Toranlage im Luftschiffhangar Essen/Mülheim Diese Antriebslösung sorgt für Bewegung mit Wow-Effekt 

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Mit dem neuen Luftschiffhangar der Westdeutschen Luftwerbung ist am Flughafen Essen/Mülheim ein Leuchtturmprojekt entstanden, das weit über die Region hinausstrahlt. Der Automatisierungsspezialist INperfektion realisierte in Zusammenarbeit mit SEW-Eurodrive eine Antriebslösung für die Toranlage, die Technik, Architektur und Design eindrucksvoll vereint und auch als Eventlocation für echte Wow-Effekte sorgt.

Langsam öffnen sich die beiden Torflügel, sie beeindrucken durch ihre majestätische Höhe von 23 Metern. Nach und nach wird der kathedralenartige Innenraum des gigantischen Hangars sichtbar, es taucht der graue Rumpf des 60 Meter langen Luftschiffs „Theo“ aus dem Dunkel auf. Die Szene erinnert an ein musikalisches Schauspiel – imposant und eindrucksvoll.
Doch die Kulisse ist kein Konzertsaal, sondern der Flughafen Essen/Mülheim – ein Areal mit langer Tradition, das schon seit über 100 Jahren angeflogen wird. Die Westdeutsche Luftwerbung Theodor Wüllenkemper (WDL) betreibt seit 1972 von hier aus Werbe- und Passagierflüge mit Prallluftschiffen, auch Blimps genannt. Sie haben kein starres Innengerüst und erhalten ihre Form durch die Hülle und den Innendruck. Ende der 1980er Jahre errichtete WDL einen ersten Hangar, der bis zu zwei Luftschiffen Platz bot. Die „Grüne Raupe“, wie sie wegen ihrer Farbe und Form genannt wurde, entwickelte sich zum Blickfang und wurde zunehmend auch als Eventlocation genutzt. „In Verbindung mit dem Luftschiff ist das hier ein ganz besonderer Veranstaltungsort“, betont Dennis Weiler, zuständig für die Veranstaltungsorganisation bei der WDL.

Hangar und Eventlocation

Nach über 30 Jahren genügte die „Grüne Raupe“ nicht mehr den technischen, energetischen und funktionalen Anforderungen. WDL plante daher einen neuen Hangar, der „Theo“ ein modernes Zuhause bieten sollte. Von Beginn an war der neue Hangar auch als Veranstaltungsort geplant. Dennis Weiler: „Der Wunsch von WDL an die Architekten war, etwas Innovatives und gleichzeitig ein Denkmal für unsere Gründer zu schaffen.“

Das Architekturbüro Smyk & Fischer entwarf eine multifunktionale Halle, die Funktion und Ästhetik verbindet – mit Platz für zwei Luftschiffe oder bis zu 1.500 Gäste. Die Hallenform erinnert an ein auf dem Boden stehendes Luftschiff. An die Stelle der seinerzeit verwendeten Foliendächer ist eine vollständig recycelbare Aluminiumfassade getreten. Die Tragwerkskonstruktion besteht aus 557 Tonnen Holz bei 92 × 42 Metern Grundfläche, der höchste Punkt misst 26 Meter. Der Neubau erfüllt die Kriterien der Kreislaufwirtschaft, besteht weitgehend aus nachwachsenden Materialien und wurde mit dem Nachhaltigkeitszertifikat in Gold der Deutschen Gesellschaft für Nachhaltiges Bauen (DGNB) ausgezeichnet.

Know-how aus Automatisierung und Schwerindustrie

Auch das Tor ist eine komplette Holzkonstruktion und beeindruckt mit spektakulären Dimensionen: 400 Quadratmeter Fläche pro Torflügel, jeder von ihnen wiegt 72 Tonnen. Das Öffnen der Torflügel sollte per Knopfdruck erfolgen. Die Herausforderung: Es gab von den Architekten nur grobe Entwürfe, aber keine Angaben zum Antrieb. So kam INperfektion aus Wegberg ins Spiel. Das Unternehmen ist Spezialist für die Entwicklung, Konstruktion, Fertigung und Optimierung von automatisierten Maschinen und Anlagen.

Der Auftrag kam über das Architekturbüro Gronau zustande, das sowohl das neue INperfektion-Firmengebäude als auch die Ausführungsplanung für den Hangar betreute. INperfektion konstruierte den Torantrieb. „Für den Torantrieb haben wir – auf Basis eines Kastenträgers mit zwei Radsätzen – Fahrwerke entwickelt, die rund 120 Tonnen tragen können“, berichtet Niklas Soesters, Projektleiter bei INperfektion. Jeder Torflügel ruht auf einem dieser Fahrwerke sowie auf einem Drehpunkt am seitlichen Ende des Hangars. Dieser Drehzapfen ist in ein 36 Quadratmeter großes Fundament eingelassen. Das heißt, jeder Torflügel ist nur am Boden befestigt. Um mögliche Kippmomente der Torflügel aufnehmen zu können, sind die Kastenträger rund zwölf Meter lang, die Räder sind jeweils an den Enden montiert.

