Innovatives Konzept zur Rasenpflege in Bewegung gebracht

Der Baukasten der Demag Antriebstechnik liefert der RHENAC GreenTec AG die passende Mobilitätslösung zum Verfahren eines innovativen Rasenpflegekonzepts. Demag Getriebemotoren, Radblöcke und Frequenzumrichter bewegen dabei mit 12 m/min eine 190 Tonnen schwere Konstruktion bestehend aus Stahl- und Elektroelementen. In Zahlen versorgen 2.755 LED-Lichtmodule und mehr als 200.000 LED-Leuchten die 7.000 m² große Rasenfläche mit Rasen-Wachstumslicht. Innovative Technik für einen prämierten Rasen im Profifußball.

Das Unternehmen

Viele innovative Unternehmen sind in der „Green Technology“ tätig. Für die RHENAC GreenTec AG in Hennef (Sieg) gilt das in besonderem Maße und ganz wörtlich. Denn RHENAC sorgt mit innovativen Entwicklungen und Produkten unter der Marke RHENAC Sports LED dafür, dass Pflanzen gut wachsen und gedeihen, indem sie künstlicher (und energiesparender) Belichtung ausgesetzt werden. Dabei setzt das Unternehmen seit mehr als zehn Jahren auf CLS (Complete Light Spectrum) Lichttechnologie, die mit langjähriger wissenschaftlicher Unterstützung an diesen Anwendungsbereich angepasst wurde. Sie ist weltweit das einzige Pflanzenbelichtungssystem, das ein flexibles Lichtspektrum für Sportrasen bilden und sogar das Sonnenlicht nachbilden kann. Die Lichttechnologie erfüllt ihre Aufgabe nicht nur besser, sondern verbraucht dabei auch deutlich weniger Energie als die zuvor gebräuchlichen Lichtquellen.

RHENAC erarbeitete sich damit eine der führenden Positionen im Markt der Pflanzenwachstumsbelichtung, hält zahlreiche Patente in diesem Bereich und baut komplexe Systemlösungen für Belichtung und Bewässerung – unter anderem für Fußballstadien. Hier ist der Anspruch an den Rasen hoch: Besonders grün und widerstandsfähig gegenüber Fußballstollen soll er am Spieltag sein, dazu natürlich ebenmäßig wachsen. Die mobilen und hochgradig automatisierten RHENAC-Belichtungssysteme unterstützen die Greenkeeper.

Die Aufgabe

Wie kann man ein LED-Belichtungssystem über einer 7.000 m² großen Rasenfläche in Position bringen, flächendeckend verfahren und den Rasen so gleichmäßig mit dem benötigten Licht versorgen? Dass die 70 Meter breite Grünfläche dabei nicht berührt werden darf, versteht sich von selbst. Ebenso gefordert ist die platzsparende Unterbringung des Systems während der Ruhezeit.

Exakt diese Aufgabe haben die RHENAC-Entwickler in Gelsenkirchen gelöst. Die Anlage besteht aus zwei baugleichen Portalen mit Hauptträgern aus Stahl. Mit einem Gesamtgewicht von 190 Tonnen überspannen sie die gesamte Breite des Fußballfeldes und verfahren mit einer Geschwindigkeit von mehr als 12 m/min auf Schienen entlang der Rasenfläche. Je zwölf ausklappbare B-Träger und sechs stufenlos verfahrbare C-Träger, ausgestattet mit rund 1.400 LED-Lichtmodulen und insgesamt mehr als 100.000 LED-Leuchten, können insgesamt jeweils 3.500 m², und damit die Hälfte des Fußballfeldes, beleuchten. Eine weitere Besonderheit: Die Betriebshöhe der Portale lässt sich von 1,50 Meter (in der Arbeitsposition) auf bis zu 4,65 Meter (in der Ruheposition) anheben, um eine Durchfahrt für Busse zu ermöglichen. Damit dient die Betonfläche, auf der der Rasen ansonsten mit ausreichend Licht außerhalb der Arena versorgt wird, als zusätzlicher Parkplatz.

