Schwebende Kette im Reich der Mitte

Energieführungen - Wenn Energieführungen schweben, vermeiden sie Reibung und damit Verschleiß. Auf diesem trickreichen Ansatz basiert die Magnetkette von Murrplastik ? und jetzt erstmals im harten Einsatz an einem Industriekran.

14. November 2007
Über 200 Meter Verfahrweg müssen die Energieführungen in den Laufkatzen bewältigen.
Bild 1: Schwebende Kette im Reich der Mitte (Über 200 Meter Verfahrweg müssen die Energieführungen in den Laufkatzen bewältigen.)

Wahrhaft gigantisch ist das Wirtschaftswachstum in China. Die Volksrepublik überrollt momentan die westlichen Länder. Alles im Reich der Mitte ist groß, da wundert es nicht, dass auch der neue Portalkran einer chinesischen Werft wahrhaft gigantische Ausmaße hat. Er befindet sich bei NTS in Jingjiang in der Provinz Jiangsu. Seine Spannweite beträgt über 200 Meter, bei einer Außenhöhe von 103 Metern. So kann er zwei Trockendocks überfahren. An zwei Laufkatzen transportiert das Monstrum 850 Tonnen Gesamtgewicht, sein Verfahrweg entlang der Becken ist 400 Meter lang. Mit dem Kran reiht NTS große Schiffsrumpfteile aneinander, um sie dann zu verschweißen.

Welche Energiekette?

Stellt sich die Frage, wie die langen Leitungen präzise zu führen sind. Für die obere und die untere Laufkatze kamen wegen der langen Fahrwege und der hohen Zuladung klassisch gleitende Energiezuführungen nicht in Frage. Auch bei Rollenketten lässt sich Verschleiß nicht verhindern: Zum einen existiert Rollreibung, zum anderen können die Kettenstücke zwischen den Rollen durch das Eigengewicht der Kette ebenfalls zum Gleiten kommen. Dies aber vermindert die Standzeiten. Darum verbauten die Chinesen erstmalig die Magnetkette von Murrplastik aus Oppenweiler. Nach der »Uraufführung« 2005 ist sie jetzt marktreif. Wie der Name schon andeutet, sind an allen Kettengliedern, auf den Rahmenstegen im Innenbogen und auf der Gleitschiene der Kette starke Magnete montiert, und zwar über die gesamte Länge.

Sie sind gegen Umgebungseinflüsse mit Kunststofftaschen ummantelt und so gepolt, dass sie sich abstoßen, wenn sie sich gegenüberstehen. So kann sich das Obertrum auch bei langen Verfahrwegen mit seiner hohen Zuladung nicht mehr auf das Untertrum legen. Außerdem können Elemente, die übereinander schweben, nicht durch Gleiten oder Rollen verschleißen. Eine weitere Eigenschaft: Das System ist immer im Gleichgewicht, denn je höher die Last im Obertrum wird, desto stärker stoßen sich die gegenüberliegenden Magnete ab. Antriebseinheiten wie Motor und Getriebe können durch die fehlende Reibung erheblich kleiner ausfallen. Erforderliche Zug- und Schubkräfte sind bei konstanter Geschwindigkeit unabhängig von der Zusatzlast. Bei einer Zuladung von zwei Kilo pro Meter ist die Antriebsleistung genauso groß wie beispielsweise bei 13 Kilog pro Meter wie es beim chinesischen Superkran der Fall ist. Mit der Magnetkette beträgt die Antriebsleistung zum Beschleunigen der Masse nur noch rund die Hälfte sonst üblicher Werte. Das spart Energie und damit auch Kosten.

Gut für Krane

Darum eignet sich die Magnetkette besonders für Anwendungen im Kranbereich, wo es auf lange Verfahrwege und hohe Zuladung bei vergleichsweise geringen Geschwindigkeiten ankommt. Die im Werftportalkran eingesetzten Katzen sind maximal fünf Meter pro Sekunde schnell. Die Techniker bei NTS ordneten die Energieketten so an, dass die Last bei der oberen und der unteren Katze gleichermaßen auf zwei gegenläufige Ketten verteilt ist. Zum Einsatz kommen Energieführungsketten des Typs MP 52.

