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Präzision und Zuverlässigkeit bei der Getriebeprüfung

01 Der Servomotor MGV von Parker simuliert an dem Getriebeprüfstand von BIA einen Verbrennungsmotor mit Umdrehungen bis 45 000 min<sup>–1</sup> – direkt ohne Getriebe

01 Der Servomotor MGV von Parker simuliert an dem Getriebeprüfstand von BIA einen Verbrennungsmotor mit Umdrehungen bis 45 000 min–1 – direkt ohne Getriebe

02 Der rechteckige Asynchron-Induktionsmotor zeichnet sich durch kompakte Abmessungen, große Überlastfähigkeit sowie erhöhte Betriebsdrehzahlen aus

02 Der rechteckige Asynchron-Induktionsmotor zeichnet sich durch kompakte Abmessungen, große Überlastfähigkeit sowie erhöhte Betriebsdrehzahlen aus

03 Mittels eines High-Performance-Algorithmus für sensorlose Vektorregelung bieten die Frequenzumrichter AC890 eine Kombination aus hohem Drehmoment und präziser Drehzahlregelung ohne Feedbacksystem

03 Mittels eines High-Performance-Algorithmus für sensorlose Vektorregelung bieten die Frequenzumrichter AC890 eine Kombination aus hohem Drehmoment und präziser Drehzahlregelung ohne Feedbacksystem

04 Zwei ETT-Linearmotoren bewegen den Schalthebel im Gangwechsel-Simulationsbetrieb

04 Zwei ETT-Linearmotoren bewegen den Schalthebel im Gangwechsel-Simulationsbetrieb

05 Elektronische Regler mit proprietärer Software ermöglichen bei dem Kühlsystem den Zugriff auf alle Parameter der Einheiten sowie eine spezialisierte Verwaltung mit optionaler Fernüberwachung für jeden Bedarf

05 Elektronische Regler mit proprietärer Software ermöglichen bei dem Kühlsystem den Zugriff auf alle Parameter der Einheiten sowie eine spezialisierte Verwaltung mit optionaler Fernüberwachung für jeden Bedarf

