In Prüfvorschriften der diversen Automobilhersteller wird vorgeschrieben, wie der Belag einer Fußmatte zu prüfen ist. Die gestellte Aufgabe mussten Ulrich Schraer, Inhaber des gleichnamigen Unternehmens, und sein Geschäftspartner Marco Bauer zunächst lösen, um ihren Kunden mit einem überzeugenden Konzept zu gewinnen. Hunderte und Tausende von Reibkontakten mit dem Teppich unter Gas-, Brems- und Kupplungspedal galt es zu simulieren.
Denn während die Ferse sich auf dem Boden bewegt, gleiten die Fußballen über die Pedale im Fußraum. Der Teppichflor erleidet vor allem Schaden, wenn sich wegen der ständigen Beanspruchung die Verbindung zwischen Schlinge und Trägerschicht löst. Hinzu kommt, dass das Gewebe abwetzt und immer dünner wird.
Wichtig war hier, dass die Bewegung des Absatzes in einer elliptischen Bahn simuliert werden sollte. Der Kunde legte Wert darauf, dass die X-Y-Bewegung komplett durch das über der Teppichfläche montierte Positioniersystem erfolgte. Bisherige Prüfsysteme für die Autoteppiche verfuhren nachgebildete, keilförmige Absätze aus Metall oder Gummiabsätzen über einen definierten Zeitraum hinweg mit einem konstanten Druck in einer linearen Hin- und Zurückbewegung über den fest angebrachten Teppich. Der Test wird mit einem handelsüblichen Gummiabsatz, der auf einem im vorgeschriebenen Winkel befestigten Halter durchgeführt.
Die Bewegungsabläufe lassen sich
leicht programmieren
Den passenden Maschinenbaupartner fand Schraer in Systec, der die einbaufertigen Positioniersysteme Drivesets zur Verfügung stellt. Schraer und Bauer überzeugte am Drivesets-Konzept vor allem die zum System gehörende, bei der Auslieferung bereits in Betrieb genommene Xemo-Positioniersteuerung. Damit können die benötigten Bewegungsabläufe leicht programmiert werden. Auch das Sicherheitskonzept der Drivesets sagte ihnen zu. Sie werden zusätzlich als Teilmaschine im Sinne der EU-Maschinenrichtlinie ausgeliefert. Systec begleitete die Realisierung mit seinen Steuerungs- und Maschinenbaufachleuten intensiv. So wurden beispielsweise umfangreiche Vorversuche durchgeführt. Diese verfolgten auch den Zweck, die Belastbarkeit der vorgesehenen Schrittmotorantriebe zu testen.
War zunächst davon ausgegangen worden, dass die Antriebe für eine Belastung mit einer Kraft von 200 N Reibwiderstand ausgelegt werden müssten, ergaben die Tests, dass auch weniger kraftvolle Positioniersysteme mit Schrittmotoren zuverlässig die Belastung des Absatzkeils mit dem geforderten Druckgewicht von mehr als 5 kg leisteten. Gedacht war an etwa 20 Doppelhübe des Absatzes pro Minute. Als Verfahrgeschwindigkeit war den Konstrukteuren aus dem Lipperland 0,1 m pro Sekunde vorgeschrieben.
Im Gespräch mit Systec-Maschinenbauexperte Martin Mußmann wurde die Konstruktion der Kinematik in einem wesentlichen Punkt geändert. Anstelle eines kompakten Zweiachssystems, das über den fest montierten Teppich verfährt, kommen nun zwei separate, miteinander synchronisierte Einachssysteme zum Einsatz, die im gemeinsamen Betrieb jede Kurvenform realisieren können.
Ein Stahlrohrgestell bildet den stabilen Rahmen für die beiden Achsen mit jeweils zwei parallelen Schienenführungen. Am oberen Linearsystem wird der Absatzsimulator befestigt, der sich von rechts nach links bewegt. Das untere Verfahrsystem verfährt den zu prüfenden Teppich von vorn nach hinten. Den Vorteil dieser besonderen Konstruktion fasst Mußmann so zusammen: „Auf diese Weise nimmt der Stahlrohrrahmen die entstehenden Kräfte am besten auf.“
Realitätsnahe Konstruktion
Voller spannender Details ist auch die Haltevorrichtung für die Teppichproben. Sie besteht aus einer Alu-Grundplatte in DIN-A4-Größe, auf die ein typischer Mehrschicht-Untergrund für Autoteppiche aufgebracht wurde. Eine dieser Schichten besteht aus einer 15 mm dicken Schaumstofflage. Zuoberst wird dann das zu testende Fußmattenstück aufgelegt und mit einer 3 mm dicken Edelstahlplatte abgedeckt, die wiederum einen Ausschnitt von circa 120 mal 120 mm aufweist. Der Ausschnitt umgrenzt die leicht gewölbte Testfläche, auf der die Absatzbewegungen simuliert werden.
Auch mehrere Monate nach der Auslieferung des Prüfsystems erfreut den Hersteller und Kunden die leicht von der Hand gehende Steuerungsprogrammierung. Der Kunde hat ein Stand-Alone-System erhalten, bei dem nach dem Einrichten der Teppichprobe, dem Einschalten der Steuerung und einer Referenzfahrt der festgelegten Testablauf startet. ■
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