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antriebstechnik 6/2018

antriebstechnik 6/2018

GETRIEBE UND

GETRIEBE UND GETRIEBEMOTOREN Elektrisierende Lösungen Was Alternativantriebe für Offshore-Kräne leisten Vor dem Hintergrund steigender Sicherheitsanforderungen und strikteren Umweltauflagen wird der Einsatz elektrischer Antriebstechnik – statt Hydraulik – auf Schiffen und Offshore- Plattformen immer stärker diskutiert. Die im Vergleich höhere Präzision und der Gewinn an Dynamik sowie Effizienz überzeugen mehr und mehr auch auf hoher See. So konnten vor kurzem Offshore-Gittermastkrane mit einem innovativen elektrischen Antriebskonzept in Betrieb genommen werden. Die mechanischen Anforderungen weckten den Ehrgeiz der Konstrukteure von O & K Antriebstechnik, einem Unternehmen der Bonfiglioli-Gruppe aus Hattingen und der Palfinger Marine GmbH aus Salzburg. Für Stahlgitter-Verstellausleger-Krane bis 40 m Reichweite bei einer Tragfähigkeit von 60 t sollten für die Hauptwinde und die Ausleger-Winde möglichst kompakte elektrische Antriebe entwickelt werden. Die jeweiligen Bauräume waren durch die Stahlgitterstruktur des Kranauslegers strikt vorgegeben, denn aus Sicherheitsgründen darf nichts über die Gitterstruktur hinausragen. Gleichzeitig waren durch die Krangröße auch die Seilstärken und -längen, somit also auch die Trommeldimensionen vorgegeben. In Verbindung mit den notwendigen Drehmomenten bzw. den Motorleistungen war schnell klar, dass die Leistungsanforderungen innerhalb des zur Verfügung stehenden Bauraumes nicht mit einem einfachen elektrischen Antrieb zu erfüllen sind. Die konstruktive Aufgabe war nun, die Leistung auf mehrere Motoren aufzuteilen, das Drehmoment aber gesamthaft auf die Windentrommel zu bringen. Chris Liebermann ist Fachredakteur bei der Werbekoch GmbH in Ubstadt-Weiher Knapper Bauraum erfordert spezielle Anordnung Die Berechnungen innerhalb der gegebenen Rahmenbedingungen ergaben für den Antrieb der Seilwinde für den Hakenbetrieb 30 antriebstechnik 6/2018

