Gleitlager Schleusentore gleiten dank deva.tex-Werkstoff auf Granit

Die Tore der Kaiserschleuse in Bremerhaven gleiten dank deva.tex-Werkstoff auf Granit. Federal-Mogul DEVA-Lager sorgen für Schutz vor Korrosion.

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Federal-Mogul DEVA GmbH

Die neue Kaiserschleuse in Bremerhaven ging am 29. April 2011 offiziell in Betrieb. Sie ist mehr als 300 Meter lang, 55 Meter breit und 13 Meter tief und damit eine der größten Schleusenanlagen der Welt. Die Federal-Mogul DEVA aus Stadtallendorf hat die Gleitlagerungen für die gewaltigen Hub-Schiebe-Tore der Schleuse geliefert und damit Neuland betreten. Erstmals wird hier als einer der Gleitpartner Granit benutzt. Nach umfangreichen Test hat sich eine speziell für diese Anwendung angepasste Version des Werkstoffs deva.tex^® als ideal erwiesen.

Erstmals in der Anwendung an einer Schleuse: Granit

Im Stahlwasserbau kommt es bei gleichzeitigem Einsatz von Bauteilen aus Edelstahl und sogenanntem „schwarzen“ Stahl oft zu unzulässig hohem Korrosionsangriff. IRS Rapsch & Schubert (Würzburg), ein führendes Unternehmen im Stahlwasserbau-Engineering, hat deshalb für die Lagerungen der Hub-Schiebe-Tore beim Neubau der Kaiserschleuse in Bremerhaven nach Alternativen gesucht. Die Wahl fiel auf Granit, einen nativen, mineralischen Werkstoff, der erstmals bei einer solchen Anwendung eingesetzt wurde.

Tragschicht aus glasfaserverstärktem Epoxidhar für hohe Festigkeit

Die Entwickler von Federal-Mogul DEVA wurden damit beauftragt, einen Werkstoff zu finden, der sowohl unter Wasser als auch an Luft die geforderten Gleiteigenschaften sicherstellt: hohe Lebensdauer von 25 Jahren, konstante Reibwerte, Verzicht auf jede Nachschmierung über die gesamte Lebensdauer. deva.tex, ein aus zwei Schichten aufgebauter Lagerwerkstoff, schien bei den sehr speziellen Anforderungen am besten geeignet.

Die Tragschicht aus glasfaserverstärktem Epoxidharz ermöglicht bei deva.tex hohe Festigkeit, die Gleitschicht aus nicht-abrasiven Fasern und Festschmierstoffen sorgt für hervorragende tribologische Eigenschaften auch Unterwasser und bei Kantenpressungen. Dieser Werkstoff hat sich bei vielen Anwendungen mit hoher, lang anhaltender statischer und dynamischer Belastung bei relativ niedrigen Gleitgeschwindigkeiten bestens bewährt.

Simulierte Bedigungen auf den hauseigenen Prüfständen bei DEVA

Im spezifischen Fall der Kaiserschleuse waren anwendungsbedingt auch größere geometrische Abweichungen wie Biegeverformungen durch den einwirkenden Wasserstaudruck (alleine durch den Tidenhub von 3,8 Meter beträgt er rund 400 Tonnen) zu berücksichtigen.

Als unmittelbare Folge davon können Kantenpressungen entstehen, die im schlimmsten Fall zur Überlastung bzw. Zerstörung der Gleitleisten führen würden. Auch die Ausbildung eines Transferfilms, also der gesteuerte Übertrag von Festschmierstoffen auf den (hier mineralischen) Gegenwerkstoff, folgt anderen Gesetzmäßigkeiten als im Falle von metallischen Werkstoffen.

Auf den hauseigenen Prüfständen bei DEVA in Stadtallendorf konnten nach einigen Anpassungsarbeiten jene Betriebsbedingungen simuliert werden, wie sie in der Kaiserschleuse für die Schleusentore zu erwarten sind: jedes 56,7 Meter breit, 9,5 Meter tief, 21,2 Meter hoch und 2400 Tonnen schwer.

