Der mitten in München angesiedelte, größte deutsche Achterbahnhersteller Maurer Söhne baut seit 1992 maßgeschneiderte Fahrgeschäfte für Freizeitparks in aller Welt. Tempo, Beschleunigung und spezielle Überraschungseffekte machen jede Achterbahnfahrt zu einem spannenden Erlebnis. Beim "SkyLoop", einem Achterbahntyp mit der weltweit höchsten Überkopffahrt, werden die Fahrgäste sogar senkrecht nach oben gezogen. Während der Kettenaufzug die mit 12 Personen voll beladenen Wagen mit hoher Geschwindigkeit auf 46,2 Meter Höhe hebt, erfasst ein Inkremental-Drehgeber der Baureihe 861 von Leine & Linde die Drehzahl des antreibenden 300-kW-Asynchronmotors entsprechend dem vorgegebenem Geschwindigkeits- und Beschleunigungsprofil. Hier sind ein präzises Regelverhalten, hohe Zuverlässigkeit und Sicherheit gefordert.
In den letzten Jahren hat der Einsatz von Frequenzumrichtern und Drehgebern zur Steuerung von Drehstrommotoren beachtlich zugenommen. Die Umrichter zeichnen sich nicht nur durch geringe Betriebskosten und hohe Leistung aus, sondern helfen auch, Energie zu sparen.
Die Fahrt beginnt im Kettenaufzug
Der senkrechte Kettenaufzug bringt 2 voll beladene Wagen mit insgesamt 12 Personen in ca. 20 Sekunden vom Bahnhof auf eine Höhe von 46,2 Metern und erreicht dabei Geschwindigkeiten von bis zu 3,5 m/s. Das Kernstück der Antriebsstation bildet ein asynchroner 300-kW-Drehstrommotor von Siemens, an dessen Wellenende ein inkrementaler Drehgeber der Baureihe 861 vom schwedischen Hersteller Leine & Linde angebracht ist. Das erforderliche hochpräzise Regelverhalten und höchste Zuverlässigkeit besorgt der unter der Lüfterhaube befindliche Drehgeber. Die Einhaltung der vorgegebenen Geschwindigkeiten ist für die Anlage sehr wichtig, da das Layout und die Kapazitätsauslegung von der Liftgeschwindigkeit maßgeblich mitbestimmt werden. Nachdem die beiden gekoppelten Wagen den Lift über Kopf verlassen haben, durchfahren sie eine 360°-Schraube und schießen anschließend die Achterbahnschienen hinab. Mit über 100 km/h jagen die Fahrgäste durch den Bahnhof, um dann wieder senkrecht die Liftstrecke hinauf zu rasen, bis die Fahrzeuge ihren Schwung verloren haben. Die Passagiere erfahren dabei Schwerelosigkeit. Sobald der Zug zweimal hin und her gependelt ist, wird er in der Senkrechten mit speziellen Bremsen gefangen. Nun ist das hohe Regelverhalten des Liftantriebs gefragt, der den 5,5 Tonnen schweren Zug aus dem Stand anheben muss, um die Fahrgäste anschließend schnell und sicher in den Bahnhof zurück zu bringen. An den bisher installierten zehn Anlagen fiel bislang noch kein einziger Antrieb aus.
Achterbahnen für Freizeitparks
Die Herstellung einer Achterbahn-Anlage dauert 3 bis 4 Monate und der Aufbau vor Ort nochmal so lange. Fast alle Achterbahnen werden ins Ausland verkauft, vor allem in die USA, Europa und nach China. In diesem Jahr haben die Münchner Stahlbauer bereits fünf neue Bahnen an ihre Kunden übergeben, vier weitere werden noch bis Ende 2011 folgen, darunter die erste in Australien.
Sicherheit der Fahrgäste stellt höchste Anforderungen
Die Fertigung der komplex gebogenen Schienen erfordert sowohl höchste Ansprüche an die Schweißnahtqualität als auch absolute Maßhaltigkeit. Maurer Söhne benutzt dazu selbst entwickelte Software und hochpräzise Messtechnik, die den gesamten Prozess vom Layout bis zur abschließenden Maßkontrolle abdeckt.
Die Achterbahnen werden nach internationalen Normen geprüft und abgenommen. Dabei werden die Anlagen auch einer Risikoanalyse unterzogen und bereits heute die Sicherheitsfunktionen der Steuerung in unterschiedliche Stufen der Sicherheitsintegrität (SIL) bzw. Performance Level (PL) eingestuft und nachgewiesen. Die Anwendung der neuen Sicherheitsrichtlinien ist ab 2012 endgültig europaweit verpflichtend. Mit der Einbindung von Leine & Linde Drehgebern in einen entsprechenden Sicherheitskreis kann der Anwender Applikationen bis SIL 3 oder mindestens PL d realisieren.
Inkrementale Drehgeber
Die Drehgeber der Serie 861 von Leine & Linde zeichnen sich durch ein robustes Aluminiumgehäuse der Schutzart IP 66 aus, das sogar den hohen Anforderungen der Schwerindustrie gerecht wird. Sie verfügen über 6 oder 3 kurzschlussfeste Ausgänge und eine elektrisch isolierte Hohlwelle mit einem Durchmesser von 12 oder 16 mm. Die für eine Versorgungsspannung von 5 Volt bzw. 9...30 Volt ausgelegten Drehgeber sind zudem mit dem Advanced Diagnostic System ADSTM erhältlich.
Die Strichzahl ist in feinen Abstufungen von 500 bis 10.000 wählbar oder auch kundenspezifisch realisiert. Die Anzahl der Messschritte entspricht der 4-fachen Strichzahl und erreicht maximal 40.000 Messschritte pro Umdrehung. Die Betriebstemperatur darf zwischen -20 °C und +80 °C betragen. Die Schwingfestigkeit ist mit 10 g und die Stoßfestigkeit mit 100 g angegeben. Bei den unterschiedlichen Klimazonen, in denen die Achterbahnen aufgestellt sind, treten völlig unproblematische Betriebstemperaturen von 0 bis 40 °C auf.
Zufriedenheit beim Anwender
Konstruktions- und Entwicklungsingenieur Theo Fehsenmayr schätzt bei den optischen Inkrementaldrehgebern von Leine & Linde die extrem hohe Zuverlässigkeit und Lebensdauer. Die Präzision der vom Drehgeber ausgegebenen Signale beeinflusst erheblich das exakte Regelverhalten des Umrichters. Dies ist vor allem beim Heben der Tandemwagen ganz entscheidend. Bei der Anwendung in der Antriebsstation verhindert die hohe Schutzart IP 66 das Eindringen von Feuchtigkeit. Da das Unternehmen seine zum Teil über 10 Mio Euro teuren Anlagen in die ganze Welt exportiert, sind die internationalen Zulassungen der Drehgeber besonders wichtig. Diese wurden von der schwedischen Prüfanstalt SP, Statens Provningsanstalt, erteilt. Seit dem Einsatz der ersten schwedischen Drehgeber im Jahr 2006 gab es weltweit noch keinen einzigen Ausfall.