Wind und Schnee sind einkalkuliert 

Für den Antrieb hat INperfektion jedes Rad mit einer Motor-Getriebe-Kombination von SEW-Eurodrive ausgerüstet. „Bei der Konzeption der Antriebe mussten zahlreiche Parameter berücksichtigt werden“, erläutert Frank Peifer, Vertriebsingenieur Automatisierungstechnik im Technischen Büro Langenfeld von SEW-Eurodrive. „Man hat nicht jeden Tag ein Projekt, bei dem man für die Antriebsdimensionierung auch Wind oder Schnee einkalkulieren muss. Daher war es wichtig, beim Design der Antriebe in enger Abstimmung mit INperfektion und dem Architekturbüro zu arbeiten.“ So sollten sich die Tore auch bei einer Windstärke von 4,99 auf der 13-teiligen Beaufort-Skala noch problemlos öffnen und schließen lassen. Das entspricht einer frischen Brise mit Windgeschwindigkeiten um die 30 Kilometer pro Stunde. Die Antriebe mussten dafür auf eine maximale Zugkraft von 80 kN pro Torflügel ausgelegt werden.

Hohes Antriebsdrehmoment, kompakte Bauweise 

Erreicht wurde das durch eine Antriebslösung, bei der jedes der vier Räder von einem 15 kW starken Motor angetrieben wird. Je zwei Motoren werden gemeinsam von einem 30-kW-Umrichter Movidrive angesteuert, der über Profinet mit einer übergeordneten Steuerung kommuniziert. Um die Torflügel auch bei starkem Wind sicher zu bewegen oder den Schnee vor dem Tor zu „räumen“, muss jedes der beiden Industriegetriebe am Abtrieb ein Drehmoment bis 22 kNm aufbringen, also 44 kNm pro Torflügel.

„Die Herausforderung lag in der Kombination aus hohem Nenndrehmoment und kompakter Bauweise“, erklärt Frank Kleta, bei SEW-Eurodrive zuständig für den Vertrieb von Industriegetriebe-Systemen. Die Wahl fiel dabei auf Industrie-Planetengetriebemotoren der P2-Baureihe. Die Kombination aus kompaktem Planetengetriebe und vorgeschaltetem Kegelstirnradgetriebe ist die optimale Lösung für Anwendungen, die niedrige Abtriebsdrehzahlen bei gleichzeitig hohen Drehmomenten erfordern. Durch das direkt angebaute Vorschaltgetriebe entfallen zusätzliche platzraubende und kostenintensive Komponenten wie Kupplungen, Zwischen­flansche und Adapterglocken.

Sicherheit für Mensch und Konstruktion 

Neben den Hauptantrieben kommen weitere Getriebemotoren von SEW-Eurodrive zum Einsatz – sechs für den Antrieb der Verriegelungen der geschlossenen Tore am Hangardach sowie zwei weitere für die beiden Bodenverriegelungen. Bei der Programmierung der Antriebslösung musste das Zusammenspiel all dieser Komponenten abgebildet werden. „Steuerungstechnisch war das nicht besonders komplex“, sagt Niklas Soesters. Einzig der Sicherheitsaspekt war etwas Besonderes, wie er weiter berichtet: „Bei der Gefährdungsbeurteilung mussten wir neben der Personensicherheit auch den Schutz der Hallen- und Torkonstruktion berücksichtigen.“Sensoren an den Drehzapfen überwachen den Öffnungswinkel der Torflügel. Bei zu weiter Öffnung verließen die Laufwerke die im Boden verlegten Schienen. Auch das rechtzeitige Stoppen beim Schließen ist essenziell, um Schäden an der Hangarkonstruktion zu vermeiden. Zusätzlich schützt ein Drei-Personen-Prinzip den Prozess: Zwei Personen müssen während der gesamten Toröffnungszeit Totmannschalter drücken und gleichzeitig eine dritte Person einen Taster auf der Digitalanzeige am Schaltschrank. Außer im Automatikbetrieb, da muss der Bediener am HMI den Taster nicht gedrückt halten.

Vorkonfigurierte Komponentensets 

Schnell zur Automatisierung von Handlingaufgaben

Vielfach ausgezeichnet 

Nur sieben Monate vergingen vom Abriss der alten „Grünen Raupe“ bis zur Inbetriebnahme des neuen Hangars. Entstanden ist eine technisch wie architektonisch beeindruckende Lösung, die bei Veranstaltungen regelmäßig für Staunen sorgt. Die Konstruktion wurde bereits mehrfach prämiert. Die Entscheidung von Zeppelin, ab 2024 ein Luftschiff vom Typ Zeppelin NT dauerhaft im neuen Luftschiffhangar zu stationieren, adelte den Bau zusätzlich.

Christian Rüttling ist Marktmanager Industriegetriebe bei SEW-Eurodrive in Bruchsal.