraag ook als vernikkelde of zeewaterbestendige varianten worden geleverd.
Bovendien zijn talrijke speciale uitvoeringen leverbaar, bijvoorbeeld voor toepassingen waarbij bijzonder agressieve vreemde middelen in de omgeving op het rolmembraan inwerken of de omgevingstemperatuur aanzienlijk van de gewone ruimtetemperaturen afwijkt.
De nadruk ligt hierbij op ‘aanzienlijk’. Want zelfs bij de standaardversies van de kleine schokdempers reikt het toelaatbare temperatuurbereik van 0 tot 66 °C.
De bij het hier beschreven geval samenwerkende bedrijven voelen zich dankzij de nieuwe configuraties, hogere aantallen cycli en aanzienlijk langere standtijd in elk geval goed gewapend voor de volgende jaren. <<
Meer informatie:
www.ace-ace.com
Küchmedia
