Einträger-Laufkrane, Ex-geschützte Krane, Leichtbaukrane (Aluminium), Leichtbaukrane (Stahl und Aluminium), Schwenkkrane

Über den Köpfen

Im Rahmen der Produktionslogistik übernehmen Hallenkrane in vielen Unternehmen zentrale Aufgaben. Insbesondere wenn der Umgang mit schweren Bauteilen einem reibungslosen Materialfluss im Weg steht, sind Krane unverzichtbar. Anlässlich der Cemat hat sich SCOPE-Redakteur Michael Stöcker bei führenden Herstellern nach aktuellen Anwendungsfällen und Trends aus dem Industrie- und Prozess-Kranbau umgesehen.
Der Kran als Be- und Entladeportal: An der derzeit längsten Drückwalzmaschine der Welt kommt ein Laufkran mit Laser-Wegmess-System von Demag zum Einsatz.

Ob in Siegen die Sektkorken knallten, als der Auftrag der Getriebeherstellers Voith Turbo ins Haus flatterte, wissen wir nicht. Aber ein wenig frohlockt haben dürften die Verantwortlichen beim Kranbauer Vetter schon, denn 22 Schwenkkrane in einem Schwung – das passiert nicht alle Tage. Häufiger kommt es hingegen vor, dass sich irgendwo in der Industrie ein paar kluge Köpfe zusammen setzen, um ihre grauen Zellen für die Optimierung produktionslogistischer Prozesse zu bemühen. So geschehen eben auch bei Voith Turbo im Vorfeld der Eröffnung des neuen Werks in Heidenheim-Mergelstetten Anfang 2010. Mit 230 Mitarbeitern fertigt der Getriebehersteller hier Antriebssysteme für Eisenbahnen – unter anderem Achsgetriebe für chinesische High-Speed-Züge. Bei der Konzeption des neuen Werks hat das Unternehmen Referenzen aus anderen Branchen, etwa dem Automobilbau, analysiert und die dabei gewonnenen Erkenntnisse auf die Produktion im Getriebebau übertragen. Das Ergebnis: Minimierte Durchlaufzeiten und optimierte Arbeitsabläufe.Beim Materialfluss und einzelnen Arbeitsabläufen galt als Maßstab höchste Effizienz. Das schließt Wartezeiten aus, wie sie etwa entstehen, wenn Monteure auf einen einzigen Brückenkran in der Halle angewiesen sind. Deshalb entschieden sich die Planer von Voith Turbo für den Einsatz der Schwenkkrane von Vetter Krantechnik.

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Die Säulenschwenkkrane (Typ Meister) verrichten ihre Dienste direkt in der Produktion: Sie übernehmen das Einlegen von bis zu drei Tonnen schweren Getriebeteilen in die Bohr-, Fräs- und Schleifmaschinen. An einigen Arbeitsplätzen wurden zwei Ausleger an eine Säule montiert – etwa bei der Beschickung einer Dreh-und Fräsmaschine: Hier nimmt der Werker mit dem ersten Ausleger einen Rohling auf und fährt ihn in eine Parkposition vor die Maschine. Mit dem zweiten Ausleger holt er das bearbeitete Werkstück aus der Maschine und schwenkt es zur Seite. Mit dem ersten Ausleger platziert er dann den geparkten Rohling in die Maschine. Während dessen Bearbeitung kann er das gefertigte Werkstück nachbearbeiten, ablegen und einen neuen Rohling aufnehmen. Durch diese Arbeitsweise wird eine um fünf Prozent höhere Maschinenlaufzeit erreicht. Die Kosten für den zweiten Ausleger rechnen sich schnell: „Wir schätzen, dass die Amortisationszeit für den zweiten Kranausleger bei weniger als zwei Jahren liegt“, sagt Wolfgang Hütter, der Produktionsleiter des Voith-Werks Mergelstetten.