Eine Teilaufgabe für die Entwickler bestand in der Suche nach dem passenden Antriebskonzept. Von den Antrieben wird u. a. eine präzise Synchronfahrt beim Bewegen der 190 Tonnen schweren und 80 Meter langen Brücke erwartet sowie Ausfallsicherheit bei jeder Umgebungstemperatur und bei widrigen Wetterbedingungen – ein durchaus anspruchsvolles Anforderungsprofil.

Die Lösung

Wo man sich bei der Suche nach einem solchen Antriebskonzept am besten umsieht, liegt auf der Hand, wenn man das Portal betrachtet: Die Grundkonstruktion ähnelt der eines („tiefergelegten“) Portalkrans. Als Antriebskonzept für Krane und als universelle Komponente für Anwendungslösungen, wurde das Demag Radblocksystem DRS entwickelt. Seither bewährt sich das Radblocksystem durch seine Zuverlässigkeit und Robustheit und hat im Laufe der Jahre zahlreiche Anwendungsbereiche erschlossen.

Das Grundkonzept des Radblocks: Hochbelastbare Laufräder, die in ein robustes und kompaktes Gehäuse integriert sind, können mit verschiedenen Elektro- und Getriebemotoren sowie Frequenzumrichtern aus dem Demag Antriebsbaukasten kombiniert werden. Bei dem hier vorgestellten Rasenbelichtungssystem empfahlen die Demag Ingenieure Radblöcke der Baugröße DRS 400 mit einem Laufraddurchmesser von 400 mm und einer Tragfähigkeit von 30 t in Kombination mit kompakten Winkelgetriebe-Bremsmotoren.

Das Verhältnis von Gewicht der Portale (190 Tonnen) und Antriebsleistung (16 x 3 kW = 48 kW) zeigt die hohe Effizienz dieses schienengebundenen Antriebssystems. Unterstrichen wird dies durch die Energieeffizienzklasse IE2 der drehzahlgeregelten und speziell für solche Anwendungen entwickelten Demag Elektromotoren. Die Mehrschichtlackierung in 2K Wasserlack hält die azurblauen Getriebemotoren auch bei widrigen Witterungsbedingungen im Außeneinsatz rostfrei.

Die Synchronisation der jeweils acht Antriebe pro Portal erfolgt über die Frequenzumrichter, die auch ein sehr hohes Drehmoment aus dem Stand aufbringen und damit ein ruckfreies Anfahren und gleichmäßigen Lauf gewährleisten können.

Die Besonderheiten

Aus dem reichhaltigen Options-Programm, das Demag für die Radblöcke bietet, entschieden sich die RHENAC - und Demag Ingenieure für passgenaue Drehmomentstützen und für ein Schienenreinigungs-Set an jedem Radblock.

Zu den Besonderheiten des RHENAC-Rasenbelichtungssystems gehört die Tatsache, dass es mitsamt dem kompletten Rasen in bzw. auf einer fahrbaren Wanne installiert ist, die das Herausfahren der gesamten Rasenfläche aus dem Stadion und wieder hinein ermöglicht: So wird das Stadion zur Mehrzweckarena, und der Rasen wird ebenso geschont wie (ohne Schattenwurf durch die Tribünen) gepflegt. Ebenfalls realisiert mit Demag Antriebstechnik. Der Verein, mitsamt der Greenkeeper, durfte bereits eine Auszeichnung für den damit prämierten Rasen entgegennehmen.

Drei Fragen an Werner Günther, zuständiger Vertriebsingenieur beim Projekt mit RHENAC GreenTec AG und der Multifunktionsarena Gelsenkirchen

Demag: Herr Günther, welche Anforderungen haben Sie zuerst vom Projektpartner erhalten?

