In Schleuderständen werden rotierende Bauteile im Fliehkraftfeld untersucht. Es sind bewährte Prüfstände, die unverzichtbar für die Entwicklung und Fertigung sowie die Qualitätssicherung von E-Mobility-Rotoren, Strahltriebwerken, Gasturbinen, Turbokompressoren, Turboladern, Ventilatoren, Kommutatoren, Kfz-Kupplungen und HSG-Schleifkörpern sind.
Haupteinsatzgebiete sind:
- Materialverfestigung durch Beschleunigen des Prüfkörpers bis in den Fließbereich des Materials,
- Festigkeitsprüfung bei Drehzahlen oberhalb der Betriebsdrehzahl im Rahmen der Qualitätssicherung,
- Berstversuche von Prüfkörpern im Rahmen von Neu- und Weiterentwicklungen,
- LCF-Tests (Zeitstandversuche) zur Untersuchung der Materialermüdung des Prüfkörpers,
- HCF-Tests von Triebwerksteilen unter Betriebsbedingungen.
Mechanischer Aufbau
Der Prüfstand enthält einen vakuumdichten Behälter mit integriertem Berstschutz. Dieser wird von Schenck so dimensioniert, dass er die zu erwartende Bruchstückenergie beim Bersten eines Rotors aufnimmt. Bis zu der Baugröße Centrio 100 steht der Behälter frei im Raum auf Ihrem Hallenboden. Ab der Baugröße Centrio 150 wird der Behälter teilweise im Flur versenkt, um ein besseres Handling mit den Prüflingen zu erreichen. Der Behälterdeckel ist für sehr hohe Innendrücke ausgelegt und mit einer automatischen Verriegelung ausgerüstet. Er ist somit gegen axial wirkende Bruchstücksenergie oder eine Staubexplosion gesichert. Grundsätzlich können wir verschiedene Ausführungen von Schallschutzisolierungen für die einzelnen Baugrößen anbieten. Somit wird eine für Prüfanwendung und Aufstellort optimierte Lärmemission erreicht.
Energieeffizienz
Bei umfangreichen LCF-Tests ist der Energieverbrauch für den Antrieb des Prüfkörpers sehr hoch – besonders wenn Ventilationsverluste auftreten. Durch den Einsatz von AC-Servo-Motoren im Antrieb lässt sich im Bremsbetrieb die Energie wieder ins Netz einspeisen. Dadurch ergeben sich im Vergleich zu anderen Antriebsarten erhebliche Vorteile bei den Betriebskosten. Die Reduzierung beträgt ca. 85 %, bei günstigen Voraussetzungen sind sogar 95 % möglich.
Sicherheitskonzept
Das Prüfsystem Schleuderstand ist mit einem umfassenden Sicherheitskonzept ausgestattet, um in allen Situationen die maximale Sicherheit zu erreichen. Neben den umfangreichen mechanischen Sicherheitskomponenten wie Berstschutz, einer wirkungsvollen Deckelverriegelung oder dem Klemmschutz sind alle Systeme mit einem umfassenden elektronischen Überwachungs- und Fehlerdiagnosesystem ausgestattet. Dieses überwacht während des Prüflaufes permanent alle relevanten Daten wie z.B. Drehzahl, Druck, Schwingungen und Temperatur und vergleicht sie mit voreingestellten Werten. Beim Überschreiten der Grenzwerte wird sofort der Bremsvorgang eingeleitet. Generell überwacht ein Schocksensor den Prüflauf, um im Berstfall sofort eine Bremsung mit maximalem Drehmoment einzuleiten.
CAST 2
CAST 2 ist das zentrale System, welches die Messdaten erfasst, analysiert und sämtliche Parameter überwacht. Es unterstützt bis zu 64 analoge und digitale Messkanäle z.B. für Drehzahl, Wellenschwingung, Vakuum und Temperatur. Darüber hinaus ermöglicht CAST 2 die vollautomatische Ablaufsteuerung von Schleudertests und Testzyklen. Weiterhin bietet es die komfortable Visualisierung aller Messwerte im On- und Offlinebetrieb.
Bestimmte Applikationen erfordern zusätzliche Funktionen der Schleuderstände. Schenck bietet viele Erweiterungen an.
- Heizen durch Strahlung, Umluft und Induktion. Hierbei sind Temperaturen bis 1000°C möglich.
- Kühlen durch Besprühen oder Eintauchen des Rotors in Flüssigstickstoff bzw. –helium. Hierbei sind Temperaturen bis -265°C möglich.
- Wuchten im Schleuderstand zur Schwingungsreduktion des Zusammenbaus von Rotor und Tooling.
- Messdatenübertragung über Telemetrie- oder Schleifringsysteme.
- Aufweitungsmessung: Bestimmung der drehzahlabhängigen Aufweitung eines Rotors.
- Rißerkennung durch Überwachung des Schwingungsverhaltens.
- High Speed Videokamera.
- Tooling-Design und Fertigung unter Berücksichtigung rotordynamischer Effekte.
