„Ready to take off“

“Ready to take off”

Intelligente Technik bei Triebwerkswartung

Intelligente Technik von STAHL CraneSystems bei der Wartung von Triebwerken in Brasilien

29.03.2019 Presse

Der Geschäftsbereich GE Aviation des amerikanischen Misch­­konzerns General Electrics stellt Düsen­­triebwerke für Flugzeuge her. Für die Wartung der hoch­spezialisierten Motoren wurde 2018 im brasilianischen Três Rios ein neues Werk mit modernstem Testlabor errichtet, in dem intelligente 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 und den Prüfbereich.

Auf bis zu 945 km/h beschleunigen die GEnx-Triebwerke eines Boing-787 Dreamliners das bis zu 245 Tonnen schwere Flugzeug beim Start. Um trotz der extremen Belastung die Sicherheit der Triebwerke zu gewährleisten, müssen diese nach 2.500 bis 15.000 Starts/Landungen regelmäßig gewartet und überholt werden. GE Aviation unterhält für die Wartung seiner Triebwerke verschiedene Service-Standorte weltweit, unter anderem die Firma GE Celma in Brasilien. Pro Jahr werden in Petropolis, dem Haupt­standort GE Celmas, über 300 Flug­zeug­turbinen gewartet. Dabei werden die Triebwerke komplett demontiert, kontrolliert, gereinigt, gegebenen­falls repariert und anschließend wieder zusammengesetzt – eine Prozedur, die bis zu 65 Tage dauern und über 12.000 Teile umfassen kann. Jedes Düsentriebwerk wird, bevor es wieder zum Einsatz kommt, unter simulierten Flug­bedingungen (z.B. Start, Landung, Reisebetrieb) in einer speziellen Prüfzelle getestet. Die neuen großen GEnx-Triebwerke des Dreamliners erfordern größere Wartungs­­bereiche und leistungs­fähigere Prüfzellen. Daher wurde in Três Rios ein neues Werk mit einem der größten und modernsten Prüfstände der Welt gebaut. Das Werk ist mit umfassender Steuer- und Regelungs­technik für eine schnelle Daten­­verarbeitung, automatische Fehler­­diagnosen und die Darstellung der Test­ergebnisse in Echtzeit ausgerüstet.

Die intelligente 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.“

Die von STAHL Talhas errichtete Transport­anlage besteht aus einem Mittelgang, acht Wartungs­­bereichen und einem Prüfbereich. Die Trieb­werke müssen sicher vom Mittelgang aus auf die acht Wartungs­­buchten rechts und links und in den Prüfbereich transportiert werden. Das Handling der Turbinen im Mittelgang übernimmt ein Zweiträger­­brückenkran mit 40 Tonnen Trag­­fähigkeit. Darüber hinaus installierte STAHL Talhas einen Einträger­­brückenkran mit 10 Tonnen Trag­fähigkeit für den Transport von Turbinen­­teilen und -komponenten. Die acht Wartungs­bereiche sind mit Einschienen­­bahnen ausgerüstet. Die Kran­bahnen sind mit einem Interlock-System zur Kran­verriegelung verbunden: Ein modernes kamera­basiertes System erfasst die aktuelle Position der Bahnen mithilfe von Barcodes und richtet sie automatisch mit einer Positionierungs­­genauigkeit von ± 1 mm 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 Sandro Galtieri. Hier wurde eine Einschienen­­bahn mit Kurven­sektion installiert.  

Insgesamt werden vier frequenz­­geregelte Seilzüge SHF 60 mit je 20 Tonnen Trag­fähigkeit sowie zwei frequenz­­geregelte Seilzüge SHF 50 mit je 5 Tonnen Trag­fähigkeit von STAHL CraneSystems eingesetzt. Über einen Wahl­schalter an der Funk­­steuerung kann zwischen Tandem­­betrieb und Normal­betrieb der Hebe­zeuge umgeschaltet werden. Alle Hebe­zeuge sind für die Einfahrt in die Prüfzelle mit Drehgestell­­fahrwerken ausgestattet. Da sich das Träger­maß der Einschienen­bahn im Turbinen­prüfraum von 400 auf 245 mm verringert und das innere Träger­maß dann nur 201 mm beträgt, musste für die Seilzüge SHF 60 ein spezielles niedriges Dreh­gestell­fahrwerk konstruiert werden.

