Jank-HORIZONTALRECHENREINIGER: RICHTUNGSWEISENDE ERFINDUNG FEIERT 35 JAHRE JUBILÄUM

Autor: Andreas Pointinger , 03.08.2018

Vor rund 35 Jahren hat der oberösterreichische Kleinwasserkraftspezialist Jank GmbH für seine Eigenanlage Meinharting im Innviertel den ersten Horizontalrechenreiniger gefertigt.

Bei der Entwicklung des Prototypen war es seinerzeit nicht absehbar, welchen Erfolg dieses inzwischen etablierte System in der Zukunft haben würde. Mittlerweile hat die Jank GmbH im In- und Ausland mehr als 230 Wasserkraftprojekte mit Horizontalrechenreinigern ausgerüstet. Siegi Jank, Konstruktionsleiter des Familienbetriebs, erläutert im Interview mit zek HYDRO die Entwicklung des ersten horizontalen Rechenreinigers und stellt mehrere ausgewählte Referenzanlagen vor.

Wie kam es zur Entwicklung des ersten horizontalen Rechenreinigers in den 1980er Jahren?
Jank: Dazu gab es mehrere Randbedingungen. Grundsätzlich sind die automatischen Rechenreiniger zu dieser Zeit immer mehr in die Breite gegangen. Es wurden verschiedene Varianten von vertikalen Reinigungssystemen wie Ketten-, Seil- oder später auch Teleskop-Rechenreinigern entwickelt. Dabei wurde stets versucht, den Vorgang der händischen Rechenreinigung in einen mechanischen bzw. automatisierten Vorgang umzuwandeln. Also quasi die Nachahmung eines manuellen Reinigungsvorgangs von unten nach oben – aber auch mit den ganzen Unzulänglichkeiten dieses Vorgangs. Beispielsweise ist die Entfernung eines angeschwemmten Baumstamms nach diesem Prinzip nicht sehr zu empfehlen. Schließlich kam dann noch der Zeitpunkt, da von behördlicher Seite immer öfter vorgeschrieben wurde, dass aus dem Wasser entnommenes Rechengut von den Betreibern gesondert entsorgt werden musste. Diese Vorschrift brachte vor allem in den Herbstmonaten bei hohem Schwemmgutanteil einen enormen Zusatzaufwand mit sich.
Mit diesem Hintergrund ist dann die Idee zur Entwicklung eines horizontal arbeitenden Rechenreinigers entstanden. Da bei der horizontalen Rechenreinigung das Schwemm­­gut nicht aus dem Gewässer entnommen, sondern weitergeleitet wird, erspart man sich nicht nur automatisch die ansonsten obligatorische separate Entsorgung. Auch das für die Gewässerökologie wichtige organische Material verbleibt im Fluss. Eingebaut wurde der erste Prototyp bei unserem Kraftwerk Meinharting an der Mattig. Es ist unser Credo, dass wir solche Entwicklungen grundsätzlich erst bei unseren Eigenanlagen austesten. Das Kraftwerk wurde 1982 errichtet und kurz darauf der erste horizontale Rechenreiniger installiert. Nach mehrjähriger Testphase inklusive diversen Umbauten und Optimierungen ging die Rechenreinigungsanlage schließlich um das Jahr 1985 in den Regelbetrieb über.

Was sind die Hauptvor- aber auch Nachteile bei einer horizontalen Rechenreinigungsanlage?
Jank: Wie schon vorhin erwähnt ersparen sich Betreiber mit horizontal arbeitenden Rechenreinigern den Aufwand, sich um die Entsorgung von entnommenem Rechengut kümmern zu müssen. Dies gilt insbesondere für sperriges Treibgut wie große Baumstämme, die vom Rechenreiniger einfach weiter geschoben werden. Man darf auch die ökologischen Vorteile eines horizontalen Schutzrechens im Hinblick auf den Fischschutz nicht außer Acht lassen. Dadurch dass die Stäbe des Rechens quer angeordnet sind, ist es für die Gewässerlebewesen anatomisch bedingt - Fische sind in der Regel höher als breiter - viel schwieriger, den Rechen zu passieren. Zusätzlich verfügt der Rechen über eine Abweiserfunktion bei niedriger Strömungsgeschwindigkeit. Das bedeutet, Fische werden au­to­matisch an das Ende des Rechens geleitet und landen nicht in einer Sackgasse wie bei einem klassischen Vertikalrechen. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass ein Horizontalrechen gleichzeitig Grob- und Feinrechen in einem ist. Das war schon bei der Entwicklung des Konzepts eine Idee, dass bei diesem System kein Grobrechen benötigt wird. Die Entfernung von sperrigem Schwemmgut vom Grobrechen war früher immer mit Schwerstarbeit verbunden. Dabei mussten die Rechenstäbe jeweils händisch gezogen und Sperrgut beispielsweise mit Motorsägeneinsatz vom Einlaufbereich heraus geschnitten werden. Der Horizontalrechen hingegen wird entlang der Strömungsrichtung eingebaut, wodurch sich nach der Fertigstellung im Prinzip eine glatte Fläche ergibt, an der sperriges Schwemmgut gar nicht hängen bleiben kann.
Wenn ein horizontaler Rechen richtig eingebaut wird, hat er fast keine Nachteile. Fairerweise muss man dazu sagen, dass durch die horizontale Anordnung der Stäbe feines Schwemmgut eher passieren kann. Beispielsweise verfangen sich feine Holzstäbe leichter an einem horizontalen Rechen als bei  einer vertikaler Variante. Das kann man allerdings dadurch entschärfen, indem man den Rechen mit einer Tauchwand versieht. Das bedeutet, dass sich das Rechenfeld immer mindestens 10 bis 15 cm unter Wasser befindet, wodurch das meist an der Wasseroberfläche treibende Schwemmgut gar nicht zum Rechen gelangt. Dieses Know-how haben wir uns bei der Eigenanlage Hangendenstein in Salzburg erarbeitet.

Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein, damit ein horizontaler  Rechenreiniger eingebaut werden kann?
Jank: Ein Horizontalrechen braucht wegen der schrägen Anordnung zur Strömungsrichtung grundsätzlich etwas mehr Platz als eine vertikale Ausführung. Und es muss die Möglichkeit bestehen, das Schwemmgut am Ende des Rechens durch eine Grundschütz-Klappenfunktion abzuspülen.

Kann eine vertikale Rechenanlage gegen eine horizontale Variante getauscht werden?
Jank: Das haben wir schon sehr oft gemacht. Ein Tausch ist bei sehr vielen Anlagen möglich, weil viele Anlagen seitlich über genügend Leerraum bzw. über einen Grundablass verfügen. Somit besteht in den meisten Fällen die Möglichkeit, dort einen Horizontalrechen zu platzieren.

Werden die Rechenreiniger in Eigenproduktion gefertigt?
Jank: Sowohl die Schutzrechen als auch die dazu gehörigen Reinigungsanlagen werden zur Gänze an unserem Firmensitz in Jeging produziert. Mir ist auch kein anderer Hersteller bekannt, der die Rechen-Profilstäbe selbst herstellt – und zwar in jeder Dimension. Mit unserer Profilstabfräse sind wir in der Lage, auch richtig große Rechen selbst herzustellen. Nur die Verzinkung geschieht durch einen externen Dienstleister. Außerdem werden alle Rechenreinigungsanlagen vor der Montage komplett bei uns aufgebaut und auf ihre ordnungsgemäße Funktionalität hin überprüft. Übrigens setzen wir bei den Putzharken zu 100 Prozent auf Stahlzähne anstelle von Bürstenlösungen oder Kunststoffkämmen. Diese Ausführungen greifen richtig tief in das Rechenfeld ein – bei einem feinen Rechen mit 15 bis 18 mm Stababstand mindestens 2 cm – und sorgen somit für eine effektive Entfernung von Schwemmgut.

Gibt es verschiedene Ausführungen von horizontalen Rechenreinigern?
Jank: Es gibt unterschiedliche Arten von Antrieben. Unsere Rechenreiniger sind in der Regel elektrohydraulisch, also mit einem mitfahrenden Hydraulikaggregat, ausgeführt. Es gibt aber auch die Möglichkeit rein mechanischer Ausführungen. Selbige kommen dort zum Einsatz, wo der Lärmschutz hohe Priorität hat. Dabei werden Getriebemotoren mit Frequenzumrichtern verwendet, die beispielsweise in den Nachtstunden bewusst langsam und schallreduziert arbeiten können. Das Kraftwerk Oberföhring in München ist eine sehr gute Referenz für diese Ausführung. Aufgrund seiner Lage im Englischen Garten im Stadtgebiet mussten dort extreme Schallgrenzen eingehalten werden.

Was unterscheidet einen 2018 von Jank gefertigten horizontalen Rechenreiniger vom Prototypen aus den 1980er Jahren?
Jank: Am grundsätzlichen System hat sich nur wenig verändert. Die „Doppelprismenführung“ wie wir es nennen, also die Formrohre, auf denen sich der Rechenreiniger bewegt, ist noch immer dasselbe Prinzip. Das System wurde vor mehr als 35 Jahren von uns entwickelt und hat sich aufgrund seiner Genauigkeit und Robustheit bis in die Gegenwart bestens bewährt. Beim Antrieb hingegen setzen wir heute auf eine stehende anstelle einer mitlaufenden Kette. Weiters gab es Anpassungen beim Abheben des Reinigungsarms vom Rechen. Zudem wurden im Laufe der Jahre immer mehr Details am Rechenschlitten verbessert. Speziell bei der Eigenanlage in Hangendenstein haben wir sehr viel über mechanische Festigkeit gelernt.

Wie viele horizontale Rechenreinger werden von Jank im Schnitt pro Jahr  gefertigt?
Jank: Pro Jahr bis zu 20 Anlagen in ganz Europa. In Summe haben wir bisher mehr als 230 Anlagen ausgeliefert.

