Liebe ClubMitglieder, ohne ihr Magnetfeld wäre die Erde für Menschen unbewohnbar. Es schützt uns vor Teilchenstürmen, die bei Sonneneruptionen entstehen, und lenkt gefährliche kosmische Strahlung ab. Bisherige Forschungsergebnisse zur Entstehung, zum Verhalten und zur Stabilität dieses...
Phänomens sind noch immer lückenhaft. Wissenschaftler am Dresdener Helmholtz‑Zentrum wollen dies ändern und ließen sich von der SBS Bühnentechnik GmbH eine gigantische, rotierende [b]Versuchsanlage zur Simulation des Erdmagnetfeldes[/b] bauen. Bei der Verrohrung griff das Unternehmen auf die Kompetenz unseres ClubPartners [url=http://www.german-emirates-club.com/Partner/27/1026][b]HANSA‑FLEX[/b][/url] zurück.
Die Dimensionen des DRESDYN, für „DREsden Sodium facility for DYNamo and thermohydraulic studies“, genannten Infrastrukturprojekts sind gewaltig: In einem Betonquader mit einer Grundfläche von zehn auf zehn und einer Höhe von sieben Metern steht ein Stahlmonstrum, das entfernt an einen
Globus erinnert. Die Ähnlichkeit ist kein Zufall, denn mit der Anlage soll das Erdmagnetfeld simuliert werden. Als Forscher des Helmholtz-Zentrums in Dresden mit dem Vorhaben an die SBS herantraten, war Gunter Weigelt, mittlerweile Projektleiter Dresdyn bei SBS, sofort klar, dass es kompliziert wird: „Die Anlage bewegt sich im Grenzbereich des technisch Machbaren“, schildert er. Angesichts der Spezifikationen und Anforderungen hatten bereits einige Unternehmen dankend abgelehnt. Doch bei SBS traute man sich das Projekt zu. 1874 als Stahlund Metallbauunternehmen gegründet, statten sie schon über 100 Jahre lang Theater, Opernhäuser, Konzertsäle und Hallen mit Technik rund um die Bühne aus. Das Unternehmen legt dabei höchsten Wert auf Sicherheit und ist SIL3-zertifi ziert. „Das ist nur eine Sicherheitsstufe unter der von Airbus“, erklärt Weigelt. Doch auch für die erfahrenen Ingenieure war das Projekt des Helmholtz-Zentrums bezüglich Dimension und auftretenden Kräften eine einzigartige Herausforderung.
ACHT MILLIONEN NEWTONMETER
Das Erdmagnetfeld entsteht durch die doppelte Rotation der Erde – einmal um die Sonne und um die eigene Achse. Da die Erdachse gekippt ist, entstehen Kräfte, die das flüssige Erdinnere in einer wirbelnden Strömung halten und so das Magnetfeld erzeugen. Diesen Effekt simuliert die Anlage: Auf einem Großwälzlager steht eine Stahlkonstruktion mit vier Armen, die einen schwenkbaren Tank halten, in dem sich flüssiges Natrium befindet. 170t Gesamtgewicht bringt die Anlage auf die Waage. Trotz dieser gigantischen Masse kann sie auf dem Lager mit einer Umdrehung pro Sekunde rotieren. Innen rotiert der Natriumtank dann zusätzlich um seine eigene Achse – mit noch einmal bis zu zehn Umdrehungen in der Sekunde. Dabei entstehen ungeheure Kräfte, weiß der technische Verantwortliche der Anlage, Georg Schnurr: „Das gyroskopische Moment kann dabei bis zu acht Millionen Newtonmeter betragen.“ Diese gewaltigen Kräfte werden über das Gestell und den gelagerten Ring an das Fundament abgegeben. Letzteres ist mit sieben langen Betonsäulen 22 m tief im Grundgestein verankert.
SCHMIERUNG UND KÜHLUNG
Bei solchen Dimensionen wird klar, dass bei dem Großwälzlager die Schmierung eine zentrale Rolle einnimmt. Eine Dauerschmierung kam dafür jedoch nicht infrage. Denn das Öl muss nicht nur die Reibung im Lager reduzieren, sondern auch Wärme abführen. „Damit das Natrium im Tank flüssig bleibt, muss es eine Mindesttemperatur von 110 °C haben“, so Schnurr. Durch die Verwirbelung in dem Tank erhitzt es sich sogar noch weiter. Über das Stahlgestell wird diese Wärme an das Öl abgegeben. Also entschied sich SBS für eine Umlaufschmierung und fand für den Bau des komplexen Leitungsnetzes in [b]HANSA-FLEX[/b] einen Spezialisten, dem sie die sichere Installation der Rohre zutraute. Von einem Tank wird das Öl zur Innenseite des Großwälzlagers gepumpt. 26 Schläuche verteilen es rundherum. „Auf jedem Schlauch steckt eine Metallverzweigung, die der Sonderarmaturenbau in Dresden hergestellt hat“, erklärt Martin Engert, Vertriebsmitarbeiter bei HANSA-FLEX. So wird das Öl an 52 Stellen in das Lager gepumpt. Von dort fließt es zurück in einen weiteren Tank und gelangt über einen zweiten Kreislauf in einen Öl-Wasser-Kühler. Dieser nimmt die Wärme auf, bevor das gekühlte Öl wieder zurück in den Tank fließen kann. „Insgesamt hat der Industrieservice mehrere Hundert Meter Rohre verlegt, das System befüllt und die Dichtigkeit geprüft“, blickt Engert zurück. Um die starken Vibrationen, die beim Betrieb der Anlage entstehen, aufzufangen, ist jede einzelne Rohrleitung beim Übergang zwischen Halle und Anlagenfundament entkoppelt – die kleinen Zuleitungen mit Hydraulikschlauchleitungen, die große Rücklaufleitung mit Kompensatoren.
SPEZIALWISSEN GENUTZT
Bereits im Vorfeld hatte [b]HANSA-FLEX[/b] sein Fachwissen eingebracht. „Uns war klar, dass bei den auftretenden Vibrationen die vorgesehenen Schneidringverbindungen nicht zuverlässig halten würden. Deshalb haben wir stabilere Elemente vorgeschlagen“, nennt Engert ein Beispiel. Mit diesem Engagement und der rundum professionellen Ausführung hinterließ das Unternehmen einen guten Eindruck. „Wenn man 170 t Stahl mit solch hohen
Geschwindigkeiten bewegt, ist Sicherheit oberstes Gebot. Mit unserer Ingenieurskompetenz ist es uns gelungen, die enormen Kräfte so zu bändigen, dass ein sicherer Betrieb gewährleistet ist. Dafür nutzen wir auch das Fachwissen von Spezialisten wie HANSA-FLEX“, resümiert Gunter Weigelt.
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Gewaltige Kräfte werden später über das Gestell und den gelagerten Ring an das Fundament abgegeben. Letzteres ist mit sieben langen Betonsäulen 22 m tief im Grundgestein verankert.
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Um die starken Vibrationen, die beim Betrieb der Anlage entstehen, aufzufangen, ist jede einzelne Rohrleitung beim Übergang zwischen Halle und Anlagenfundament entkoppelt – hier die große Rücklaufleitung mit Kompensatoren.
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