Lüdecke

Bild: Lüdecke

Als Anbieter von Schnellverschlusskupplungssystemen befasst sich die Firma Lüdecke seit langem mit zu großen Energieverlusten und unnötig hohen Verbrauchswerten. So war das Ziel eines Studentenprojektes in Kooperation mit der Ostbayerischen Technischen Hochschule (OTH) Amberg-Weiden die strömungsmechanische Optimierung der automatisch absperrenden Schnellverschlusskupplungssysteme für den industriellen Dauereinsatz.

Kreis Erklärungen

Vom Rohrleitungssystem aus durchströmt das Medium mit Hilfe individuell angefertigter Prüflinge zuerst die Kupplung (1) und anschließend den Stecknippel (2), bevor es durch ein Nadelventil (3) ins Freie tritt. Der Prüfling der Kupplung besitzt am Eingang des Kupplungssystems einen Druckabnehmer (4) (Druck vor Kupplung). Der Prüfling des Stecknippels enthält wiederum einen Sensor (5) am Ausgang (Druck nach Stecker). Dank des Nadelventils besteht die Möglichkeit, den Volumenstrom durch das Kupplungssystem zu variieren. Bild: Lüdecke

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 Professor 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 mit Hilfe eines Durchflussprüfstands an der OTH verifiziert werden.

Elektronische Regelung

Der Versuchsaufbau besteht aus einem Rohrleitungssystem mit elektronischer Regelung. Diese hält mittels eines Drucksensors und eines Druckminderers den Druck konstant auf einem vorgegebenen Wert; auch dann, 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 mit Hilfe 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, welches am Prüfling des Stecknippels montiert ist, besteht die Möglichkeit, den Volumenstrom durch das Kupplungssystem zu variieren.

Messung des Volumenstroms

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 mehr Volumen befördert, entstehen weniger Verluste in der Kupplung. Der dadurch gezogene Vergleich verschiedener Kupplungssysteme gibt einen Hinweis auf deren Energieeffizienz.

Enormes Einsparpotenzial

Diagramm

Durchfluss-Vergleichsdiagramm bei Euro-Standard-Kupplungen DN 7,2 zur Serie ESI DN 7,8 Bild: Lüdecke

Das Durchlaufen dieser Arbeitsschritte hat sich gelohnt: So stieg beispielsweise der Durchfluss der Industrie-Schnellverschlusskupplung Serie ESI DN 7,8 von 1800 l/min 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.

Schnitt

Strömungssimulation der Schnellverschlusskupplungen
Serie ESI mit Opti-Flow-Technologie. Bild: Lüdecke

Kompakt ergonomisch

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. hei

Autor: Georg Koch, Lüdecke Armaturen

Technik im Detail

Schnellverschlusskupplungssysteme mit Opti-Flow-Technologie

  • hohe Energieeffizienz und lange Lebensdauer
  • große Betriebssicherheit und absolute Dichtheit
  • leichter Kupplungsvorgang sowie optionale Sicherheitsentriegelung
  • kompakte, ergonomische Bauweise
  • mit Opti-Flow-Technologie für extrem hohe Durchflusswerte, geringer Druckabfall, großer Durchgang und strömungsgünstiges Ventil.