Bei der 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 Abschnitt der Einschienen­­bahn. Dieser Abschnitt ist motorisiert und 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 mittels speziell entwickelter Sensoren, die mit der speicher­­programmier­­baren Steuerung (SPS) der Steuer­tafeln kommunizieren. „Die Tür des Test­raums kann nur geschlossen werden, wenn sich der drehbare Abschnitt der Einschienen­­bahn in der gedrehten Position befindet. Dabei kann unser System auch mit dem kunden­­eigenen Bedienfeld kommunizieren“, führt Sandro Galtieri aus.

Während des Test­­betriebes muss das Triebwerk von der integrierten Halte­­vorrichtung der Prüfzelle und nicht von den Hebe­zeugen getragen werden. Mit Hilfe der Schlaffseil­­überwachung der STAHL CraneSystems-Hebezeuge erkennt das Steuer­­system die korrekte Platzierung der Triebwerke im Halte­­gestell. Erst wenn dies sichergestellt ist, werden die Stützstifte zwischen dem Hebezeug und der Aufhänge­­vorrichtung gelöst. Damit liegt das gesamte Gewicht des Triebwerkes auf der Halte­­konstruktion und der Test kann korrekt ausgeführt werden.

Nach zwei Jahren Bauzeit wurde das neue Werk in Três Rios am 17. Oktober  2018 feierlich eingeweiht. Auf einer Fläche von 61,8 Hektar sollen in der Anlage zukünftig durch­schnittlich 700 Triebwerke im Jahr geprüft und bis zu 12 Triebwerke parallel für die Tests vorbereitet werden. Damit das neue 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 Sandro Galtieri. Der Brasilianer ist sichtlich begeistert und freut sich über das Projekt: „Die Kommunikation und Abstimmung mit GE Celma war 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 aktuellstem Stand der Technik für eines der führenden Luft­fahrt­­unternehmen der Welt entwickelt und gebaut. Darauf sind wir wirklich stolz.“

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Bilder

STAHL CraneSystems: zwei frequenzgeregelte Seilzüge SHF 60 in den Wartungsständen
In den Wartungsständen werden die Triebwerke demontiert, kontrolliert, gereinigt, repariert und zusammengesetzt.
STAHL CraneSystems: Durchgang zum Prüfraum
Im Durchgang zum Prüfraum befindet sich ein um 90° schwenkbarer Abschnitt der Einschienenbahn. Sensoren prüfen die Position des Abschnittes, bevor die Einfahrt der Hebezeuge freigegeben wird.
STAHL CraneSystems: 40 t-Zweiträgerbrückenkran für das Handling der Turbinen
Für das Handling der Turbinen wird ein Zweiträgerbrückenkran mit 40 Tonnen Tragfähigkeit eingesetzt.
STAHL CraneSystems: 10t-Hilfskran für das Handling von Turbinenteilen und -komponenten.
Ein 10t-Hilfskran ist für das Handling von Turbinenteilen und -komponenten verantwortlich.
STAHL CraneSystems Hebezeuge im GE Celma-Werk in Brasilien
Problemloses Handling dank intelligenter Technik: Das moderne Interlock-System ermöglicht den reibungslosen Transport der Triebwerke in die Wartungsstände und in den Prüfraum ohne Umrüsten der Last.
STAHL CraneSystems: Seilzüge SHF 60 im Tandembetrieb
Die STAHL CraneSystems-Seilzüge SHF 60 werden im Tandem betrieben und sind mit speziellen Drehgestellfahrwerken in besonders niedriger Bauweise ausgestattet.
Frequenzgeregelte Seilzüge SHF 60 von STAHL CraneSystems platzieren die Triebwerke im Haltegestell des Prüfraums.
Intelligent gelöst: Mit Hilfe der Schlaffseilüberwachung der STAHL CraneSystems-Hebezeuge erkennt das Steuersystem die korrekte Platzierung der Triebwerke im Haltegestell des Prüfraums. Erst danach kann die Aufnahmevorrichtung am Hebezeug gelöst werden.
Illustration des GE Celma-Werkes auf Englisch
Illustration des GE Celma-Werkes auf Englisch
Illustration des GE Celma-Werkes auf Deutsch
Illustration des GE Celma-Werkes auf Deutsch