Die Versuche mit dem der Gleitpaarung Granit und dem weiterentwickelten deva.tex waren erfolgreich und überzeugten. Jetzt sitzt jedes Tor auf acht DEVA-Gleitlagern, den sogenannten „Kenterkufen“, mit Granit als Gleitpartner, eine jede 260 x1250 Millimeter groß und nur 35 Millimeter dick – und doch stark genug für die riesige Anlage.

Schleusenvorgang im Durchschnitt nur zehn Minuten

Die Schleuse ist unabdingbar für das Funktionieren der Hafeninfrastruktur. Denn jedes Schiff, das zum Löschen seiner Ladung in den Binnenhafen Bremerhavens will, muss wegen der Tide geschleust werden. Durch die Lösung von Federal-Mogul DEVA können die Tore zuverlässig das tun, wofür sie gebaut sind: Sie dichten die Schleusenkammer ab und ermöglichen den Wasseraustausch beim Schleusenvorgang. Dabei teilen sie sich horizontal in zwei Sektionen. Hydraulikzylinder heben den oberen Teil des Schleusentors um bis zu 70 Zentimeter an.

Auch hier stellen deva.tex-Gleitelemente in Kombination mit Granitplatten die exakte Führung sicher. Durch den entstehenden Füllspalt im Schleusentor, kann das Wasser ungehindert fließen. Der Füllspalt befindet sich dabei unterhalb der Wasseroberfläche.

Somit werden Strömungen innerhalb der Schleuse minimiert, und die Füll- beziehungsweise Entleerungszeit der Schleusenkammer kann beschleunigt werden. In der neuen Kaiserschleuse dauert dieser Schleusenvorgang im Durchschnitt nur zehn Minuten. Danach senkt sich das Tor wieder ab und wird seitlich auf den „Kenterkufen“ in die dafür vorgesehene Torkammer gezogen.

deva.tex ist ein selbstschmierender Hochleistungs-Gleitlagerwerkstoff

Der Hochleistungs-Gleitlagerwerkstoff bestehend aus einer glasfaserverstärkten Tragschicht und einer bearbeitbaren Gleitschicht aus einem Faserwerkstoff, der durch Epoxidharz verstärkt wird und durch den Zusatz von PTFE seine herausragende Leistungsfähigkeit erhält.

deva.tex-Gleitlager nach DIN 1850, Teil 1, Reihe 2 bis Ø 200 mm zeichnen sich durch hohe Korrosions- und Verschleißbeständigkeit aus und sind unempfindlich gegenüber Verunreinigung sowie Vibrationen, Schlag- und Stoßbeanbeanspruchung.

Neben der Standardreihe sind aufgrund der Bearbeitbarkeit des Innen- und Außendurchmessers auch Sonderabmessungen lieferbar. Maximal möglicher Außendurchmesser 1.000 mm.

Die deva.tex-Gleitwerkstoffe setzen den Einsatz eines Gegenwerkstoffes von mindestens 180 HB voraus. Bei Abrasiveinwirkung aus der Umgebung sollte eine gehärtete Oberfläche Verwendung finden. Die Oberflächenrauheit liegt bei der Verwendung von deva.tex idealerweise bei Ra = 0,2 bis 0,8 μm erzeugt durch Schleifen. Abhängig von den Betriebsbedingungen können auch größere Oberflächenrauheiten akzeptiert werden.

deva.tex-Werkstoffe eignen sich für Anwendungen mit hoher, lang anhaltender statischer und dynamischer Belastung, bei relativ niedrigen Gleitgeschwindigkeiten jeglicher Bewegungsrichtung.

Ebenso bietet sich der Einsatz dieser Werkstoffe an, wenn eine konventionelle Schmierung nicht möglich oder nicht zulässig ist oder weitere Anforderungen im Hinblick auf Verschleißfestigkeit, Widerstandsfähigkeit gegen Betriebs- und Umgebungseinflüsse sowie Sondereinflüsse (z. B. Stoßbeanspruchung, Kantenpressung, Vibrationen, usw.) vorliegen. (hö)

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