STAHL CraneSystems GmbH

Papierrollen-Handhabung in 5 Dimensionen

Kunde: Stora Enso, Wolfsheck

Ausgangssituation
Stora Enso zählt zu den weltweit führenden Forstindustriekonzernen. Die Hauptprodukte sind Presse- und Spezialpapiere, Verpackungskarton und Holz - produkte. Das Unternehmen erwirtschaftet mit rund 43.000 Mitarbeitern in mehr als 40 Ländern einen Jahresumsatz von rund 13,5 Milliarden Euro.
Der Standort Wolfsheck, bereits im Jahr 1905 gegründet, liegt im nördlichen Teil des Schwarzwaldes. Die zwei Papiermaschinen in Wolfsheck produzieren bis zu 155.000 Tonnen ungestrichenes Magazinpapier und als Spezialität Tapetenbasispapier. Für den Umschlag der Rollen wurde ein Kran mit zwei Lasthaken eingesetzt, mit dem Papierrollen unterschiedlicher Breiten gehandhabt wurden. Wegen des zunehmenden Verschleißes, entschloss sich der Kunde den alten Kran über der Papiermaschine 4 durch eine Ersatzinvestition auf den neuesten Stand der Technik zu setzen.

Anforderungen
Nur 11 m breit ist die Halle, in die der Kran einzubauen war – alle weiteren Details waren eher ungewöhnlich. Zum Handling weiterer Papierrollen und Aufnahme anderer Teile wurden zwei Lasthaken mit jeweils 9.000 kg Tragkraft benötigt.
Bei den Umsetzvorgängen ist es erforderlich, die Papierrollen horizontal zu drehen. Neben den üblichen drei Bewegungsrichtungen (Heben, Katzfahren und Kranfahren) kam die Drehbewegung als vierte Achse dazu. Außerdem müssen die Haken extrem nahe an das Ende der Kranbahn fahren, denn dort sollen sie die Papierrollen von einer angrenzenden Kranbahn übernehmen – eine Aufgabe, die mit Standardkranen nicht zu bewerkstelligen ist. Aufgrund der schwierigen Integration ins bestehende Gebäude – mit Störkanten unter dem Kran und begrenztem Freiraum zur Decke – wurde die Berufsgenossenschaft hinzugezogen. Ein detailliertes Sicherheitskonzept wurde benötigt, um einen sicheren Betrieb und gefahrlose Inspektionen zu ermöglichen.

Realisierung
Das von den STAHL CraneSystems-Ingenieuren entwickelte Konzept bestand aus einem Zweiträgerlaufkran mit zwei Lasthaken zu je 9 t. Für die schweren Einsatzbedingungen berechneten sie die Einstufung H3, B4 nach DIN 15018. Als Hebezeuge wurden zwei Seilzüge SH60 mit voneinander unabhängigen Lasthaken vorgesehen, die an einer Fahrschiene mit elektrischen Antrieben auf den gewünschten Hakenabstand eingestellt werden können. Die Seilzüge wurden mit zweirilligen Trommeln ausgeführt, so dass keine seitliche Hakenwanderung entstehen kann. Um die Drehbewegung zu realisieren, wurde die Fahrschiene der Hebezeuge in einen drehbaren Rahmen eingebaut, der entlang der Kranbrücke verfahrbar ist und somit die Laufkatze des Krans bildet. Insgesamt stehen für die räumliche Bewegung der Haken 5 Dimensionen zur Verfügung: Heben, Katzfahren, Kranfahren, Drehen, Hakenabstand einstellen. Mit diesem Konstruktionsprinzip konnte bei wirtschaftlichem Einsatz der Standardkomponenten die kleinste Gesamtbauhöhe des Krans erzielt werden. Eine hochwertige Lackierung auf Polyurethanbasis schützt den Kran in der feuchten und warmen Umgebung. Die bewährten Direktantriebe wurden in zweitouriger Ausführung projektiert und leisten auch in der heißen Umgebung von bis zu 55°C die erforderliche hohe Einschaltdauer von 60 %.

Sicherheit
Das gemeinschaftlich mit der Berufsgenossenschaft und dem Betreiber entwickelte Sicherheitskonzept beinhaltet elektrisch überwachte Zustiegstüren zum Kranlaufsteg. Aufgrund des begrenzten Freiraums zur Decke wurden Sicherheitsschaltungen vorgesehen: nach Öffnen der Zustiegstüren zum Wartungslaufsteg ist die Bedienung des Krans nicht mehr möglich. Erst durch Betätigung eines Schlüsselschalters kann diese Funktionssperre wieder aufgehoben werden. Um den erforderlichen Sicherheitsabstand von 0,5 m unterhalb des Krans einzuhalten, wurden die Kranträger aufgebockt; zudem wurde eine elektrische Aussparschaltung installiert, um etwaige Kollisionen mit einer Rollenschneidmaschine zu verhindern. Da die Arbeitssicherheit von entscheidender Bedeutung ist, wird der Kran aus sicherer Entfernung per Funksender bedient. Das eingebaute Lastmesssystem SMC1 erfasst die anhängenden Lasten mittels Sensor im Seilfestpunkt. Es zeichnet die Betriebszustände von der Anzahl der Motorschaltungen bis hin zu Überlastsituationen auf. Zusätzlich überwacht es die Temperatur des Hubmotors. Mit diesem Condition Monitoring Gerät kann auch die rechnerische Restlebensdauer nach FEM ermittelt werden – wichtig für spätere Inspektionen und Wartungen.

Resultat
Das komplette Projekt wurde von der Konzeptfindung bis zur Inbetriebnahme von der Niederlassung SüdWest der STAHL CraneSystems Gruppe durchgeführt. Der Kran wurde im Kranwerk Ettlingen konstruiert und gebaut. Die Abwicklungszeit betrug lediglich drei Monate und beinhaltete die termingenaue Koordination der Demontage des Altkrans sowie die Installation und Inbetriebsetzung der neuen Anlage. Seit September 2005 ist der Kran in Betrieb und leistet seither zuverlässig rund um die Uhr seinen Dienst.

Per Funkfernsteuerung bedient der Kranführer die Krananlage und wendet die Papierrolle, um sie in die Aufnahme der Papiermaschine einhängen zu können.	Die Lasthaken der beiden Seilzüge wurden in spezieller Langbauweise konstruiert, um die Papierrollen ohne Spezialtraverse handhaben zu können.
Am Bahnende fährt der Kran in den Bereich der darunter liegenden Nachbarkranbahn. Für einen sicheren Arbeitsablauf entwickelte STAHL CraneSystems ein Sicherheitskonzept mit dem Betreiber und der Berufsgenossenschaft.