GKN Driveline in Lohmar

Neue Getriebeprüfstände für
GKN Driveline in Lohmar
New transmission test benches
Automotive solutions
siemens.de/pruefstand
Zweimotoren-Hybride- und
eDrive-Getriebeprüfstand
Antriebsmaschine:
180 kW, 430 Nm bis 4.000 U/min, max. 16.000 U/min
Belastungsmaschine:
150 kW, 2.500 Nm bis 573 U/min, max. 7.500 U/min
Two-motor hybrid and
eDrive gearbox test bench
Drive machine:
180 kW, 430 Nm to 4,000 rpm, max. 16,000 rpm
Load machine:
150 kW, 2,500 Nm to 573 rpm, max. 7,500 rpm
Die Firma GKN Driveline ist führender Lieferant von
Antriebsstrangkomponenten und -lösungen für die
Automobilindustrie und beschäftigt 26.500 Mitarbeiter
an 46 Fertigungsstandorten in 22 Ländern. GKN ist der
globale Marktführer in CVJ Systems, AWD Systems,
Trans Axle Solutions und eDrive Systems und beliefert
alle namhaften Fahrzeughersteller auf der ganzen
Welt.
Jedes Jahr werden viele Millionen Autos produziert. Bei
jedem Auto und in jedem Land der Erde stellt sich die gleiche Herausforderung: Die Antriebsleistung soll vom Motor
so verlustfrei, kraftstoffsparend und zuverlässig wie
möglich auf die Räder übertragen werden.
Am deutschen Standort in Lohmar werden Gleichlaufgelenkwellen, Antriebsstrangkomponenten und Systeme
für Allradfahrzeuge, Differenzialgetriebe, Differenzialsperren und eDrive Getriebe entwickelt. Für diese Aufgaben
wurden zwei Prüfstände mit einem entsprechend breiten
Leistungsspektrum gebaut.
Der Prüfstandsaufbau wurde robust und kompakt gestaltet, um eine hohe Schwingungssteifigkeit und damit eine
sehr gute Laufruhe zu erzielen. Zur Schwingungsisolierung der Spannplatte sind Luftfedern mit mechanischer
Niveauregulierung verbaut, sodass sich das Maschinenbett bei unterschiedlichen Prüfaufbauten automatisch
ausnivelliert. Der Aufbau ist außerdem so ausgeführt, dass
geometrisch unterschiedliche Prüflinge getestet werden
können. Die Belastungsmaschinen mit integrierten Kugelrollen und hochflexiblen Leistungskabeln
können manuell auf der Spannplatte entsprechend dem
Prüfling positioniert werden. Zur Anpassung an unterschiedliche Prüflings-Achsabstände ist die Antriebsmaschine mit einer elektromechanischen Höhenverstellung
versehen.
Allgemein
In den Prüfständen sind elektrische Maschinen vom
Siemens Typ 1SR1 eingesetzt, die von einer Umrichterschrankanlage SINAMICS S120 gespeist werden. Die elektrische Energie wird dabei im Verspannbetrieb über den
gemeinsamen DC-Spannungszwischenkreis ausgetauscht.
Zur dynamischen Drehmomenterfassung sind Messflansche der Firma HBM eingesetzt und zum Schutz des
Prüflings wurden Safeset-Sicherheitskupplungen in den
Antriebsstrang integriert.
Die Sollwertvorgabe erfolgt über die GKN Prüfstandssteuerungssoftware TCS3, welche über PROFINET mit
dem Siemens Steuerungs- und Regelungssystem CATS TC500
verbunden ist. Beide Systeme werden auf leistungsfähigen SIMATIC Industrie-Rack PCs betrieben. Die dezentrale
Mess- und Steuerungstechnik auf Basis SIMATIC ET 200S
ist über PROFINET vernetzt.
