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O+P Fluidtechnik 3/2017

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ANTRIEBE hinsichtlich

ANTRIEBE hinsichtlich Zusammensetzung, Härte sowie Korrosionsbeständigkeit nach DIN EN ISO 9227 wird regelmäßig durch unabhängige Institute geprüft und bestätigt. KUGELGELENKLAGER 08 JEL-Zylinder im Lasthalterahmen auf dem Hydraulikprüfstand Um die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der JEL-Zylinderlager zu verbessern, wurde deren Design von einfachen Stahl- Stahl Gelenklagern mit Gabel und Bolzen zu sphärischen Kugelgelenklagern in wartungsfreier Ausführung geändert. Da die alten Lager des Öfteren gebrochen waren, sollte das neue Lagerdesign deutlich robuster ausfallen und auch eine Überlastung ohne Probleme überstehen. Die neuen Kugelgelenklager bieten eine vergrößerte Kontaktfläche, welche die Spannungen im Lager selbst sowie an den Montagestellen reduziert und sie sind frei von Biegespannungen an allen belasteten Bauteilen. Als Lagerwerkstoff wurde der wartungsfreie Hunger-H-Glide-Belag verwendet, auf dem sich das gehärtete Kugelsegment des Lagers abstützt. Das Kugelgelenklager erlaubt einen Kippwinkel von 7° in jede Richtung bei einer maximalen Druckbelastung des Lagerwerkstoffes von bis zu 160 MPa. Die Lagerhälften werden dabei von einem zentralen Haltebolzen mit sphärischer Mutter zusammengehalten. Um eine unkontrollierte Verdrehung des JEL-Zylinders zu unterbinden, ist das bodenseitige Kugelgelenklager mit einer Verdrehsicherung ausgestattet. Im Bild 05 sind das alte und das neue Lagerdesign gegenübergestellt. FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 09 Dynamischer Prüfstand mit Zylinder und Überprüfung der Komponenten nach dem Testlauf 42 O+P Fluidtechnik 3/2017