Die Automobil- und Luftfahrtindustrie stellt an Prüfeinrichtungen strikte Anforderungen, da die Serienqualität der Produkte besonders hoch ist. Die Getriebeprüfstände des französischen Unternehmens BIA sind für ihre Zuverlässigkeit und Präzision bekannt. Bei der Fertigung setzen die Test- und Prüfspezialisten auf Komponenten von Parker Hannifin.
Seit über 30 Jahren ist BIA ein renommierter Name in der Automobil- und Luftfahrtindustrie: Das Unternehmen aus dem französischen Conflans entwickelt Prüfstände für Motor, Antriebsstrang, Fahrzeugsicherheit und Fahrzeugdynamik, die weltweit vertrieben werden. Zu den Schlüsselkomponenten der Getriebeprüfstände gehören nicht nur Hochgeschwindigkeitsmotoren mit effizienten Kühlsystemen, sondern auch präzise Aktorik in Form von Linearmotoren. Für die Bewegung und den Antrieb großer Massen sind darüber hinaus leistungsfähige Hydraulikaggregate erforderlich. Durch seine schon bewährte Kooperation mit Parker Hannifin kann BIA hier auf besonders hochwertige Komponenten zählen.
Das entscheidende Kriterium für die Wahl des Systempartners und Lieferanten war neben einem großen Sortiment mit entsprechender Flexibilität eine hohe Präzision und Produktqualität. Parker Hannifin konnte BIA mit einem umfassenden Angebot an Komponenten der Steuerungs- und Antriebstechnik, wie flexiblen Frequenzumrichtern, elektromechanischer Linearaktorik für Bewegungen mit unterschiedlicher Dynamik, Synchron- und Asynchronmotoren sowie die für einen Hochleistungsbetrieb wichtigen wasserbasierten Kühlsysteme überzeugen.
Umfangreiche Antriebspalette kommt zum Einsatz
Um das Zusammenspiel von Verbrennungsmotoren und Getrieben zu simulieren, setzt BIA auf MGV-Hochgeschwindigkeits-Servomotoren (Bild 1) von Parker. Die asynchronen Direktantriebe lassen bei einer Leistung von bis zu 230 kW Drehzahlen die an Prüfständen geforderten Geschwindigkeiten von bis zu 45 000 min–1 zu – ohne dass hierfür ein mechanisches Getriebe oder eine Riemenübersetzung zwischengeschaltet werden muss. Um eine möglichst hohe Präzision zu erreichen, erfolgt die Ansteuerung der Motoren nach Drehzahl und Drehmoment in einem geschlossenen Regelkreis. So eignen sie sich sowohl für Prüfsimulationen des Stadtverkehrs als auch des Rennbetriebs.
Ein in das Motorgehäuse integriertes Wasserkühlsystem sorgt nicht nur für geringe Abmessungen, sondern auch für ein für Servomotoren dieser Leistungsklasse besonders niedriges Betriebsgeräuschniveau. Bei dem von BIA favorisierten Inline-Konstruktionsprinzip lassen sich so kompakte Gesamtabmessungen erzielen. Gleichzeitig können Getriebe mit der Simulation von Dieselmotoren getestet werden. Der eingesetzte MGV-Motor weist eine geringe Trägheit auf, was den Umgang mit entsprechenden Beschleunigungs- und Verzögerungswerten vereinfacht.
Die Asynchronmotoren der Baureihe MS von Parker (Bild 2) wurden für eine Leistung von bis zu 500 kW bei einer konstanten Geschwindigkeit von 100 min–1 entwickelt. Im Betrieb mit den BIA-Prüfständen müssen die MS-Motoren einen überwiegend mittleren Geschwindigkeitsbereich ohne besondere Anforderungen an die Beschleunigung abdecken, beim Einsatz mit niedrigeren Geschwindigkeiten werden sie bedarfsbezogen mit einem Kühlgebläse ausgestattet.
Zur Ansteuerung der MGV- und MS-Motoren setzt BIA die Frequenzumrichter der Baureihe AC890 von Parker (Bild 3) ein, die sich sowohl für Synchron- als auch für Asynchronmotoren eignen. Durch die Möglichkeit, diese Frequenzumrichter entweder als „Motor“ oder „Generator“ zu betreiben, kann ein Motor getriebeeingangsseitig die Simulation eines Dieselmotors übernehmen. Am Getriebeabgang hingegen simulieren die Motoren die im Realbetrieb angetriebenen Räder.
Für die Dauerlaufprüfung des Getriebes, die Betätigung des Schalthebels sowie das Einlegen der Gänge setzt BIA auf die ETT-Linearmotoren (Bild 4) von Parker. Über ein rechtwinklig angeordnetes Gestänge führen sie die H-Schaltkulisse nach. Sie erfüllen die Kundenanforderung nach einer Positioniergenauigkeit von 0,5 mm und einer Wiederholgenauigkeit von 0,05 mm.
Leistungsfähige Kühlsysteme
Um eine optimale Kühlung zu gewährleisten, werden die MGV-Servomotoren mit den Kühlsystemen Parker Hiross Hyperchill Plus (Bild 5) kombiniert. Dank geschlossener Kältekreise sind die leistungsfähigen Kühlsysteme für öl- oder wasserbasierte Fluide niedriger Viskosität geeignet und für Einsatzbereiche von der einfachen Wärmeableitung bis zur aktiven Temperaturregelung ausgelegt – für BIA eine Kernanforderung an Prüfstände für unterschiedliche Komponenten und Aggregate in der Automobilindustrie.
Fazit
Die Prüfstände von BIA sind flexibel sowie modular konfigurierbar. So ermöglichen sie die praxisgerechte Simulation und Prüfung aktueller Elektro- und Hybridsysteme. Mit dem Einsatz der Parker Frequenzumformer AC890 und deren integriertem Energierückgewinnungssystem sorgen sie außerdem für eine hohe Energieeffizienz, was sie besonders umweltfreundlich macht. Durch die Rückgewinnung entstehen enorme Einsparpotenziale – eine wichtige Anforderung vieler Kunden.
„Das umfassende Produktportfolio und das gesamte Leistungsspektrum hat uns bei der Lieferantenauswahl von Parker überzeugt“, erklärt BIA-Projektleiter Olivier Carlier. „Gemeinsam definieren wir in jedem Projekt die erforderlichen Komponenten aus Motoren, Aktoren unterschiedlichster Dynamik, der Antriebstechnik und der zugehörigen Kühlsysteme in einer sehr konstruktiven Zusammenarbeit. Mit der großen Bandbreite von Produkten aus Steuerungs- und Antriebstechnik lassen sich dann genau die kundenspezifischen Simulations- und Prüfsysteme für unsere anspruchsvollen Kunden entwickeln, die maßgeblich den weltweiten Erfolg von BIA ausmachen.“ (no)

Rochus Bindner ist Marketing Communications Manager bei der Parker Hannifin Manufacturing GmbH & Co. KG in Filderstadt. rochus.bindner@parker.com

Rochus Bindner ist Marketing Communications Manager bei der Parker Hannifin Manufacturing GmbH & Co. KG in Filderstadt. rochus.bindner@parker.com