De Kiel-Holtenau sluisfaciliteit

De Kiel-Holtenau sluisfaciliteit is een van de twee toegangen tot het Kielkanaal, dat de Noordzee met de Oostzee verbindt. Het belang van de waterweg voor het Europese goederenvervoer is enorm; het Kielkanaal is de drukste kunstmatige zeeroute ter wereld. Met het grote aantal schepen in het NOK is het des te belangrijker dat de twee sluizen goed functioneren. Momenteel kan alleen de Grote Sluis met zijn twee sluiskolken worden gebruikt (effectieve lengte 310 m, effectieve breedte 42 m), aangezien de Kleine Sluis momenteel wordt gepland en gebouwd. Er is echter ook behoefte aan modernisering van de Grote Sluis, aangezien de tandwielen van de sluisdeuren voor het laatst zijn vernieuwd in de jaren 1960. Daarom moest er tijdens de exploitatie vooronderzoek worden gedaan om de aandrijvingen opnieuw te kunnen dimensioneren - de grootste uitdaging in dit project.

Samenwerking met Tractebel

Een bijzondere uitdaging bij de meetopdracht was om de sluis grotendeels beschikbaar en de stilstandtijden zo laag mogelijk te houden. Bij Althen ontwikkelden wij een meetoplossingen voor het project, en begeleidde de metingen voor het bedrijf Tractebel Hydroprojekt GmbH, dat de opdracht kreeg voor vooronderzoek. Tractebel bracht Althen GmbH Mess- und Sensortechnik aan boord om de metingen uit te voeren. Het doel was het bepalen van relevante karakteristieke gegevens van het bestaande sluisdeur-systeem, bijv. optredende belastingspieken. Voor een nauwkeurige dimensionering van de nieuwe sluisaandrijvingen en om eventuele problemen te kunnen identificeren en elimineren, waren echte meetwaarden een eerste vereiste - ook ter vergelijking met verouderde gegevens uit de jaren 1960.

Op de achtergrond sluit de enorme sluisdeur (lengte: 42 m) van een van de twee sluiskolken nadat het schip is binnengevaren. De vervangende sluisdeur op de voorgrond maakt duidelijk wat een complexe constructie het is: Een sluisdeur bestaat niet alleen uit een vlakke wand, maar is een constructie van enkele meters breed die ongeveer 14 meter in het water uitsteekt. Onder het wateroppervlak is de sluisdeur voorzien van ballasttanks om het drijfvermogen van de sluisdeur te waarborgen, afhankelijk van de vereisten.

Meten zonder constructieve wijzigingen

Sinds de oprichting is Althen al actief op het gebied van waterbouw. Naast het leveren van componenten zoals kracht- en verplaatsingsopnemers, hellingsensoren en meetversterkers, bieden wij ook advies en ondersteuning tijdens de bouw, inbedrijfstelling en bij eventuele technische problemen. Wanneer nodig worden speciale oplossingen ontwikkeld - zoals in dit geval. Er moest worden bekeken hoe het doel kon worden bereikt met zo min mogelijk inspanning op het gebied van constructieve wijzigingen aan het systeem. De gekozen oplossing met speciaal ontwikkelde lastmeetbouten voldeed aan deze eis en het sluitsysteem kon binnen enkele minuten na het voltooien van een serie metingen weer in de oorspronkelijke staat worden teruggebracht.

Ontwikkeling van specifieke lastmeetpennen

Om de afschuif- en trekkrachten te bepalen die optreden wanneer de schuifpoorten worden bewogen, werden de boutverbindingen tussen de twee duwstangen en het eigenlijke poortelement vervangen door speciaal ontwikkelde lastmeetbouten. De klant meette verschillende spleten op de duwstangen en Althen ontwikkelde een overeenkomstig type pen.

Dezelfde procedure werd gevolgd voor de breekpennen in de koppelingen: De vier breekpenkoppelingen in de twee aandrijflijnen tussen de tandwielkast en de aandrijftandwielen maken het mogelijk om het aandrijfkoppel te meten tijdens het bewegen van de poort. Ook hier is er geen standaardtype meetcel, maar Althen ontwierp specifieke meetpennen voor deze toepassing. Rekening houdend met de hefboomarm kon hieruit het koppel worden bepaald.

Rekening houden met ontwikkelingsinspanningen

Speciale ontwikkelingen betekenen altijd een aanzienlijke verlenging van de projecttijd, waarmee al bij de planning rekening moet worden gehouden. Dit project vergde in totaal een half jaar aanlooptijd voor de daadwerkelijke metingen - enerzijds vanwege de eigen ontwikkelingen, anderzijds omdat de metingen plaats moesten vinden tijdens lopende werkzaamheden. Er werd gekeken wanneer er sluitingen mogelijk waren en wanneer het sluissysteem weer gebruiksklaar moest zijn. De sluitingen voor de metingen en de bijbehorende montage en demontage duurden dan altijd maar een paar uur. Vooral 's nachts moest de operatie soepel verlopen. Een bijzondere uitdaging was de enorme hoeveelheid bekabeling, waarvan een deel na elke meting moest worden verwijderd.

Verdere door Althen geleverde meetservices waren de signaalevaluatie van roterende encoders voor het registreren van de positie van de schuifpoorten, een documentatie van het motorvermogen op basis van de bestaande besturingssignalen en de registratie van alle vastgestelde meetgegevens met een Graphtec GL7000 datalogger. Nu de meetresultaten beschikbaar zijn, kunnen de oorspronkelijke gegevens en de eerdere theoretische berekeningen worden gevalideerd. Bovendien kan het sluitsysteem met de verkregen gedetailleerde informatie verder worden geoptimaliseerd.