Foto: Konecranes
Feinfühlige Krane für Superlaser

Mit modernster Technik erzeugt das European XFEL in 38 m Tiefe extrem starke Röntgenlaserstrahlen, die für wissenschaftliche Experimente genutzt werden. Dafür braucht es hochsensible Komponenten und feinfühlige Krane, die sie sicher in Position bringen. Konecranes liefert die Krananlagen für verschiedenste Aufgaben unter Tage.


In Hamburg wird scharf geschossen: Im neu eröffneten Forschungszentrum European XFEL (X-Ray Free-Electron Laser) erzeugt ein supraleitender Linearbeschleuniger Röntgenlaserblitze. Bis zu 27000 Blitze in der Sekunde auf einer Wellenlänge von 0,05 bis 4,7 nm – eine weltweit einzigartige Wiederholrate. Die Laserblitze sind zudem mit 1,6 x 1025 (Photonen/s/mm2/mrad2/0,1 % Bandbreite) milliardenfach leuchtstärker als die besten herkömmlichen Röntgenquellen. So werden Prozesse auf atomarer Ebene beobachtbar: die Entstehung eines Moleküls oder die Umkehrung von Magnetisierungen zum Beispiel. Seit 2017 läuft die Forschung am Ende des 3,4 km langen Tunnels, der von Hamburg-Bahrenfeld nach Schenefeld führt. Insgesamt acht Zweiträger-Brückenkrane sowie ein Einträger-Brückenkran von Konecranes bringen dafür auch sensible Geräte sicher unter die Erde.


Röntgenlaser schießt in 6 m Tiefe


Je nach Beschaffenheit der Landschaft liegt der Röntgenlasertunnel zwischen 6 m und 38 m tief. Wenn der Laser „schießt“, entsteht, gut abgeschirmt unter der Erde, Röntgenstrahlung. Die Öffnungen in den Schachtgebäuden, durch die große Bauteile eingebracht werden, werden deshalb im Betrieb mit schweren Betonplatten verschlossen. Am Tunneleingang in Hamburg-Bahrenfeld kommen dazu zwei Zweiträger-Brückenkrane mit jeweils 20 t Hubkraft zum Einsatz. Sie überspannen mit 20,8 m die komplette Eingangshalle und können sensibles und schweres Gerät auch synchron heben und in den Zugangsschacht transportieren. Ein weiterer Einträger-Brückenkran ist speziell dafür vorgesehen, Pumpen aus dem Beschleunigertunnel zur Wartung heraufzuholen.


Smart Features für feinfühligen Hub


„Bei diesem Projekt kam es besonders auf die Feinfühligkeit unserer Krane an“, erläutert Niclas Maassen von Konecranes in Hamburg. „Eine extrem langsame und ruckfreie Fahrt war die Hauptanforderung.“ Um den sicheren Transport empfindlicher Geräte zu ermöglichen, setzt Konecranes Frequenzumrichter ein. Damit lässt sich die Hubgeschwindigkeit der großen Krananlagen am Tunneleingang von 0,5 m/min bis zu 9 m/min stufenlos einstellen. Der Frequenzumrichter überwacht die Hubgeschwindigkeit automatisch und sorgt so für einen ruckfreien Betrieb. Auch die Katz- und Kranfahrgeschwindigkeiten lassen sich stufenlos regulieren – von 0,5 m/min bis 20 m/min und 10 m/min bis 40 m/min. Im Zugangsschacht darf die hochwertige Fracht nicht hin und her schwingen. „Zusätzlich zu den Umrichtern kommt auch die Lastpendeldämpfung zum Einsatz. Dieses Smart Feature steuert die Beschleunigung und Verzögerung von Brücke und Laufkatze automatisch“, so Maassen. Das beugt dem Pendeln im langen Schacht vor.


Damit die zwei Zweiträger-Brückenkrane am vorderen Tunneleingang auch auf begrenztem Raum gemeinsam arbeiten können, sind ihre Trommeln für die langen Hubkabel so gedreht, dass sie parallel zum Träger stehen. „Bei einer derart großen Hubhöhe braucht es ebenso lange Kabel. Indem wir die Trommeln drehen, ermöglichen wir den Synchronbetrieb der beiden großen Krane auch auf kleinem Raum“, sagt Niclas Maassen. Im Tandembetrieb lenkt ein Kranführer per Funkfernsteuerung gleichzeitig beide Krane. Die Bewegungen werden dabei automatisch synchronisiert und müssen nicht mehr per Zuruf abgestimmt werden.

 

Krananlagen für jede Aufgabe rund um den Röntgenlaser


Bei einer Länge von 3,4 km reicht ein Zugangsschacht nicht aus. Vier Wartungszugänge sind daher in regelmäßigen Abständen entlang des Tunnels verteilt. Auch an diesen Zugängen müssen Betonplatten auf die Schachtöffnungen gehoben und hochwertige Komponenten transportiert werden. Konecranes installierte für diese Aufgaben insgesamt vier Zweiträger-Brückenkrane mit jeweils zwei Laufkatzen und einer Hubkraft von zwei Mal 10 t. Sie haben jeweils eine Spannweite von 12 m und eine Hubhöhe von bis zu 21 m und sind ebenfalls mit Frequenzumrichter und Lastpendeldämpfung ausgerüstet.


In der Experimentierhalle am Ende des Tunnelsystems hebt ein Zweiträger-Brückenkran mit 11 m Spannweite bis zu 20 t schweres Gerät von der Lkw-Verladezone in die unterirdisch gelegene Halle. Im Vakuumlabor über der Halle kommt ein Zweiträger-Brückenkran mit 5 t Hubkraft zum Einsatz, der besonders sensible Laborgeräte transportiert – ruck- und pendelfrei. „Unsere Krananlagen bewegen beim European XFEL einiges, von großen Betonplatten bis hin zu teuren Komponenten“, erläutert Niclas Maassen. „Für kleinere Transportaufgaben haben wir das European XFEL-Forschungszentrum zudem mit Wandschwenk- und Leichtkranen für Lasten von 500 kg bis zu 2  t ausgerüstet.“


„Das Konecranes-Team hat bereits andere große Forschungszentren unterstützt und kennt daher unsere Anforderungen genau“, sagt Süleyman Arslan, Halleningenieur beim European XFEL. „Die Krane beim European XFEL müssen zuverlässig arbeiten und feinfühlig steuerbar sein. Wir legen dabei Wert auf eine langfristige und nachhaltige Leistung.“

 

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www.konecranes.de

 

 

Beitrag aus dhf 7-8.2018

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