Kupplungen im Dauertest

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Großprüfstand in Betrieb genommen

Diese Trends wirken sich auch auf die Ausstattung des F&E-Zentrums aus: Im Januar 2016 hat KTR das sehr umfangreiche Versuchs- und Prüfequipment um einen neuen Prüfstand für Großkupplungen mit einem Leistungsumfang bis 500.000 Nm erweitert. Hier werden mitunter Kupplungssysteme geprüft, die in 8-MW-Offshore-Windenergieanlagen zum Einsatz kommen.

Auf dem neuen Prüfstand können Großkupplungen mit einem Leistungsumfang bis 500.000 Nm erprobt werden.
(Bild: KTR)

Insgesamt gibt es im Versuchsfeld in Rheine derzeit 24 umlaufende und nicht-umlaufende Prüfstände. Unabhängig von ihrer Größe und den Besonderheiten im Einzelnen sind sie einheitlich aufgebaut: Die zu prüfende Antriebskomponente wird in einem Wellenstrang eingebaut und mit einem Drehmoment belastet. Das Drehmoment lässt sich je nach Bauart des Prüfstandes hydraulisch, servohydraulisch oder elektrisch erzeugen. Je nach Prüfanforderung wird es statisch oder dynamisch aufgebracht und durch kalibrierte Messwellen mit DMS-Technik erfasst. Der Verdrehwinkel – ein wichtiger Indikator für die Belastbarkeit – wird in der Regel direkt an dem Prüfling gemessen, was eine größtmögliche Genauigkeit gewährleistet.

Die Prüfstände bringen schwellende bzw. wechselnde Drehmomente von 0,2 Nm bis 500.000 Nm auf und erlauben Prüfungen mit Prüffrequenzen bis 50 Hz. Nicht umlaufende Prüfstände dienen dazu, mechanische Kennwerte zu bestimmen und Festigkeit bzw. Lebensdauer zu prüfen. Die Prüfleistungen sind so abgestimmt, dass die gesamte Bandbreite der KTR-Antriebskomponenten prüfbar ist.

Bauteilfestigkeit ermitteln

Einige Prüfstände sind nach dem Verspannungsprinzip konzipiert und werden über einen drehzahlgeregelten E-Motor in Umlauf gebracht. Mit diesen Prüfständen sind praxisnahe, energiesparende Versuchsbedingungen mit drehenden Antriebskomponenten möglich, die gezielt axialen, radialen und/oder winkeligen Wellenverlagerungen ausgesetzt werden können. Je nach Anforderung und Prüfstandbauart lässt sich der Prüfling dabei statisch oder dynamisch beanspruchen. Mit dem Versuch werden die Bauteilfestigkeit, Lebensdauer oder das Betriebsverhalten der Komponenten bei Drehzahlen bis zu 3600 min^-1 und gleichzeitigem Wellenversatz überprüft. Das Verspannungsprinzip ermöglicht dabei Prüfleistungen, die über der installierten Antriebsleistung liegen, da nur die Verlustleistung aufgebracht werden muss.

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Zum Prüfprogramm neuer Antriebskomponenten gehören auch umfassende Versuchsreihen unter verschiedensten klimatischen Bedingungen. Alle Prüfstände können zusätzlich mit Heizsystemen ausgerüstet werden, das ermöglicht Versuche unter einer definierter Prüftemperatur bis 120 °C. Zudem führt KTR im eigenen Hause auch Wärme- und Kältedauerversuche im Klimawechsel zur Prüfung von Bauteilen und Werkstoffen durch. Zum Versuchsprogramm gehören mitunter Korrosionsdauerprüfungen von Metallkomponenten sowie die künstliche Alterung von Elastomeren. Dabei können Temperaturen von –20 °C bis 180 °C und ein Luftfeuchtegehalt von bis zu 98 % erzeugt werden.

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