Hebetechnik für Düsentriebwerke

„Ready to take off“ − ­­Triebwerke präzise heben

Der Geschäftsbereich GE Aviation des amerikanischen Mischkonzerns General Electrics stellt Düsentriebwerke für Flugzeuge her. Für die Wartung der Motoren wurde 2018 im brasilianischen Três Rios ein neues Werk mit Testlabor errichtet, in dem Technik von Stahl CraneSystems zum Einsatz kommt. Stahl Talhas, der brasilianische Partner von Stahl CraneSystems, entwickelte eine ausgereifte Lösung mit hohem Automationsgrad für den Transport der Triebwerke durch die Hallen.

Technik von Stahl CraneSystems übernimmt in Três Rios (Brasilien) das Handling von Turbinen. © Stahl CraneSystems

Auf bis zu 945 km/h beschleunigen die GEnx-Triebwerke eines Boing-787 Dreamliners beim Start. Um die Sicherheit der Triebwerke zu gewährleisten, müssen diese nach 2.500 bis 15.000 Starts beziehungsweise Landungen gewartet und überholt werden. GE Aviation unterhält für die Wartung seiner Triebwerke verschiedene Service-Standorte, unter anderem die Firma GE Celma in Brasilien. Pro Jahr werden in Petropolis, dem Hauptstandort GE Celmas, über 300 Flugzeugturbinen gewartet. Die Triebwerke werden demontiert, kontrolliert, gereinigt, gegebenenfalls repariert und anschließend wieder zusammen­gesetzt. Jedes Düsentriebwerk wird, bevor es wieder zum Einsatz kommt, unter simulierten Flugbedingungen in einer speziellen Prüfzelle getestet. Die neuen großen GEnx-Triebwerke erfordern größere Wartungsbereiche und leistungsfähigere Prüfzellen. Daher wurde in Três Rios ein neues Werk mit einem der größten und modernsten Prüfstände der Welt gebaut.

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Niedrige Bauhöhe als Herausforderung
Die Kran- und Hebetechnik im Werk stammt von Stahl CraneSystems und wurde vom zertifizierten Partner in Brasilien, Stahl Talhas, installiert. Die Ingenieure und Techniker von Stahl ­Talhas entwickelten und realisierten ein individuelles Transportsystem mit hohem Automatisierungsgrad, welches das gesamte Handling der Turbinen übernimmt – vom Entladen bei der Ankunft über den Transport in die Wartungsstände bis hin zur ­sicheren Aufhängung im Turbinenprüfraum. „Die Komplexität der Anlage erforderte eine hohe technische Raffinesse“, erklärt Sandro Galtieri, Geschäftsführer von Stahl Talhas. „Zum einen war durch die niedrigen Bauhöhen im Werk die Entwicklung des strukturellen und mechanischen Designs eine besondere Herausforderung. Zum anderen stellte die gesamte Betriebs­logik inklusive Elektrokonstruktion und Software hohe ­An­sprüche an unsere Ingenieure. Die Hebezeuge und Krane stehen in permanenter Kommunikation miteinander, um einen ­reibungslosen Ablauf im Werk zu gewährleisten.“

Bahnpositionen genau dank Kamerasystem
Die von Stahl Talhas errichtete Transportanlage besteht aus einem Mittelgang, acht Wartungsbereichen und einem Prüfbereich. Die Triebwerke müssen vom Mittelgang aus auf die Wartungsbuchten rechts und links und in den Prüfbereich transportiert werden. Das Turbinen-Handling im Mittelgang übernimmt ein Zweiträgerbrückenkran. Zudem installierte Stahl Talhas einen Einträgerbrückenkran für den Transport von Turbinenteilen. Die Wartungsbereiche sind mit Einschienenbahnen ausgerüstet. Die Kranbahnen sind mit einem Interlock-System zur Kranverriegelung verbunden: Ein kamerabasiertes System erfasst die Position der Bahnen mithilfe von Barcodes und richtet sie automatisch mit einer Positionierungsgenauigkeit von ± 1 Millimeter aneinander aus. So ist gewährleistet, dass der Übergang zwischen den Kranbahnen reibungslos abläuft. Die Bedienung der Krane und Hebezeuge erfolgt unabhängig mittels Funkfernsteuerung. „Für den Transport der Turbinen in die Prüfzelle war eine spezielle Krankonstruktion nötig“, sagt Galtieri. Hier wurde eine Einschienenbahn mit Kurvensektion installiert.

Insgesamt werden vier frequenzgeregelte Seilzüge SHF 60 sowie zwei frequenzgeregelte Seilzüge SHF 50 von Stahl CraneSystems eingesetzt. Alle Hebezeuge sind für die Einfahrt in die Prüfzelle mit Drehgestellfahrwerken ausgestattet. Da sich die Höhe der Einschienenbahn im Prüfraum von 400 auf 245 Millimeter verringert und die innere Deckenhöhe nur 201 Millimeter beträgt, musste für die Seilzüge SHF 60 ein Dreh­gestellfahrwerk konstruiert werden. Bei Einfahrt in die Prüfzelle ist die Kommunikation zwischen den Hebezeugen und dem Schließsystem der Prüfzelle besonders wichtig. Im Durchgang zum Prüfraum befindet sich ein um 90° drehbarer, motorisierter Abschnitt der Einschienenbahn. Der Abschnitt verfügt über ein eigenes Bedienfeld. Die Hebezeuge können nur in die Sektion einfahren, wenn der Abschnitt der Einschienenbahn nicht gedreht ist. Die Freigabe des Bahnabschnitts erfolgt über Sensoren.

Triebwerk korrekt platiziert und testbereit
Während des Tests muss das Triebwerk von der Haltevorrichtung der Prüfzelle getragen werden. Mittels der Schlaffseilüberwachung erkennt das Steuersystem die korrekte Platzierung der Triebwerke. Ist diese gegeben, werden die Stützstifte zwischen Hebezeug und Aufhängevorrichtung gelöst, das Gewicht liegt auf der Haltekonstruktion, der Test kann beginnen.

Nach zwei Jahren Bauzeit wurde das neue Werk am 17. Okt­ober 2018 eingeweiht. In der Anlage sollen zukünftig durchschnittlich 700 Triebwerke im Jahr geprüft und bis zu zwölf Triebwerke parallel für die Tests vorbereitet werden. Damit das Werk seine volle Leistung erbringen kann, ist noch ein weiterer Schritt nötig. „Die Triebwerke müssen mit dem hinteren Teil zuerst in die Wartungsplätze eingefahren werden. Das macht für die Einfahrt in die linken Wartungsplätze eine 180°-Drehung der Triebwerke im Mittelgang nötig. Bisher können nur die Wartungsplätze auf der rechten Seite genutzt werden – zur Vervollständigung der Anlage wird daher in Kürze eine Drehkatze am Zweiträgerbrückenkran installiert“, erklärt Galtieri und resümiert: „Kommunikation und Abstimmung mit GE Celma waren sehr gut und trotz der vielen am Bau des Werkes beteiligten Firmen perfekt abgestimmt. Wir haben mit Expertise und ­Komponenten von Stahl CraneSystems eine Anlage auf dem ­aktuellstem Stand der Technik für eines der führenden Luftfahrt­unternehmen der Welt entwickelt und gebaut.“

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