Die Längste der Welt

Für viele fertigungsnahe Einsätze sind Säulenschwenkkrane eine gute Lösung. Allerdings nicht für jeden Fall. Einen anderen Weg ging der Ahlener Maschinenbauer Leifeld Metal Spinning bei der Entwicklung der bis dato längsten Streckmaschine der Welt. Als Be- und Entladeportal dient hier eine Krananlage von Demag Cranes & Components. Die Drückwalzmaschine für das Abstrecken von über 15 Meter langen Rohren ist 30 Meter lang und 200 Tonnen schwer. Mit ihr lassen sich sehr dünne und lange Teile sowie Behälter mit reduzierten Wandstärken fertigen. Auf diese Weise werden unter anderem Transportkosten eingespart, wie sie etwa bei Gas gefüllten Hochdruckspeichern anfallen.

Bei der Krananlage handelt es sich um einen Einträger-Laufkran (Typ EKKE) mit 25 Meter Spurmittenmaß, der auf einer über neun Meter langen Kranbahn fährt. Um die Rohre sicher handhaben zu können, ist der Kran mit zwei baugleichen Seilzügen des Herstellers ausgestattet, die jeweils Lasten von bis zu 3,2 Tonnen handhaben. Der Tandembetrieb ermöglicht das gemeinsame Anheben und Verfahren von Lasten mit zwei Katzen beziehungsweise Hubwerken.

Aufgabe des Krans ist die Ver- und Entsorgung der Drückwalzmaschine mit Werkstücken und gefertigten Hohlteilen. Alle Kran- und Katzbewegungen werden durch ein Laser-Wegmess-System erfasst und geregelt. Der Kran nimmt die vor der Streckmaschine bereitgestellten Halbzeuge (Durchmesser 60 bis 650 mm) automatisch auf. Dazu dienen zwei Lastaufnahmen in Form von C-Haken mit Prismenauflage, die in die Unterflasche eingehängt werden. Horizontale Stellschrauben minimieren das Rotieren der Lastaufnahme im Kranhaken und ermöglichen die Justage des Winkels zur Transportachse.

Geführt durch das Wegmess-System wird das Transportgut nach der Aufnahme vollautomatisch weiter verfahren und in der Maschine abgelegt. Nach der Bearbeitung werden die Fertigteile entnommen und zum Abnahmepunkt transportiert. Mit mehr als zwei Rohren pro Stunde liegt die Produktionskapazität über dem Durchschnitt; eine hohe Hub- und Katzfahrgeschwindigkeit unterstützt diese Leistung. Durch Einsatz des Demag-Seilzugs profitiert Leifeld zudem von einem optimierten Hakenweg und geringen Anfahrmaßen der Laufkatze. Serienmäßig ist der Seilzug mit diversen Applikationen ausgestattet. Dazu gehört ein Lastkollektivspeicher, der Infos über die Restlebensdauer liefert. Der Kran erreicht Fahrgeschwindigkeiten bis zu 20 m/min; die Laufkatzen jeweils bis 30 m/min. Beim Heben und Senken lassen sich 9 m/min erzielen. Die Bewegungen der Anlage sind über drei Achsen per Frequenzumrichter geregelt. So können die Rohre punktgenau aufgenommen und exakt in der Maschine positioniert werden. Die stufenlose Temporegelung verringert die mechanische Belastung der Krananlage.

Der EKKE ist ein Standardkran. Die in die Seilzüge integrierte CAN-Bus-Steuerung machen ihn aber zu einer Besonderheit. Darüber lassen sich Arbeitsabläufe – wie etwa Vorpositionierungen – programmieren und parametrieren. Die CAN-Bus-Steuerung hat eine Schnittstelle zur kundenseitigen Profibus-Steuerung, die die Fertigungsprozesse regelt. Die Kopplung beider Steuerungssysteme ist die Voraussetzung für eine Echtzeit-Kommunikation zwischen Maschine und Kran. Auch das Ansteuern des Krans mit parallelen Signalen ist so möglich. Diese „vernetzte Intelligenz“ trägt maßgeblich zu erhöhter Anlagen- und Prozessstabilität bei. Und: Bei Bedarf arbeitet der Kran auch autark. Demag hat dazu eine Funksteuerung (DRC-MP) installiert. In sicherem Abstand zur Last können die Mitarbeiter sämtliche Kran- und Katzbewegungen über diese an aktuelle Mobilfunkstandards angelehnte Übertragungstechnik feinfühlig steuern.