Es handelt sich dabei um eine Standardkette, in die Murrplastik die kunst- stoffummantelten Magnete nachträglich aufclipst. So benötigt das Unternehmen keine speziellen Bauteile, um die Magnetkette zu realisieren. Sollte es notwendig werden, lässt sich die Tragkraft durch die variable Anzahl der fixierbaren Magnete jederzeit anpassen. Auf diese Weise, so die Entwickler bei Murrplastik, trägt die Magnetkette zur wirtschaftlichen Auslegung von Anlagen bei. In vielen Fällen tritt Murrplastik als Systemlieferant auf und liefert die Energieführungsketten fertig vorkonfektioniert, also komplett mit allen erforderlichen Leitungen. Bei den Magnetketten hingegen bestellten die Chinesen nur die Ketten und die Ablegewannen, das »Innenleben« übernahmen sie selbst.

Zahlreiche Tests bestanden

Der Superkran mit den neuen Magnetketten arbeitet seit einiger Zeit ohne Beanstandungen, alle Beteiligten zeigen sich zufrieden. Um dieses Ergebnis zu erreichen, hat Murrplastik im Vorfeld alle Eventualitäten abgeprüft und die Magnetkette zur wirklichen Marktreife gebracht. Dazu gehörten zahlreiche Feldversuche zur Parameterfestlegung für sehr unterschiedliche Belastungsfälle. Ziel war, ein dauerhaft funktionierendes System auszuliefern. Einen Belastungstest zur genauen Ermittlung der Lebensdauer brachen die Techniker im Murrplastik- Labor nach 3,5 Millionen Zyklen ab, weil keinerlei Verschleiß festzustellen war. Zudem machten die Untersuchungen deutlich, dass sich die Magnetkette in Grenzsituationen wie etwa dem Notstopp wie gewünscht verhält. Das Unternehmen aus dem Schwabenland konnte seine neue Kreation also bedenkenlos nach China schicken.

Modifikationen geplant

Nachdem die Magnetkette in der ersten Anlage in Betrieb gegangen ist, sind Weiterentwicklungen bereits in vollem Gange. So hat Murrplastik die Rechteckform der Magnete aufgegeben und ist zu einer Rautenform übergegangen, weil sich die Magnetfelder dadurch noch besser überdecken und das Obertrum noch ruhiger läuft. Diese Weiterentwicklungen und zusätzliche Testergebnisse werden in die nächsten Krananlagen, Entladebrücken oder Off-Shore-Einrichtungen eingebracht. Das Unternehmen hat schon zahlreiche Anfragen vorliegen, zum Teil sind die Verfahrwege dabei noch länger als beim Superkran. Ein ganz anderer Anwendungsbereich für die Magnetkette ist der schnell laufender Werkzeugmaschinen, vielfach in Kombination mit automatisierter Fertigung. Hier sind sehr hohe Dynamik, hohe Zuladung und vielfach auch lange Verfahrwege der Energieführungskette gefragt. Bisher kommen in diesem Arbeitsfeld wegen der Verschleißreduktion ausschließlich freitragende Ketten zum Einsatz. Doch eine freitragende Länge ist auf rund fünf Meter begrenzt. Deshalb sind auch die Anwender dieser Branche sehr an den schwebenden Magnetketten interessiert. Murrplastik hofft, auch in diesem Bereich bald die ersten Projekte zu verwirklichen.

Fakten Die Magnetkette

- Weltneuheit von Murrplastik aus Oppenweiler, beim Superkran erstmals im Industrieeinsatz

- Wirkprinzip: Magnete an den Kettengliedern halten Obertrum und Untertrum auf Abstand. Kunststoffummantelung der Magnete schützt vor Umwelteinflüssen.

- längster bisher verbauter Verfahrweg: 200 Meter

- wesentlich weniger Antriebsleistung erforderlich, da keine Reibung

Erschienen in Ausgabe: 06/2007