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Die Ionenquellen sind der Startpunkt der GSI/Fair-Beschleunigeranlage. Von hier gelangen Ionen in eine Beschleunigungskette sowie Experimentierstationen und Speicherringe, wie dem mit ACE-Stoßdämpfern ausgestatteten Collector-Ring.
Foto: J. Hosan/GSI
Die Ionenquellen sind der Startpunkt der GSI/Fair-Beschleunigeranlage. Von hier gelangen Ionen in eine Beschleunigungskette sowie Experimentierstationen und Speicherringe, wie dem mit ACE-Stoßdämpfern ausgestatteten Collector-Ring.

Inhaltsverzeichnis

Aus der Praxis

Stoßdämpfer zur Endlagensicherung im Collector-Ring

Die Endlagen von Linearantrieben im künftigen Beschleunigerzentrum Fair in Darmstadt müssen gesichert werden. Warum eignen sich dafür die Stoßdämpfer von ACE?

Sie sind beinahe so schnell wie das Licht: die Ionen im künftigen Beschleunigerzentrum Fair in Darmstadt. In 17 m unter der Erde schießen die Teilchen durch den Beschleunigerring SIS100. Von hier werden sie weitertransportiert. In einem komplexen System von Speicherringen und Experimentierstationen soll Materie erzeugt und erforscht werden, wie sie sonst nur im Universum vorkommt. Teil des sogenannten Universums im Labor ist der Collector-Ring. In ihm sind Stoßdämpfer von ACE verbaut, um im Falle einer Fehlsteuerung der Linearmotoren-Antriebseinheiten Massekräfte sicher abzufangen.

Einstellbare Industriestoßdämpfer im Collector-Ring 

Kernstück des zukünftigen Beschleunigerzentrums Fair ist der mit supraleitenden Magneten ausgeführte Ringbeschleuniger SIS100. Dieser wird auf einen Umfang von 1,1 km kommen, während die bestehende GSI-Anlage mit dem Schwerionen-Synchrotron SIS18 als Vorbeschleuniger für den neuen Beschleunigerkomplex dient. In einem der geplanten Beschleunigerringe der Fair-Anlage, dem Collector-Ring, der zum Speichern und Kühlen der Ionen genutzt werden soll, kommen Industriestoßdämpfer aus der Magnum-Familie von ACE zum Einsatz. 

Am mechanischen Endanschlag der bewegten Lineareinheit sind jeweils Industriestoßdämpfer mit den Typbezeichnungen MA3325EUM-14xxx mit Sonderanschlaghülse und MA3325EUMPP mit PU-Kopf montiert. Ihre Aufgaben bestehen vor allem darin, die Massenkräfte bei möglichen Fehlsteuerungen der Linearmotorenantriebseinheit wirksam abzufangen und die Konstruktion dadurch zu schützen. Im Regelfall sorgen die Linearmotorenantriebseinheiten dafür, dass die Antriebsschlitten im Verlauf einer festgelegten Strecke in zwei Richtungen bewegt werden. Dieses läuft normalerweise berührungsfrei am Ende der jeweiligen Strecke an den Anschlägen ab. Aus Gründen der mechanischen Sicherung der Antriebe haben sich die Ingenieure in Darmstadt für die einstellbaren ACE Industriestoßdämpfer mit Gewindegrößen M33 entschieden. Diese wurden so ausgelegt, dass sie den bewegten Schlitten, falls sich dieser auf Grund einer Fehlsteuerung der Relaiseinheiten des Motors außerhalb des festgelegten Bereiches bewegen sollte, sicher abfangen können.

Sonderaufprallköpfe und Sonderanschlaghülsen kombiniert 

Die sowohl front- wie rückseitig exakt justierbaren hydraulischen Maschinenelemente von ACE sind bei einem Hub von 23, 2 mm in der Lage, pro Takt 170 Nm an Energie aufzunehmen und können effektive Massenkräfte zwischen 9 und 1.700 kg sicher, rückprall- und schadensfrei zum Stillstand bringen. Wenn die Komponenten ausschließlich im Notfall eingesetzt werden, weil die Verzögerung ansonsten ebenfalls vom Linearantrieb übernommen wird, sind zusätzliche Energieüberschreitungen zulässig.

Die bei Industriestoßdämpfern mittlerer Baugrößen als Referenzklasse geltende Magnum-Familie von ACE ist mit einer hochwertigen und in vielen Tausenden von Anwendungen bewährten Dichtungstechnik ausgestattet. Zudem erweisen sie sich durch ihre gehärteten Führungslager und integrierten Festanschläge unter vielen Einsatzbedingungen im Dauerbetrieb als äußerst robust und langlebig. Sie werden in allen Bereichen des Maschinenbaus eingesetzt. Typische Anwendungsfelder sind Automatisierung und Handling, beispielsweise in Werkzeugmaschinen und Bearbeitungszentren, wie im beschriebenen Fall als mechanisches Sicherheitselement integriert in Linearschlitten oder am Ende des Wegs von Schwenkeinheiten zur Erhöhung von Taktzeiten. Konstrukteure setzen die dank der leicht zugänglichen Einstellsegmente stufenlos anpassbaren Dämpfer auch in den Endlagen zum Schutz von Portalen oder in der Schwerindustrie zum Abfangen von Massen an Anprallplatten ein.

In Darmstadt haben sich die Techniker zum einen für die Ausstattung mit Sonderanschlaghülsen, zum anderen für die mit Köpfen aus Polyurethan entschieden. Während Erstgenanntes die bereits standardmäßig überdurchschnittlich massive Bauweise der ACE Industriestoßdämpfer verstärkt, ist durch die Verwendung der Sonderaufprallköpfe eine Lärmminderung von 3 bis 7 dB möglich. Durch diese gewählte Kombination hat man in der Fair-Anlage rein stoßdämpfertechnisch betrachtet alles dafür getan, dass auch im Fall der Fälle für Ruhe gesorgt ist.

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