HiTracWinch - Hochleistungstreibsystem für die Seilkraftregulierung in mehrlagig bewickelten Seiltrommeln
Ausgangssituation
Die Lebensdauer von Drahtseilen leidet signifikant unter der mehrlagigen Bewicklung, wie sie auf Seiltrommeln von Mobil-, Raupen- oder Turmdrehkranen erfolgt. Während des Betriebs wird das Drahtseil wiederholt mit schwankender Traglast auf- und abgewickelt, wodurch sich im Wickelpaket ein inhomogener Spannungszustand entwickelt. Relativbewegungen und Pressungsspitzen resultieren und tragen maßgeblich zur höheren Beanspruchung bei mehrlagiger Bewicklung bei. Für die erwähnten Kransysteme ist eine mehrlagige Wicklung des Drahtseils jedoch notwendig, da auf geringem Bauraum große Seillängen gespeichert werden müssen, um die geforderten Hubhöhen zu ermöglichen.
Abbildung 1: Übliches Lastspiel mit variierender Traglast
Zielstellung und Lösungsansatz
Das Ziel von HiTracWinch (IGF-Vorhaben Nr. 19606 BR/1 der Forschungsgemeinschaft Intralogistik / Fördertechnik und Logistiksysteme (IFL) e. V) war, die Betriebs- und Lebensdauer von Drahtseilen auf mehrlagig wickelnden Trommeln zu verbessern. Eine vorgeschaltete Treibscheibe bildet dafür mit der mehrlagig wickelnden Seiltrommel das Hochleistungstreibsystem, welches beim Bewickeln eine konstante Seilvorspannkraft gewährleistet.
Abbildung 2: Schematischer Aufbau des Hochleistungstreibsystems
Daraus resultiert eine homogene Pressungsverteilung im Wickelpaket, die die Schädigung des Drahtseils verlangsamt. Beim Hochleistungstreibsystem handelt es sich um eine neues Windenkonzept. Durch experimentelle Untersuchungen sollte der Nutzen des Systems validiert werden, um eine Überführung in die Praxis zu ermöglichen.
Umsetzung
Dauerspulversuche ergaben eine signifikante Verbesserung der Betriebs- und Lebensdauer des getesteten Drahtseils. Je eine Versuchsreihe mit dem Hochleistungstreibsystem und einer dem Stand der Technik entsprechenden Trommelwinde ergaben im Vergleich eine Steigerung der Betriebs- und Lebensdauer von jeweils 70 % und 39 %. Weiterhin wurden die unteren Seillagen weniger belastet, was in einer gleichmäßigeren Verteilung der Drahtbrüche resultierte. Die Resultate des Forschungsprojekts lassen auf eine hohes Potenzial von Hochleistungstreibsystemen in kommenden Produkten der Hebetechnik schließen.
Abbildung 2: Demonstrator des Hochleistungstreibsystems
Förderhinweis
Das IGF-Vorhaben (19606 BR) der Forschungsgemeinschaft Gemeinschaftsausschuss Kaltformgebung e.V. wird über die AiF Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen „Otto von Guericke“ e.V. im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung und -entwicklung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des Deutschen Bundestages für die Zeit vom 01.07.2017 bis 31.12.2020 gefördert.