Kundennutzen
■■ Betriebssicherer Gesamtaufbau
■■ Hohe Flexibilität bei der Maschinenanordnung
und damit kurze Umrüstzeiten
■■ Exzellente Laufruhe auch bei hohen
Drehzahlen (16.000 U/min)
■■ Einsatz von Drehstrom-Asynchronmaschinen
im 4-Quadranten-Betrieb
■■ Einsatz der GKN Standardautomatisierung
in Verbindung mit dem Siemens Regelungssystem CATS TC500
■■ Schnelle dynamische Regelung dieser
Mehrmaschinenanlage über CATS TC500
■■ Einsatz von industriellen Siemens
Standard PCs, keine Sonderbaugruppen
■■ Einfache Wartung und hohe Verfügbarkeit
sind gewährleistet
■■ Modulare Erweiterungsmöglichkeit
über PROFINET
Mehrmotoren Prüfstand für Achsgetriebe
und AWD Komponenten bzw. Systeme
Antriebsmaschine:
370 kW, 3.300 Nm bis 1.071 U/min, max. 8.300 U/min
Belastungsmaschine:
230 kW, 6.000 Nm bis 366 U/min, max. 3.000 U/min
Multi-motor test bed for axis transmissions
and AWD components or systems
Drive machine:
370 kW, 3,300 Nm up to 1,071 rpm, max. 8,300 rpm
Load machine:
230 kW, 6,000 Nm up to 366 rpm, max. 3,000 rpm
GKN Driveline is the world’s leading supplier of automotive driveline components and systems. As a global
company serving the world’s leading vehicle manufacturers, GKN Driveline develops, builds and supplies an
extensive range of automotive driveline components –
for use in the smallest ultra low-cost car to the most
sophisticated premium vehicle demanding the most
complex driving dynamics. GKN Driveline is a leading
global producer of CVJ Systems, AWD Systems, Trans
Axle Solutions and eDrive Systems and operates in 22
countries at 46 manufacturing locations employing
approximately 26,500 people.
Every year millions of cars are produced for the world’s
roads. For every car, in every country, the challenge is
always the same: to transmit power from the engine to
the wheels in the most efficient, economical and reliable
way possible.
Constant velocity joints, AWD components and systems,
differentials, eAxles and eTransmissions are developed
at the facility in Lohmar, Germany. Two new test rigs with
a broad performance spectrum were built for theses
tasks.
The test rig design is rugged and compact to achieve high
levels of vibration stiffness and therefore extremely
smooth running operation of the mechanical components. Air springs with mechanical level control are
installed to insulate vibration from the clamping bed, so
that the machine bed can be automatically leveled when
the different test assemblies are mounted. The test rig
has been designed so that test objects with different geometrical shapes can be tested. The dynamometer
machines with integrated ball casters and highly flexible
power cables can be manually positioned on the clamping bed corresponding to the test object. The height of
the drive motor can be electromechanically adjusted to
adapt to the different distances between axles of the test
objects.
Configuration Details
Siemens 1SR1 electrical machines, fed from a
SINAMICS S120 converter cabinet unit, are used for the
test benches. The electrical power is exchanged in coupled operation via a common DC link. Measuring flanges
from the HBM company are used to dynamically acquire
the torque and Safeset safety couplings are integrated in
the drive train to protect the test object.
Setpoints are entered via the TCS3 GKN test bench control
software, which is connected to the Siemens CATS TC500
open-loop and closed-loop control system via PROFINET.
Both systems are operated and controlled by SIMATIC
industrial rack PCs. The distributed measuring and
open-loop control technology based on SIMATIC ET 200S
is networked via PROFINET.
Customer benefits
■■ Overall operationally safe and reliable design
■■ High degree of flexibility when arranging
machines and therefore short re-equipping
times
■■ Excellent smooth running properties –
even at high speeds (16,000 rpm)
■■ Three-phase induction motors in 4-quadrant
operation are used
■■ The standard GKN automation is used in
conjunction with the Siemens CATS TC500
closed-loop control system
■■ This multi-machine system is controlled by the
CATS TC500 with a high dynamic performance
■■ Standard Siemens industrial PCs are used,
no special modules are used
■■ Simple maintenance and high availability
are guaranteed
■■ Expandable in a modular fashion
via PROFINET
Weitere Informationen:
More information:
E-Mail:[email protected]
Internet:www.siemens.de/pruefstand
Siemens AG
Process Industries and Drives
Large Drives
P.O. Box 4743
90025 NUERNBERG
GERMANY
Subject to change without prior notice 05/15
Article No.: PDLD-B10013-00-7400
DISPO 21503
WS 05150.2
Printed in Germany
© Siemens AG 2015
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