23. APRIL 2018

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Neues Laufrad in vier Wochen entwickelt und geprüft


Wegen einer erheblichen Leistungssteigerung der MTU-Dieselmotor-Serie „8000“ musste die Förderleistung der Kühlwasserpumpe kurzfristig um über 20 Prozent erhöht werden.

Die Allweiler AG entwickelte dafür mit modernen 3D-Strömungssimulationsverfahren (CFD) in vier Wochen den Prototyp eines neuen Laufrads. Der herkömmliche Weg, eine neue Pumpe mit größerem Laufrad und damit mit größerem Gehäuse zu konstruieren, schied wegen der Platzverhältnisse aus. Da der Motor die Pumpe direkt antreibt, ließ sich der benötigte Förderdruck auch nicht durch eine Drehzahlerhöhung realisieren. Die Lösung lag in einer optimierten Schaufelgeometrie, die den benötigten Förderdruck bei unverändertem Laufraddurchmesser erreicht. Nur durch 3D-Strömungssimulationsmethoden (CFD - „Computational Fluid Dynamics“) waren die benötigten ungewöhnlich hohen Schaufelbelastungen und die Leistungsdichte ohne eine Vielzahl kostenintensiver und zeitaufwändiger Versuche erreichbar. Die berechnete 3D-Laufradgeometrie wurde direkt ins 3D-CAD System umgesetzt, um dann mit Rapid Prototyping-Verfahren sehr schnell Versuchsteile zu erzeugen und die Kennlinien zu verifizieren. Konstruktionsleiter Manfred Fleckenstein: „Wir setzen seit über sechs Jahren diese CAE-Verfahren ein. Es hat sich gezeigt, dass diese Programme selbst bei Laufradgmetrien im Grenzbereich die Druckverteilung und die Strömungsverhältnisse in einer Pumpe exakt simulieren. Wir brauchen weder mehrere Prototypen noch Versuche, um die ungenauen Ergebnisse herkömmlicher Auslegungsverfahren zu prüfen.“ Da Allweiler schon über Jahre eng mit MTU zusammenarbeitet, konnten Pumpe und Motor zudem im „simultaneous Engineering“ parallel entwickelt werden, was die Entwicklungszeit nochmals verkürzte. Die Pumpen der Baureihe „Mega“ (Baugröße 125-250) sind speziell für den MTU-Schiffs-Dieselmotor „8000“ konstruiert. Ihre max. Fördermenge beträgt 273 m3/h bei einer Förderhöhe von max. 53 m. Antriebszahnrad und Laufrad sind mit der Welle durch einen hoch belastbaren Kegel-Presssitz verbunden, der sich nur mit einem Öl-Abpressdruck von 2400 bar wieder demontieren lässt. Damit ist das Aggregat äußerst unempfindlich gegen die starken Schwingungen des Motors. In den letzten drei Jahren wurden etwa 30 „Mega“-Pumpen an die MTU geliefert.

www.allweiler.de

Datum:
16.11.2004
Unternehmen:

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