antriebstechnik 3/2017

Anforderungen voll

Anforderungen voll erfüllt Hochleistungskomponenten sorgen für Flexibilität und Präzision in Getriebeprüfständen Die Automobil- und Luftfahrtindustrie stellt an Prüfeinrichtungen strikte Anforderungen, denn sie müssen eine hohe Serienqualität der Produkte sicherstellen. Die Getriebeprüfstände eines französischen Unternehmens sind für ihre Zuverlässigkeit und Präzision bekannt. Bei der Fertigung setzen die Test- und Prüfspezialisten auf Komponenten eines deutschen Herstellers von Antriebs- und Steuerungstechnologien. Das Unternehmen BIA ist seit über 30 Jahren 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 für die BIA Getriebeprüfstände gehören nicht nur Hochgeschwindigkeitsmotoren mit effizienten Kühlsystemen, sondern auch präzise Aktorik in Form von Linearmotoren. Rochus Bindner ist Marketing Communications Manager bei der Parker Hannifin Manufacturing GmbH & Co. KG in Filderstadt Für die Bewegung und den Antrieb großer Massen sind darüber hinaus leistungsfähige Hydraulikaggregate erforderlich. Durch seine bewährte Kooperation mit Parker Hannifin kann BIA hier auf hochwertige Komponenten zählen. Für die Wahl des Systempartners und Lieferanten war neben einem großen Sortiment mit entsprechender Flexibilität eine hohe Präzision und Produktqualität das entscheidende Kriterium. Parker Hannifin konnte BIA mit einem umfassenden Angebot an Komponenten der Steuerungs- und Antriebstechnik wie Synchron- und Asynchronmotoren, flexiblen Frequenzumrichtern, elektromechanischer Linearaktorik für Bewegungen mit unterschiedlicher Dynamik sowie die für einen Hochleistungsbetrieb wichtigen wasserbasierten Kühlsysteme überzeugen. Umfangreiche Simulationen möglich Um das Zusammenspiel von Verbrennungsmotoren und Getrieben zu simulieren, setzt BIA auf MGV Hochgeschwindigkeits-Servomotoren 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 U/min zu – ohne, dass hierfür ein mechanisches Getriebe oder eine Riemenübersetzung zwischengeschaltet werden 56 antriebstechnik 3/2017

SPECIAL I MOTION, DRIVES AND AUTOMATION 02 Der Servomotor simuliert den Verbrennungsmotor mit bis zu 45 000 U/min 01 Der Getriebeprüfstand basiert auf einem Inline-Konstruktionsprinzip mit Servomotoren und Linearmotoren für Antrieb und Simulationsbewegungen muss. Um eine hohe Präzision zu erreichen, erfolgt die Ansteuerung der Motoren nach Drehzahl und Drehmoment in einem geschlossen Regelkreis. So eignen sie sich sowohl für Prüfsimulationen des Stadtverkehrs als auch des Rennbetriebs. Ein in das Motorgehäuse integriertes Wasserkühlsystem gewährleistet nicht nur kompakte Baumaße, sondern auch ein für Servomotoren dieser Leistungsklasse niedriges Betriebsgeräuschniveau. Bei dem von BIA favorisierten Inline-Konstruktionsprinzip lassen sich so äußerst 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 Parker Asynchronmotoren der Baureihe MS wurden für eine Leistung von bis zu 500 kW bei einer konstanten Geschwindigkeit von 100 U/min entwickelt. Im Betrieb mit den 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 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. Optimale Kühlung gewährleisten Für die Dauerlaufprüfung des Getriebes, die Betätigung des Schalthebels und das Einlegen der Gänge setzt BIA auf Parker ETT Linearmotoren. Über ein rechtwinklig angeordnetes Gestänge führen sie die H-Schaltkulisse nach. Dabei war die Kundenanforderung nach einer Positioniergenauigkeit von 0,5 mm und einer Wiederholgenauigkeit von 0,05 mm zu erfüllen. Um eine optimale Kühlung zu gewährleisten, werden die MGV Servomotoren mit den Parker Hiross Hyperchill Plus Kühlsystemen 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. BIA Prüfstände sind flexibel und modular konfigurierbar und ermöglichen so die praxisgerechte Simulation und Prüfung aktueller Elektro- und Hybridsysteme. Mit dem Einsatz der Parker Frequenzumformer AC890 und deren integriertem Energierückgewinnungssystem ermöglichen sie außerdem eine hohe Energieeffizienz, was sie besonders umweltfreundlich macht. 03 Das wasserbasierte System dient der Kühlung schnelllaufender Servomotoren 04 Zwei Linearmotoren bewegen den Schalthebel im Gangwechsel- Simulationsbetrieb Durch die Rückgewinnung entstehen hohe Einsparpotenziale – eine wichtige Anforderung vieler Kunden. Die Zusammenarbeit mit Parker Hannifin erklärt BIA Projektleiter Olivier Carlier wie folgt: „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 kundespezifischen Simulations- und Prüfsysteme für unsere anspruchsvollen Kunden entwickeln, die maßgeblich den Erfolg von BIA ausmachen.“ www.parker.com antriebstechnik 3/2017 57