Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Hochleistungstreibsystem für die Seilkraftregulierung in mehrlagig bewickelten Seiltrommeln(HiTracWinch)

Ziel des Vorhabens ist die Schaffung von theoretischen und konstruktiven Grundlagen für kompakte Treibscheibenantriebe, die vorgeschaltet bei mehrlagig bewickelten Seiltrommeln im Kranbereich eine signifikant hohe Seilvorspannung erzeugen können. Diese soll, auch beim Aufwickeln ohne Last, für ein fehlerfreies Wickelpaket sorgen und damit die Lebensdauer des Seils erhöhen. Die Optimierung der Mehrlagenwinde erfordert zuerst die Analyse der herkömmlichen Trommelwinden, mit dem Ziel die Anwendungsparameter zu ermitteln und diese für die experimentellen Versuche einzugrenzen. Als Vorspannvorrichtung kommt die Magnettreibscheibe mit modifizierter Rundrille zum Einsatz. Die Weiterentwicklung der Magnettreibscheibe besteht darin, die Rille mit einer reibwerterhöhender Beschichtung zu versehen, um die Treibfähigkeit weiter zu erhöhen. Hierzu sind Beschichtungsverfahren zu analysieren und anhand der Reibwertversuche geeignete Beschichtung/Seil-Kombination auszuwählen. Im Anschluss sollen Performancetests des Hochleistungstreibsystems an einem Windenprüfstand durchgeführt werden, um das Wickel- sowie Verschleißverhalten des Seils zu untersuchen. Im Ergebnis sollen die allgemeinen Gestaltungsregeln sowie Berechnungsgrundlagen zur Dimensionierung und Betrieb von Trommelwinden mit Vorspannvorrichtung erarbeitet werden. Die Ergebnisse des Forschungsvorhabens können grundsätzlich in allen Bereichen, in denen Hebezeuge mit mehrlagig bewickelten Seiltrommeln eingesetzt werden, von Nutzen sein, da Grundlagen für neue Produkte gelegt werden. Im Besonderen sind weiterführend die Ergebnisse direkt bei den Herstellern und Betreibern der Hebezeuge, darunter eine Vielzahl von KMU nutzbar, da die Betriebskosten, die sich aus dem Austausch der ablegereifen Seile ergeben, verringert und die Verfügbarkeiten der Anlagen vergrößert werden.

Ergebniszusammenfassung:

Eine Analyse verschiedener Kransysteme hat ergeben, dass Mobil-, Raupen- und Turmdrehkrane vom Hochleistungstreibsystem profitieren würden. Mit diesem Wissen kann das Hochleistungstreibsystem Herstellern und Anwendern gegenüber beworben werden.

Es wurde nachgewiesen, dass eine konstante Seilvorspannkraft bei der mehrlagigen Wicklung eines Drahtseil dessen Betriebs- und Lebensdauer im Mittel um 71 % bzw. 39 % erhöht. Dadurch steigt die Wirtschaftlichkeit, respektive Wettbewerbsfähigkeit, von Hubwerken mit mehrlagig bewickelten Seiltrommeln. Seilkraftregelnde Hubwerke besitzen großes Potenzial beim in Mobil-, Raupen- und Turmdrehkranen.

Reibwertuntersuchungen von Kombinationen aus sechs Treibscheiben, drei Drahtseilen und vier Schmierstoffen haben gezeigt, dass für das geprüfte Hochleistungstreibsyststem eine Kombination aus wolframcarbidbeschichteter Magnettreibscheibe und einem drehungsfreien Drahtseil 8 16x7-WSC 1960 U zZ mit Werksschmierung vorzuziehen ist. Die Ergebnisse der Reibwertuntersuchungen können zudem genutzt werden, um die getesteten Materialkombinationen in verschiedensten Treibscheibenwinden einzusetzen.

Es wurde eine Berechnungsvorlage erstellt, mit der die wirkenden Lasten für Seiltrommel und Treibscheibe des Hochleistungstreibsystems bestimmt werden können. Dies erleichtert Hubwerksherstellern die Einbindung des entwickelten Systems.