Trocknungsprozess für Hubschraubergetriebe
Herausforderung: Sehr große Bauteile und eine erhebliche Wasserfracht nach dem Spülen
Die vollständige Trocknung von großflächigen Hubschraubergetriebeteilen stellte einen Trocknungsanlagenbauer vor eine völlig neue Herausforderung. Diese wurde mit einer kombinierten Abblas-Trockenraum-Variante erfolgreich gelöst.
Die ZF Luftfahrttechnik GmbH (ZFL) in Calden entwickelt und fertigt dynamische Komponenten für Hubschrauber. In ihrem Werk in Hessen werden die Getriebe vieler namhafter Hubschrauberhersteller zudem gewartet, überholt und repariert. Mit diesem umfassenden Portfolio gehört die ZFL auch zu den langjährigen Partnern der Bundeswehr. Um den äußerst hohen Anforderungen seiner Kunden weiterhin gerecht zu bleiben, war es notwendig geworden den Prozessabschnitt der Trocknung auf den neuesten Stand zu bringen. Gleich ob Neufertigung oder Wartung – immer werden die Getriebe oder ihre Komponenten auch oberflächenveredelt und benötigen im Anschluss eine sichere und homogene Trocknung. Auf der Suche nach einem passenden Partner hierfür wurde die ZFL bei einer Internetrecherche auf den Trocknungsanlagenbauer Harter aus Stiefenhofen im Allgäu aufmerksam. Dieser wiederum wurde in den über 25 Jahren Firmenaktivität schon mit vielen Herausforderungen konfrontiert und hat mit seiner Wärmepumpen-Kondensationstrocknung im geschlossenen System bereits viele Trocknungsprobleme gelöst. Auch bei der ZF Luftfahrttechnik GmbH sollte Harter eine passende Lösung entwickeln.
Großversuch im Technikum
Nach einem Besuch vor Ort und einer Inaugenscheinnahme der technischen und örtlichen Gegebenheiten war deutlich, dass dieses Projekt für Harter alles bisher Umgesetzte übertreffen würde. Die Getriebebauteile sind sehr großflächig, teilweise meterlang und extrem voluminös. Ihre hochkomplexen Geometrien hatten nichts mit dem zu tun, was der Trocknungsanlagenbauer bisher bei zum Beispiel klassischen Gestelltrocknern oder Lacktrocknern gekannt hatte. Für die innovationsfreudigen Allgäuer Spezialisten war klar, dass Trocknungsversuche im großen Maßstab unumgänglich waren. Doch die Standardtrockner, die Harter in seinem hauseigenen Technikum zur Verfügung hat, waren für diese großen Bauteile nicht ausreichend. Deshalb bereitete Harter einen speziellen Versuchsaufbau vor, um die technische Situation so realitätsnah wie möglich simulieren zu können. Für die Versuchsreihe nimmt Harter immer die für die Trocknung schwierigsten Bauteile heran. Findet sich hierfür eine gute technische Lösung, dann passt diese natürlich auch für die einfacheren Teile. Mit einem Kran wurden die zur Verfügung gestellten Getriebe in ein Spülbecken getaucht und beim Herausfahren so gekippt, dass bereits eine gewisse Wassermenge entleert wurde. Dennoch war die verbleibende Wasserfracht in den Hohlräumen zu hoch, um direkt mit der Trocknung zu beginnen. Für genau solche Fälle hat der Allgäuer Trocknerhersteller vor einiger Zeit eine druckluftfreie Abblastechnik entwickelt. Diese wird bei geometrisch besonders anspruchsvollen Produkten als Vorstufe zur eigentlichen Trocknung eingesetzt. Die Ergebnisse der Trocknungsversuche waren vielversprechend, so dass die Planung einer entsprechenden Anlage beginnen konnte.
Extrem trockene Prozessluft
Die Kondensationstrocknung im geschlossenen System ist eine Entwicklung aus dem Hause Harter. Grundlage für eine erfolgreiche Trocknung sind zwei Komponenten. Zum einen eine effiziente Luftentfeuchtung mittels Wärmepumpe und zum anderen die richtige Luftführung. Harter nutzt hierzu einen physikalisch alternativen Ansatz. Extrem trockene und damit ungesättigte Luft wird über oder durch die zu trocknenden Produkte geführt und nimmt dabei die vorhandene Feuchtigkeit auf. Der mit Feuchtigkeit beladenen Luft wird anschließend mithilfe der sogenannten Airgenex-Entfeuchtungstechnologie die gespeicherte Feuchte entzogen. Die Feuchtigkeit wird auskondensiert und verlässt als Kondensat die Anlage. Anschließend wird die abgekühlte Luft mit der zurückgewonnenen Energie wieder erwärmt und weitergeleitet. Der Kreislauf ist somit geschlossen. Die Trocknung findet in einem variablen Temperaturbereich zwischen 40° - 90 °C, je nach Anwendung statt. Wichtig ist nun die Luftentfeuchtung mit einer gezielten Luftführung zu kombinieren. Denn die trockenste Luft ist nichts wert, wenn sie nicht dorthin gelangt, wo sie die Feuchte aufnehmen soll. Die Luftführung entsprechend zu konzipieren gehört zum großen Erfahrungsreichtum bei Harter.
Platz- und energiesparend
Aus Platzgründen wurden sowohl das Entfeuchtungsaggregat als auch der Ventilator für die Abblasung bei ZFL im ersten Stock installiert. Das ganze System ist mit einer isolierten Verrohrung verbunden, so dass Wärmeverluste auf ein Minimum reduziert werden. Der Hochdruckventilator für die Abblasdüsen hat eine Anschlussleistung von 5,5 kW, das Airgenex-Aggregat 9,5 kW. Im Trockenraum sind sechs spezielle Umluftventilatoren verbaut, die eine Nennleistung von 0,7 kW haben. Außerdem ist ein elektrisches Heizregister mit 10 kW eingebaut. Dieses ist lediglich zu Beginn des Trocknungsvorgangs in Betrieb, um den Trockenraum schnell auf die benötigte Temperatur zu bringen. Die Nennleistung der gesamten Anlage im Produktionsbetrieb liegt bei 15 kW. „Mit dieser Anlagentechnik sind wir für unsere so unterschiedlichen Fälle bestens aufgestellt. Alle Anforderungen an Technik, Qualität und Energie wurden vollständig erfüllt“, so das Fazit der ZFL.