Rollwiderstandsprüfung von PKW-Rädern

12/2007 Projektstart
05/2009 Projektabschluß

Ein großer Automobil-Hersteller aus dem süddeutschen Raum trat mit der Aufgabe an uns heran, einen Außentrommel-Reifenprüfstand mit einer neuen Antriebs- und Messtechnik auszurüsten, um den gestiegenen Anforderungen an die Genauigkeit bei Rollwiderstands-Messungen nach DIN ISO 8767 gerecht zu werden.

• Außentrommel-Durchmesser: 2,0 m
• Massenträgheitsmoment: 400 kgm²

Als maximal zu erreichende Umfangsgeschwindigkeit waren 300 km/h vorgegeben, das entspricht bei dieser Trommel einer Drehzahl von 796 min^-1. Besonderes Augenmerk war auf die Messung des Trommel-Antriebsmoments, das als wichtigste Messgröße den Rollwiderstand des Reifens wiederspiegelt, zu legen. Außerdem galt es, die Trommel- und die Raddrehzahl exakt zu erfassen, um aus diesen Messgrößen den wirksamen Radumfang bei der Prüfung genau bestimmen zu können.

Die Fa. Antriebssysteme FAURNDAU GmbH löste die Aufgabe als Generalunternehmer unter Verwendung fortschrittlicher Komponenten aus eigener Produktion und renommierten Herstellern.

Trägheitsarmer Synchron-Motor für Papierindustrie

10/2006 Projektstart
08/2007 Projektabschluß

Qualität und hohe Produktivität vereint – mit dieser Vorgabe begann 2006 die Projektierung eines völlig neuen Konzeptes für den Überlappungsbereich bei Querschneidern. Heutige Querschneider erreichen Bahngeschwindigkeiten von mehr als 400m/min. Aufgrund der hohen Bahngeschwindigkeiten besteht die Gefahr einer Beschädigung der Blattkanten, da diese bei der Geschwindigkeit nicht direkt in die Ablage geführt werden können. Die Folge: niedrigere Bahngeschwindigkeiten, um das Papier nicht zu beschädigen und dadurch geringere Produktivität.

Es wurde ein hochdynamischer Elektromotor entwickelt, der die Walze von 400 m/min innerhalb von 8 cm auf die Endgeschwindigkeit von 80 m/min abbremst. Dieser Abremsvorgang wiederholt sich im Zyklus von bis zu 8 mal pro Sekunde.

Motoren-Prüfstand für Technologiezentrum in Karlsruhe

03/2010 Projektstart
10/2011 Projektabschluß

Beim Projekt „Powertrain in the Loop“ projektierte und setzte die TU Karlsruhe in Verbindung mit dem hauseigenen Technologiezentrum einen Prüfstand mit folgenden Features um:

• Frei parametrierbare und skalierbare Verbrennungsmotorensimulation
• Echtzeit Fahrer-Fahrzeug-Simulation und Reifenschlupfsimulation
• Durchführung von Lastwechsel- und Abuse-load Manövern
• Flexibler Aufbau unterschiedlicher Triebstrangkonfigurationen

Dieses Konzept wurde unter anderem mit hochdynamischen FAURNDAU-Generatoren (Radmaschinen) einschließlich des zugehörigen rückspeisfähigen 4Q-Umrichtersystems erfolgreich umgesetzt und konnte somit am 07. Okt. 2011 offiziell im Rahmen einer Eröffnungsfeier unter Beisein namhafter Automobilisten präsentiert werden.

Sonderanwendung Gleichstrommotoren für Saugbagger zur Kiesförderung

Zum Einsatz kommen speziell ausgelegte Gleichstrom-Nebenschlussmotoren in Schutzart IP 23 S, Kühlart IC 06 bzw. IC 26 in Isolationsklasse H/F mit besonderer Imprägnierung und speziellem Korrosionsschutz. Damit können diese Motoren auch im Freien unter einem Schutzdach betrieben werden. Eine Ausführung mit Stillstandsheizung, Strömungswächter und Bürstenüberwachung ist ebenso problemlos möglich.

