Klarwasserhydraulik treibt Reinigungsroboter an 1

Klarwasserhydraulik kommt oft in sehr speziellen Anwendungen zum Einsatz. Das beweist ein Experte aus Bad Tölz, der mit dieser Antriebstechnik seine Reinigungsroboter für Kernkraftwerke ausstattet. Ein Blick auf das Datenblatt des BIG – Mobile Tank Cleaning Device verwirrt: Dort stehen Angaben zur minimalen und maximalen Größe (730 x 790 x 2515 Millimeter beziehungsweise 2010 x 7200 x 2515 Millimeter).

Gibt es den Roboter etwa in zwei Ausführungen?

Johann Jungermayr, Geschäftsführer der Firma BIG Entsorgungstechnologien aus Bad Tölz, verneint.

Es handelt sich vielmehr um eine Speziallösung, bei der Entfaltung und Klarwasserhydraulik Hauptrollen spielen. Vor rund fünf Jahren sprach ein Ausrüster von Anlagen für Kernkraftwerke das Unternehmen wegen eines sehr speziellen Auftrags an.

Einlass für Roboter nur 800 x 800 mm groß

Zum Hintergrund: Es gibt in vielen Kraftwerken unterirdische Tanks für Abwasser, die einen Durchmesser von 35 Metern und eine Höhe von rund sieben Metern besitzen. Im Laufe der Jahre setzen sich Sedimente am Boden und an den Wänden ab, die wegen der Strahlenbelastung nur eine ferngesteuerte Maschine entfernen darf.

„Der Roboter muss über einen nur 800 mal 800 Millimeter großen Schacht, das sogenannte Mannloch, eingeführt werden“, erklärt Jungermayr die Aufgabenstellung. „Unser Fahrzeug entfacht sich daher erst im Tank zu seiner maximalen Größe.“

Als Antrieb kam nur Klarwasserhydraulik infrage, weil in das Abwasser kein Öl und keine Emulsion gelangen darf. Eine Pionierleistung, denn normalerweise baut BIG Ölhydraulik in seine Anlagen – beispielsweise zum Pressen von Fässern (so genannte Knautschtrommeln) mit radioaktivem Abfall. Bei der Antriebstechnik für den Reinigungsroboter stand Eigenentwicklung an.

Das Mobile Tank Cleaning Device besitzt einen doppeltwirkenden Teleskopzylinder (Durchmesser 170 beziehungsweise 110 Millimeter), der sich auf maximal sieben Meter ausfahren lässt. Wasserhydraulik bot sich als Antrieb an, weil die Aufgabe des Roboters im Hochdruckreinigen mit Klarwasser besteht.

Die elektrische Steuerung, die Hochdruckpumpen zum Antreiben und zum Reinigen (Betriebsdruck 30 bis 150 bar; Volumenstrom 300 bis 750 Liter pro Stunde) und der 700-Liter-Tank für das demineralisierte Klarwasser befinden sich außerhalb des Fahrzeugs und – beim Einsatz – außerhalb des Tanks.

Das Kettenfahrzeug ist über eine dreifache Spezialleitung für Klarwasser, abgepumptes Abwasser und Elektrik mit der Außenstation verbunden, die BIG über den Kabelhersteller U.I. Lapp aus Stuttgart zusammen mit den Edelstahl-Fittings aus den USA erhielt. Die standardmäßigen Hydraulikleitungen auf dem Fahrzeug bestehen aus Teflon mit Edelstahlummantelung.

Klarwasser über zwei separate Leitungen

Das Fahrzeug erhält Klarwasser über zwei separate Leitungen: Ein geschlossener Kreislauf mit Nebenstromfiltration (zehn Mikrometer) übernimmt die Versorgung der bewegenden Aggregate (Kettentransport, Spreizung, Ausfahren des Teleskopzylinders). Das externe Hochdruckaggregat pumpt die Flüssigkeit in einen Schlauch zur Reinigungsdüse an der Spitze des ausgefahrenen Teleskoparms.

Das Fahrzeug zieht sich nach der Reinigung wieder zur Minimalgröße zusammen. Es wird nach dem Entfernen aus dem Tank mit Hochdruckreiniger für weitere Einsätze dekontaminiert. Das Reinigen der Versorgungsleitung geschieht automatisch per Hochdruck beim Ausfahren aus dem Mannloch.

„Das Gerät lässt sich mit Hochdruckreiniger, Dampfstrahler oder sogar in einem Bad säubern“, erklärt der Geschäftsführer. „Es ist ein angenehmer Nebeneffekt, denn die Kraftwerksbetreiber legen nämlich darauf Wert, dass sich der Roboter auch unter Wasser betreiben lässt.“

Die analoge Steuerung entstand anhand Jungermayrs Funktionsbeschreibung in Zusammenarbeit mit Siemens, die dann bei BIG programmiert wurde. BIG hat die Steuerung allerdings nicht doppelt auslegen lassen. Die größte Herausforderung bei dem Projekt war für BIG der erstmalige Einsatz einer Wasserhydraulik. Das Unternehmen verwendet sogenannte Schwarz-Weiß-Ventile.

Jungermayr: „Ich versuche immer den einfachsten Weg zu gehen, denn dann kommen auch robuste Bauteile zum Einsatz. Proportionalventile wären wesentlich anfälliger gewesen.“

Es kommen zum Einsatz: Aggregate und Komponenten aus dem Programm des Nessie-Klarwasserprogramms: Power Pack mit Förderstrom von 17,5 Litern pro Minute und 150 bar Arbeitsdruck, Axialkolbenmotoren mit Planetengetriebe für Fahr- und Drehwerk, Klarwasserzylinder für die Spurverstellung und für das Heben und Senken der Lanze, Hydraulikblöcke mit On/Off-Ventilen in Längs- und Höhenverkettung und mit Sicherheitsventilen der Baugröße Cetop 03.  

Bei der Konzeption half ihm Rudolf Fritzsche von Danfoss High Pressure Pumps aus Offenbach. „Jungermayr war zwar Neueinsteiger, der aber längst nicht soviel Unterstützung wie andere gebraucht hat“, erinnert sich der Danfoss-Berater.

„Es war eine der exotischsten und eine der rundesten Lösungen meines Berufslebens, denn in dem Gerät sind alle Klarwasserantriebe vertreten.“ Danfoss half BIG bei dem einzigen nicht lieferbaren Produkt, dem Teleskopzylinder, einen Job-Shop zu finden, der das Bauteil aus Edelstahl fertigt.  

Die Fachleute aus Bad Tölz haben sich mittlerweile nach zwei gebauten Reinigungsrobotern zu Klarwasserfachleuten weiterentwickelt, die dabei aber auch die Grenzen der verfügbaren Technik kennengelernt haben.

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