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Il professor Wilhelm Hannibal ei suoi studenti della South Westfalia University of Applied Sciences hanno un obiettivo ambizioso: vogliono ottimizzare le pompe dell'olio in modo che aiutino a ridurre il consumo di carburante dei motori a combustione. Mentre eseguivano numerosi test, un banco di prova ha causato vibrazioni indesiderate. Gli elementi delle sospensioni pneumatiche PLM degli ammortizzatori ACE garantivano la calma in diversi punti.


ACE10217Il corso di laurea in Automotive presso la South Westfalia University of Applied Sciences offre un ampio corso di formazione tecnica orientato alle applicazioni per l'industria automobilistica su base scientifica. Il curriculum è specificamente orientato all'industria dei fornitori automobilistici. Quanto strettamente le applicazioni dei giovani accademici si basano sulla pratica può essere mostrato nell'area dello sviluppo di sistemi di azionamento a risparmio energetico.

Secondo Sebastian Schütte, ricercatore associato del Prof. Hannibal, una chiave importante risiede nella pompa dell'olio del motore: “Nei progetti di motori dei tempi precedenti, le pompe dell'olio funzionavano sempre a pieno carico, oggi sono unità regolate. E se possono essere utilizzate con una portata ridotta, è anche possibile ridurre il loro consumo di energia. ”Per avvicinarsi allo stato di regolazione ottimale, è stato necessario registrare le curve caratteristiche delle pompe olio e confrontare diverse strategie di controllo. Il team del corso Automotive ha costruito a questo scopo il proprio banco di prova. Con una lunghezza di 2500 mm e una larghezza di 900 mm, la costruzione complessiva è arrivata ad un peso che, a 1500 kg, è pari a quello di un'auto.

Trasmettere le vibrazioni nella stanza a un'altra stazione di prova

ACE20217Uno situato nella configurazione del test motore a corrente continua aziona le pompe da 300 a 7000 min-1 a. "Per noi era chiaro fin dall'inizio che questo intervallo di velocità era sufficiente per far vibrare la struttura e che dovevamo contrastarlo per ottenere risultati di misurazione ragionevoli", afferma Sebastian Schütte. Perché oltre alle prove di efficienza idraulica, volumetrica e meccanica per controllare e ottimizzare il comportamento del flusso oltre che per evitare perdite e per ridurre l'attrito, la tecnologia di controllo è anche sul banco di prova e quindi la domanda su quale tecnologia di controllo funziona più efficacemente?

Per questo motivo il banco prova è stato posizionato su sei isolatori gomma-metallo. Questi hanno ridotto le vibrazioni, ma: "Doveva essere ancora migliore", afferma Schütte. Soprattutto perché le vibrazioni erano persino sufficienti per influenzare un'altra stazione di prova nella stessa stanza.

Dalla teoria direttamente alla pratica

ACE50217Lo specialista dello smorzamento non è solo un leader globale nel campo degli ammortizzatori industriali e miniaturizzati, ma in pochi anni ha anche costruito un'ottima reputazione nella tecnologia delle vibrazioni, inclusa l'eliminazione delle vibrazioni indesiderate. L'azienda, inoltre, conduce regolarmente corsi di formazione gratuiti presso aziende ed è presente anche presso le università essendo a disposizione delle facoltà tecniche per dimostrazioni e conferenze di settore.

Era quindi logico che Sebastian Schütte contattasse il dipendente ACE responsabile delle lezioni nel campo della formazione, Jörg Brinkmann: “Abbiamo sentito parlare di lui della serie 'Aceolator'. Dietro il nome Aceolator c'è un'ampia varietà di prodotti che sono consigliati come soluzione a un'ampia varietà di problemi nella riduzione del rumore o nell'eliminazione delle vibrazioni fastidiose. Oltre agli isolatori in gomma-metallo, fanno parte del portafoglio Langenfelder anche piastre antivibranti ed elementi di sospensione pneumatica a bassa frequenza.