Sind horizontale Rechenreiniger technisch ausgereift oder können diese noch weiter verbessert werden?
Jank: Mechanisch gesehen ist das System seit zwei Jahrzehnten ziemlich ausgereift. Im Detail lässt sich natürlich immer etwas verbessern, ­beispielsweise beim Thema Wartung, Werkstoffen oder auch den Verschleißteilen. Interessanterweise beschäftigen sich aktuell mehrere ­wissenschaftliche Studien mit dem Thema Fischschutz und Horizontalrechen. Diesem Themenfeld ist bei der ursprünglichen Entwicklung des Systems nur sehr wenig Beachtung zugekommen.

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KW Direktionsbruecke 122 x 81 mm web2

 

Das Wasserkraftwerk Direktionsbrücke liegt inmitten der denkmalgeschützten Altstadt Steyrs und kann auf eine lange Geschichte zurückblicken. Die Anordnung des Horizontalrechens ist im Gegensatz zu den meisten Kraftwerken fast quer zur Flussachse. Somit ist es wahlweise möglich, den rechten oder linken Grundablass zum Abspülen des Schwemmgutes zu benutzen. Aufgrund der Lage im bewohnten Gebiet wurde besondere Aufmerksamkeit auf die schallarme Ausführung der Anlage gelegt.

Foto: zek

Titelbild Jank Horiz RRM KW Planena web2

 

Die 2006 errichtete Anlage Planena an der Saale in Halle gilt als eines der wichtigsten Projekte, welches den Horizontalrechenreinigern in Deutschland zum Durchbruch verholfen hat. Mit der Entwicklung des Leitrechen-Bypass-Systems nach Ebel, Gluch & Kehl wurde eine für den Fischschutz bei Wasserkraftanlagen wegweisende Anlage von Jank errichtet. Das Rechenfeld mit einer beachtlichen Dimension von 27 m x 4 m wurde mit einer damals technisch äußerst schwierig machbaren Stablichte von 20 mm ausgeführt.

Foto: Jank

Jank Horiz RRM KW Auer Kotten 122 x 91 mm web

 

Das Wasserkraftwerk Auer Kotten liegt an der Wupper in Solingen. Die Wupper gilt an dieser Stelle als Lachsgewässer, weswegen besondere Vorkehrungen bezüglich des Fischschutzes getroffen wurden. Für bodennahe Fische wie Aale gibt es an der Sohle unterhalb des Rechenfeldes einen Abstieg. Im oberen Teil der Rechenbrust befindet sich der Abstieg für die oberflächennahen Fische. Dieser ist mit einem zusätzlichen Schutzrechen mit einer Stablichte von 40 mm auf einer Länge von 12 m ausgerüstet. Das Rechenfeld des Horizontalrechens für den Einlauf des Triebwassers weist eine stattliche Länge von 26 m und eine Höhe von 2,4 m auf - und das bei einer Stablichte von nur 12 mm. Die Rechenfelder wurden mit von Jank selbst gefertigten Profilstäben ausgeführt. Wie bei allen Jank Horizontalrechenreinigern greifen auch hier die Stahlzähne des Rechenkammes berührungslos über die gesamte Länge des Rechenfeldes mindestens 2 cm ein.

Foto: Jank

KW Colditz Horiz RRM Jank 122 x 91 mm web

 

Das Kraftwerk Colditz an der Zwickauer Mulde wurde im späten 18. Jahrhundert errichtet und ist als Industriedenkmal gelistet. 2007 wurde die Anlage im Rahmen der Modernisierung mit einem 36 m langen Horizontalrechenreiniger ausgerüstet.

Foto: Jank

KW Brueckenmuehle Horiz RRM 90 x 50 mm web

 

Die Außenhülle des 2017 komplett modernisierten Kraftwerks Brückenmühle im hessischen Weilburg an der Lahn steht unter Denkmalschutz. Die gesamte Anlage ist daher im denkmalgeschützten Gebäude auf engstem Raum mit der Turbine untergebracht. Ebenfalls installiert wurden sohl- und oberflächennahe Fischabstiege.

Foto: Jank

KW Oberfoehring 90 x 120 mm web

 

Das Restwasserkraftwerk Oberföhring in München liegt mitten im Englischen Garten der bayrischen Landeshauptstadt. Der Einlauf des Kraftwerkes zweigt direkt am dort ausgeleiteten Isarkanal ab und ist mit einem Horizontalrechen ausgerüstet. Das Schwemmgut wird dort nicht über einen Grundablass abgespült, sondern verbleibt im Isarkanal und wird am nächsten Kraftwerk behandelt. Aufgrund der Nähe zu Wohnhäusern waren extreme Vorgaben hinsichtlich Schallleistungspegel einzuhalten. Diese Vorgabe konnte durch den Einsatz eines frequenzumrichtergesteuerten Antriebs erfüllt werden.

Foto: Jank