Auf einem Kran bewährt sich eine Magnetkette für die Energieführung in der Praxis. An Lösungen für Werkzeugmaschinen arbeitet der Hersteller bereits.
Energiezuführungen in gleitender Anordnung kamen nicht in Frage, um die beiden Katzen des neuen Portalkranes einer chinesischen Schiffswerft in Jingjiang auszurüsten: Fahrwege von 218 m und eine hohe Zuladung durch die Leitungen sprachen dagegen. Auch Ketten mit Rollen laufen unter solchen Bedingungen nicht ohne Verschleiß, so dass der Lebensdauer der Energieführungsketten Grenzen gesetzt sind. Um diese zu überwinden, bauten die Chinesen als erste Anwender die Magnetkette der Murrplastik Systemtechnik GmbH aus dem schwäbischen Oppenweiler ein.
In der Magnetkette tritt keine Reibung und damit auch kein Verschleiß auf: Über die gesamte Länge sind auf alle Kettenglieder starke Magnete montiert. Sie sind so gepolt, dass sie sich abstoßen. So kann sich auch bei langen Verfahrwegen der obere Kettenteil mit seiner zum Teil sehr hohen Zuladung nicht mehr auf das untere Kettenteil legen. Elemente, die übereinander schweben, können aber nicht verschleißen. Darüber hinaus bleibt das System immer im Gleichgewicht, denn je höher die Last im Obertrum wird, desto größer werden die magnetischen Abstoßungskräfte, weil sich die gegenüberliegenden Magnete einander nähern.
Ein weiterer Vorteil ist, dass sich Antriebseinheiten wie Motor und Getriebe erheblich kleiner auslegen lassen, wenn die Reibung zwischen Obertrum und Untertrum entfällt. Zug- und Schubkräfte sind also bei konstanter Geschwindigkeit unabhängig von der Zusatzlast. Das bedeutet: Die Antriebsleistung ist bei 2 kg/m Zuladung genauso groß wie zum Beispiel bei 13 kg/m, die im vorliegenden Anwendungsfall erreicht werden. Zum Beschleunigen der Masse ist natürlich Antriebsleistung erforderlich, aber sie beträgt nur noch rund die Hälfte der üblichen Werte. Das spart Energie und senkt Kosten. Eine Magnetkette ist also für den Einsatz im Kranbereich sehr gut geeignet.
In der chinesischen Werft sind Energieführungsketten des Typs MP 52 im Einsatz. Diese Standardkette wurde nachträglich mit Magneten ausgestattet, die durch Aufclipsen angebracht wurden. Speziellen Bauteile waren dafür nicht erforderlich. Die Bauart hat darüber hinaus den Vorteile, dass sich die Tragkraft durch die variable Anzahl der fixierbaren Magnete anpassen lässt.
Um die Parameter für sehr unterschiedliche Belastungsfälle festzulegen und damit ein dauerhaft funktionierendes System anbieten zu können, führten die Schwaben zahlreiche Feldversuche durch. Tests zur Lebensdauer zeigten, dass nach 3,5 Millionen Zyklen kein Verschleiß festgestellt werden konnte. Zudem zeigte sich, dass sich die Magnetkette in Grenzsituationen wie etwa dem Notstopp wie gewünscht verhält.
Die ursprüngliche Rechteckform der Magnete wurde inzwischen zugunsten einer Rautenform aufgegeben, weil diese eine bessere Überdeckung der Magnetfelder und damit einen noch ruhigeren Lauf des Obertrums ermöglicht. Weiterentwicklungen dieser Art sollen in die nächsten Krananlagen, Entladebrücken oder Off-Shore-Einrichtungen eingebracht werden.
Ein weiterer Anwendungsbereich für die Magnetkette sind schnell laufende Werkzeugmaschinen, vielfach in Kombination mit automatisierter Fertigung. Hier sind hohe Dynamik, Zuladung und vielfach auch lange Verfahrwege der Energieführungskette gefragt. Bisher kommen wegen der Verschleißreduktion ausschließlich freitragende Ketten zum Einsatz, deren Länge aber auf rund 5 m begrenzt ist. Deshalb sind auch Anwender dieser Branche an schwebenden Magnetketten interessiert.
Helmut Jostmeier Produktmanager bei Murrplastik Systemtechnik in Oppenweiler
Tragkraft durch weitere Magnete anpassen
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