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AVIO-TEC - Ground-Test-Tool zur Massenstrom-Messung

Eine historische Domäne für die Messung von Massenströmen ist die Warenwirtschaft. Hier dürfte sie auch ihre größte Verbreitung haben: Menge x Preis = Wert des gelieferten Produktes. Dabei errechnet sich die „Menge“ aus einem kalibrierten Querschnitt, multipliziert mit der Geschwindigkeit des ihn durchströmenden Mediums. Heute gewinnen solche Systeme auch für technische Funktionstests eine immer größere Bedeutung. Die nachfolgend beschriebene Applikation beispielsweise prüft folgendes: Reicht der bei einem Helikopter – mittels eines Nebenaggregats der Antriebsturbine – erzeugte Luftstrom aus, um die eingebaute Avionik-Elektronik für einen sicheren Flug zuverlässig zu kühlen?

Ground-Test-Tool zur Massenstrom-Messung


SANTOX realisiert fahrbare Testkoffer in „Schaltschrankgröße“

Nomen est omen: Das in Planegg (nahe München) ansässige Unternehmen AVIO-TEC hat sich seit fast zwei Jahrzehnten in einem anspruchsvollen Markt etabliert. Produziert werden u.a. kundenspezifische elektrische und elektronische Testgeräte für sicherheitsrelevantes Aircraft- (aber auch Automotiv-) Equipment. Ein Beispiel einer solchen Anwendung ist ein Prüfsystem für den Massenstrom von Luft, das den sogenannten Ground-Test-Tools zugeordnet ist. Hierbei geht es um die Überprüfung des Belüftungssystems von Hubschraubern vor dem Flug: Reicht der Luftstrom aus, um die gesamten flugtechnischen Gerätschaften ausreichend zu kühlen? Oder, falls dies nicht der Fall ist: Wo befindet sich eine Leckage, die dafür verantwortlich ist, dass der spezifizierte Wert nicht erreicht wird? Ein zu geringer Luftstrom ohne Leckage zeigt dagegen, dass der Fehler bereits im „Luftgenerator“ liegen muss. (Diese große Aussagefähigkeit macht das Prüfsystem, nach Aussage seiner Entwickler, generell für alle Anwendungen an nicht entzündlichen Gasen geeignet.)

Ein Gehäuse, das es in sich hat

Als im Hangar resp. Flugfeld einzusetzendes Ground-Test-Tool werden an die Mobilität, die Stabilität und an das Handling der Testeinrichtung hohe Anforderungen gestellt. Und dies ungeachtet dessen, dass der „Testkoffer“ mit ca. 1050 x 800 x 400 mm (H x B x T) an die Maße eines Schaltschranks heranreicht (siehe Bild 2).

Die Verbindung zwischen Helikopter und Messeinrichtung erfolgt über spezielle Adapter (siehe Bild 4). Alle für die Messung erforderlichen Gerätschaften, inklusive des Touchbildschirms für die Menüwahl sowie alle relevanten Anzeigen und Alarme, befinden sich in der obersten Gehäuseebene auf einer großen Frontplatte, deren Abdeckung nach Entriegelung über Gasdruckfedern geöffnet und gehalten wird (siehe Bild 5). Die Steuerung selbst erfolgt mittels einer SPS eine Ebene darunter. Dort sind auch unterschiedliche Elektroniken, Netzteile etc. platziert; denn zur Messung des Massenstromes müssen über entsprechende Sensoren außer der Luftgeschwindigkeit ebenso Druck und Temperatur bestimmt werden. 

Erreicht der Luftmassenstrom nicht seinen spezifizierten Wert, so kann mit der gleichen Testeinrichtung, nach Umschaltung, eine Leckage-Messung vorgenommen werden. Hierzu muss zunächst der erforderliche Druck im Ground-Tester aufgebaut werden. Dies erfolgt in den unteren beiden Ebenen in einer „Resonanzstufe“ (siehe Bild 3), die dazu gegenüber den anderen Ebenen und nach außen hermetisch abgeschottet sein müssen. Dennoch sind sie für Wartung und Service über insgesamt 12 stabile Butterfly-Schlösser (siehe Bild 6) vollständig zugänglich.

Herr Hauser, bitte konstruieren Sie
In Löffingen-Unadingen sollte aus dem wohl durchdachten Konzept von AVIO-TEC ein funktionales, bedienfreundliches und -sicheres Messsystem entstehen. SANTOX hat sich auf mobile Lösungen für „Hightech und Co.“ spezialisiert. Das bedeutet, dass Kunden hier die idealen Gehäuse- und Kofferlösungen für ihre Technik erhalten – auch wenn der „Koffer“, wie hier, Schaltschrankdimensionen erreicht. Immer sind die Gehäuse Teil einer optimierten Komplettlösung: Für unterschiedlichste mobile Einsätze unterstützen die Löffinger Spezialisten dabei ihre Klientel seit Jahrzehnten mit maßgeschneiderten und -konfigurierten Lösungen. Zum Einsatz kommen hochwertige Aluminiumprofil-, Aluminiumzargen- oder Vakuum-tiefgezogene Koffer und Gehäuse unterschiedlicher Baureihen. In hunderte unterschiedlichste Anwendungen haben die Gehäusespezialisten dabei ihre fundierte Erfahrung und Kompetenz eingebracht – und auch selbst bei jeder Anwendung und von jedem Kunden dazugelernt.