Wassermantelgekühlte Synchron-Motoren

Anwendungsfall End-Of-Line-Getriebeprüfstand, Einsatzort China

06/2012 Projektstart
02/2013 Projektabschluß

Folgende Anforderungen wurden an den Motor gestellt:

• max. Breite des Motors 225 mm
• max. Länge des Motors < 700 mm
• Achshöhe ≤ 132
• Trägheitsmoment < 0,1 kgm²
• Geräuschpegel < 75dB(A)
• schmier- und wartungsfreie Lagerung bis 25.000 Betriebsstunden

Innerhalb kürzester Zeit wurde ein Drehstrom-Synchron-Motor entwickelt, der allen Kundenanforderungen gerecht wurde.

Eine Weiterentwicklung des Motors wird aktuell in Zusammenarbeit mit unserem Kunden forciert. Es sollen zukünftig folgende Features mitgeliefert werden:

• Anbindung eines Werkzeugs zur Leistungsübertragung auf das zu prüfende Getriebe
• Zustellung und Adaption des Werkzeugs an das Getriebe
• Absicherung des zu prüfenden Getriebes vor mechanischen Überlasten im Versagensfall
• Anlieferung als einbaufertige Einheit

Das F1-Modell

11/2005 Projektstart
08/2006 Projektabschluß Prototyp

Die Aufgabenstellung lautete, teure und kurzlebige Formel 1-Verbrennungsmotoren aus den Getriebe-Prüfständen zu verbannen und durch einen geeigneten Elektromotor zu ersetzen (VKM-Simulation), der dieselbe Performance, aber eine weitaus höhere Lebensdauer als der Verbrennungsmotor aufweist. Die Anforderungen an uns stellten eine bis dahin nie erreichte Dynamik an einen Elektromotor mit den nachfolgenden Daten dar:

• P = 640 kW
• n = 17.000 Upm
• M = +/- 360 Nm max. 22.000 Upm
• J = 0,014 kgm².

Die Motoren werden bis heute in den Entwicklungsprüfständen namhafter Automobilisten betrieben.

Getriebe-Prüfstand in Containerbauweise

04/2010 Projektstart
03/2011 Projektabschluß

Ein renommierter Prüfstandshersteller wurde mit der Aufgabe, ein 3-Raum-Konzept (Prüfraum, Bedienraum, separater Technikraum) in Containerbauweise umzusetzen. Bei diesem Projekt wurde auch besonders auf Energieeffizienz geachtet, indem die Antriebs- und Bremsenergie im System erhalten bleibt. Unter anderem konnte dieses Konzept mit einem speziellen FAURNDAU-Antriebssystem (3-Motoren-Konzept) einschließlich des zugehörigen rückspeisfähigen 4Q-Umrichtersystems erfolgreich umgesetzt und in Betrieb genommen werden.

Sonderanwendung Gleichstromantriebe für Fahrgeschäfte

Zum Einsatz kommen speziell ausgelegte Gleichstrom-Nebenschlussmotoren in Schutzart IP 23 S, Kühlart IC 06 bzw. IC 01 und Isolationsklasse H/F mit einer besonderen Imprägnierung und besonderem Korrosionsschutz. Damit können diese Motoren auch im Freien unter einem Schutzdach betrieben werden. Die Motoren sind rüttelfest bis ca. 5g. Eine Ausführung mit angebauter Bremse in Sonderausführung sowie Stillstandsheizung, Strömungswächter und Bürstenüberwachung ist möglich. Die Motoren sind ebenso für hohe Überlasten ausgelegt.

Pitchmotoren (Blattverstellmotoren) für optimal eingestellte Rotorblätter bei Windkraftanlagen

Zum Einsatz kommt ein speziell ausgelegter Gleichstrom-Doppelschlussmotor in Schutzart IP 55, Kühlart IC 410 sowie Isolationsklasse H mit hoher Überlastmöglichkeit und angebauter   Sonder-Haltebremse mit Not-AUS Funktion. Durch die kompakte Bauweise mit vollgeblechtem Stator und Rotor sowie der Gehäusekonstruktion mit besonders ausgerichteten Radial-Kühlrippen kann der Motor in Umgebungstemperaturen von -20°C bis +60°C eingesetzt werden. Die spezielle Imprägnierung sowie die besondere Gehäusebeschichtung erlauben den Einsatz bei hoher Luftfeuchte auch im Offshore-Bereich (Meeresatmosphäre). Die Motoren werden direkt auf die Getriebe montiert und im Normalbetrieb über einen elektronischen Gleichstromsteller in beiden Drehrichtungen betrieben. Bei einer Fehlfunktion des Servoreglers werden die Motoren im Doppelschluss direkt auf den Energiespeicher geschaltet. Somit kann eine Sicherheitsfahrt, mit der die Rotorblätter in die Fahnenstellung verfahren werden, garantiert werden, d.h. eine Notfahrt ist ohne elektronische Komponenten möglich.

