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Mobile Maschinen 2/2016

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SIMULATION I TITEL Damit

SIMULATION I TITEL Damit die Last sicher am Haken bleibt Simulation der Hubwindensteuerung eines mobilen Hub-Portalkrans Shaun Prince Mobile Hub-Portalkrane kommen z. B. beim Transport von Elementen für Windkraftanlagen oder Brückenfertigteilen zum Einsatz. Zur Detaillierung wird leistungsstarke Software eingesetzt. Die Hubwindensteuerung wurde mit Automation Studio simuliert. Shaun Prince B.Eng, Projektleiter Entwicklung Hydraulik & Antriebstechnik bei der Grunau & Schröder Maschinentechnik GmbH in Drolshagen Resultierend aus der Erkenntnis, dass keine Standard Hub-Portalkräne für die speziellen Einsatzbedingungen und Anforderungen auf dem freien Markt verfügbar waren, beschloss die Firma Max Bögl Transport und Geräte GmbH & Co. KG einen Hub- Portalkran nach eigenen Anforderungen konzipieren und herstellen zu lassen. Somit wurde als Gemeinschaftsprojekt der Firma Max Bögl Transport und Geräte GmbH & Co. KG und der Firma Grunau & Schröder Maschinentechnik (GSM) ein mobiler Hub- Portalkran (Travellift) mit 65t Nutzlast entwickelt. GSM ist ein seit 1993 bestehendes Dienstleistungsunternehmen im Bereich maschinenbautechnischer Konstruktionen und ist Teil der Bauer Maschinen GmbH. Die Firma Max Bögl Transport und Geräte GmbH & Co. KG ist Teil der Firmengruppe Max Bögl, einem der fünf größten Bauunternehmen Deutschlands. GSM übernahm die Umsetzung vom Konzept bis zur Fertigstellung des Prototypens eines mobilen Hub-Portalkrans mit 65 t Nutzlast. Zur Einführung in das Projekt fand die Machbarkeitsprüfung und Vordimensionierung des Geräts statt. Bei der Vordimensionierung wurde das Grundgerüst der mechanischen, elektronischen und hydraulischen Systembaugruppen entworfen. Aufbauend auf diesem Entwurf fand eine umfangreiche Beachtung der geltenden Richtlinien, Normen und Sicherheitsvorschriften statt. Die Ausarbeitung der Maschinensicherheit und die detaillierte, statische Berechnung der Tragwerksstruktur wurden in enger Zusammenarbeit mit externen Unternehmen durchgeführt. Die Vielseitigkeit der Konstruktionsaufgabe und des Projektmanagements über den gesamten Projektverlauf zeigte sich bei 48 Mobile Maschinen 2/2016

TITEL I SIMULATION Der Hub-Portalkran im Detail Die Aufgabe des Travellift besteht darin verschiedene Werkstücke aufzunehmen, zu heben, zu transportieren und zu positionieren. Der Travellift hebt das Transportgut mit zwei Winden über eine Traverse an. Das angehobene Transportgut kann dann verfahren werden. Durch die Anordnung und variable Lenkbarkeit der Räder kann das Transportgut variabel manövriert und verladen werden. Der Travellift wird hydraulisch angetrieben. Die Erzeugung der hydraulischen Energie erfolgt über einen Dieselmotor, welcher die Hydraulikpumpen antreibt. Das Fahrwerk besteht beim Travellift aus vier Radeinheiten mit hydraulisch angetriebenen Fahrgetrieben, die je einzeln lenkbar sind. Zur Realisierung der max. Wendigkeit beim Werkstücktransport verfügt der Travellift über fünf Lenkmodi, die über zwei installierte Lenkartenwahlschalter, einer in der Kabine und einer auf der Funkfernbedienung, anwählbar sind. der Ausarbeitung des Gesamtkonzepts, der Koordination von Beschaffung, der Kommunikation und Abstimmung mit externen Unternehmen und der Terminsteuerung. In der weiteren Projektabwicklung wurde die Detailauslegung der antriebstechnischen Komponenten für das Fahrwerk, das Hubwerk und das Hydraulikaggregat umgesetzt. Für die Detaillierung fanden entsprechende Konstruktionsprogramme wie Solid Works 2015, Automation Studio und AUTOCAD Anwendung. Simulation der Hubwindensteuerung Bei der Projektierung einer Hubwindensteuerung wurde unter Berücksichtigung der Betriebszustände das sichere Halten der Hubwinden simuliert. Als hydraulischelektrische Simulationssoftware kam Auto- Die stufenlose Ansteuerung des Fahrantriebs von 0 – 15 km/h erfolgt über ein elektronisches Gaspedal und Fahrtrichtungsschalter. Die Lenkung wird über einen elektronischen Lenkkraftsimulator (Steer-by-wire) betätigt. Eine direkte mechanische Verbindung vom Lenkrad zu den Rädern besteht somit nicht. Der Lenkkraftsimulator gibt den Sollwert des Lenkwinkels vor. Im Mittelpunkt jedes Radträgers ist ein Sicherheits-Winkelgeber verbaut der den IST-Wert der Lenkachse detektiert. Der Bereich Hubwerk teilt sich auf in zwei Hubwinden und zwei Laufkatzen, die ebenfalls hydraulisch angetrieben werden. Die Ansteuerung erfolgt über einen Steuerhebel in der rechten Sitzkonsole. Das Hydraulikaggregat bildet die zentrale Energieversorgungs- und Steuerungseinheit für alle hydraulischen und elektronischen Verbraucher des Travellift. Die Konzeption des Hydraulikaggregats war angesichts der komplexen, vielfältigen Anforderungen aus allen Funktionsbereichen, darunter die Bauraumbedingung sowie die Abgas- und Schallemissionen, die umfangreichste Aufgabe. Besonderheit der Anwendung n Handhabung wechselnder Bauteilgeometrien n hohe Fahrdynamik n Fahrgeschwindigkeit bis zu 13 km/h voll - 15 km/h leer n präzises, direktes Lenkverhalten n verschiedenen Lenkarten für max. Wendigkeit n schnelle aber auch besonders feinfühlige, exakte Ansteuerung der Funktionen n Einsatzdauer von 16-20 h/Tag n hoher Vollastanteil (mit 3 l) n Abgasrichtlinie Tier 4 final n Schalldruckpegel Lp ≤ 80 db(A) in 5 m Entfernung wegen angrenzender Wohngebieten. Der Travellift wurde unter Betreuung und Aufsicht von Grunau & Schröder Maschinentechnik bei Max Bögl montiert und in Betrieb genommen. Nach erfolgreicher sechsmonatiger Testphase in den täglichen zwei Schichtbetrieben befinden sich weitere Geräte in Produktionsplanung. Mobile Maschinen 2/2016 49