Im vorliegenden Fall war man sich einig, dass für dies Anwendung als Messkoffer die Gehäuseserie S2000 optimal ist. Durch deren Konstruktionsprinzip der doppelschaligen Aluminiumprofile bleiben alle Befestigungselemente des inneren Ausbaus von außen unsichtbar – und umgekehrt, was wiederum für einen geringen Luftwiderstand in den beiden unteren „Resonanzebenen“ sorgt. Darüber hinaus verbindet der bionische, den Bambushalmen ähnliche Profilaufbau mit integrierten Verstärkungsknoten die höchst mögliche Stabilität mit einem moderaten Gewicht und gefälliger Optik.

Alle erforderlichen Konstruktionen wurden sofort nach dem Besuch des Kunden in Angriff genommen und ein erstes Gehäuse „zur Freigabe“ in kürzester Zeit realisiert. Das Ergebnis war so überzeugend, dass bisher insgesamt elf Ground-Test-Mess-Systeme in Auftrag gegeben wurden.

Lebenslanger Reparaturservice
An den „Fall der Fälle“, nämlich dass bei technischen Geräten und deren funktionaler „Verpackung“ trotz aller Sorgfalt auch irgendwann etwas kaputt gehen kann, denkt man bei der Neukonzeption einer Anwendung oft nicht. Das muss man als Kunde von SANTOX auch nicht, denn für die Gehäuse wird ein lebenslanger Reparaturservice geboten. Ergänzt wird dieser durch eine fünfjährige Werksgarantie auf Materialien und Verarbeitung. Beispielsweise sind alle Schlösser und Beschläge auch nachträglich und einzeln austauschbar. Eine lückenlose Dokumentation aller Konstruktionsdetails macht Erweiterungsbestellungen leicht. Langlebigkeit und Langzeitverfügbarkeit aller Gehäusekomponenten, auf die beispielsweise im Avionik-Bereich größter Wert gelegt wird, geben darüber hinaus beruhigende Sicherheit.

Zusammenfassung

Gehäuse- und Elektronik-Koffer-Spezialist SANTOX übernimmt für seine Kunden als zusätzliches, umfassendes „Engineerings- und Dienstleistungspaket“ viele Leistungen, die man nicht unbedingt von einem Gehäuselieferanten erwartet. Bei der Realisierung der beschriebenen, schrankgroßen Messkoffer haben die Löffinger Fachleute, nach einer ausführlichen Anwendungsberatung, neben der Konstruktion auch den kompletten mechanischen Aufbau, inklusive interner Verdrahtung übernommen. Weitere Dienstleistungen können beispielsweise sein: mechanische Bearbeitungen aller Art in Bearbeitungszentren, Beschriftung, Funktionsprüfung, Beschaffung und Überwachung aller Bauteile eines Komplettsystems, 2D- und 3D-Konstruktion des Gehäuses inklusive aller Einbauten, das Wärmemanagement der Elektronik (wenn es um geschlossene Systeme geht). Darüber hinaus ist man in Löffingen-Unadingen ebenso spezialisiert auf die Herstellung von Kunststofftiefziehteilen und von maßgeschneiderten PE-Schaumstoffteilen.

Der Autor: 

Peter Hauser ist Gründer des Unternehmens Santox-Industriekoffer und ist im heutigen Unternehmen verantwortlich für Technik und Entwicklung.

Avio-Tec in Kürze
Der Betrieb AVIO-TEC besteht seit 2000 und ist seitdem Lieferant namhafter Hersteller und Zulieferer für Luftfahrtgeräte. Seit 2006 ist der Betrieb im Raum München beheimatet. Geschätzt werden seine Leistungen u.a. in den Segmenten Electronics, Engineering und Systemlösungen dieser Branche.

Eine ganze Armada von insgesamt elf Massenstrom-Testgeräten wurden bisher gefertigt.

Die auf großen Rollen mobilen Messkoffer erreichen mit 1050 x 800 x 400 mm Schaltschrankdimensionen.

Im Schnitt sind sowohl das kalibrierte Messrohr (blau) als auch die „Resonanzkammern“ in den unteren beiden Ebenen für die Leckagemessung ersichtlich.

Der Anschluss zum Heli erfolgt über entsprechende Ground-Adapter.

Touchbildschirm und alle Messgeräte befinden sich auf einer großen Frontplatte der obersten Ebene, die SPS und die Netzgeräte sind eine Ebene darunter beheimatet.

Die Druckstufe für die Leckagemessung ist für den Service über Butterfly-Schlösser gut zugänglich.