Schwing e lo smorzamento delle vibrazioni su pompe autocarrate per calcestruzzo

Gettate in calcestruzzo: un sistema innovativo di smorzamento delle vibrazioni su pompe autocarrate usando sensori di deformazione. 

La tendenza dominante nel settore delle pompe autocarrate per calcestruzzo è quella di ottenere una portata maggiore con minor peso. I progressi tecnici ottenuti da Schwing rendono l´azienda uno dei leader di mercato in questo campo.

Al fine di aumentare i livelli di comfort dell'operatore sulle pompe autocarrate con grandi bracci, l'azienda ha lanciato un innovativo sistema di smorzamento delle vibrazioni. Schwing, in collaborazione con Baumer Electric AG, ha sviluppato un nuovo sensore di deformazione con grado di protezione IP69K e un campo di misurazione estremamente ampio, per fornire una segnalazione precisa delle deflessioni che si verificano nel braccio.

Dalla sua fondazione, negli anni Trenta, il gruppo tedesco Schwing progetta, realizza e commercializza pompe, macchine e impianti per la produzione, il trasporto e la ripresa del calcestruzzo: impianti di betonaggio, betoniere, pompe per calcestruzzo fisse e autocarrate così come impianti di riciclaggio. Che si tratti di una piscina nel giardino di un´abitazione familiare o di realizzare prestigiosi complessi pubblici come il One World Trade Center di New York, o il terzo ponte del Bosforo in Turchia, le sue macchine e impianti vengono utilizzati ovunque si usi il calcestruzzo per realizzare strutture stabili di lunga durata.

Con sei siti produttivi e filiali o rappresentanti in oltre 100 paesi, l'azienda fornisce soluzioni efficienti, affidabili e a lungo termine in tutto il mondo. L'ampia capacità di produzione interna dei componenti principali garantisce processi di ispezione rigorosi e un'elevata qualità del prodotto. Pompe autocarrate per calcestruzzo di varie dimensioni e tipi sono prodotte nei siti di Herne (Germania), Chennai (India) e San Paolo (Brasile).

I modelli con i bracci di distribuzione più lunghi sono fabbricati presso la sede tedesca del Gruppo Schwing. Un nuovo concetto di azionamento del braccio, realizzato in acciaio ad alta resistenza, di minor peso e che offre un maggior comfort per l´operatore rappresentano la risposta di Schwing alle crescenti richieste del mercato in termini di economia, ecologia ed ergonomia.

Le difficili condizioni del cantiere

I moderni bracci di distribuzione hanno una portata di quasi 65 metri. Con pompe a pistone bicilindrico ad alta efficienza e una pressione che arriva fino a 85 bar, il calcestruzzo viene pompato fino a 164 m³ all´ora. L'elevata potenza ovviamente causa vibrazioni nel braccio. Per offrire un maggiore comfort all'operatore nel gestire l´estremità del tubo flessibile, Schwing ha sviluppato un innovativo sistema di smorzamento delle vibrazioni che include una revisione completa degli elementi idraulici. Era necessario un trasduttore di precisione che fosse in grado di rilevare gli allungamenti causati dal movimento dell´intero braccio di distribuzione e trasmettere quindi le variabili di comando per lo smorzamento delle vibrazioni. Un sensore di forza dovrebbe essere incorporato meccanicamente nel flusso diretto di forze dal braccio e quindi adattato esattamente alla geometria della macchina. Così facendo, è stato possibile ridurre significativamente lo sforzo di sviluppo assorbendo il movimento sull´allungamento. L'effetto di una forza produce sempre allungamenti in una struttura meccanica. Questi allungamenti dipendono dalla geometria della struttura da misurare e dal modulo di elasticità.

Soluzione personalizzata per il cliente

"In stretta collaborazione con Baumer Electric AG abbiamo sviluppato un sensore di deformazione innovativo, specifico per il cliente, che ci ha permesso di superare facilmente tutte le sfide", spiega Reiner Vierkotten, Senior Engineer Control Systems di Schwing GmbH. "Rispetto ai materiali utilizzati in precedenza, i nuovi acciai ad alta resistenza che abbiamo adottato consentono di sopportare sollecitazioni meccaniche e allungamenti in aree più elevate. I sensori di deformazione convenzionali non possono funzionare in queste aree".

È stato sviluppato un nuovo set di sensori utilizzando simulazioni FEM con un campo di misurazione di ±2.000 μm/m. Il sensore di facile montaggio con tenuta a lungo termine funziona perfettamente in modalità multi-turno nonostante le difficili condizioni nei cantieri. Viene calibrato in fabbrica, velocizzando così l'installazione e ogni possibile intervento di sostituzione. Il nuovo sensore, con la sua elettronica di bordo, fornisce un segnale CANopen digitale ad alta risoluzione direttamente al sistema di controllo della pompa autocarrata per calcestruzzo.

Rispetto ai sensori di forza, che devono essere adattati con precisione alla geometria della macchina, il sensore di deformazione può essere facilmente montato nella posizione ottimale con soli due bulloni. Ciò non influisce sulla struttura della macchina, fa risparmiare tempo nello sviluppo e semplifica il montaggio. Il design robusto del sensore lo rende immune a urti, impatti e altre sollecitazioni meccaniche ed è quindi ideale per l´uso nel settore delle costruzioni. Allo stesso tempo, è molto sensibile, reagisce rapidamente e può rilevare con precisione anche il minimo allungamento o compressione. È resistente al vento e alle intemperie grazie alla sua custodia resistente alla corrosione. Con una classe di protezione certificata IP69K, la sua tenuta è assolutamente garantita e può essere pulito con sistemi di pulizia ad alta pressione o a vapore.

"Siamo molto soddisfatti della nostra collaborazione", conferma Vierkotten. "L'innovativo sistema di smorzamento è disponibile anche per la più recente pompa autocarrata per calcestruzzo S 65 SXF di Schwing, lanciata all´inizio del 2018 alla Fiera Mondiale del Calcestruzzo di Las Vegas. Dopo il collaudo e l´ottimizzazione del prototipo durante le fasi di sviluppo, Baumer ha inserito con successo nella produzione in serie il nuovo sensore di deformazione DST55R. Possiamo immaginare di usare i sensori Baumer per progetti futuri sulle nostre pompe autocarrate per calcestruzzo".