Prüfstand zur mechanischen Absicherung von Reifendrucksensoren

09/2011 Projektstart
06/2013 Projektabschluß

Die Aufgabe war es, einen Prüfstand zu projektieren, der sämtliche Felgengrößen (15“ bis 21“ in Alu/Stahl) inkl. Reifen aufnehmen kann. Zudem muss das Rad einer Umgebung von -40°C bis +160°C ausgesetzt werden können; dies erforderte die Durchführung des Wellenstrangs einschl. der Radnabe zur Aufnahme des jeweiligen Rades in eine Klimakammer. Geschwindigkeiten von bis zu 350 km/h müssen abgebildet werden, der Schneekettenbetrieb bis 80 km/h war eine zusätzliche Anforderung an die Schwinggüte des Gesamtkonzepts.

Hier hat FAURNDAU den Antrieb (Motor und rückspeisefähiges Umrichtersystem) einschl. der gesamten Mechanik (Motor-Unterbau und Wellenstrang) geliefert.

Motor-Prüfstand in Orthogonalbauweise

04/2012 Projektstart
01/2013 Projektabschluß

Kleinvolumige Motoren wie z.B. Rasenmäher werden oft mit vertikal liegenden Kurbelwellen ausgerüstet. Bei diesem Projekt sollte ein Motoren-Prüfstand zur Prüfung von Motoren mit horizontal liegender und vertikaler Kurbelwelle konzipiert werden. Durch die orthogonale Bauweise stehen Prüfling und Dyno immer im rechten Winkel zueinander. Durch einfaches Drehen des Antriebstrangs um 90° kann der Prüfstand so sehr leicht von Motoren mit vertialer Kurbelwelle auf horizontale Kurbelwellen umgerüstet werden. Der FAURNDAU-Dyno und das rückspeisfähige 4Q-Umrichtersystem liefern hier den perfekten Antrieb.

Sonderanwendung für den Einsatz in der Papierindustrie

Zum Einsatz kommen speziell ausgelegte Gleichstrom-Nebenschlussmotor in Schutzart IP 54, Kühlart IC 37 in Wärmeklasse H/F mit besonderer Imprägnierung, Korrosionsschutz, Stillstandsheizung und Bürstenüberwachung. Dem rauen Betrieb mit aggressiven Dämpfen wird durch besondere Luftricht-ung und spezieller Kohlebürstenausführung Rechnung getragen. Damit kann eine lange Bürstenstand-zeit unter den vorliegenden Betriebsbedingungen problemlos realisiert werden. Eine Ausführung mit Luftstromüberwachung ist ebenso möglich.

Sonderanwendung für Kompressorantrieb für Klimaanlage in Militäranwendung

Zum Einsatz kommt ein speziell ausgelegter Gleichstrom-Doppelschlussmotor in Schutzart IP 55, Kühlart IC 411 mit Eigenventilator und Luftzufuhr über ein besonderes Luftleitrohr aus Aluminium, sowie in Isolationsklasse H mit besonderem Korrosionsschutz. Der Motor ist sehr kompakt ausgelegt mit geringem Gewicht, um dem geringen Einbauvolumen im Einschubcontainer entgegenzukommen. Ein Einsatz in Umgebungstemperaturen bis +55 °C sowie in rauer Meeresatmosphäre ist auch durch die besondere Gehäuseausführung in Aluminium-Druckguss möglich. Durch eine spezielle elektrische Ausführung mit eingebauten EMV-Bausteinen werden die Kundenforderungen hinsichtlich den strengen EMV-Richtlinien erfüllt. Der Motoranschluss an die Elektronik wird über ein besonderes, EMV-geschirmtes Militärkabel zur Übertragung der Leistungs- und Statussignale realisiert. Die rüttelfeste und vibrationsbeständige Ausführung wurde durch umfangreiche Shake-Tests nachgewiesen, ebenso wie das Temperaturverhalten des Antriebs in einer Klimakammer.