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Quest'ultimo era destinato a sostituire le soluzioni precedentemente utilizzate presso l'Università di scienze applicate della Westfalia. Prima che ciò accadesse, tuttavia, Jörg Brinkmann, insieme al suo collega Dieter Wohlschlegel, responsabile tecnico di ACE, e il consulente tecnico Gregor Jandt, ha fatto visita al team accademico di Iserlohn per dare un'occhiata alla situazione attuale. Per questo, i tre di loro hanno utilizzato una custodia di misurazione propria dell'azienda e un sensore di misurazione esterno collegato a un tablet PC. Sulla base dei valori determinati, Dieter Wohlschlegel ha quindi eseguito un progetto per i cosiddetti elementi di sospensione pneumatica PLM nella fase successiva.

Gamma completa di vibrazioni e isolamento dalle vibrazioni

ACE30217Come tutti gli elementi a molla pneumatica, gli elementi a molla pneumatica PLM1 utilizzati dalla serie Aceolator si trovano nella gamma delle basse frequenze e vengono utilizzati quando è necessario isolare perfettamente macchine, tavoli di misurazione o apparecchiature di prova ad alte prestazioni.

A seconda del grado di vibrazione e dell'ambiente, sono disponibili tre diverse serie di prodotti, costituite da elementi a molla pneumatica a bassa frequenza, isolatori in gomma-metallo e piastre antivibranti. I progettisti possono usarlo per superare quasi tutte le sfide nel campo della tecnologia delle vibrazioni e dell'isolamento delle vibrazioni. Secondo il produttore, ciò vale anche per le macchine che devono essere protette in un secondo momento.

Grazie alla loro camera d'aria interna, questi elementi a bassa frequenza offrono un notevole effetto isolante da una frequenza di 5 Hz in su. In uno stato di carico ottimale, la frequenza naturale è di 3 Hz. Ciò si ottiene quando il carico massimo sui singoli elementi della molla pneumatica è esaurito il più possibile. Per applicazioni come quella dell'Università di Scienze Applicate del Sud Westfalia, ACE dispone di elementi di sospensione pneumatica con valvole di controllo del livello automatiche per il controllo dell'altezza.

In questi casi, ogni isolatore principale ha una valvola di controllo collegata che funge da sensore di carico e sensore di posizione. È possibile aggiungere un numero qualsiasi di molle ad aria parallele per aumentare la capacità portante dell'intero sistema. Ciò consente al produttore di espandere ulteriormente i casi d'uso. Oltre all'uso su banchi di prova, le sospensioni pneumatiche sono particolarmente adatte per garantire un ottimo disaccoppiamento delle vibrazioni disgreganti sotto strutture con sistemi di misura. Isolano anche dalle vibrazioni, ad esempio, le presse ad alta velocità o tutti i tipi di sistemi di produzione.

Entrambe le tabelle di test ora funzionano correttamente

I PLM sono dotati di un inserto filettato vulcanizzato, il che significa che le molle pneumatiche possono essere pressurizzate con aria compressa tramite una valvola per pneumatici standard o un collegamento a vite pneumatico. Non sono necessarie connessioni speciali con questi elementi innovativi di facile livellamento. Nel caso in cui non si utilizzino valvole di controllo del livello, può essere prevista anche una centralina di regolazione del regolatore per regolare la pressione e l'altezza delle molle pneumatiche interconnesse.


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Tuttavia, questo non era necessario a Iserlohn per ottenere il risultato desiderato. “Entrambi i banchi di prova ora funzionano perfettamente. Ciò significa che ora possiamo continuare il nostro lavoro ancora meglio di prima", afferma Sebastian Schütte con soddisfazione. Un passo importante sulla strada per motori ancora più efficienti dal punto di vista energetico è stato quindi compiuto per il team del professor Wilhelm Hannibal presso l'Università di scienze applicate della South Westfalia.