Logistik-Software Zielführende Details für Energieketten am Laufkran

Autor / Redakteur: Alexander Kalcher / Dipl.-Betriebswirt (FH) Bernd Maienschein

Bei Laufkranen kommen für den elektrischen Anschluss der Katze häufig Energieketten zum Einsatz. Durch die Länge des Hauptträgers und die damit verbundene Dimensionierung der Energiekette bestehen dabei hohe Systemanforderungen. Insbesondere dann, wenn auch die Steuerung per Kette angebunden sein soll.

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Abu-Powerline als verfahrbare Steuerung. Das System ragt weder nach oben noch nach unten über den Hauptträger hinaus und reduziert somit den Einbauraum des Krans im Vergleich zur Schleppleitung. (Bild: Abus)
Abu-Powerline als verfahrbare Steuerung. Das System ragt weder nach oben noch nach unten über den Hauptträger hinaus und reduziert somit den Einbauraum des Krans im Vergleich zur Schleppleitung. (Bild: Abus)

Vor der Einführung von Energieketten bei Laufkranen waren Schleppleitungen das Mittel der Wahl – sowohl für den Anschluss der Katze als auch für den Hängetaster einer verfahrbaren Steuerung. Die konstruktiven Nachteile eines solchen Systems sind vor allem die Abmessungen: Die Befestigungen des dazu benötigten Laufschienenverbandes sitzen zumeist oben auf dem Hauptträger und erhöhen die Einbauhöhe des Krans. Je nach Spannweite und Hauptträgerhöhe kommt ein nicht unerheblicher Kabeldurchhang der zusammengeschobenen Leitungsschlaufen unter dem Kran hinzu.

Energiekettensystem sowohl für Katze als auch für Steuerung

Dies bedeutet beim Überfahren von Hindernissen ein Gefahrenpotenzial durch Hängenbleiben. Weiterhin besteht ein erheblicher Montageaufwand der Quer- und Längsschienen.

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Ziel bei der Entwicklung des Energiekettensystems Abu-Powerline war ein kompaktes und robustes Konzept zur Energiezuführung, das sowohl für die Katze als auch für die verfahrbare Steuerung zum Einsatz kommt. Die Abu-Powerline verläuft seitlich am Hauptträger in einer Führungsschiene. Während auf der einen Seite die Katzstromzuführung angebracht ist (Bild 1 – siehe Bildergalerie), verfährt auf der anderen Seite der Hängetaster mittels einer eigenen Führungsschiene unabhängig vom Hubwerk (Bild 2). Da die Seiten des Hauptträgers bei Ein- und Zweiträgerkranen selten als Anbauort für andere Komponenten genutzt werden, stören die Schienen nicht und reduzieren den Einbauraum des Krans in keine Richtung.

Krane sowohl mit neuer Energiekette als auch mit Schleppleitung lieferbar

Das System ist nicht auf funkgesteuerte Krane ohne verfahrbare Steuerung beschränkt, da die Energiekette sowohl für die Stromzuführung als auch für die Steuerstromleitungen des Hängetasters zum Einsatz kommt. Trotz der zunehmenden Verbreitung von Funkanlagen stellen hängetastergesteuerte Krane nach wie vor die häufigste Ausführungsform dar.

Das innovative Konzept des seitlich verfahrenden Wagens für die Steuerleitung wurde von Abus Kransysteme zum Patent angemeldet. Etwa seit dem Jahr 2000 bietet der Kranhersteller die Abu-Powerline für die Stromzuführung und verfahrbare Steuerung als serienmäßige Ausstattung aller Laufkrane an. Auf Kundenwunsch liefert Abus das bis dahin gängige Schleppleitungssystem optional weiterhin.

Die üblichen am Markt erhältlichen Energieketten sind für den Einsatz am Abus-Laufkran nicht unbedingt optimiert, da sich durch die Länge und Belegung der benötigten Kette systembedingte Besonderheiten ergeben. So entsteht durch die temperaturabhängige Ausdehnung der geführten Leitungen und die daraus resultierende Verschiebung an der Biegestelle ein Längenversatz zwischen Kette und Leitung. Dieser führt zu einer Wellung und unter Umständen zu einem Austritt der Kabel aus der Energiekette.

Die Ingenieure begegneten diesem Effekt durch geometrisch optimierte Kettenglieder und passten die Kammergröße und Kammerform an. Die glasfaserverstärkten Kettenglieder der Abu-Powerline blieben mechanisch kompatibel zur Anbindung an marktübliche, zuvor eingesetzte Energieketten.

Horizontal angeordnete Einzeladern machen Flachleitungen langlebig

Anders als bei herkömmlichen Ausführungen liegen in der Abu-Powerline bewusst keine Rundleitungen. Durch die radiale Anordnung der Einzeladern im Kabel entsteht hier an der Biegestelle ein nicht unerheblicher Verschleiß, der nur durch aufwendige Spezialleitungen reduziert werden kann. Als kostengünstiger und langlebiger stellte sich im Anwendungsfall bei Abus eine Flachleitung heraus. Die horizontale Anordnung der Einzeladern reduziert das Reibungsverhältnis im Leitungsgefüge im Vergleich erheblich. So konnte die hohe Lebenserwartung des Systems noch weiter gesteigert werden. Zudem spart die kompakte Anordnung der Adern Volumen in der Energiekette.