Werner Günther: Im ersten Schritt erhielt ich ein Dokument mit den technischen Parametern, um zwei Portale zur Beleuchtung und Bewässerung von Sportrasenflächen in Bewegung zu bringen. Das Eigengewicht eines Portals wurde projektiert mit 80.000 kg. Dieser Koloss sollte mit stufenloser Geschwindigkeit in einem Bereich von 0,8 bis 20 m/min über eine Distanz von 120 m verfahren werden.
Die Besonderheit lag darin, dass die Portale im Außenbetrieb verfahren und mit einer Windangriffsfläche von 320 m² gerechnet werden sollte. Die Portale sollten auch bei kräftigerem Wind mit einer Stärke von 6 Beaufort betrieben werden können. Der Schleppkabelwiderstand betrug bei der ersten Anfrage 2.000 N. So fing alles an. Zum Schluss hatte sich die Gesamtlast durch theoretische Vereisung auf eine statische Last von 192.000 kg mehr als verdoppelt.

Demag: Welche Produktmerkmale sind bei der Antriebslösung für die Portale besonders hervorzuheben?

Werner Günther: Der Einsatz bewährter Antriebstechnikkomponenten. Bei jeder Witterung leistet das Antriebskonzept zuverlässig seine Arbeit. Wir haben uns schlussendlich bei der Projektierung und Umsetzung für 16 Demag Antriebe vom Typ WUE80QD mit ZBE 100 B4 B050 Bremsmotoren entschieden, die 16 Demag DRS 400 Radblöcke antreiben. Die Radblöcke sind mit Kopfanschlüssen ausgestattet und verfügen über weiteres Zubehör, beispielsweise Schienenreinigungsbürsten. Zwei Demag Frequenzumrichter verantworten die stufenlosen Geschwindigkeiten im gewünschten Geschwindigkeitsbereich von 0,8 bis 20 m/min. Die Demag Sicherheitssteuerung SCU wurde von den RHENAC Ingenieuren in die übergeordnete Anlagensteuerung integriert und sichert beispielsweise im laufenden Betrieb eigenständig die Kollision der beiden Portale.

Demag: Welche Kundenanforderung war bei diesem Projekt besonders spannend?

Werner Günther: Besonders war das Spurmittenmaß der Portale mit einer Spannweite von über 80 m je Brücke. Die Toleranz der Schrägstellung von maximal 1 m darf beim Betrieb nicht überschritten werden. Dies erfordert eine hohe Gleichlaufgenauigkeit der beiden Fahrwerke.

Darüber hinaus stellt der Außenbetrieb an sich naturgemäß hohe Anforderungen an die Komponenten. Die Demag Komponenten sind für den Betrieb in Temperaturbereich bis Minus 20 Grad Celsius ausgelegt und müssen auch mit Umgebungsbedingungen wie Hitze, Feuchtigkeit, Eis und Schnee, zurechtkommen.

Für die Sicherheit gilt es zu wissen, dass während des Verfahrens der Portale sich durchaus Personen entlang des Rasens bewegen. Die Sicherheitsanforderung an die Steuerung ist entsprechend hoch. Um der Sicherheitsanforderung gerecht zu werden, sind 8 Sicherheits-Laserscanner im Einsatz, die den Betrieb überwachen und Informationen an die Demag Sicherheitssteuerung SCU übermitteln.

Während des gesamten Projekts arbeitete unser Team vertrauensvoll mit RHENAC GreenTec AG zusammen, ebenso jedoch mit den anderen Gewerken, die dieses Projekt möglich gemacht haben. Vom Stahlbauer über die Hydrauliker bis hin zum Steuerungsbauer. Eine gute Planung und Koordination waren dabei unabdingbar und machten dieses Projekt in Gelsenkirchen zu einer Besonderheit.

Der Baukasten der Demag Antriebstechnik zeigt auch in diesem Anwendungsfall mit welcher Vielfalt an Optionen er die Lösungen für spezifische Anforderungen zuverlässig in Bewegung bringt.