Antriebslösungen für Hafenkräne müssen unter anderem hohe Dynamikanforderungen erfüllen.

Antriebslösungen für Hafenkräne müssen unter anderem hohe Dynamikanforderungen erfüllen.Getriebebau Nord

Um Lasten aufnehmen und punktgenau am gewünschten Ort absetzen zu können, kommen in Kranantrieben Getriebemotoren mit integrierten Bremsen zum Einsatz, die in Kombination mit Frequenzumrichtern die Beschleunigungs- und Geschwindigkeitsprofile zentral regeln. Erforderlich hierfür sind Getriebemotoren, die sich besonders für die Aufnahme hoher Radial- und Axialkräfte eignen. Geeignete Gespanne aus Getriebemotoren und Umrichtern sind die Basis für eine Reihe wichtiger Funktionen: Sie kombinieren Sanftanlauf mit einem hohen Anlaufmoment. Außerdem sorgen sie für nahezu ruckfreies Verfahren, auch wenn sich Fahrten von Kran und Laufkatze überschneiden, und für den Gleichlauf mehrerer Fahrantriebe. Sie bieten eine leistungsfähige Hubwerksfunktion sowie eine hohe Positioniergenauigkeit und ermöglichen ein effizientes generatorisches Bremsen über parametrierbare Rampen.

Robuste und effiziente Getriebemotoren

Nicht selten sind in Kränen und Katzen eingesetzte Motoren in gut ausgelasteten Häfen rund um die Uhr in Betrieb. Geht konjunkturbedingt der Umschlag zurück, können manche Verladeeinrichtungen jedoch auch längere Zeit still stehen. Die Werkstoffqualität der Antriebe muss also so robust sein, dass diese auch nach solchen Phasen stets ansatzlos wieder den Normalbetrieb aufnehmen können. Neben wechselnder Beanspruchung, mehr oder weniger häufigen rauen Wetterlagen und Extremtemperaturen erfordert allein das salzhaltige Seeklima entsprechend unempfindliches, auch auf lange Sicht korrosionsgeschütztes Material. Im Fall von Getriebebau Nord kommen für Brückenkräne und Laufkatzen unter anderem Flachgetriebemotoren eigener Fertigung zum Einsatz. Die Getriebe sind bei Bedarf in Schutzart IP55 oder IP66, mit besonderen Wellenwerkstoffen und mit unterschiedlichen Sonderlackierungen erhältlich. Alle Modelle sind zudem auch als Atex-Ausführungen verfügbar. Sämtliche Getriebe sind standardmäßig aus einem einzigen Gehäuseblock gefertigt. Diese Bauweise hält hohen Axial- und Radiallasten stand und verfügt über einen hohen Wirkungsgrad, hohe Abtriebsdrehmomente, geräuscharmen Lauf und erfordert nur geringen Wartungsaufwand bei langer Lebensdauer. Die Getriebemotoren decken Leistungsbereiche bis 160 kW in unterschiedlichen Übersetzungen ab. Sie sind als zwei- oder dreistufige Grundtypen mit Hohl- oder Vollwelle in Fuß-, Flansch- oder Aufsteckausführung mit jeweils gleichem, platzsparendem Gehäuse lieferbar.

Die Umrichterserie deckt derzeit Leistungen bis 90 kW und demnächst 160 kW ab.

Die Umrichterserie deckt derzeit Leistungen bis 90 kW und demnächst 160 kW ab.Getriebebau Nord

Komfortabel und präzise verfahren

Als Partner für die in Kränen verwendeten Getriebemotoren kommen beispielsweise Frequenzumrichter der Baureihe SK 500E in Frage. Die Geräte erreichen einen Wirkungsgrad von mehr als 95 % und eine typische Überlastbarkeit von 200 % für 5 s. Aufgrund der Kompatibilität zu allen üblichen Busschnittstellen kann der Anwender die Geräte bequem bedienen und parametrieren. In der Grundausstattung verfügen die Frequenzumrichter über einen integrierten Brems-Chopper und ein Bremsenmanagement für die Bremsmotor-Ansteuerung, das für Hubwerksanforderungen ausgerüstet ist. Die Umrichter arbeiten standardmäßig mit sensorloser Stromvektorregelung (ISD). Alternativ kann der Anwender bei hohen Anforderungen an Drehzahlgüte und Überlastfähigkeit auch mit Drehzahlrückführung arbeiten. Mit der Erweiterung Posicon übernehmen die Umrichter dieser Serie auch intelligente Positionierfunktionen – auf entsprechende Baugruppen in übergeordneten Steuerungen kann der Anwender dann verzichten. Optional steht unter anderem eine Sicherheitsfunktion für Sicheren Halt gemäß EN 954-1 beziehungsweise EN 13849-1 zur Verfügung.

In der Praxis

Ein Beispiel für den Einsatz der Getriebemotoren ist der Transtainerkran auf dem Skandinavienkai in Travemünde. Mit dem wachsenden Warenverkehr, der durch die EU-Osterweiterung auch in der Ostsee einen kräftigen Schub erhielt, hat der Hafen das Skandinavienkai in den letzten Jahren ausgebaut. In der Anlage dienen Krane mit einer Traglast von 56 t als Drehscheibe für alle Ladungsarten, die auf LKW, in Containern oder in Wechselbrücken hier anlanden und umgeladen werden müssen. Insgesamt 60 Antriebe sind dabei im Einsatz.

Ein größeres Kaliber war der Aufbau eines der weltgrößten Werft-Portalkrane, des Goliath, im dänischen Odense. Für diesen erarbeitete Getriebebau Nord ein Antriebskonzept mit insgesamt 68 Kegelstirnrad-Getriebemotoren samt Regelungsfunktionen. Die Fahrantriebe des Werftkrans, die eine Tragkraft von 100 t erreichen, sorgen für einen präzisen Geradeauslauf. Geregelte Gleichstromantriebe im Hubwerk des Krans und umrichtergespeiste Drehstrom-Asynchronmotoren ermöglichen in allen Katzfahrwerken eine stufenlose und ruckfreie Geschwindigkeitsregelung. Diese erreichen zusammen mit der permanenten Überwachung der Bremsen durch Mikroschalter eine hohe Positioniergenauigkeit und Anlagensicherheit.