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Mit 5000 Newtonmeter durch die Extrusionsgruppe

CONTI® SYNCHROCHAIN-Polyurethan-Zahnriemen. Foto: Wilhelm Herm. Müller GmbH & Co. KG

Mit einer Leistung von bis zu 500 Kilovolt (kV) transportieren Energiekabel Strom über weite Entfernungen. Diese Hochspannungskabel werden auf bis zu 300 m langen Extrusionsanlagen hergestellt. Maschinenbauer TROESTER, einer der führenden Hersteller für Kabelextrusionsanlagen weltweit, setzt in seinen innovativen HV CCV-Anlagen CONTI® SYNCHROCHAIN Polyurethan-Zahnriemen für den Drehantrieb der rotierenden Bandabzüge ein. Bei der Auswahl des geeigneten Zahnriemens wurde TROESTER von den Antriebstechnik-Spezialisten der Wilhelm Herm. Müller GmbH & Co. KG beraten.

„Energiewende“ ist wohl einer der meistgebrauchten Begriffe unserer Tage. Mittendrin in den Diskussionen um zusätzliche neue „Stromautobahnen“ ist die TROESTER GmbH & Co. KG aus Hannover. Sie baut Extrusionsanlagen für Kautschuk und Kunststoffe und ist eines der weltweit zwei führenden Unternehmen, das Kabelextrusionsanlagen herstellt, auf denen See- und Erdkabel zur Übertragung von Höchstspannungen von bis zu 500 kV über weite Strecken produziert werden. Hergestellt werden diese Kabel durch ein spezielles Extrusionsverfahren, bei dem 3 Isolationsschichten aus Kunststoff gleichzeitig auf einen Kupferleiter aufgebracht werden.

„Früher gab es nur wenige zentrale Kraftwerke, die den Strom produzierten“, sagt Dirk Schmidt, Vertriebsleiter für Kabelmaschinen und -anlagen bei TROESTER. Deren Märkte in den letzten Jahren hautpsächlich Länder, in denen neue Stromnetze aufgebaut wurden. Hierzu gehören beispielsweise China, Russland oder Indien. Seit der ausgerufenen Energiewende ist auch Europa wieder dabei. „Heute ist eine Vielzahl von Stromerzeugern hinzugekommen. Windkraft, Biomasse und andere alternative Energieformen. Der Strommarkt ist viel dezentraler geworden“, sagt Schmidt. Der Ausbau der Netze benötige dicke Energiekabel, um den Strom auch über weite Strecken transportieren zu können.

Extrusionsanlagen mit gewaltigen Abmessungen

TROESTER-Kabelextrusionsanlagen wie die „Catenary Continuous Vulcanisation Line“ (kurz: HV CCV) zur kosteneffizienten Herstellung von Mittel-, Hoch- und Höchstspannungskabeln haben gewaltige Abmessungen. Das hat mit der Größe der Maschinen selbst und dem Verfahren zu tun. Eine Werkhalle für eine HV CCV-Line kann eine Höhe von 50 m und bis zu 350 m Länge erreichen. HV CCV-Anlagen arbeiten mit dem patentierten „TWINROT“-Verfahren. Dieses basiert auf zwei synchron geschalteten Bandabzügen vom Typ RAGG (Rotating Caterpillar RAGG), die als Transporteinheit fungieren und bei denen sich die komplette Abzugseinheit um die Horizontale dreht. In diesen rotierenden Bandabzügen arbeiten CONTI® SYNCHROCHAIN Polyurethan-Zahnriemen, konzipiert für die Übertragung höchster Drehmomente.

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Rotating Caterpillar RAGG 150/142. Foto: TROESTER

Hochspannungskabel mit extrudierten Isolationsschichten. Foto: TROESTER

Stephan Kellner von der Konstruktionsabteilung Kabelmaschinen bei TROESTER erläutert die Arbeitsweise der Bandabzüge. „Jeweils am Anfang und am Ende einer HV CCV-Anlage sitzt ein rotierender Bandabzug RAGG. Mit bis zu 5000 Newtonmetern wird der im extrem fast armdicke Kupferkern bzw. das Kabel von rotierenden Bandabzügen durch die Extruder-Gruppe transportiert, wo der Prozess der Isolation des Kupferleiters mit Kunststoff stattfindet.“ Die Abzugseinheiten der Bandabzüge drehen in circa 10 bis 15 Minuten das Kabel um die eigene Achse. Der Prozess der Kabelisolierung schreitet mit rund 1m/min voran.

