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Energiekette ums Kranbein gewickelt

Neues Energiezuführungskonzept für Schwerlast-Schiffskrane

Die Schwerlast-Drehkrane der CAL-Serie von Liebherr werden auf so genannten Errichterschiffen eingesetzt, die Offshore-Windkraftanlagen montieren. Sie können bis zu 1500 Tonnen schwere Bauteile heben. Für die Energieübertragung durch den Drehkranz sorgt ein innovatives Konzept, bei dem zwei Energieketten miteinander verbunden sind und einen Schwenkbereich des Auslegers von bis zu 900 Grad ermöglichen.

Steckbrief

  • Was wurde benötigt: „Multi-Rotation-Modul“, auch „RBR“ bezeichnet, bestehend aus zwei Energieketten vom Typ E4.1, cheinflex-Leitungen, Stahlkonstruktion
  • Anforderungen: Energiezuführung zum Ausleger der Anlage, empfindliche Umweltbedingungen durch Einsatz auf hoher See
  • Branche: Kranbau
  • Erfolg für den Kunden: komplett neue Energiezuführung speziell für diese Anwendung, Vorab-Prüfung der Anwendung im Labor, Komplettlieferung inkl. Vormontage, Konfektionierung und Lieferung

Schiffskran

Problem

Bei einem "Crane around the leg", handelt es sich um eine ganz neue Kranklasse der Liebherr-Werk Nenzing GmbH, einem weltweit bekannten Spezialisten für Schiffskrane. Entwickelt wurde sie für so genannte Errichterschiffe, wie zum Beispiel die „Innovation“, die Offshore-Windkraftanlagen (WKA) auf See montiert.
Die „Innovation“ nimmt im Hafen drei Tripoden auf, die als Fundamente von Offshore-WKAs dienen und jeweils bis zu 850 Tonnen wiegen. Sie fährt zum vorgesehenen Standort und nimmt dort zentimetergenau mit Hilfe von Azipod-Antrieben und Bugstrahlrudern ihre Position ein – und zwar so, dass sie von diesem Standort aus alle drei WKA-Fundamente setzen kann. Dort fährt das Errichterschiff seine vier Hubbeine über eine Länge von bis zu 50 Metern bis zum Meeresboden aus, sodass es einen sicheren Stand hat und unabhängig vom Wellengang ist. Ein auf dem Schiff montierter Schwerlastkran mit bis zu 1500 Tonnen Tragfähigkeit hebt die Tripoden vom Schiff und setzt sie auf dem Meeresgrund ab. Zu den konstruktiven Herausforderungen bei diesem neuen Krantyp gehörte die Energiezuführung zum Ausleger. Die naheliegendste Lösung – eine Stromschiene am Außenmantel des Hubbeins – ist unter den Umgebungsbedingungen des Offshore-Einsatzes nicht praktikabel, weil es zu Fehlfunktionen durch Spritzwasser kommen kann. Bei einer eingehausten Stromschiene ist derselbe Effekt möglich, weil aufgrund der Temperaturunterschiede Schwitzwasser entsteht.

Lösung

Die für die Umsetzung verantwortlichen Liebherr-Konstrukteure fragten eine Energiezuführung bei igus an. Die Antwort von igus: Zwei Energieketten werden um das Hubbein herum verlegt und über einen Mitnehmer verbunden. So entsteht ein sehr robustes, unter Extrembedingungen bewährtes Energieführungssystem mit geringem Platzbedarf und einem Drehradius von 900 Grad. Da diese Idee in der Praxis noch nicht nie umgesetzt wurde, erteilte Liebherr zunächst den Engineering-Auftrag an igus, das System im Maßstab 1:5 zu bauen und umfassend zu testen. Nach erfolgreichem Abschluss folgten weitere Tests in Originialgröße im eigenen Prüflabor.
Das finale System, das bei igus als „Multi-Rotation-Modul“ oder „RBR“ bezeichnet wird, besteht aus zwei Energieketten vom Typ E4.1 mit einer Breite, beziehungsweise in diesem Fall Höhe, von 650 Millimetern und einer Breite von 108 Millimetern. Die untere Kette ist 33,90 m lang, die obere 23 m. Die Ketten arbeiten gegenläufig und sind auf Rollen gelagert, die obere dreht frei. Für die Verbindung der beiden Ketten sorgen drei Mitnehmer. Als Leitungen kommen verschiedene Varianten aus dem chainflex-Programm von igus zum Einsatz, die von Grund auf für bewegliche Anwendungen entwickelt wurden. Neben der Hauptstromversorgung und den nötigen Signalleitungen wurden auch Lichtwellenleiter für eine Kamera integriert, die dem Schiffskapitän den Blick auf den Arbeitsbereich des Krans ermöglichen. Die Leitungen sind 81 Meter lang, das komplette Energieführungssystem wurde von igus vormontiert, konfektioniert und als einbaufertiges System angeliefert – einschließlich der Stahlkonstruktion mit einem Außendurchmesser von 14,40 Metern.

Schiffskran
Schiffskran

Neues Konzept setzt sich durch

Die „Innovation“ wurde im August 2012 in Dienst gestellt und bewährte sich sofort bei der Errichtung des Windparks „Global Tech I“ in der Nordsee, rund 40 Kilometer nördlich von Juist. Dort wurden 80 Anlagen mit einer Leistung von je 5 MW errichtet. Liebherr hat auf der Basis des ersten „Crane around the leg“ eine komplette Baureihe mit der Bezeichnung CAL entwickelt. Inzwischen ist mit der „Vida“ bereits ein zweites Errichterschiff im Einsatz, bei dem der Kran um das Hubbein herum konstruiert wurde. Mit dem von igus-Engineering entwickelten Energiekettensystem wird die Voraussetzung dafür geschaffen, dass Energie und Signale zuverlässig und beweglich dem Ausleger des Schwerlastkrans zugeführt werden – nach dem Prinzip „Energy around the leg“.