Technik zum Abheben

Am Prüfstand für Raketenantriebe des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt hat Konecranes den Drehkran modernisiert und modernste Technik für mehr Effizienz und Sicherheit installiert.

20. November 2017
Hightech in der Idylle: Am Standort Lampoldshausen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entsteht Technologie, die die europäische Raumfahrt durchstarten lässt. Am Prüfstand P4 werden Oberstufentriebwerke für Ariane Trägerraketen getestet  mit Unterstützung des Konecranes-Drehkrans. Bild: Koncecranes
Bild 1: Technik zum Abheben (Hightech in der Idylle: Am Standort Lampoldshausen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entsteht Technologie, die die europäische Raumfahrt durchstarten lässt. Am Prüfstand P4 werden Oberstufentriebwerke für Ariane Trägerraketen getestet mit Unterstützung des Konecranes-Drehkrans. Bild: Koncecranes)

Ein 51 Hektar großes Gelände am Südrand des Harthäuser Waldes in der Nähe der A81 bei Heilbronn. Viel Wald, Landwirtschaft und Natur – mitten in dieser Idylle entsteht am Standort Lampoldshausen des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) Technologie, die die europäische Raumfahrt durchstarten lässt. Rund 320 Mitarbeiter forschen hier am Institut für Raumfahrtantriebe des DLR, vor allem an Triebwerkstechnologie für Raketenoberstufen der Trägerraketenfamilie Ariane. Sie kommt bei der Versorgung der Internationalen Raumstation ISS oder beim Aufbau des europäischen Satellitennavigationssystems Galileo zum Einsatz. Am Prüfstand P4 in Lampoldshausen, einem von insgesamt acht Prüfständen auf dem Gelände, werden die Triebwerke unter Bedingungen getestet, denen sie später beim Flug im Weltall ausgesetzt sind. Bei den Vorbereitungen der Versuche muss tonnenschweres Forschungsmaterial angeliefert und entladen werden. Eine wichtige Aufgabe für den Drehkran auf dem Dach des fast zwölf Meter hohen Gebäudes. Um die in die Jahre gekommene Krananlage zu modernisieren, baut das DLR auf die Erfahrung und Kompetenz von Konecranes, einem der weltweit führenden Kran- und Hebezeughersteller.

„Wir haben den Drehkran aus dem Jahr 1964 auf dem Dach von Prüfstand P4 genau untersucht und gemeinsam mit dem DLR ein Konzept entwickelt, um die Krananlage auf den neusten technischen Stand zu bringen. Mit Features wie den frequenzgesteuerten Antrieben an Drehwerk und Laufkatze erfüllt der Drehkran nun optimal die Anforderungen des Prüfstandsbetriebs“, sagt Werner Marquardt, Projektmanager Modernisierungen bei Konecranes. Die Kranexperten verstärken zudem den Stahlbau und erneuern dessen Konservierung. Verschlissene mechanische Bauteile werden ersetzt und die Kranelektrik komplett ausgetauscht. Mit neuen Laufstegen, Geländern und Aufgängen verbessert Konecranes auch die Sicherheit der Krananlage.

Auf dem Dach des Raketenantriebsprüfstands muss die Anlage im Jahresverlauf Temperaturen von minus 5 bis plus 40 Grad Celsius bei Wind, Regen, Sonne und Schnee trotzen. Zudem ist Baden-Württemberg deutschlandweit das Bundesland mit den meisten Niederschlägen. Im Jahr 2016 fielen hier pro Quadratmeter im Schnitt 965 Liter. „Die Witterung hat der Konservierung und der Stahlkonstruktion über Jahre stark zugesetzt“, sagt Werner Marquardt. Die Spezialisten von Konecranes demontieren deshalb zunächst das Gegengewicht von insgesamt 5,5 Tonnen. Anschließend wird der komplette 13,8 Tonnen schwere Kran mittels zwei Autokranen abgehoben und auf Flur abgesetzt. Für den Transport muss ein Schraubstoß zwischen dem Ausleger und dem 3,2 Tonnen schweren Unterteil eingearbeitet werden.

