Ein komplettes System der niederfrequenten Luftfederelemente vom Typ PAL besteht im Normalfall aus

Ein komplettes System der niederfrequenten Luftfederelemente vom Typ PAL besteht im Normalfall aus mindestens drei Isolatoren, wobei drei Isolatoren mit einem Niveauregulierungsventil ausgerüstet sind. Drei Ventile sind erforderlich, um die statische Bestimmtheit (sprich stabiles Regelverhalten) zu garantieren. Bilder: ACE, Bibus und Semilab

Messmaschinen sind eine diffizile Angelegenheit. Kleinste Ungenauigkeiten führen zu unbrauchbaren Ergebnissen. Umgebungsschwingungen, die sich auf das System übertragen können, sind daher unbedingt zu isolieren: eine Aufgabe, die sich bei einem Einsatzfall in Ungarn als schwieriger entpuppte als zunächst vermutet. Die zuerst eingesetzten handelsüblichen Isolatoren waren nicht in der Lage, das Problem zu lösen, ACEolatoren hingegen schon.

Das ungarische Unternehmen Semilab stellt als Komplettanbieter vom Entwurf bis zum Vertrieb eine Vielzahl an Messtechniken zur Verfügung. Das Messtechnik-Portfolio reicht von der Charakterisierung von Halbleiter- und Photovoltaik-Materialien bis zur Überwachung des Herstellungsprozesses von Halbleiterbauelementen und Solarzellen. Die meisten Technologien können dabei in verschiedene Plattformen integriert werden. Mehr als 70 Physiker und 90 Ingenieure weltweit sorgen für einen extrem hohen Qualitätsstandard. Weitere Gründe des Erfolgs: Die meisten Messtechniken von Semilab arbeiten berührungslos und zerstörungsfrei. Beim Aufstellen eines Glasmesstisches ergaben sich jedoch Schwierigkeiten. Die Glasmessmaschine war mit Isolatoren ausgestattet, die in der horizontalen Achse sehr weich arbeiteten. Die relativ geringe Quersteifigkeit der eingesetzten Produkte führte zu einer niedrigen internen Dämpfung des Isolators und ließ die Maschine bei dynamischen Stößen und bei zusätzlichen Beschleunigungen in Schwingung geraten. Aufgrund der aus diesen unerwünschten Bewegungen resultierenden Messfehler musste dieses Problem schnellstmöglich behoben werden.

Glasmessmaschine

Eine Glasmessmaschine von Semilab wird durch Unterstützung von Bibus Ungarn in Budapest mit einem ACE Luftfedersystem aus der ACEolator-Serie ausgestattet. Bilder: ACE, Bibus und Semilab

Der Weg von Semilab führte deswegen geradewegs zur ungarischen Dependance von Bibus, einem der führenden Lieferanten in den Technologiefeldern Hydraulik, Pneumatik und Mechatronik. Wie erhofft, wusste dort Norbert Turi – seit vielen Jahren Vertriebsingenieur bei Bibus – schnell Rat. Um Semilab die derzeit bestmögliche Lösung anzubieten, nahm er den Zulieferer und Kooperationspartner des Unternehmens, ACE Stoßdämpfer, mit ins Boot. Der Weg zur Lösung war aber damit noch nicht am Ende. Denn im Bereich der Vibrationsisolierung und Schwingungsdämpfung vertraut das Langenfelder Unternehmen wiederum auf die enge Kooperation mit ihrer Schwesterfirma Fabreeka aus dem hessischen Büttelborn.

Präzisionsisolatoren für Präzisionssysteme

PAL-Luftfedern

Die PAL-Luftfedern sorgen für optimale Schwingungsisolierung dank niedriger Eigenfrequenzen, die je nach Bauform bei Standardsystemen bis hinunter zu Werten von 1,5 Hertz reichen, bei Sondersystemen sogar bis 0,5 Hertz. Bilder: ACE, Bibus und Semilab

Es ist noch nicht lange her, da hätte ein Projekt mit vier Partnern an drei verschiedenen Standorten zu fast unüberwindbaren Hindernissen geführt, jedenfalls wenn es schnell gehen soll. Im digitalen Zeitalter ist ein solches Projekt jedoch rasch angepackt. Engineering Manager Axel Platen von Fabreeka schlug aufgrund der dynamischen Zusatzkräfte, dem notwendigen Isoliergrad, der statischen und bewegten Masse und den Abmessungen der Maschine niederfrequente Luftfederelemente des Typs PAL 21-6 vor. Diese eingesetzten Membranluftfedern sind handelsübliche Luftfederelemente. Eine Besonderheit dieser Lösung liegt im Niveauregelventil, welches durch die besondere Konstruktion eine überdurchschnittlich lange Lebensdauer aufweist. Gerade bei Horizontalbewegungen, hervorgerufen durch relativ große Beschleunigungskräfte, wie im Falle des Glasmesstisches von Semilab, ist die Robustheit und Langlebigkeit des Isolationssystems ein wichtiges Argument. Dies vor allem, da der Ventilstößel einen verringerten Abrieb hat, womit die Rückstellgenauigkeit über einen langen Zeitraum gewährleistet ist. Den Einbau des Systems haben die Experten Dieter Wohlschlegel von ACE und Axel Platen von Fabreeka gemeinsam in Ungarn übernommen. Dabei zeigte sich, dass das neue Luftfedersystem hinsichtlich des dynamischen Verhaltens und der Isolationseigenschaften deutlich besser funktioniert als das alte. Als Bewertungskriterien sind stets die Eigenfrequenz, sprich Isolation, die Rückstellgenauigkeit des Niveauregelventils und die Ausregelzeit zu berücksichtigen. Die Ausregelzeit ist dabei die Zeit, die das System braucht, um nach einer Störung oder Anregung den Ursprungszustand wieder zu erreichen.

Luftfederelemente vom Typ PAL

Die niederfrequenten Luftfederelemente vom Typ PAL mit automatischer Niveauregulierung dienen an der Maschine zur Schwingungsisolierung und Entkoppelung von Umgebungsschwingungen. Bilder: ACE, Bibus und Semilab

Je nach Einsatzfall bietet ACE viele verschiedene Produkte zur Geräuschminimierung und Schwingungsisolierung aus der ACEolator-Familie an. So eliminieren Gummi-Metall-Isolatoren und Maschinenfüße unter anderem Schwingungen an Motoren, Kompressoren und Gebläsen. Und Dämpfungsplatten vom Typ SLAB finden zum Beispiel Anwendung an Maschinenfundamenten, im Rohrleitungsbau oder bei nachträglich zu schützenden Maschinen.

Bei Semilab ist man unterdessen sehr zufrieden. Denn Bibus, ACE und Fabreeka haben durch schnelle Hilfe dafür gesorgt, dass die Glasmesstische zur vollsten Zufriedenheit der eigenen Kundschaft funktionieren. Die Systemanalyse und der Einbau vor Ort durch die Ingenieure von ACE und Fabreeka haben ihren Anteil dazu beigetragen. jl

Autor: Robert Timmerberg, plus2 für ACE Stoßdämpfer