Prozessautomation Kette für die Kläranlage

Unermüdlich bewegt sie sich vor und zurück, bei jeder Witterung, 24 Stunden am Tag, rund 300 Tage im Jahr – die Räumerbrücke eines Klärbeckens. Sie schiebt die schlammförmigen Sedimente auf den Grund des Beckens in Trichter. Von dort werden sie weiteren Reinigungsprozessen zugeführt. Die ständige Bewegung des Räumaggregats erfordert eine mobile Energie- und Datenführung, die zuverlässig funktioniert. Für diesen Zweck nutzte man bislang klassische Kabeltrommeln oder Festoon-Systeme. Doch für viele Kläranlagenmeister sind diese Lösungen unbefriedigend, da ständige Bewegung und wechselnde Umwelteinflüsse zu erhöhtem Verschleiß an den offen liegenden Leitungen führen und diese sich verdrillen oder verhaken können. Igus hat ein Komplettsystem entwickelt, mit dessen Hilfe Energie – auch bei langen Verfahrwegen in rauen Umgebungen – robust und wetterfest geführt werden kann.

Verdrehte Leitungen 
verhindern

Das speziell für den Einsatz in Kläranlagen entwickelte Energieführungssystem besteht aus drei Komponenten: Einer Kunststoff-Energiekette, einer chainflex-Leitung für dauerbewegte Anwendungen sowie einer Führungsrinne aus Edelstahl. Zusammen bilden die drei Module das standardisierte Komplettsystem basic flizz. In diesem System wird die Strom zuführende Leitung über die gesamte Strecke gleichmäßig in der Energiekette geführt. So bleiben die Leitungen immer in derselben Position und können sich nicht verdrehen. Darüber hinaus ermöglicht das durch variable Stege anpassbare Kammersystem im Inneren der Kette das Mitführen weiterer Medien wie Luft, Flüssigkeiten, Daten oder Steuersignale. Dabei lassen sich die Leitungen und Schläuche jederzeit, auch noch nach der Installation, mithilfe der nach außen aufklappbaren Öffnungsstege schnell nachrüsten.

Igus entwickelt sowohl die Ketten als auch die Leitungen selbst. Dabei sind die unter dem Namen chainflex konstruierten Leitungen speziell für dauerbewegte Anwendungen konzipiert worden. Die Werkstoffe der Energieketten und der chainflex Leitungen sind genau aufeinander abgestimmt. Auf diese Weise werden die Leitungen in der Kette besonders schonend und abriebarm geführt. Ist die Energiekette schließlich mit der chainflex Leitung gefüllt, wird sie mit einer Führungsrinne wetterfest eingehaust: Jetzt können der Stromleitung auch Hitze, Regen, Frost und Schnee nichts mehr anhaben. Dabei ist es ganz gleich, wie die jeweilige Kläranlage gebaut ist, das Igus-System lässt sich leicht in bestehende Anlagen integrieren: Es kann sowohl innen oder außen an der Wand des Klärbeckens als auch am Boden befestigt werden. Mit basic flizz sind Verfahrwege bis zu 100 Meter möglich, in Kombination mit einer Rollen-e-kette sogar 200 Meter und mehr.

Energieführungssystem ersetzt Kabeltrommel

Mittlerweile ersetzen viele Kläranlagenbetreiber ihre herkömmlichen Energieführungen wie Kabeltrommellösungen oder Festooning-Systeme durch das Komplettsystem basic flizz. Die Vorzüge der geschlossenen Energieführung haben auch die Betreiber der Anlage Volmetal des Ruhrverbandes in Lüdenscheid überzeugt: Das Klärwerk hatte bislang eine Kabeltrommel eingesetzt. Dort lagen die Leitungen frei herum – poröse Außenmäntel, verdrillte Leitungen sowie durch mechanische Überbelastung verursachte Korkenzieher waren die Folgen. Außerdem war die Stromleitung der Kabeltrommel permanent einer Zugspannung ausgesetzt, um die Leitung auf die Trommel zu wickeln und in der Position zu halten. Es bestand stets die Gefahr, dass die Leitung sich nicht auf den Wandkonsolen ablegt, sich verhakt und beschädigt wird. Im geschlossenen igus-System hingegen übernimmt die Energiekette die Zug- und Schubkräfte, und die Leitungen werden an beiden Enden der Energiekette mit Zugentlastungen fixiert. Dadurch liegen die Leitungen ohne mechanische Spannung in der Kette und werden sicher geführt. Auf diese Weise erhöht sich ihre Lebensdauer.

Ein weiterer Vorteil der kompakten Lösung ist, dass weniger Komponenten und Ersatzteile nötig sind. Beispielsweise entfallen die in Kabeltrommeln verbauten abriebanfälligen Schleifring-Kontakte. Im basic flizz sind alle Leitungen, ohne zusätzliche Klemmstellen oder Schleifringe, durchgehend verbunden. Weitere Komponenten wie der Antriebsmotor oder die Rückstellfeder entfallen. Damit reduzieren sich die Kosten bei der Anschaffung und der Wartungsaufwand wird minimiert. Darüber hinaus spart das System Energie, da es keinen separaten Antrieb benötigt, sondern direkt über die Räumerbrücke angetrieben wird.

Leitungslängen reduzieren

Auch Festooning-Systeme bringen Probleme mit sich. Die in Schlaufen hängenden nicht definiert geführten Leitungen bewegen sich bei Wind und Wetter unkontrolliert. Dabei können sich die Schlaufen gegeneinander verflechten, an anderen Bauteilen verhaken oder gar abreißen. Ferner sind die für die Bewegung zuständigen Laufwagen sehr wartungsintensiv und verschleißanfällig: Die Kugellager der Rollen können rosten und müssen geölt werden. Im Vergleich zu diesen konventionellen Systemen benötigt das Igus-System nur wenig Wartung. Außerdem benötigt es nur eine Bauhöhe von 30 cm. Das ist eine wesentlich geringere als die beim Festooning notwendige Höhe von bis zu zwei Metern. Zusätzlich können die verwendeten chainflex-Leitungen mit kürzeren Längen eingeplant werden. Bei Neuplanungen mit einer mittigen Einspeisung können die Leitungslängen bis zu 50 Prozent gekürzt werden.

Das Energieführungssystem von Igus ist standardisiert und daher ab Lager lieferbar. Gleichzeitig kann es auf spezifische Kundenwünsche angepasst werden. Im Klärwerk Volmetal haben die Ingenieure beispielsweise von der Projektierung bis zum Umbau der Kläranlage die gesamte Prozesskette übernommen: Zu Beginn der Arbeiten wurde die Ist-Situation dokumentiert und der Verfahrweg exakt ausgemessen. Auf dieser Basis wurde eine Systemzeichnung erstellt und ein Mitnehmerarm für die Verbindung zwischen Räumerbrücke und Energiekette ausgelegt. Zusätzlich gleicht ein sogenannter schwimmender Mitnehmer den seitlichen Versatz der Räumerbrücke von 35 mm horizontal aus. Anschließend wurde das basic-flizz-System innerhalb von nur zwei Tagen im Klärwerk montiert. Einmal befestigt, unterstützt das robuste Energieführungssystem den Reinigungsprozess funktionssicher und erhöht damit die Standzeit des Klärbeckens.