Engineering Services

VULKAN pflegt eine umfangreiche Datenbank mit zahlreichen Belastungsprofilen, die auf praktisch alle Anwendungen zutreffen. Diese Datenbank wird kontinuierlich um wichtige, anwendungsspezifische Ergebnisse ergänzt, um unserer kundenspezifischen, hochflexiblen Kupplungslösungen zu entwickeln.

Das folgende Video gibt einen genaueren Einblick.

Für VULKAN Composite Wellen und Wellensysteme allgemein stellt VULKAN dem Kunden im Auftragsfall folgende Berechnungen zur Verfügung:

Statische Analyse der Wellenleitung: Die Analyse erfolgt normalerweise anhand eines 3D Modells für die Lastfälle Drehmoment, Verformung des Schiffsrumpfes, Schock oder ähnliches. Auf Basis der Berechnungsergebnisse werden die Bauteilnachweise für statische Festigkeit und Schwingfestigkeit für die Composite Wellen und Stahlteile nach gültigen Regelwerken und Klassevorschriften geführt.

Modalanalyse der Linearschwingungen der Wellenleitung: Für die Modalanalyse der Linearschwingungen werden die Wellenleitung und die Antriebsanlage (Motor) mit Lagersteifigkeiten mit allen Freiheitsgraden modelliert. Je nach gewünschter Information werden auch Einzelbauteile wie Membrankupplungen in die Modalanalyse mit einbezogen, um lokale Eigenfrequenzen zu ermitteln. Die Bewertung der Eigenfrequenzen erfolgt mit Hilfe des Campbell-Diagramms und der vorliegenden Erregerfrequenzen, um die Resonanzstellen der Struktur zu ermitteln.

Harmonische Analyse der Linearschwingungen: Um bei gegebenen Erregeramplituden die Antwortamplituden zu ermitteln, kann eine harmonische Analyse der Wellenleitung und der Antriebsanlage (Motor) mit allen Freiheitsgraden durchgeführt werden. In Sonderfällen (Schock) sind auch Berechnungen nach dem Antwortspektrenverfahren möglich. Auch rotordynamische Untersuchungen führt VULKAN auf Anfrage durch.

Die Berechnungen werden mit dem Programm ANSYS (Classic und Workbench) in der jeweils aktuellen Version und analytischen Programmen durchgeführt. Die Aufbereitung der 3D Modelle erfolgt mit Pro-Engineer und dem in ANSYS integrierten DesignModeler.
 

Ausgangspunkt jeder Kupplungsauslegung bei VULKAN ist die umfassende Analyse der Drehschwingungslage des Antriebsstranges, bei Schiffen vom Motor bis zum Propeller.

Die Experten der Abteilung TVC berechnen stationäre und transiente Betriebszustände. Dabei berücksichtigen sie die besonderen Eigenschaften der eingesetzten Elastomere im Hinblick auf Steifigkeit und Dämpfung. Die Kupplungen erfüllen so alle Anforderungen an die Drehschwingungslage des Antriebsstranges und in Bezug auf dynamische Sicherheit.

Unsere Kenntnisse im Bereich TVC basieren auf einer einzigartigen Kombination von fundierten theoretischen Kenntnissen im Bereich der Schwingungsdynamik sowie langjährigen praktischen Erfahrungen, die wir aus zahlreichen Betriebsmessungen an Generatoranlagen oder an Bord von Schiffen gewinnen konnten. Die erfahrenen Ingenieure von VULKAN erfassen mit modernster Mess- und Analysetechnik alle relevanten Zustände im Betrieb der VULKAN Produkte. Mit Hilfe von Lasern werden axiale und radiale Verlagerungen gemessen. Das Messspektrum umfasst außerdem Drehmomentmessungen mit DMS-Applikationen auf Antriebswellen und hoch auflösende Messungen von Drehschwingungen über induktive Sensoren an der Kupplung.

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Die 6DOF Berechnung („6-Degrees of Freedom“ - „6-Freiheitsgrade“) dient der Berechnung der geeigneten Gummi-Mischung elastischer Lagerungen

Unter Berücksichtigung von Seegang, Motormomenten und Gewicht der Komponenten können die Eigenfrequenzen des Systems berechnet werden. Das Ziel der 6DoF Berechnung ist es, die Eigenfrequenzen des Motors durch die Auswahl entsprechender Lagersteifigkeiten in Bezug auf die Erregerfrequenzen des Motors oder anderer Erreger so zu verschieben, dass Resonanzen zwischen Erreger- und Eigenfrequenz des Motors vermieden werden. Die Anlage wird so vor Beschädigungen geschützt und ist lange verfügbar.

