Sensoren für Schiffskrane

Die Firma TTS NMF wurde als Neuenfelder Maschinenfabrik GmbH 1970 in Hamburg gegründet. Sie ist heute eine der führenden Schiffskranhersteller für schwere Bordkrane. Die hier gefertigten Krane sind mit Hublasten (SWL) bis zu 1000t und 2000t, im Tandembetrieb, die leistungsstärksten der Welt.

Dass bei diesen mächtigen Anlagen mit komplexer Technik gearbeitet wird, zeigt sich deutlich bei der Steuerungstechnik und speziell auch bei der verwendeten Sensorik. Wichtige Parameter die erfasst werden müssen sind z.B. der Auslegerwinkel, die Drehturmposition (Azimuth) und die Windendrehzahl für die Hubgeschwindigkeit. Zusätzlich wird die Schiffskrängung (Schlagseite) mittels Neigungssensor erfasst. Erreicht das Schiff beim “Rollen” um die Längsachse einen bestimmten Grenzwert und wird ein entsprechender Auslegerwinkel erfasst, so wird die Funktion aus Sicherheitsgrüngen begrenzt.

TWK ist seit 1986 Sensor-Zulieferer bei TTS NMF. Zunächst wurden potentiometrische Drehwinkelaufnehmer des Typs PP27 geliefert. Diese Geber sind in der Abtastung kontaktbehaftet und verfügen über einen eingeschränkten elektrischen Arbeitsbereich. Diese kleinen, robusten und industrietauglichen Drehgeber wurden hauptsächlich in kleineren Bordkranen zur Abstandsbestimmung der Last am Kranhaken zum Drehkran (Ausladung) verwendet. Inzwischen werden vermehrt kontaktlose Absolutdrehgeber der Type TBA50 eingesetzt.

Die Drehgeber der T-Serie arbeiten intern mit der HALL-Technik, also magnetisch. Sie sind in Zweikammertechnik aufgebaut, die z.B. ein Vergießen der Elektronik ermöglicht. Der erweiterte Temperaturbereich von -40°C bis 85°C ist Standard. Das aus Aluminium oder in diesem Fall aus Edelstahl gefertigte Gehäuse ist durch eine Wandstärke von 5 – 10 mm äußerst robust. Die Edelstahlwelle mit einem Durchmesser von 12 mm ist bis zu 250 N axial und radial belastbar. Ein Simmerring sorgt für die Dichtigkeit. Die Schutzart IP69K ist durch das Vergießen der Elektronik im Gehäuse, realisierbar. Diese Geberserie ist für raue Umgebungen, die von Nässe und extremen Temperaturen gekennzeichnet sind, besonders gut geeignet.

Mit einer BUS-Schnittstelle kann man sie zusammen mit anderen Teilnehmern der Sensorik und Aktorik in einem z.B. CANopen-Bus (Profibus, Profinet etc.) vernetzen. Auch SIL2 und TüV – Zertifizierte Varianten sind lieferbar (CANopen Safety). Bei der Automatisierung komplexer Aggregate, erfüllen sie viele Aufgaben als Positionsrückmelder und Geschwindigkeitsgeber.

Ein weiterer Drehgeber der speziell für Krane entwickelt wurde ist ein absoluter Multiturngeber mit Drehkranzfunktionalität. Diese erlauben die direkte Einstellung der Zähne-Zahlen von Drehkranz und Drehgeberritzel im Drehgeber. Dadurch können alle denkbaren Übersetzungsverhältnisse realisiert und der Drehgeber vom Kunden genau an den jeweiligen Drehkranz angepasst werden. Als Ausgabewerte liefert der Drehgeber dann die Position des Drehkranzes in Grad (Auflösung einstellbar) sowie dessen Geschwindigkeit in Grad/Zeiteinheit (Zeiteinheit einstellbar) Für die Kopplung an den Drehkranz gibt es ein als Zubehör erhältliches spielfreies Zahnrad ZRS. Dieses aus speziellem dauerelastischem Kunststoff gefertigte Zahnrad ist besonders wiederstandsfähig gegen Temperatureinflüsse, Feuchtigkeit, aggressive Medien und mechanische Dauerbelastung. Die besondere Zahnform gewährleistet, dass die Flanken eines Zahnes ständig am zu vermessenden Zahnrad anliegen. Eine Verfälschung des Messsignals beim Wechsel zwischen Vor- und Rückwärtsdrehen (Umkehrspiel) wird so verhindert.

Im Bereich der Neigungssensoren hat die TWK die Baureihe NBx65, basierend auf der sog. MEMS – Technik entwickelt. Die Erfassung über +/- 90° für ein oder zwei Achsen und die Signalausgabe mit allen in der Industrie relevanten Schnittstellen ist möglich. Auch hier sind TüV – Zertifizierte Safety – Varianten lieferbar. Durch die massiven Gehäuse aus seewasserfestem Aluminium oder Edelstahl, mit bis zu
5mm starken Wandungen, eignen sich diese Geber besonders für den maritimen Einsatz.

Zuverlässigkeit, Präzision, robuste Mechanik und angepasste Software sind die wichtigsten Eigenschaften der TWK - Sensoren, die deshalb deren Verwendung unter rauen Außenbedingungen sehr gut ermöglichen.