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O+P Fluidtechnik 11/2016

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O+P Fluidtechnik 11/2016

PRÜFSTÄNDE EINE

PRÜFSTÄNDE EINE HOCHGENAUE ÖLVERSORGUNGSANLAGE FÜR UNTERSCHIEDLICHSTE GETRIEBE Die RENK AG mit Sitz in Augsburg erweiterte vor kurzem mit dem Projekt „HALLE 22“ seine Produktionskapazitäten für Schiff- und Industriegetriebe. Einen wesentlichen Teil dieser Erweiterung stellen die vier neuen Getriebeprüfstände dar. HAINZL lieferte für diese Prüfstände die Konditionieranlagen für die Schmierung und Kühlung der zu prüfenden Getriebe. Im Zuge eines Engineeringprojekts wurden zunächst gemeinsam mit RENK AG die Rahmenbedingungen der Ölversorgungsanlagen definiert, um die Anforderungen der Getriebeprüftechnik für die nächsten 20 Jahre erfüllen zu können. Durch eine Kombination von zusätzlich installierten Regelventilen bzw. spezieller Lösung bei der Anlagenverrohrung zur Minimierung der Totzeiten im System, sowie einem ausgeklügeltem Software-Regelkonzepts war es möglich, Druckregelgenauigkeiten von 40 mbar am Getriebeeintritt sowie dynamische Temperaturregelungen auf ± 0,4 °C zu realisieren. Gleichzeitig müssen aber über dieselben Komponenten Prüfungen an „kleinen“ Getrieben mit den gleichen Genauigkeits- und Dynamikanforderungen geprüft werden können. Realisiert wurde dies durch Kaskadierung der Pumpen sowie der Wärmetauscher. Das Prüfprogramm erkennt über die Leitsystemanbindung die Kenndaten des Prüfgetriebes und wählt die Anzahl der Förderpumpen bzw. die entsprechende Anzahl bzw. Type der Wärmetauscher aus. HOHE GENAUIGKEIT Die Pumpenfördermenge wird über einen Frequenzumrichter (f/U) geregelt. Durch ein in der Steuerung hinterlegtes Pumpenmodell bzw. der Druck- und Temperaturabhängigkeit der Fördermenge liegt die Genauigkeit der eingeprägten Ölmenge bei ca. 1 %. Zur exakten Druckregelung am Getriebeeintritt sorgen zusätzlich Bypass-Regelventile, die dynamische Lastschwankungen schnell und präzise ausregeln. Die Temperaturregelung wurde durch Mischventile realisiert. Um laminare Strömungen in den Plattenwärmetauschern und damit verbundenen Regelproblemen zu unterbinden wird über PRODUKTE UND ANWENDUNGEN HERAUSFORDERUNG: VARIANZ DER GETRIEBE Die große Herausforderung bei der Entwicklung der Ölversorgungsanlagen ist die Bandbreite der Prüfgetriebe. Es werden an einer Schmierölversorgung sowohl Getriebe mit einer Verlustleistung von 10 kW bis 3 MW dynamisch getestet. Der Öldurchfluss variiert dabei von ca. 100 l/min bis über 3 000 l/min. Kurzfristig kann der Durchfluss sogar auf 6 000 l/min gesteigert werden. Aufgrund der großen Eckleistung der Anlagen mussten die wesentlichen Anlagenteile wie Pumpen, Filter, Kühler, Regelventile und Rohrleitungen ebenfalls sehr groß dimensioniert werden. POINTIERT RENK AG ERWEITERT PRODUKTION U. A. MIT VIER GETRIEBEPRÜFSTÄNDEN HAINZL LIEFERTE KONDITIONIERANLAGEN FÜR DIE SCHMIERUNG UND KÜHLUNG GROSSE HERAUSFORDERUNG: ENORME BANDBREITE DER GETRIEBE KONSTRUKTION UND SOFTWARE ERMÖGLICHEN HOCHPRÄZISE REGELUNG 54 O+P Fluidtechnik 11-12/2016

PRÜFSTÄNDE eine Kreiselpumpe zusätzlich das Kühlwasser im Kühler umgewälzt. Dadurch ist es möglich, die bei der Getriebeprüfung geforderten Temperaturprofile exakt abzufahren. Zusätzlich besteht bei der Kaltbetriebsprüfung der Getriebe die Möglichkeit auf Kaltwasserversorgung umzuschalten. Das ermöglicht Prüfungen bis zu ca. 20 °C Öltemperatur. Auch einer Forderung der API (American Petrol Industry) wurde bei der Realisierung Rechnung getragen. Durch den API-Test kann unmittelbar nach dem Prüflauf überprüft werden, ob sich während des Tests Partikel im Prüfgetriebe abgesetzt haben. Bisher musste das Prüfgetriebe für diesen Test immer aufgebockt werden, was bei Getriebemassen von bis zu 150 t immer einen großen Aufwand darstellt. Bei diesem Projekt wurden die Filter in die Behälterkonstruktion integriert. Darüber hinaus führt der Getrieberücklauf nicht, wie üblich, drucklos und belüftet zum Tank, sondern wird über ein durch API definiertes Filterelement geführt. Die Auslegungskriterien für diese Filter sind: geringer Differenzdruck, auch bei hohen Durchflussraten von bis zu 4 000 l/min, Luftverbindung zum Getriebe sowie schnelle Überprüfungsmöglichkeit des Filters nach jeder Prüfung. SOFTWAREANBINDUNG AN DIE LEITWARTE Das Softwareregelkonzept wurde speziell für diese Applikation entworfen. Zum Einsatz kommen mehrfach kaskadierte Regelschleifen für Druck und Temperatur und entsprechenden Vor-steuerungen für alle Regelglieder. Die Kennlinien sämtlicher Stellglieder sind in der SPS abgebildet. Die vier Ölversorgungsanlagen sind vollständig in das Produktionsleitsystem der RENK AG eingebunden, alle Prüfungen können von der Leitwarte aus angesteuert werden. Zusätzlich wurden im Zuge dieses Projekts Befüllanlagen für das automatische Befüllen bzw. Entleeren der Prüfgetriebe mitgeliefert. Diese Anlagen sind über WLAN-Verbindung mit dem RENK-Leitsystem verbunden. Die Anlage wurde Ende 2015 dem Kunden übergeben und ersetzt seit Februar 2016 zu 100 % die bisherigen Ölanlagen. www.hainzl.at Technische Daten Durchflussbereich Getriebeverlustleistung/ Kühlleistung 100 - 5 000 l/min 10 - 3000 kW Druckregelgenauigkeit 40 mbar am Getriebeeintritt Temperaturregelgenauigkeit 0,4 °C am Getriebeeintritt Prüftemperatur 20 - 70°C Verrohrung 3 000 m mit einer Nennweite von DN 65 bis DN 500 01 Ölversorgungsanlage für Getriebeprüfstand 02 API-Filter in Funktion bei 3 800 l/min O+P Fluidtechnik 11-12/2016 55

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