Ganz andere, recht extreme Anforderungen an die Krantechnik stellt der Umgang mit explosiven, brennbaren Medien. Spezialisiert darauf ist das Unternehmen Stahl Crane System. Es gilt hier als Marktführer und hat mit eigener Grundlagenforschung sowie zahlreichen Errungenschaften in den Bereichen Krantechnik und Explosionsschutz maßgeblich zum Fortschritt der Branche beigetragen. Seine explosionsgeschützten Systeme kommen heute in der chemischen und petrochemischen Industrie, im Bergbau, in der Energiebranche, in der Lebensmittelproduktion oder in der Pharma-Industrie zum Einsatz.

Spezialisiert auf Ex-Schutz

Neben den einschlägigen Sicherheitsrichtlinien erfüllen die ex-geschützten Hebezeuge des Unternehmens die europäischen ATEX-Bestimmungen und sind seit 2010 nach der international relevanten IECEx Scheme zertifiziert. Das hilft bei der Ausstellung weiterer nationaler Zertifikate. In Ländern, die IECEx anerkennen, können entsprechend zertifizierte Geräte auch ohne zusätzliche Prüfung in Betrieb genommen werden.

Ein wachsendes Einsatzgebiet für ex-geschützte Krantechnik ist die Gasverflüssigung. Stahl Crane Systems liefert dazu die passende Hebetechnik – von kleinen Kettenzügen für Wartungseinsätze bis zu doppelt gesicherten LNG-Seilzügen (LNG = Liquid Natural Gas) für das sichere Arbeiten in Flüssiggas-Tanks. Allein in den letzten zwei Jahren hat das Unternehmen eigenen Angaben zufolge „im Wert von vielen Millionen Euro LNG-Krantechnik geliefert“; mittlerweile deckt es elf Prozent seines Gesamtumsatzes mit diesen Produkten.

Bei der LNG-Technik wird Erdgas so stark abgekühlt, dass es im flüssigen Zustand und platzsparend in Tankschiffen über große Entfernungen auf dem Seeweg transportiert werden kann. Damit das Gas flüssig bleibt, wird es in Kühltanks bei -161°C gespeichert. Pumpen leiten die kalte Flüssigkeit über ein Rohrsystem in die Tankschiffe. Mehrmals jährlich müssen diese Pumpen vom Grund der 70 Meter hohen Tanks gehoben und für Wartungsarbeiten ins Freie befördert werden – ein heikles Unterfangen! Würde die Pumpe bei einem Seilriss in die Tiefe stürzen, hätte dies neben großem Sachschaden einen längeren Produktionsausfall zur Folge. Die LNG-Seilzüge von Stahl Crane Systems sind daher explosionsgeschützt (ATEX, IECEx) ausgeführt sowie mit zwei Trommeln, zwei Seilen, zwei Getrieben und zwei Motoren ausgestattet. Im Fall eines Seilrisses fängt ein zweites Hubwerk die Last ab; die Arbeiten lassen sich ohne Pause fortsetzen.
Die ganze Konstruktion kommt ohne Haken aus, da die Spezialseile fest mit der Pumpe verbunden sind und sich ständig im Tank befinden. Für die Wartungsarbeiten werden beide Seile an die Hubwerke des Seilzugs per Seilschloss angeschlagen. Nur ein Seil dient beim Heben der Pumpen als Hubseil, das zweite läuft als Sicherung schlaff nebenher. Eine schwingende Aufhängung sorgt dafür, dass im Notfall im Moment des Lastwechsels das gesamte Hubwerk „kippt“, so dass der Schwerpunkt der Last wieder zentriert unter dem Seilzug hängt. Die Spezialaufhängung federt den Stoß beim Lastwechsel ab und entlastet die Aufhängung im kritischen Moment. Durch die redundante Ausführung und ihre schwingende Aufhängung gelten die LNG-Seilzüge von Stahl Crane Systems als die sichersten Hebezeuge auf dem Markt.

