24.09.2004
Mit der Inbetriebnahme der 1,1-MN·m-Drehmoment-Normalmesseinrichtung (Bild 1) wurde der 1993 begonnene Aufbau des Laboratoriums für die Darstellung der Größe Drehmoment nach 12 Jahren erfolgreich abgeschlossen. Damit stehen in der PTB Messeinrichtungen über 9 Dekaden zur Verfügung, die weitgehend alle Anforderungen aus Industrie und Forschung mit der erforderlichen Messunsicherheit abdecken können. Weltweit waren bisher rückführbare Kalibrierungen bis 200 kN·m nur im LNE/Paris möglich.
Bild 1: Kalibrierung eines Drehmomentaufnehmers bis 690 kN·m an der 1,1-MN·m-Drehmoment-Normalmesseinrichtung der PTB Braunschweig für die Leistungsmessung an einer Siemens-Westinghouse-Gasturbine
Die jetzt geschaffene Messbereichserweiterung bis 1 100 kN·m erlaubt es, im Einsatz befindliche Messmittel mit einer Messunsicherheit von 0,1 % oberhalb der mit Direktbelastung dargestellten Skale bis 20 kN·m hinreichend genau zu kalibrieren. Der Einbauraum der 1,1-MN·m-Dm-NME ermöglicht es auch, Messgeräte mit einem höheren Nennmoment (derzeitig werden weltweit Aufnehmer bis 2,5 MN·m hergestellt) in die Einrichtung zu adaptieren und im Teilbereich zu kalibrieren.
Die Erzeugung des Drehmomentes erfolgt über einen gleicharmigen Doppelhebelarm mit mechanischen Spindelantrieben in der unteren Maschinenplattform. Der Kalibriergegenstand wird danach in Reihe zu einem Drehmoment-Referenzaufnehmer adaptiert und das wirkende Drehmoment an den in dem höhenverstellbaren Querhaupt angeordneten Paar von Zug-Druckkraftaufnehmern nahezu störkomponentenfrei gemessen. Durch Zusatzantriebe werden die während der Belastung u. a. durch Symmetriefehler entstehenden mechanischen Störgrößen (Biegemomente und Querkräfte) minimiert. Die erforderlichen Steuersignale liefern auf der Messseite in den Kraftfluss integrierte und mit DMS-Brücken applizierte Federgelenke.
Seit Mai 2004 befindet sich das Normal in der Erprobung und Justage. Erste Kalibrierungen bis 100 kN·m und nachfolgend bis 700 kN·m sowie Testergebnisse bis 1,1 MN·m bestätigten die Funktionsfähigkeit der Einrichtung und des gewählten Funktionsprinzips. Ab 2005 soll der reguläre Kalibrierbetrieb aufgenommen werden.
Bereits Mitte des Jahres konnte für das Prüffeld von Siemens Power Generation eine spezielle Messwelle kalibriert werden, die zur Leistungsmessung an Prototypen von schweren Kraftwerks-Gasturbinen zum Einsatz kommt (Bild 2).
Bild 2: Siemens-Westinghouse W501FD im Gasturbinen-Prüffeld Berlin
Ansprechpartner:
Dr. D. Peschel, FB 1.2, AG 1.22, E-mail: diedert.peschel@ptb.de