Muckis für 35 Tonnen

Antriebstechnik

Spindelhubelemente – Um den 35 Tonnen schweren Deckel einer Geräteprüfeinrichtung am Meeresboden anzuheben, konstruierte Power Jacks ein Fahrzeug mit vier Spindelhubelementen.

12. November 2009

Manchmal kommen Spindelhubelemente an eher ungewöhnlichen Orten zum Einsatz. Wie im hydrostatischen Testzentrum im texanischen Houston, in dem die Balmoral Group International Untersee-Einrichtungen prüft. Dazu legen die Ingenieure die Prüflinge in einen Behälter und setzen sie einem Druck aus, der dem hydrostatischen Wasserdruck in der Untersee-Ölbohrinstallation entspricht. Der größte Druckbehälter hält 300 bar stand – was dem Druck in 3.000 Meter Tiefe entspricht. Um die Prüflinge in den Behälter einzubringen, muss der 35 Tonnen schwere Deckel um gut einen Meter angehoben und um sechs Meter seitwärts bewegt werden.

Für die Deckelhandhabung konstruierten drei Ingenieur-Teams des Spezialisten für Linearbewegungs- und Kraftübertragungssysteme Power Jacks ein spezielles Fahrzeug mit Steuerung. Dieses besteht aus einer brückenförmigen Rahmenkonstruktion, die auf vier Radsätzen mit je zwei Rädern befestigt ist. Einer der Radsätze auf jeder Seite wird zur Fortbewegung des Fahrzeugs angetrieben und erzeugt die lineare Bewegung, die den Deckel von dem Behälter wegtransportiert. Eine Anordnung von vier oben auf dem Rahmen montierten Spindelhubgetrieben hebt und senkt den Deckel. Die Spindelhubgetriebe sind mechanisch mit dem oben am Fahrzeugrahmen montierten Hauptantrieb verbunden und wurden kundenspezifisch auf Basis der 300 Kilonewton Spindelmodelle des Typs CE1829 angefertigt. Hierbei handelt es sich um Spindelhubgetriebe hängender Ausführung mit einer eingebauten Verschleißüberwachung der Zahnräder.

Spezielle konstruktion

Dabei verfügen die speziell entwickelten Hubspindeln über konisch zulaufende Enden, die bei vollem Deckelhub eine sichere Positionierung der Spindeln im Rahmen gewährleisten. Dadurch wird ein Schwingen des Deckels während des Transports zum und vom Behälter verhindert. Ein Motor treibt über ein Kegelrad-Reduziergetriebe die vier Spindelhubgetriebe an. Die Motorbaugruppe enthält auch eine integrierte Bremse zur Lastsicherung im Parkzustand. Zur Positionierung wurde die Spindelhubanlage mit einem Nocken-Endschalter ausgestattet, der die Hubüberschreitung im Notfall begrenzt und die Verfahrweggrenzen bei Normalbetrieb bestimmt. Das Spindelhubsystem verfügt über zwei mechanische Sicherheitsfunktionen: es ist selbsthemmend und fährt daher nicht zurück, selbst wenn die Bremse des Motors ausfallen sollte. Die an jedem Spindelhubgetriebe montierten Verschleißmelder warnen bei Zahnradverschleiß und melden, wenn ein Spindelhubelement auszutauschen ist. Die angetriebenen Radsätze werden jeweils über einen Frequenzumrichter angesteuert. Dabei sind die in den Umrichtern integrierten Bewegungssteuermodule elektronisch miteinander verbunden und sorgen dadurch für eine präzise Synchronisierung der beiden Fahrzeugmotoren. Die aktuelle Stellung der Motorwellen wird dabei jeweils über einen Drehgeber ermittelt. Durch die in den Frequenzumrichtern integrierten Bewegungssteuermodule erübrigte sich der Einbau zusätzlicher, platzaufwendiger Steuerelemente wie etwa eine SPS.

Bruce Hamper, Power Jacks/aru

Erschienen in Ausgabe: 08/2009