Druckluft- und Stickstoffversorgung von KAESER für den Forschungsautoklaven.
Das Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt forscht nach Methoden, superleichte Carbonfaser-Bauteile zeitsparend, serienmäßig und vollautomatisiert herzustellen. Mit schwerem Gerät. Und mit Know-how von Kaeser.
Ob Flugzeug, Auto oder Fahrrad, heute baut man leicht, zugunsten der Energieeffizienz. Der Zukunftswerkstoff CFK, „Carbonfaserverstärkter Kunststoff“ spielt dabei eine wichtige Rolle.
Das Zentrum für Leichtbauproduktionstechnologie (ZLP) des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stade forscht nach Methoden, die serienmäßige, vollautomatisierte Herstellung von CFK-Bauteilen (bis zu 100 000 Stück pro Jahr) in hoher Qualität rentabler und damit auch für andere Anwendungsbereiche interessant zu machen. Das ZLP setzt hier theoretisches Wissen aus dem Labor- in den Industrie-Maßstab um, um Effekte am Material oder an der Anlage in Originalgröße zu untersuchen. Dazu werden Anwendungsfälle vollständig simuliert. Und das geschieht im Forschungsautoklaven.
Ein Koloss – der größte Forschungsautoklav der Welt.
Ein Autoklav ist ein Ofen, in dem Werkstoffe bei hoher Temperatur und unter Druck eine Verbindung miteinander eingehen, d. h. er funktioniert tatsächlich wie ein Schnellkochtopf, in dem sich z. B. Flugzeug-Rumpfbauteile, Flügel oder Seitenleitwerke komplett herstellen und analysieren lassen. Mit einer Außenlänge von 27 m und einem Außendurchmesser von 6,50 m ist die 181 Tonnen schwere Röhre eine imposante Erscheinung.
Der Transport – eine logistische Herausforderung.
Doch der Autoklav musste vom Herstellerwerk in Coesfeld nach Stade transportiert werden. Dazu ging es zunächst zum Binnenhafen Coesfeld. Dort wurde der Autoklav auf ein Schiff verladen, das ihn über 300 km weit nach Stade brachte. Nach dem Umladen auf Schwertransporter überquerte der „Pott“ schließlich die eigens dafür gesperrte Autobahn A26.
Der Autoklav – ein „Schnellkochtopf“, der mit Druckluft und Stickstoff arbeitet.
In Stade wird der Forschungsautoklav mit 420 °C betrieben. Bei diesen Temperaturen besteht die Gefahr, dass sich die Forschungsobjekte im Innern entzünden. Deshalb kommt Stickstoff zum Einsatz, das als Schutzgas fungiert und ein Verbrennen der Bauteile verhindert.
Hier leistet Kaeser einen wichtigen Beitrag: Druckluft wird in einem Kaeser Stickstoffgenerator in seine Bestandteile Stickstoff und Sauerstoff zerlegt.
Zunächst wird die Luft in einem Adsorptionstrockner (DC 169 E) entfeuchtet, bevor die Nachverdichter sie auf 35 bar komprimieren. Zwei weitere Kältetrockner (THP 142-45) und zwei weitere Mikrofilter-Aktivkohleadsorber-Kombinationen sorgen dafür, dass nur trockene und hochreine Druckluft in den Stickstoffgenerator fließt.
Die zweite Stufe der Druckluftanlage bilden zwei Schraubenkompressoren der Baureihe CSD 125 SFC (75 kW, drehzahlgeregelt) die im Wechselbetrieb ein 9,5-bar-Druckluftnetz bzw. drei Kolben-Nachverdichter (N 502-G 9,5/35 bar) speisen.
Der Stickstoff wird schließlich mit rund 30 bar Druck in zwei Druckbehältern in je 200 Kubikmeter Fassungsvermögen gespeichert.
Die in einem Energiespar-Kältetrockner (TF 251) getrocknete und einer Mikrofilter-Aktivkohleadsorber-Kombination gereinigte 9,5-bar-Druckluft dient dem Betrieb von Luftkissen-Transportzeugen, die Nutzlasten bis zu 70 Tonnen aufnehmen können – denn Effizienz wird bei Kaeser groß geschrieben!
Carbonfaser – nichts brennt an.