Planungssicher, aber nicht von der Stange die Aufteilung auf vier Elektromotoren der Baugröße IEC 280 mit jeweils 1,2 t Gewicht. Bei der Auslegerwinde reichen zwei Motoren der Baugröße IEC 315 mit jeweils 1,7 t Gewicht. Die Eingangsseite war damit bestimmt, doch die konstruktive Aufgabe blieb: Die sinnvolle Anordnung und Verbindung der Motoren mit dem Windengetriebe. Dabei musste nicht nur die Kraftübertragung der Antriebsleistung beachtet werden, sondern auch die Größen und Gewichte der Motoren selbst. Die speziellen Asynchronmotoren sind nämlich mit rund 2 m Länge und über 1 t Gewicht pro Motor nicht unerheblich. Zur antriebstechnischen Lastverteilung, die über die elektronische Regelung erfolgt, musste also auch die rein mechanische konstruktiv erfolgen. Die mechanische Lösung von O & K Antriebstechnik besteht auf beiden Seiten der Trommel aus jeweils zwei Komponenten: Einer Motorglocke und einem Winkelgetriebe im Vorlauf zum eigentlichen Windengetriebe. Bei der Ausleger-Winde ist das Winkelgetriebe so konstruiert, dass gegenüber der Motoreintriebsseite eine Sicherheitsbremse für Notsituationen montiert ist. Damit wird ein wesentlicher Sicherheitsaspekt gewährleistet, nämlich dass der Kranausleger auch bei Leistungsunterbrechung in seiner Position bleibt und nicht absacken kann. Ein Kegelradsatz überträgt das Motoreingangsmoment hocheffizient auf das Winden-Planetengetriebe, das in der Windentrommel platziert ist. Die Winde selbst befindet sich am Kranturm und erfährt nur rotatorische Bewegungen des Turms. Besonderheiten bei der Schmierung der Winkelgetriebe sind nicht zu beachten. Eine übergeordnete Steuerung sorgt für den synchronen Lauf der an der Winde beidseitig platzierten Antriebe. Die große Seilwindentrommel, die eine Breite von rd. 2 m einnimmt, ist in der Nähe des Turms im Ausleger des Krans montiert. Die vier Antriebe der Seilwinde sind an der Windentrommel ebenfalls beidseitig angeordnet, wobei sich jeweils zwei Antriebe direkt gegenüber liegen. Auch diese Motoren sind mit einer Motorglocke an ein Winkelgetriebe montiert, das die Kraft der beiden Motoren vereint und im rechten Winkel auf das in der Windentrommel integrierte Planetengetriebe überträgt. Besonders wichtig ist hierbei das ausgeklügelte Schmierungssystem des Kegelradsatzes, das gewährleistet, dass der Kegelradsatz unabhängig von der Stellung des Auslegers bestens mit Schmiermittel versorgt wird. Die vier ebenfalls umrichtergespeisten Motoren arbeiten synchronisiert miteinander. Die Lackierung der Antriebskomponenten von O & K Antriebstechnik entspricht für die maritime Anwendung mit drei Schichten den spezifischen Normen C5M nach ISO 12944 oder vierschichtig Norsok M-501. Komplette Elektrifizierung bietet Vorteile Zusammen mit den elektrischen Drehantrieben ist der Auslegerkran somit komplett elektrisch angetrieben. Das Steuerungssystem ist auf der Höhe der Zeit, arbeitet reaktionsschnell und sorgt für Sicherheit bis zu einer signifikanten Wellenhöhe von bis zu 6 m, die erst bei stürmischem Wind erreicht wird. Die elektrischen Antriebe bringen zudem den Vorteil, dass optimierte Belastungsdiagramme die Flexibilität im Betrieb sicherstellen und sogar ein Fernzugriff auf den Kran ermöglicht wird, etwa zur Fehler erkennung und schnellen Unterstützung. Darüber hinaus finden weitgehend Standardkomponenten Viele Gründe sprechen für den Umstieg. Dirk Schaar, Chefredakteur Erhöhte Umweltauflagen oder auch steigende Anforderungen an die Sicherheit sind für Konstrukteure stets ein Anlass, ihre Konzepte für Maschinen und Anlagen zu überdenken und anzupassen. Wenn dann aber gleichzeitig Lösungen entstehen, die deutliche technische Vorteile und Mehrwerte mit sich bringen, sollte einer Realisierung nichts im Wege stehen. Der Umstieg von Hydraulik auf Elektromotoren und passenden Getrieben, war in dieser Anwendung definitiv die richtige Entscheidung. Anwendung, die eine einfache Wartung und auch eine schnelle Ersatzteilversorgung ermöglichen. Insgesamt bringen die elektrischen Antriebe eine höhere Energieeffizienz und sorgen so für einen geringeren Energieverbrauch und das Risiko einer Ölverschmutzung aufgrund Die Vorzugsreihe unserer Servogetriebe. Ab sofort liefern wir Ihnen ausgewählte Übersetzungen als spezielle Vorzugsreihe, die mehr Spielräume für den effektiven Einsatz geben. Ihr Vorteil: kurzfristige Verfügbarkeit und Planungssicherheit zum kostengünstigen Preis. ZAE Servo Winkelgetriebe: ■ Spielarme Ausführung ■ Hohe Laufruhe ■ Universelle Einbaulage ■ Hohe Effizienz: η bis 96% ZAE-AntriebsSysteme GmbH & Co KG Schützenstraße 105 · 22761 Hamburg Tel. +49 (0)40 853 93 03 www.zae.de

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