Große Nachfrage – vor allem aus der mittelständischen Industrie – besteht derzeit auch nach Leichtbaukranen. Denn mit Anlagen dieses Typs können Lasten meist schnell und wirtschaftlich oberhalb der Arbeitsebene flurfrei transportiert werden.

Schlank und leicht

Das Unternehmen SWF Krantechnik bietet beispielsweise das Aluminium-Leichtkransystem Lightster an. Je nach Anforderung an die Traglasten kommen dabei vier Profile mit unterschiedlichen Bauhöhen zum Einsatz. Das geringe Eigengewicht der Alu-Komponenten und die geringe Anzahl an Aufhängungen machen diese Lösung zu einem rasch und einfach zu montierenden Kransystem, das sich auch in bestehenden Gebäuden flexibel nutzen lässt. Es ist erweiter- und umbaubar.

Diesen Leichtkran gibt es als Einträger- und Zweiträgerkran in kurzer und normaler Bauhöhe. Einschienenbahnen sind ebenso realisierbar. Die maximale Tragkraft beträgt abhängig von der Spannweite 2.000 kg. Als hebendes Element dienen Elektrokettenzüge (Typ SK). Je nach Anwendungsfall werden die Hebezeuge mit Schiebe- oder Elektromotor-Fahrwerk in das System eingebunden. Über Frequenzumrichter gesteuerte Elektrokettenzüge ermöglichen stufenloses Heben und Senken. Die SK-Elektrokettenzüge zeichnen sich durch optimale Raumausnutzung, hohe Betriebssicherheit, geringe Wartungskosten und ein breites Spektrum an Serienausstattungen aus. Optionen für die Lebensmittelindustrie, für den Einsatz in Windkraftanlagen und explosiven Atmosphären runden ihr Einsatzgebiet ab.

Auch Demag Cranes hat leichte, schlanke Kranlösungen für den Einsatz in der Produktionslogistik im Programm. So etwa das System KBK, das sich seit vielen Jahren weltweit bewährt und kürzlich durch ein neues Stahlprofil (Typ II-H) für größere Aufhängeabstände und höhere Nutzlasten erweitert wurde. Über das neue Innenläuferprofil lassen sich Hängekrananlagen und Einschienenbahnen mit Traglasten von bis zu 2.000 Kilogramm realisieren. So können vorhandene Hallenflächen besser genutzt werden.

Dank des neuen Stahlprofils lassen sich Aufhängeabstände von über sechs Metern realisieren. Zusätzliche Stahlbau-Hilfskonstruktionen können reduziert oder ganz vermieden werden. Das neue Profil stellt eine Alternative zu bislang teureren Anlagenkombinationen dar. Demag Cranes bietet es in zwei Grundausführungen an. Neben der Profilvariante II-H ist eine identische Bauform mit innenliegender Fünfpol-Schleifleitung (Typ II H-R) erhältlich.

Insgesamt gehören neun Stahlprofile in sechs Baugrößen und zwei Aluminiumprofile zum KBK-System für Traglasten von 125 bis 3.200 Kilogramm. Entwickelt wurde der montagefreundliche Kranbaukasten, um individuelle Lösungen nach Maß zu gestalten. Die Komponenten dieses modularen Kranbaukastens lassen sich einfach in bestehende Arbeitsumgebungen integrieren und nachrüsten. Michael Stöcker

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