Service ohne Wartezeit

Schwerpunkt Maschinenelemente

Stossdämpfung – Der Betrieb von Offshore-Windkraftanlagen erfordert einen regelmäßigen Zugang zu den Anlagen für Service und Reparaturen. Entscheidend für den sicheren Betrieb der Versorgungsschiffe sind robuste Dämpfungselemente.

18. Februar 2013

Ein wesentliches Element der künftigen Energieerzeugung in Deutschland sind Windkraftanlagen, die auf hoher See installiert werden. Eine technische Herausforderung ist dabei nicht nur die Montage der Anlagen im offenen Meer, sondern danach auch die regelmäßige Wartung und Instandhaltung an den schwer zugänglichen Standorten durch spezialisierte Servicetechniker. In vielen Fällen übernimmt diese Aufgabe das niederländische Unternehmen Wals Diving & Marine Service mit Sitz im nordholländischen Ijmuiden, das auf die unterschiedlichsten Einsatzfälle unter Wasser spezialisiert ist. So übernehmen die Holländer bei Windkraftanlagen beispielsweise regelmäßig Kabelreparaturen und andere Wartungsarbeiten. Eine Herausforderung für die Experten war dabei über eine lange Zeit das Anlanden der Teams an den Windkraftanlagen auf hoher See mit Hilfe spezieller Boote. Hier erfordert der Wellengang in Verbindung mit den begrenzten räumlichen Spielräumen eine an eine LKW-Arbeitsbühne erinnernde Konstruktion, um einen sicheren Übergang zu ermöglichen. Aus Sicherheitsgründen ist diese Zutrittsplattform jedoch nicht als hydraulisch bewegbarer Korb ausgeführt, sondern ein starres, am Boot angebrachtes Objekt.

Für den Kapitän des aus Polyester gefertigten acht Tonnen schweren Wartungsbootes gilt es deshalb beim Anlegen an der Windkraftanlage, das Boot trotz des Seegangs sicher abzubremsen, damit es mit einer Geschwindigkeit von maximal 0,5 Meter pro Sekunde an dem aus dem Wasser ragenden Turm prallt. Über lange Zeit kam es deshalb auch immer wieder zu Beschädigungen an den leichten Transportbooten der Holländer. Zudem bestand auch immer ein potenzielles Restrisiko für die Gesundheit der Arbeiter. Die Unterwasserspezialisten suchten deshalb eine neue und leicht zu integrierende Lösung zum Schutz der Bordwand beim Aufprall der Plattform an den Turm der Windkraftanlage. Ein aufwendiger Umbau der Schiffe sollte dabei jedoch aus Kostengründen möglichst vermieden werden.

Kostengünstige Lösung

Die Holländer wandten sich dazu an die Stoßdämpfungsspezialisten ACE in Langenfeld bei Düsseldorf. Die Spezialisten des Weltmarktführers für Industriestoßdämpfer erkannten nach einer kurzen Beschreibung des Falles schnell, dass es hier nicht auf ein punktgenaues Abstoppen definierter Lasten ankommt, so dass anstelle von komplexen Industriestoßdämpfern hier geeignete Polymer-Strukturdämpfer der Baureihe Tubus zum Einsatz kommen können. Mit diesen Elementen aus Co-Polyester-Elastomer lassen sich damit rund 70 Prozent der Kosten einsparen, ohne dabei zu Lasten der Sicherheit zu gehen, wie dies bei Gummidämpfern oder Stahlfedern der Fall wäre, die unter den gegebenen Umgebungsverhältnissen relativ schnell zerbröseln oder brechen. Der Werkstoff der einbaufertigen und wartungsfreien Kunststoffelemente dagegen ist seewasserbeständig und eignet sich für Umgebungstemperaturen von –40 bis +90 Grad Celsius. Die robusten Bauelemente sind auf eine Million Lastwechsel ausgelegt und überdauern damit auch bei einem täglich viermaligen Anfahren die Lebensdauer eines Einsatzbootes von Wals Diving & Marine Service bei weitem.

Nach Berücksichtigung der gesamten Eckdaten, wie etwa Masse und Aufprallgeschwindigkeit, empfahl Han Titulaer vom Benelux-Team von ACE in enger Abstimmung mit Wals-Konstrukteur Paul van Tongeren, an den Einsatzbooten insgesamt je vier Tubus-Elemente des Typs TS84-43 zu verbauen. Diese axial weich dämpfenden Maschinenelemente mit einem Durchmesser von 84 Millimeter und einem Gewicht von lediglich 400 Gramm bieten eine maximale Hubweite von 43 Millimeter und können bei Dauerbelastungen pro Hub Kräfte bis zu 460 Newtonmeter aufnehmen. Kommt der Tubus, wie in den meisten seiner Anwendungsbeispiele, lediglich für Schutzzwecke in Notfällen zum Einsatz, erhöht sich dieser Wert sogar noch auf 644 Newtonmeter.

Zuverlässig und robust

Seit der Montage der vier Maschinenelemente an der Wartungsplattform sind an dem Schiff keine Schäden mehr aufgetreten. Paul van Tongeren ist deshalb überzeugt, mit ACE den richtigen Lieferanten gefunden zu haben und freut sich darüber, dass die Tubus-Maschinenelemente im Gegensatz zu den Booten und zu den von ihnen angesteuerten Windparks wartungsfrei sind: »Alles funktioniert tadellos.«

Insgesamt umfasst das Strukturdämpfer-Programm von ACE mit der Bezeichnung Tubus sechs Baureihen mit mehr als 140 Einzelprodukten, die neben linearen Kennlinien auch degressive und progressive Dämpfungs-Kennlinien abdecken und Kräfte bis zu von knapp 18.000 Newtonmeter aufnehmen können.

Auf einen Blick

-Die ACE GmbH mit Sitz in Langenfeld ist ein weltweit führendes Unternehmen auf dem Gebiet der industriellen Dämpfungstechnik.

-Das Produktportfolio umfasst neben komplexen Industrie- und Sicherheits-Stoßdämpfern unter anderem Dämpfungselemente aus Co-Polyester-Elastomer mit einer im Fertigungsprozess definierten Vorspannung. Im Einsatzfall wird so die auftretende Kraft durch Reibung in Wärme umgewandelt. Durch die verschiedenartige Struktur des Körpers lassen sich unterschiedliche Kennlinien realisieren.

Erschienen in Ausgabe: 01/2013