ANTRIEBE HANDLING UND INSTALLATION Auf Grund ihrer Größe wird fast jeder Service an den NASA-Transportern im Freien und unter Verwendung von Mobilkränen für schwere Bauteile durchgeführt. Im Fall der JEL-Zylinder erfordert der Einbauraum des Transporters, dass diese unter den oberen Lastrahmen eingebaut werden, was schwierig ist, wenn der Zylinder an einem Kranhaken hängt. Aus diesem Grund wurde ein Lastrahmen entwickelt und gebaut, der eine einfache Handhabung und Installation der JEL-Zylinder in den Transporter erlaubt (Bild 06). Des Weiteren wurden die Befestigungspunkte am Transporter und an den JEL-Zylindern mit Adapterplatten und Schnellkupplungen versehen, die einen einfachen Austausch ermöglichen. Zunächst werden lediglich die oberen und unteren Adapterplatten an dem Transporter verschraubt, wobei hier noch eine sehr gute Zugänglichkeit gewährleistet ist. Für den Einbau oder Austausch der JEL-Zylinder müssen diese lediglich in Position gebracht und mit Spannkeilen gesichert werden (Bild 07). 10 Kurvenfahrt mit den Prototype JEL- Zylindern im Kennedy Space Center ZYLINDERTESTS Um die Leistungsfähigkeit der neuen JEL-Zylinder nachzuweisen wurde ein umfassendes Testprogramm entwickelt und absolviert. Dieses bestand neben den üblichen Qualitätskontrollen u.a. aus statischen Tests, dynamischen Tests unter Maximallast sowie realen Hebe-, Nivellier- und Fahrtests mit dem Transporter. Die statischen Tests wurden auf dem regulären Prüfstand der Walter Hunger GmbH & Co. KG durchgeführt, der um einen Lasthalterahmen für Belastungstests in der mittleren Hubposition bei Maximaldruck erweitert wurde (Bild 08). Des Weiteren wurden an den JEL-Zylindern alle Funktionen des Sicherheitsblockes überprüft sowie Freigängigkeit der Kippbewegung in den Kugelgelenklagern. Um dynamische Tests an den JEL-Zylindern unter Volllast durchführen zu können, wurde ein dynamischer Prüfstand entwickelt und gebaut, der aus einem vertikalen Lastrahmen mit verfahrbarem Mittelsupport und oben liegendem Belastungszylinder besteht. Hinzu kommt ein Hydraulikaggregat mit zwei unabhängig voneinander regelbaren Achsen sowie der erforderlichen Regel-, Mess- und Aufzeichnungstechnik. Der zu prüfende JEL-Zylinder wird in den unteren Bereich des Prüfstandes eingesetzt, wobei die Zugänglichkeit und die Montagebedingungen denen im realen Transporter nachempfunden wurden (Bild 09). Das dynamische Testprogramm enthielt Abläufe mit Zyklen über den gesamten Hub, kürzere, oszillierende Hübe sowie verschiedene Belastungszustände. Ebenso wurden die verschiedenen Notbetriebsarten getestet. Während sämtlicher Versuche wurden die Systemparameter sowie die JEL-Zylinderparameter wie Drücke, Hubverläufe, Reibung, Anzahl der Zyklen usw. aufgezeichnet und abschließend ausgewertet. Am Ende des Testprogramms wurde jeder der getesteten JEL-Zylinder zerlegt und die einzelnen Komponenten hinsichtlich Verschleiß oder Beschädigungen untersucht (Bild 09). Basierend auf den ersten Ergebnissen an den Prototypzylindern konnten kleinere Designanpassungen für die JEL-Serienzylinder vorgenommen werden und es war eine Abschätzung bezüglich Lebensdauer und empfohlenem Serviceintervall für jede Komponente möglich. FAHRVERSUCHE MIT DEN NEUEN JEL-ZYLINDERN Um sicherzustellen, dass die neuen JEL-Zylinder in die vorhandenen Transporter-Einbauräume passen und um deren Funktion und Leistungsfähigkeit zu überprüfen, wurden vor Beginn der Serienfertigung die beiden Prototypzylinder in eines der Raupenfahrwerke an 11 NASA- Transporter mit neuen JEL- Zylindern Stelle der alten Zylinder eingebaut. Dabei wurden sowohl das Handling beim Einbau als auch alle Interfaces sowie die Freigängigkeit der neuen Zylinder überprüft. Nach ersten Hubtests im Stand wurde der Transporter dann vom Montagegebäude die gesamte Strecke bis hinauf auf eine der Startrampen und wieder zurück gefahren. Dabei wurde die Betriebszustände Kurvenfahrt, das Heben und Nivellieren der Nutzlast sowie die Rampenfahrt erfolgreich absolviert (Bild 10). Die Testergebnisse wurde danach analysiert und notwendige, kleinere Anpassungen für die Serien-JEL-Zylinder übernommen. Nach der Fertigung und den Prüfstandtests mit den Serien-JEL- Zylindern wurde der erste Transporter vollständig damit ausgerüstet und einer erneuten Erprobung unterzogen. Die abschließenden Fahr- und Lasttests konnten ebenso erfolgreich absolviert werden, so dass der erste Transporter für die kommenden NASA- Missionen einsatzbereit ist (Bild 11). Fotos: Aufmacherbild unten, Bild 05 links und mitte sowie 06 NASA, Rest Hunger www.hunger-hydraulik.de Autor: Dr.- Ing. MBA Ingo Rühlicke ist Leiter der Projekt- und der Exportabteilung der Walter Hunger GmbH & Co. KG in Lohr am Main Literatur: [1] NASA’s Giant Crawlers turn 50 Years Old, Pivot Toward Future Exploration http://www.nasa.gov/content/nasas-giant-crawlers-turn-50-years, 23.02.2015 [2] Hunger DFE Produktkatalog, Hunger DFE GmbH, Würzburg, 2015 [3] Piston Rod Coatings, Walter Hunger GmbH & Co. KG, Lohr am Main, 2010 O+P Fluidtechnik 3/2017 43

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