Ein Sonderfall tritt dann auf, wenn der Motor elastisch gelagert und mit einem starr aufgestellten Getriebe auf einem gemeinsamen Grundrahmen noch einmal elastisch gelagert ist. In einem solchen Fall wird in einer 12DoF Berechnung das Gesamtsystem berechnet. Ein Beispiel für einen solchen Sonderfall stellt die Berechnung von Schockbelastungen auf die Lagerungen dar. Darunter fallen beispielsweise Explosionen, bei denen hohe Beschleunigungen auftreten. Der Schock wird durch das Zusammendrücken der elastischen Lagerungen auf einen Bruchteil der ursprünglichen Größe stark reduziert.

VULKAN misst der Entwicklung von Elastomeren und den dafür geeigneten Vulkanisationsprozessen einen hohen Stellenwert bei. Seit Errichtung eines eigenen Vulkanisierwerks im Jahr 2005 hat VULKAN zahlreiche eigene Elastomer-Verbundstoffe entwickelt.

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Es können alle Produkte der VULKAN Gruppe wie beispielsweise hochelastische Kupplungen, Kurbelwellendämpfer, elastische Motorlagerungen und Verbundfaser-Wellen geprüft werden.

Dazu stehen 19 fest aufgebaute, unter Anleitung von VULKAN entwickelte Prüfstände zur Verfügung. Diese werden fortlaufend erweitert und mit der aktuellsten Messtechnik versehen. Einige der Prüfstände sind weltweit einmalig, wie z.B. ein im Jahr 2014 fertig gestellter Prüfstand zur Torsionsbelastung von Verbundfaser-Wellen bis zu einer Länge von 18 m. Die Prüflinge können statisch und / oder dynamisch im Drehmomentbereich von 10 Nm bis 5.000.000 Nm belastet werden. Die Messungen dienen der Erprobung von neuen Produkten oder begleiten qualitätssichernd die Serienfertigung. Spezielle Messungen werden auf Kundenwunsch (z. B. Bestimmung akustischer Eigenschaften) oder nach Forderung der Klassifikationsgesellschaften durchgeführt.

Externe Messungen

Auf Kundenwunsch oder im Rahmen von Trouble-Shootings werden Schwingungsmessungen an VULKAN Produkten weltweit im eingebauten Zustand unter realen Betriebsbedingungen durchgeführt.

Diese Messungen umfassen unter anderem Drehmomentmessungen, Drehschwingungsmessungen und -analysen, Linearschwingungsmessungen (z. B. nach DIN ISO 10816-6) sowie Körperschallmessungen. Die Verwendung mehrkanaliger Telemetrie ermöglicht dabei die Messdatenerfassung in rotierenden Systemen. Mess-Hard- und Software führender Hersteller kommt dabei zum Einsatz. Die Drehschwingungsmessung stützt sich sogar auf ein von VULKAN selbst entwickeltes spezialisiertes Mess-System. Neben begleiteten, aktiven Messungen bietet VULKAN an, Langzeit-Monitorings vorzunehmen.

Services

Schwingungsmessungen- bzw. Analysen sowie Belastungstests für kundeneigene Produkte führt VULKAN im Auftrag intern und extern durch. Hierzu stehen ein umfangreiches Sortiment an Prüfständen und flexibel einsetzbarer Sensorik sowie die entsprechende Analysesoftware zur Verfügung.

Zur Findung einer individuell angepassten messtechnischen Lösung, stehen Ihnen unsere erfahrenen Messingenieure gerne zur Verfügung.

Heutzutage werden in der Schifffahrt - aus unterschiedlichen Gründen - geringe Lärm- und Vibrationspegel für eine Vielzahl von Schiffen (Schiffstypen) verlangt. VULKAN ist Experte auf dem Gebiet der Vibro-Akustik und bietet eine enorme Bandbreite an Produkten und Lösungsmöglichkeiten für unterschiedlichste Anforderungen.

Für detaillierte Informationen zum Thema Akustik klicken sie hier.

Akustik

VULKAN verfügt über eine hauseigene Vulkanisation. Durch diese technische Expertise können alle kritischen Prozessparameter identifiziert, quantifiziert und optimiert werden. So werden Spritzpressdruckwerte und Druckdauer gemessen und die Temperatur- und Druckprofile der Vulkanisationsausrüstung bestimmt.