Freilauf-Prüfstand macht's möglich Neue Gehäusefreilauf-Baureihe für High-Speed-Anwendungen

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Mit der Baureihe FHHS erweitert Ringspann seine Palette an Gehäusefreiläufen. Das Besondere: Diese Gehäusefreiläufe sind für Drehzahlen von bis zu 12.000 min^-1 ausgelegt. Technologische Voraussetzung für die Realisierung war der bis dato einmalige Freilauf-Prüfstands im Bad Homburger Stammwerk.

Sie kommen ohne Schalteinrichtung aus, übertragen Nenndrehmomente von 1.356 Nm bis 24.405 Nm, arbeiten verschleißfrei und übernehmen im Hochgeschwindigkeitsbetrieb das bedarfsgerechte Ein- und Auskuppeln verschiedener Motoren des selben Antriebsstranges: Mit den Gehäusefreiläufen seiner neuen Baureihe FHHS bietet Ringspann allen Konstrukteuren von Antriebssystemen für Anlagen der Raffinerietechnik, der chemischen Verfahrenstechnik oder der Erdgas- und Erdöl-Industrie eine neue Kupplungslösung, um flexibel schaltbare und energieeffiziente Mehrmotorenantriebe zu realisieren. Es handelt sich hier um vollständig gekapselte Überholfreiläufe mit An- und Abtriebswelle, die zum stationären Einbau vorgesehen sind und mit bis zu 12.000 min^-1 gefahren werden können. Dabei dürfen die Drehzahlen im Leerlauf- und Mitnahmebetrieb auf gleichem oder ähnlichem Niveau liegen.

High-Speed-Kompetenz dank Hydrodynamik

Konstruktiver Schlüsselfaktor für die High-Speed-Kompetenz der neuen Gehäusefreiläufe ist der Einsatz der hydrodynamischen Klemmrollenabhebung. Hierbei wird die Abhebekraft durch einen im Lager des Freilaufs geführten Ölstrahl erzeugt, was sowohl hohe Drehzahlen als auch einen verschleißfreien Leerlaufbetrieb erlaubt.

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Thomas Heubach, Leiter der Freilaufsparte von Ringspann, erklärt: „Entscheidend für die Wirkung der hydrodynamischen Abhebung der Klemmrollen ist die relative Drehzahl zwischen Innen- und Außenring. Verringert sie sich, reduziert sich auch die Abhebekraft. Schon vor Erreichen des Synchronlaufs legen sich die in einem Käfig geführten Klemmrollen über die zentrale Anfederung an der Außenringlaufbahn des Freilaufs an und sind sperrbereit. Das stellt die sofortige Lastübernahme bei Erreichen der Synchrondrehzahl sicher.“

Gehäusefreiläufe mit hydrodynamischer Klemmrollenabhebung sind immer dann eine Ideallösung, wenn ein Aggregat wahlweise von zwei oder mehreren Motoren oder Turbinen mit gleicher oder ähnlich hoher Drehzahl angetrieben wird. Der Anlagenbetreiber profitiert dadurch gleich dreifach:

• Er kann ohne aufwendige Steuerungstechnik einzelne Aggregate des Antriebsstranges bedarfsorientiert ein- oder auskuppeln.

• Selbst bei Ausfall einer Energiequelle oder eines Antriebsaggregats ist eine unterbrechungsfreie Prozessführung möglich.

• Es erschließen sich dadurch – insbesondere im Teillastbetrieb – signifikante Energieeinsparungen.

Eigener Prüfstand für die hohen Drehzahlen

Um den sicheren Nachweis dafür erbringen zu können, dass die neuen FHHS-Gehäusefreiläufe sich als Überholfreilauf für hohe Drehzahlen eignen, entwickelte Ringspann eigens dafür einen neuen Prüf- und Teststand. Er wurde vor wenigen Wochen im Bad Homburger Stammwerk des Unternehmens in Betrieb genommen und dürfte der modernste Prüfstand für Gehäusefreiläufe sein, der aktuell auf dem Weltmarkt zu finden ist. „Erstmals können wir hier Drehzahlen von bis zu 12.000 min^-1 erzeugen und die Leistungsfähigkeit unserer Gehäusefreiläufe validieren und dokumentieren. Derzeit ist in diesem Segment einzigartig“, berichtet Heubach. Für die Anlagenbauer und die Konstrukteure der Antriebssysteme bedeutet das auch, dass sie die Mess- und Prüfergebnisse von Ringspann in ihre eigene Qualitätssicherung miteinfließen lassen können.

Serienmäßige Sensorüberwachung der Lagertemperatur

Mit der neuen Baureihe FHHS unterstreicht Ringspann seine Markt- und Technologieführerschaft auf dem Gebiet der Freilauftechnik. Das Unternehmen bietet nun über die Standard-Gehäusefreiläufe der FH-Serie und die mechanisch trennbaren Gehäusefreiläufe der Baureihe FHD (sie verfügen über eine OSHA-konforme Lockout-Tagout-Sicherheitsfunktion) eine dritte Alternative für High-Speed-Anwendungen mit kundenseitiger Ölversorgung. Mit der Inbetriebnahme des neuen Prüfstands erfährt das gesamte Gehäusefreilauf-Programm von Ringspann zudem einen Innovationsschub, denn hier kann die Leistungsfähigkeit der Modelle aller Baureihen unter Praxisbedingungen nachgewiesen und verifiziert werden. Auch die Entwicklungsingenieure von Ringspann ziehen hieraus wichtige Impulse für ihre Arbeit.

Eine kabelgebundene Sensorüberwachung der Lagertemperaturen bringt der FHHS bereits serienmäßig mit. Optional lassen sich auch die neuen Gehäusefreiläufe mit den Sensor- und Telematik-Modulen des Condition-Monitoringsystems von Ringspann ausstatten. Diese Lösung beinhaltet die Datenanalyse, die Fernwartung sowie die Integration in übergeordnete Leitsysteme. Auf diese Weise können die Betreiber und Instandhalter komplexer Antriebssysteme alle relevanten Leistungs- und MRO-Parameter der verbauten Freiläufe in Echtzeit überwachen.

* Michael Stöcker ist freier Fachjournalist

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