In einer Aufbereitungshalle entfernen die Kranexperten mittels Sandstrahlen die Reste der Lackschicht. Mit umfassenden Schweißarbeiten wird die Stahlkonstruktion verstärkt und danach statisch nachge­rechnet. Anschließend erhält die Krananlage einen komplett neuen Anstrich. Zurück auf dem Prüfstand kann der Drehkran bei einer Ausladung von 15 Metern nun Lasten bis 5 Tonnen bewegen. Bei Ausladungen bis 10,3 Metern ist der Transport von Lasten bis 7,5 Tonnen möglich.

Sicher und präzise transportieren mit CXT-Antrieben

„Bei den Vorbereitungen unserer Raketenantriebstests werden Anlagenteile wie Filter, Klappen und Rohre sowie weiteres technisches Forschungsmaterial und Ausrüstung mit Lastkraftwagen an den Prüfstand angeliefert. Der Drehkran hebt das sensible Material von der Ladefläche und manövriert es präzise zum Tor des Prüfstands. Einzelne wichtige Teile können ein Gewicht von mehr als 5 Tonnen haben – da ist Kraft gepaart mit Feingefühl gefragt“, sagt Thilo Kunath,Projektleiter beim DLR. Die beiden Gleichstrommotoren an Drehwerk und Laufkatze ersetzt Konecranes deshalb durch frequenzgeregelte Antriebe.

„Bisher konnten Bediener nur zwischen vier Geschwindigkeiten wählen. Das ist inneffizient, insbesondere bei einer Hubhöhe von bis zu 34 Metern. Wir haben dem DLR daher unsere Antriebe der CXT-Serie empfohlen“, sagt Werner Marquardt. Mit der neuen Antriebstechnik lässt sich die Geschwindigkeit der Drehbewegung und der Laufkatze stufenlos einstellen und der Bediener kann Hebe- und Transportvorgänge präziser steuern. Zudem sind die neuen Antriebe mit innenliegenden Scheibenbremsen äußerst wartungsarm. Ein weiterer Vorteil: Aufgrund der geringeren Anfahrmomente reduzieren sich stoßartige Belastungen auf ein Minimum. Antriebskomponenten, Stahlbau und das Gebäude werden weniger beansprucht – für eine längere Lebensdauer.

Die Anlage wird darüber hinaus mit robusten Schaltschränken ausgestattet. Ein Dach schützt die Schaltelektrik auf dem Ausleger vor Witterung. Mechanische Teile mit altersbedingten Verschleißerscheinungen sind erneuert – etwa die Kupplungen oder die beiden Seilleitwalzen, die das Stahlseil auf dem Ausleger führen. Auch das Sicherheitskonzept erhält ein Update und wird an die neuen Maschinenrichtlinien angepasst: Die rundumlaufenden Stege und die Aufgänge werden mit rutschfesten Blechen belegt und der Drehkran erhält ein neues Geländer – für höchste Sicherheit bei der Begehung des Drehkrans.

Längere Lebensdauer und weniger Kosten für Krananlage

„An unserem Prüfstand P4 entsteht Technologie, die uns den Weg in den Weltraum ermöglicht. Die Versuche an unserer Testanlage sind sehr aufwendig. Wir arbeiten dabei mit einem engen Zeitplan. Auf unsere Krananlage müssen wir uns deshalb verlassen können. Bei der Instandsetzung hat uns Konecranes hervorragend beraten. Wir profitieren von geringeren Kosten für die Wartung und mehr Effizienz bei den Vorbereitungen unserer Tests. Mit der Verjün­gungskur, die die Experten von Konecranes unserem Drehkran verpasst haben, erhöht sich die Lebensdauer unserer Krananlage und die Lebenszykluskosten sinken wesentlich“, sagt Thilo Kunath, Projektleiter beim DLR.

 

 

Schlagworte