Dabei wird das Kabel von beiden Enden im CV-Rohr gedreht, um den sogenannten Birnentropfeneffekt zu vermeiden. „Die Drehung beider Bandabzüge reduziert die Torsionsbeanspruchung und wirkt dem möglichen Abtropfeffekt entgegen“, erklärt Dirk Schmidt. „Diese Drehabzüge sind so konstruiert, dass sich die komplette Abzugseinheit um die Horizontale dreht und dabei den Leiter bzw. das Kabel mit den Abzugsbändern transportiert.“

Zahnriemen mit außergewöhnlicher Leistung

Bei der Auswahl des geeigneten Zahnriemens wurde TROESTER von den Antriebstechnik-Spezialisten von Wilhelm Herm. Müller GmbH & Co. KG beraten. Kundenbetreuer Andreas Ludwig: „Als Polyurethan-Hochleistungs-Zahnriemen war der CONTI® SYNCHROCHAIN von ContiTech hier allererste Wahl, weil in den Bandabzügen von HV CCV-Kabelextrusionsanlagen höchste Drehmomente zu übertragen sind“. Wenn man sich einige Fakten vor Augen hält, wird die Leistung des CONTI® SYNCHROCHAIN in einer HV CCV-Anlage anschaulich. Der Zahnriemen sorgt durch den Antrieb des Bandabzuges dafür, dass das zu isolierende Kabel in einer exakt definierten rotierenden Bewegung kontinuierlich vom Anfang bis an das Ende der Anlage geführt werden kann. Dabei wiegt 1 m Höchstspannungskabel gut 50 kg, wiegt eine fertig aufgespulte Kabelrolle bis zu 12 t und läuft eine HV CCV-Anlage meist bis zu 14 Tage durch.

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An einem Caterpillar RAGG 150/42 (v. l.): Stephan Kellner und Dirk Schmidt (TROESTER) sowie Kundenberater Andreas Ludwig von Wilhelm Herm. Müller. Foto: Mulco-Europe EWIV

Hochdynamisch beanspruchbar

„Das schafft der CONTI® SYNCHROCHAIN, weil er über eine hohe Reißfestigkeit und außergewöhnliche Zugkraft verfügt. Mit bis zu 4 Metern pro Sekunde ist er hochdynamisch beanspruchbar. Dank des CTD-Profils, der besonderen Bauweise und speziellen Materialien sowie paarläufig gespulter S/Z-Drehung aus Aramidfasern sorgt dieser Polyurethan-Zahnriemen sowohl bei hohen Drehmomenten als auch bei hohen dynamischen Beanspruchungen für eine zuverlässige Leistungsübertragung. In den Bandabzügen arbeiten 68 mm breite und 3500 mm lange Zahnriemen in der Profilausführung CTD C14M“, so Andreas Ludwig.

Als Antriebsriemen der Hochleistungsklasse erlaubt CONTI® SYNCHROCHAIN Gegenbiegung im Mehrscheibenantrieb und ist somit eine wartungsfreie Alternative zu Kettentrieben. Konstrukteur Stephan Kellner: “Andere Antriebssysteme wie beispielsweise Kette oder Zahnräder kamen eigentlich nie in die engere Wahl. Wir brauchen einen schlupffreien Antrieb, der weder gewartet noch geschmiert werden muss. Gerade die wegfallende Schmierung angesichts der verkapselten Einbausituation und die dadurch gegebene Wartungsfreiheit ist ein klares Plus für Polyurethan-Zahnriemen“.

Garbsen, 21.2.2013
Wilhelm Herm. Müller GmbH & Co. KG

Für CONTI® SYNCHROCHAIN bietet Hersteller ContiTech ein Berechnungstool.

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