Einsatz unter extremem Bedingungen

Schlacketransporter für den Einsatz in Stahlwerken müssen extremen Anforderungen standhalten. Angesichts der Umgebungstemperaturen von weit über 1000 °C müssen auch Komponenten wie die Lüftungssteuerung für solche harten Einsätze ausgelegt sein. Parker Hannifin entwickelte für Kamag, einen führenden Hersteller von Spezialschwerlastfahrzeugen, einen mobilen externen Lüfterblock, der dank des modularen Cartridgeventilsystems ein hohes Maß an Flexibilität und Leistungsstärke bietet.

Der Autor: Philipp Budde, Agentur Rheinfaktor, Köln, i. A. von Parker Hannifin

Die Kamag Transporttechnik GmbH aus Ulm zählt zu den weltweit führenden Herstellern von Spezialschwerlastfahrzeugen. Mit 260 Mitarbeitern baut das Unternehmen Schlacke- und Modultransporter sowie Flugfeldfahrzeuge und Wechselbrückenhubwagen.

Schlackefahrzeuge müssen hohe Sicherheitsanforderungen erfüllen. Denn sie werden unter extremen Bedingungen in Hütten- und Stahlwerken eingesetzt. Die Schlacke, die die Spezialtransporter vom Hochofen zur Halde schaffen, ist etwa 1300 °C heiß; das Gesamtgewicht mit Zuladung beträgt je nach Fahrzeugtyp zwischen 40 und 120 t. Dank hoher Ingenieurskunst, erstklassigen Materialien sowie anspruchsvollen, ausgereiften Technologien gewährleistet Kamag, dass seine Spezialtransporter selbst in derart herausfordernden Umgebungen zuverlässig und sicher ihren Dienst verrichten.

Entwicklung eines flexiblen, mobilen Lüfterblocks

Besonders hohe Anforderungen werden angesichts der extremen Hitze an die Lüftungstechnik der Transportfahrzeuge gestellt. Zu diesem Zweck wünschte sich Kamag einen leistungsfähigen und mobil einsetzbaren Lüfterblock, der für hohe Temperaturen ausgelegt und über Variationsmöglichkeiten zu verschiedenen Grundfunktionen verfügt.

Gemäß dieser Anforderungen entwickelte Parker Hannifin den vielseitig einsetzbaren externen Lüfterblock E-8F6032. Der für verschiedene Kühlerleistungsklassen konzipierte Block regelt die gesamte Lüftersteuerung, d. h. die Drehzahl und Drehrichtung, die Lüfterkreisdruckabsicherung, die Nachsaugfunktion und die Fail-Save-Funktion bei Kabelbruch. Da Parker und Kamag insbesondere bei der Prototypenentwicklung bereits seit vielen Jahren vertrauensvoll zusammenarbeiten, konnte das Projekt innerhalb von nur vier Monaten abgeschlossen werden.

Blockbauweise mit Cartridgesystem

Parker konstruierte zunächst einen ausgesprochen kompakten, aber dennoch hoch robusten Hydrauliksteuerblock aus Stahl mit einer verzinkten Oberfläche. Anstatt – wie sonst üblich – die Ventile zur Lüftermotorregelung einzeln zu montieren und zu verrohren, setzte der Hersteller auf das modulare Cartridgesystem und versah den Steuerblock mit Aufnahmebohrungen für die Montage verschiedener Ventiltypen. Die Blocklösung erhöht die Leckagesicherheit. Je nach Ventilbestückung können mit diesem „Grundsteuerblock“ verschiedene Funktionen realisiert werden. Um die Lüfterregelung an neue Anforderungen anzupassen genügt es, einfach die entsprechenden Einschraubventile zu wechseln, anstatt aufwendige Eingriffe in die Verrohrung vorzunehmen. Diese kompakte und komfortable Plug-and-play-Lösung verringert die Montagezeit ebenso wie die Anzahl möglicher Leckstellen.

Steuerblock und Einschraubventile wurden zu diesem Zweck gezielt so ausgelegt, dass sie möglichst viele Funktionsvariationen bieten. Der Lüfterblock verfügt über einen Messanschluss mit einer Minimessverschraubung (EMA 3/1/4 – M16x2). Die Gewindebohrungen der Hydraulikanschlüsse sind ¾“ BSP bzw. ¼“ BSP. Durch den Einsatz verschiedener Magnete kann der Steuerblock zudem an die jeweilige Bordspannung angepasst werden.

Proportional-Druckbegrenzungsventil regelt flexibel

Ein Beispiel für die Vielseitigkeit des Lüfterblocks E-8F6032: Zum Freiblasen der Lüfterlamellen ist er mit eine Reversierfunktion ausgestattet. Nach dem Ausschalten des Fahrzeugs saugt er Luft nach. Außerdem verfügt er über eine Druckabsicherung für den Lüfterkreis. Diese lässt sich während der Inbetriebnahme einstellen und anschließend mit einer lose mitgelieferten Plombe fixieren.

Als Variationsmöglichkeit kann das Reversierventil entfallen und durch eine Einschraubpatrone mit freiem Durchfluss ersetzt werden. Anstelle des fest eingestellten Druckbegrenzungsventils kann in dieselbe Bohrung auch ein proportionales Druckbegrenzungsventil eingeschraubt werden. Damit lässt sich die Lüfterdrehzahl entsprechend der vorherrschenden Temperatur regeln. Dies senkt die Geräuschemissionen ebenso wie den Kraftstoffverbrach und den Abgasausstoß. Die Fail-Save-Funktion und somit die volle Lüfterdrehzahl sind dabei auch im Fall eines Kabelbruchs gewährleistet. Weiterhin kann der Ansprechdruck des Nachsaugventils geändert werden. Alle elektrisch angesteuerten Ventile sind auf 12 VDC umrüstbar. Den Lüfterblock E-8F6032 entwickelte Parker im Mobile Systems Center in Kaarst – einem von weltweit acht Standorten, an denen das Unternehmen herausfordernde Kundenprojekte betreut sowie Komponenten und Systemtechnologien entwickelt. Von der Projektierung des Lüfterblocks über den Aufbau des Systems, bis hin zu Tests auf den Prüfständen und der anschließenden Inbetriebnahme bei Kamag in Ulm stand ein kompetentes Team aus erfahrenen Systemingenieuren, Monteuren und Hydraulikspezialisten zur Verfügung und sorgte für eine schnelle, optimale Entwicklung und Implementierung. Kamag jedenfalls war mit dem Ergebnis hoch zufrieden: „Der Lüfterblock ist für hohe Temperaturen, große Ölmengen, Volumenströme bis 100 l/min und einen Druck bis 350 bar ausgelegt. In der Praxis erweist er sich als ausgesprochen leistungsfähig und Dank des modularen Cartridgeventilsystems bietet er uns die Mobilität und Flexibilität, die wir benötigen“, erklärt Stefan Harrer, Konstrukteur für Steuerungstechnik bei Kamag. I