Praxiseinsatz Stahlwasserbau Durchgeschleust

Autor / Redakteur: Wayne Scutt* / Karl-Ullrich Höltkemeier

Das Great Lakes St. Lawrence Seaway System ist die Hauptschlagader des Schiffsverkehrs in Nordamerika: Eine der weltweit wohl verkehrsreichsten Binnenwasserstraßen verbindet über 3.700 Kilometer den amerikanischen mittleren Westen mit der Atlantikküste. Der Welland-Kanal, ein wichtiger Teilabschnitt des St. Lawrence Seaway Systems, ermöglicht die sichere Umgehung der Niagarafälle. Er überwindet auf 44 Kilometern Länge mit acht Schleusen eine Höhendifferenz von rund 100 Metern zwischen dem Lake Ontario und dem Lake Erie.

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Die St. Lawrence Seaway Management Corporation (SLSMC) stand vor der Aufgabe, die wirtschaftlichste, sicherste, zuverlässigste und umweltfreundlichste Ersatzlösung für die rund 70 Jahre alten elektromechanischen Antriebe, Getriebe, Ketten und Stahlseile zu finden. Das bestehende Antriebs- und Steuerungssystem mit einer veralteten Steuerung für die mechanischen Getriebe und Seilantriebe erforderte einen erheblichen Wartungsaufwand, was zu hohen Kosten führte.

Weltweite Erfahrung gebündelt

Auf der Suche nach einem passenden Partner forderte die SLSMC sieben Unternehmen auf, an einer Vorabqualifizierung teilzunehmen, die schließlich nur drei Kandidaten bestanden haben. Jedes dieser drei Unternehmen wurde beauftragt, eine hydraulische Antriebs- und Steuerungslösung zu projektieren.

Rexroth in Kanada stellte sich dieser Herausforderung und bildete sofort ein internationales Team aus kanadischen, deutschen und niederländischen Mitarbeitern. Das Centre of Competence Stahlwasserbau in Lohr, Deutschland, steuerte die Branchenerfahrung bei und half, eine maßgeschneiderte Lösung für den Welland-Kanal zu projektieren. Rexroth in den Niederlanden beteiligte sich mit der Kompetenz für ABS-Zylinder (Ceramax II). Rexroth in Kanada übernahm das Projektmanagement sowie die spezifische Anpassung der Hydraulik und der Steuerung. Die Abteilung Virtual Engineering in Lohr überprüfte mit Simulationen die projektierte Lösung im Vorfeld auf ihre Durchführbarkeit.

Die Drive & Control-Lösung aus dem Hause Bosch Rexroth überzeugte SLSMC.

Im Mai 2002 erhielt Rexroth den Zuschlag, das zweijährige Pilotprojekt auszuführen. Rexroth begann 2003 mit dem Modernisierungsprojekt und ersetzte die vorhandenen Antriebe der Schleusentore des Welland-Kanals durch kraftvolle hydraulische Antriebe und entsprechende Steuerungstechnik.

Im Winter 2003/2004 stellte Bosch Rexroth ein Pilotprojekt an der Schleuse 6 fertig und modernisierte zwei Stemmtore sowie vier Füll- und Entleerungsschütze.

Feinfühlige Hydraulik

Die hydraulische Automatisierung funktionierte in der Schifffahrtssaison 2004, einer der verkehrsreichsten Perioden der vergangenen Jahre, zur größten Zufriedenheit des Kunden. In dieser Zeit sammelten SLSMC und Rexroth wertvolle Erfahrungen, die in die Modernisierung der weiteren Schleusen einfließt. Die Lösung realisiert Bewegung und Steuerung ohne weitere mechanische Elemente.

Das neue Hydrauliksystem wird über eine SPS-Steuerung überwacht. Die Bediener können nun alle wesentlichen Parameter ständig beobachten und sehr fein regeln: Positioniergenauigkeit, Geschwindigkeit und Kraft. Die 4,27m x 4,27m großen Füll- und Entleerungsschütze sowie die Stemmtore sind mit den neuen Antrieben besser zu steuern und können die schiffbare Zeit im Winter verlängern.

Inbetriebnahme bei –18 Grad

Die maßgeschneiderten Hydraulikaggregate aus dem umfangreichen Lieferprogramm vereinen hohe Effizienz mit Zuverlässigkeit. Die Pumpen nutzen ein ISO Grade 15 Mineralöl und erzeugen einen Regeldruck von 207 bar mit einem Maximaldruck von bis zu 345 bar. Die auf Maß gefertigten Hydrozylinder verfügen über die speziell für den rauen Einsatz im Stahlwasserbau optimierte Beschichtung Ceramax II. Sie schützt die Zylinder vor Korrosion, Abrieb und vor vielen aggressiven Chemikalien und erlaubt den Einsatz im kanadischen Klima mit Temperaturschwankungen von minus 30°C bis plus 38°C.

Die 9 Meter tiefen und 33 Meter breiten Schleusen des Welland-Kanals werden im kalten kanadischen Winter bei einer durchschnittlichen Temperatur von minus 18°C umgebaut und in Betrieb genommen. Diese Arbeiten müssen in einer sehr kurzen Zeitspanne abgeschlossen werden, in der der Schifffahrtsverkehr auf den St. Lawrence Seaway System eingestellt ist. Der Kanal muss spätestens bis Ende März jeden Jahres wieder uneingeschränkt befahrbar sein.

Im Winter 2004/2005 mussten die kanadischen Rexroth-Mitarbeiter wieder in die Kälte: Sie brachten Schleuse 7 mit einer Stoßschutzanlage, sechs Stemmtor-Zylindern und sechs Füll- und Entleerungsschütz-Zylindern auf den neuesten Stand der Technik. Für die Versorgung und Steuerung der neuen Hydraulikanlage installierte Rexroth 45 SPS-Steuerungen und Bedienterminals und programmierte sie.

Die letzte Phase für die Modernisierung des Welland-Kanals ist für 2009 geplant. Die erfolgreiche Ausführung des zweijährigen Pilotprojekts überzeugte SLSMC, man kündigte an, den Vertrag mit Rexroth auf die komplette Modernisierung der restlichen Schleusen auszudehnen. Sobald die Schneeschmelze einsetzt, läuft der Schiffsverkehr auf dem St. Lawrence Seaway wieder wie gewohnt – nur ein bisschen effizienter und zuverlässiger in den modernisierten Schleusen.

Bosch Rexroth

Tel. +49(0)9352 18 1270

*Wayne Scutt, Technical Consultant, Bosch Rexroth Canada Corp., Burlington, Ontario, Kanada

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