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Optimiert für den Dauereinsatz

Energieeffiziente Schnellverschlusskupplungssysteme für Druckluftanwendungen
Optimiert für den Dauereinsatz

Druckluft hat, trotz zahlreicher Vorteile, oftmals den Ruf eines kostenintensiven Energieträgers. Diese weitverbreitete Annahme ist bei differenzierter Betrachtung aber nicht gerechtfertigt. Denn häufig führen zu enge Rohrquerschnitte, Leckagen in Leitungsnetzen sowie strömungsmechanisch unzureichend ausgelegte Verbindungselemente zu großen Energieverlusten und unnötig hohen Verbrauchswerten.

 

Der Autor: Georg Koch, Entwicklung/ Konstruktion, Lüdecke, Amberg

Als etablierter Anbieter von Schnellverschlusskupplungssystemen befasst sich die Firma Lüdecke seit Langem mit dieser Thematik. So war das Ziel eines Studentenprojektes in Kooperation mit der Ostbayerischen Technischen Hochschule Amberg-Weiden die strömungsmechanische Optimierung der automatisch absperrenden Schnellverschlusskupplungssysteme für den industriellen Dauereinsatz.
Maximaler Durchfluss bei minimalem Druckabfall
Hierfür sollte aus den Abmessungen des aus der betrieblichen Praxis vorgegebenen Euro-Profils DN 7,2 die größtmögliche Durchflussmenge bei minimalem Druckabfall erreicht werden. In Zusammenarbeit mit dem Labor für Strömungsmaschinen von Prof. Dr. Andreas P. Weiß an der OTH Amberg-Weiden wurden deshalb Strömungsstudien durchgeführt, um die Innengeometrien der Kupplung zu verbessern. Anschließend konnten die gewonnenen Erkenntnisse konstruktiv umgesetzt und mithilfe eines Durchflussprüfstands an der OTH verifiziert werden.
Der Versuchsaufbau besteht aus einem Rohrleitungssystem mit elektronischer Regelung. Diese hält mittels eines Drucksensors und eines Druckminderers den Druck konstant auf einem vorgegebenen Wert. Dies auch, wenn Druckluft aus dem System entnommen wird. Der gewünschte Vordruck kann manuell eingestellt werden. Zudem findet anhand eines Hitzdraht-Anemometers eine Messung des Volumenstroms der Druckluft statt.
Von dem Rohrleitungssystem aus durchströmt das Medium mithilfe individuell angefertigter Prüflinge zuerst die Kupplung und anschließend den Stecknippel, bevor es durch ein Nadelventil ins Freie tritt. Der Prüfling der Kupplung besitzt am Eingang des Kupplungssystems einen Druckabnehmer (Druck vor Kupplung). Der Prüfling des Stecknippels enthält wiederum einen Sensor am Ausgang (Druck nach Stecker). Anhand des Nadelventils, das am Prüfling des Stecknippels montiert ist, besteht die Möglichkeit, den Volumenstrom durch das Kupplungssystem zu variieren.
Die Messwerte der beiden Drucksensoren und der aktuelle Volumenstrom werden mithilfe einer in LabView programmierten Oberfläche angezeigt und aufgezeichnet. Aus den Messergebnissen lässt sich nun die Druckdifferenz zwischen dem Ein- und Austritt der Schnellverschlusskupplung in Abhängigkeit vom Volumenstrom bestimmen. Damit kann eine relative Aussage zur Effizienz der Kupplung getroffen werden: Wird bei einem niedrigeren Druckabfall Δp mehr Volumen befördert, entstehen weniger Verluste in der Kupplung. Der dadurch gezogene Vergleich verschiedener Kupplungssysteme gibt einen Hinweis auf deren Energieeffizienz.
Hohes Einsparpotenzial im industriellen Dauereinsatz
Das Durchlaufen dieser Arbeitsschritte hat sich gelohnt: So stieg beispielsweise der Durchfluss der Industrie-Schnellverschlusskupplung Serie ESI DN 7,8 von 1800 auf 2150 l/min (einseitig absperrend) bei gleichem Vordruck. Somit ist bei der Verwendung von Lüdecke-Kupplungssystemen im industriellen Dauereinsatz ein enormes Einsparpotenzial vorhanden.
Die Lüdecke-Schnellverschlusskupplungssysteme zeichnen sich neben der hohen Energieeffizienz durch eine lange Lebensdauer, große Betriebssicherheit, absolute Dichtheit und einen leichtgängigen Kupplungsvorgang sowie optionale Sicherheitsentriegelungen aus.
Dank ihrer kompakten und ergonomischen Bauweise ermöglichen sie einen maximalen Energiefluss bei einfacher Bedienbarkeit, von der Erzeugung der Druckluft bis hin zum Werkzeug. So ist ein Arbeiten mit niedrigerem Eingangsdruck realisierbar. Dies wiederum trägt entscheidend zu einer deutlichen Reduzierung der Energiekosten sowie einer Erhöhung der Standzeiten und Lebensdauer pneumatisch betriebener Maschinen und Werkzeuge bei. I

Info & Kontakt

E. Georg Lüdecke Armaturen GmbH
Georg Koch, Entwicklung/Konstruktion
Tel.: 09621 7682-25
Mehr zu den energieeffizienten Kupplungssystemen auf Seite 152 im Online-Blätterkatalog
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