Üblicherweise gleitet eine Energiekette beim Zurückfahren auf dem gesamten Verfahrweg übereinander. Durch das Eigengewicht der Kette erhöht sich dadurch vor allem bei langen Hauptträgern die Betätigungskraft zum Verfahren des Hängetasters. Da bei der verfahrbaren Steuerung ein leichtgängiger Bewegungsablauf für die Bedienungsergonomie des Kranführers unerlässlich ist, waren weitere Detailinnovationen gefragt.

Im vorderen Führungsschienenteil rollt die Energiekette auf Rollenböcken

Hierzu wurde die Energiekette so konzipiert, dass die Kettenglieder erst in der Mitte der Führungsschiene beginnen. In der vorderen Hälfte stecken Rollenböcke in dem Profil (Bild 3). Auf diesen rollt die Kette ab, anstatt auf den darunterliegenden Kettengliedern zu rutschen.

Durch die definierten Betätigungskräfte der verfahrbaren Steuerung hebelt das System einen weiteren Nachteil der Schleppleitung aus: Bisher kannten Kranführer vor allem bei langen Kranen den Effekt, dass der Steuerwagen nach dem Loslassen des Hängetasters nicht still stehen blieb. Entweder schoben die zusammengedrückten Leitungsschlaufen die Schleppleitung auseinander und bewegten den Steuerwagen zum Ende des Hauptträgers oder die maximal auseinandergezogene verfahrbare Steuerung zog sich durch das Eigengewicht der Kabel zusammen, wodurch der Hängetaster zum Anfang des Hauptträgers rollte.

Bei der Energiekette tritt dieser Effekt nicht auf. Die verfahrbare Steuerung bleibt durch ihre reibungsabhängige Positionshaltung dort, wo der Kranführer den Hängetaster loslässt.

Um die Führungsschiene an den Seitenflächen des Hauptträgers zu montieren, war ein einfaches und kostengünstiges Verfahren nötig. Die Grundidee lieferten die bekannten Kinder-Rutschautos, deren Räder mit aufgeschlagenen Metallclips befestigt sind.

Befestigung von Kinder-Rutschautos für die Industrie weiterentwickelt

Die Abus-Ingenieure entwickelten diese Idee für die Anforderungen im industriellen Bereich neu und berücksichtigten die hohen Anforderungen an Haltekraft und Montageeffizienz. Der Hauptträger erhält dazu seitlich angebrachte Schweißbolzen, auf die die Abus-Mitarbeiter bei der werksseitigen Montage nur die Führungsschienen aufstecken und die Spezialclips aufschlagen. Die einzelnen Schienenstücke verbinden sie bei der Montage entsprechend der Kranlänge. Fixierstifte (Bild 4) sorgen für die exakte Positionierung der Metallprofile. Dies ist nötig, um einen sauberen Stoß zu gewährleisten, der für die Laufruhe der Steuerung sorgt.

Im Inneren der Führungsschienen bietet das System ausreichend Platz zum Verlegen der Stromleiter. Die Flachleitungen beginnen am Schützkasten und verlaufen bis zur Mitte des Hauptträgers, wo sie in die dort befestigte Energiekette übergehen. Die Flachleitungen liegen dabei mittig zwischen den Rollenböcken. Auch die Leitungen, die am gesamten Träger entlang bis zur anderen Seite des Krans laufen, können mithilfe der Abu-Powerline verlegt werden: Oberhalb der Führungsschiene ist ein Kabelkanal integriert, der die Anschlussleitung für den Kranfahrantrieb aufnimmt (Bild 5).

Gasdruckstoßdämpfer am Wagenende fängt Bewegungsenergie ab

Ein weiteres Highlight der Abu-Powerline ist der Steuerwagen. Er verfährt direkt in der Führungsschiene der Energiekette. Zwölf kugelgelagerte Rollen fangen dabei alle auftretenden Kräfte ab. Durch den bis zu 90 cm langen Mitnehmerarm, an dem der Hängetaster herunterhängt, entstehen am Wagen durch die Hebelwirkung enorme Kräfte. Diese steigen vor allem bei großen Hubhöhen, da der Kranführer die herabhängende Steuerleitung zwangsläufig in einem gewissen Winkel zieht.

Am Ende des Steuerwagens ist ein Gasdruckstoßdämpfer montiert, der die Bewegungsenergie abfängt, wenn die verfahrbare Steuerung gegen den Anschlag prallt. Das System ist großzügig dimensioniert, wodurch im rauen Arbeitsalltag keine unzulässigen Stöße auf die Energiekette oder das restliche Abu-Powerline-System übertragen werden.

Die Abu-Powerline kommt an allen Abus-Einträger- und -Zweiträger-Laufkranen, Decken- und Konsollaufkranen serienmäßig zum Einsatz und wird dort für die Stromzuführung und für die verfahrbare Steuerung eingesetzt. Durch den Anschluss in der Mitte des Kranträgers kann auch bei Kranen mit zwei Seilzügen die Energiekette eingesetzt werden: Hier entfallen die zuvor genannten Rollenböcke – statt dessen liegt die zweite Abu-Powerline gegenläufig in der Führungsschiene.

* Alexander Kalcher ist technischer Redakteur bei der Abus Kransysteme GmbH in 51647 Gummersbach

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