Unangenehme Folgen durch gefälschte Wälzlager

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Entwicklungsziel: Destillationsapparat auf kompaktem Raum

Es gibt also viele Gründe, dieses Verfahren einzusetzen, aber in Europa gibt man eher dem klassischen Verfahren den Vorzug. Deshalb schien eine wissenschaftliche und praxisorientierte Untersuchung an der Zeit. Wie Daniel Sudhoff erklärt, will der Lehrstuhl eine Technikumsanlage bauen – in Kooperation mit einer namhaften chinesischen Universität, die bereits Erfahrungen mit diesem Verfahren sammeln konnte. Gemeinsam mit Industriekunden sollen Versuche durchgeführt sowie parallel der Prozess mathematisch beschrieben werden, um die Möglichkeiten und Grenzen auszuloten.

Es lag nahe, die chinesischen Kollegen mit dem Bau einer Technikumsanlage zu beauftragen, die gemeinsam geplant wurde. Ziel war eine dreistufige, modular aufgebaute Anlage mit einem Rotordurchmesser von etwa 90 cm, die nicht mehr Platz beansprucht als ein Container oder eine Garage.

Unangenehme Überraschung bei der Inbetriebnahme

Die Technikumsanlage (Bild 3) wurde in den ersten Monaten des Jahres 2011 geplant, anschließend begann der Bau und im Februar 2012 reiste Daniel Sudhoff zur Abnahme nach China. Im November 2012 fand der Aufbau in Dortmund statt – zunächst ohne Peripherie. Schon bei einem der ersten Testläufe der Anlage traten Probleme auf: Nach etwa zwanzig Minuten gab es im Antriebsstrang bereits deutlich hörbare Klopfgeräusche, wenn der Antrieb nur mit halber Drehzahl lief.

Als Antrieb kommt ein 5-kW-Motor zum Einsatz, der über Keilriemen mit der zentralen vertikalen Welle verbunden ist. Die Welle läuft mit maximal 750 min^-1. Sie wird unten durch ein Kugellager und oben durch zwei Kegelrollenlager gestützt, die auch axiale Kräfte aufnehmen.

Die erste Vermutung: Bewegte Teile berühren sich. Daraufhin wurden die Rotoren abgebaut, das Klopfen aber blieb. Somit musste der Antrieb selbst die Ursache sein und auch dieser wurde demontiert. Doch weder die Verfahrenstechniker noch Kollegen vom Maschinenbau-Institut der TU Dortmund konnten die Ursache für die Klopfgeräusche finden.

Konstruktionsfehler als mögliche Ursache wurde ausgeschlossen

Immerhin waren die Ingenieure aber jetzt auf der richtigen Spur, denn sie bauten die Wälzlager aus und Daniel Sudhoff suchte den Kontakt zum Hersteller NSK. Nach Bereitstellung einiger Daten wurden als erste mögliche Ursache ein Konstruktionsfehler und eine Verspannung der Kegelrollenlager ausgemacht. Daraufhin wurde das Design angepasst und die Kegelrollenlager wurden mit einer größeren Lagerluft versehen. Aber nachdem der Antrieb wieder zusammengebaut und einem Testlauf unterzogen wurde, konnte man keine wesentliche Verbesserung feststellen.

Als ein Testlauf des Antriebs ohne Zentrifuge dann eine Temperaturerhöhung der Welle bis auf 80 °C bereits nach anderthalb Stunden ergab und die Welle vermutlich aufgrund der Wärmeausdehnung festlief, rückte die Qualität der oberen Kegelrollenlager vom Typ HR 30322J in den Blick.

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