Familienunternehmen entwickelt mit Steinbeis-Team einen Ventilatorprüfstand
Seit 1999 entwickelt, produziert und vertreibt das mittelständische Schorndorfer Unternehmen Hägele GmbH Kühlerventilatoren für Off-Highway-Maschinen, also geländegängige Nutzfahrzeuge für unter anderem die Agrar-, Bau- und Bahnindustrie. Zum Testen, Anpassen und Optimieren der Ventilatoren hat das Unternehmen gemeinsam mit dem Steinbeis-Transferzentrum FLOWTRANS einen Prüfstand entwickelt.
Die Kühlerventilatoren der Hägele GmbH zeichnen sich durch ein einmaliges Merkmal aus: Mittels einer raffinierten Mechanik lassen sich die Schaufelblätter mechanisch, pneumatisch oder hydraulisch so verdrehen, dass der Luftstrom durch die Kühlereinheit während des Betriebs an den momentanen Kühlbedarf angepasst oder sogar zur Kühlerreinigung komplett reversiert werden kann – darauf ist auch der Markenname CLEANFIX® zurückzuführen.
Das Familienunternehmen versteht sich zwar als Komponentenanbieter, steht aber seinen Kunden weltweit zunehmend mit Systemkompetenz bei der Entwicklung kompletter energieeffizienter und geräuscharmer Kühlmodule zur Seite. Dazu war ein Prüfstand zur präzisen Ermittlung der Luftleistungskennlinien und Wirkungsgrade von Ventilatoren erforderlich. Dieser sollte nicht nur Ventilatoren aus der laufenden Serie mit Antriebsleistungen von bis zu 100 Kilowatt hochgenau vermessen können, sondern auch stark verkleinerte Modelle, mit deren Hilfe preisgünstig und schnell Neuentwicklungen angegangen werden können. Eine weitere wichtige Anforderung war die Vermessung des Luftwiderstands kundenseitiger Kühlerpakete, denn diese Daten sind die Voraussetzung zur sachgerechten Dimensionierung und Auswahl eines Ventilators.
Ein Prüfstand entsteht
Hier kamen Steinbeis-Unternehmer Professor Dr.-Ing. Thomas Carolus und sein Steinbeis-Transferzentrum FLOWTRANS ins Spiel und unterstützten bei der Konzeption des Prüfstands, der Dimensionierung, der Auswahl der Messinstrumente sowie der Inbetrieb- und Abnahme. In enger Zusammenarbeit mit der Hägele GmbH wurde ein saugseitiger Kammerprüfstand entwickelt, der den internationalen Standards (zum Beispiel ISO 5801 und ANSI/AMCA 210-16) genügt und für Axialventilatoren mit einem Laufraddurchmesser von 300 bis 900 Millimeter geeignet ist.
Die 14 Meter lange Vorrichtung setzt sich zusammen aus einer Düsenbank zur Erfassung des Luftvolumenstroms, dem Zuluftsystem, das wiederum aus einem 30 Kilowatt regelbaren Hilfsgebläse und einer manuell verstellbaren Jalousiedrosselklappe besteht, und einer großen Kammer, an der das Prüfobjekt angeflanscht wird. Die Druckerhöhung des Ventilators oder der Druckverlust eines Kühlerpakets wird als statischer Druck in dieser Druckkammer gemessen. Wenn Ventilatoren getestet werden, werden diese durch eine drehzahlsteuerbare Antriebseinheit mit austauschbaren Drehmomentmesswellen angetrieben, wodurch sich der Wirkungsgrad bestimmen lässt. Die meisten Sensoren des Prüfstands befinden sich leicht zugänglich innerhalb der Messwarte und können so mit geringem Aufwand vor jeder Messreihe kalibriert werden. Eine selbstentwickelte Software mit einer benutzerfreundlichen grafischen Bedienoberfläche ermöglicht die genaue Erfassung, Echtzeit-Visualisierung und Archivierung der Messdaten. Mit dem neuen, vom Steinbeis-Team aus Netphen mitentwickelten Ventilatorprüfstand ist die Hägele GmbH nun in der Lage, zusammen mit ihren Kunden CLEANFIX®-Ventilatoren auf den jeweiligen Anwendungsfall zielgerichteter anzupassen, aber auch künftig neue Ventilatoren effizienter zu gestalten. Auch die Vermessung von Ventilatoren als Serviceleistung für Fremdfirmen ist ein künftiges Angebot.
Kontakt
Prof. Dr.-Ing. Thomas Carolus (Autor)
Steinbeis-Unternehmer
Steinbeis-Transferzentrum FLOWTRANS (Netphen)
www.flowtrans-engineering.com
Daniel Arnold (Autor)
Entwicklung/Engineering
Hägele GmbH (Schorndorf)