Lasthandling beim Bau von Betonelementen

Am Standort in Hamm (Westfalen) fertigt GOLDBECK Betonelemente für den Bau von Logistik- und Industriehallen, Büro- und Schulgebäuden, Parkhäusern und Wohngebäuden. Im neu erbauten Fertigungsbereich werden Fundamentkörbe und Bewehrungsmatten für den späteren Guss von Betonteilen hergestellt und ertüchtigt. Der effiziente Transport von Drahtcoils, Betonstahlstangen und sperrigen Komponenten zwischen den Fertigungsbereichen erfolgt durch mehrere Demag Krane und wird von Assistenz- und Komfortfunktionen der intelligenten Sicherheitssteuerung Demag SafeControl abgesichert.

Der Kunde

Dem Unternehmen GOLDBECK und seinen Produkten begegnet man überall: Fast 80 Niederlassungen hat das Bau- und Dienstleistungsunternehmen in ganz Europa. Rund 10.000 Gewerbeimmobilien hat GOLDBECK in über 50 Jahren Unternehmensgeschichte schlüsselfertig für seine Kunden realisiert. Die Besonderheit: Das Unternehmen plant und baut mit System. Wesentliche Bauelemente werden in zehn eigenen Werken industriell vorproduziert und anschließend direkt zur Baustelle geliefert und dort montiert.

Das im Jahr 2009 eröffnete GOLDBECK-Werk in Hamm (Westfalen) ist auf die Produktion von Decken, Stützen, Fundamenten und Außenwandelementen spezialisiert. Erst im letzten Jahr wurde der Standort um insgesamt 8.200 Quadratmeter Produktionsfläche erweitert. Die Systemelemente sind, natürlich, aus dem eigenen Werk. Ein System mit Erfolg.

Die Aufgabe

Der Prozess des Materialfluss beginnt mit der Anlieferung von Drahtcoils und Betonstahlstangen. Diese Rohmaterialien werden entlang von zwei Materialflüssen und in diversen Arbeitsschritten ertüchtigt, mit anderen Komponenten verbunden und im Anschluss zum nächsten Fertigungsabschnitt transportiert und dort zu fertigen Betonelementen veredelt.

Mit Stahl fängt es an

Zu Beginn des Materialflusses steht die Anlieferung der Rohmaterialien per LKW. Die Drahtcoils werden in den Hallen 11 und 12 angeliefert, Betonstahlstangen in Halle 10. Die Fertigungslinie der Halle 10 fertigt das Stangenkorsett zum Vergießen des Betons für Betonstützen oder von Fundamentkörben. Krane werden bei diesem Arbeitsschritt für den Transport des Langguts sowie für die präzise Beschickung einer Zuschnittmaschine benötigt.

Großvolumige Stahlmatten

In den Hallen 11 und 12 werden die sogenannten Zeichnungsmatten gefertigt. Diese stellen im späteren Verlauf der Produktion die Struktur für Wandelemente in allen Größen dar. Die Aufgaben der Krane: Entladung der Drahtcoils von Lkw und Beschickung der Fertigungsstraße, in der die Coils automatisch abgelängt und zu Stahlmatten verschweißt werden. Anschließend transportieren die Krane die Matten in Bündeln zum nächsten Arbeitsschritt, wo sie zu Bewehrungskörben verknüpft werden. Für besondere Anforderungen ist am Ende der Halle 12 ein Arbeitsbereich zur manuellen Ertüchtigung der Bewehrungsmatten eingerichtet.

Die Anforderungen des Kunden sind somit klar umrissen: Für die Intralogistik innerhalb des neuen Fertigungsabschnitts bedarf es einer Lösung für das sichere Materialhandling der teils sperrigen Bewehrungsmatten und langen Betonstahlstangen. Die präzise Beschickung der Maschinen ist dabei ebenso zu leisten wie der besonders abgesicherte Transport des Langguts zwischen den Arbeitsplätzen. Die ständige Verfügbarkeit der Krane für wechselnde Kranführer soll anhand von Funksteuerungen realisiert werden.

Die Lösung

Das Krankonzept von Demag hat GOLDBECK überzeugt: Sieben Einträger-Laufkrane EKKE mit einer Tragfähigkeit von 3,2 bis 10 Tonnen und ein Zweiträger-Laufkran ZKKE mit einer Tragfähigkeit von zweimal 3,2 Tonnen transportieren die Güter innerhalb des neuen Fertigungsabschnitts. Auf der Kranbahn in Halle 10 verfahren jeweils zwei Laufkrane im Smart-Tandem. Das Materialhandling der extrem langen Bündel von Betonstahlstangen erfordert das perfekte Zusammenspiel zweier Krane für einen sicheren Transport.

Komplettiert wird die Kranflotte durch zwei Einträgerkrane in Halle 11 sowie einen Einträgerkran und den Zweiträgerkran in Halle 12. Alle Hallenkrane wurde sind mit dem modularen Seilzug Demag DMR ausgestattet. Einige der zahlreichen Optionen des DMR wurden für die Anforderungen der Arbeitsplätze genutzt: Besondere Einbaulage der Katze, Assistenz- und Komfortfunktionen oder Steuerungsoptionen erleichtern den täglichen Materialtransport.  Alle Hub- und Fahrachsen der Krane werden stufenlos gesteuert. Das bedeutet für die Mitarbeitenden ein zusätzlicher Gewinn an Bedienkomfort.

Kurzinterview mit Herrn Steffen Fester, Produktionsleiter, Goldbeck Betonelemente GmbH in Hamm

Demag: Herr Fester, weshalb haben Sie die Lösung der Demag präferiert?

Steffen Fester: Auf der Suche nach einer ganzheitlichen Lösung für die rund 8.200 m² Produktionsfläche mit dem Fokus der Bewehrungsherstellung bot die Demag eine für uns individuelle Lösung. Mit unserem Fokus auf eine getaktete Fertigung mit wiederkehrenden Bauteilen bieten zeitgemäße Krananlagen den Grundstein. Neben der großen Spannweite bei geringer Bauhöhe waren die hohen Geschwindigkeiten aller Achsen sowie die Ausfallsicherheit maßgebliche Entscheidungsmerkmale. Die guten Erfahrungen aus Kooperationen in der Vergangenheit sowie die faire Preisgestaltung führten zur letztlichen Entscheidung.

Demag: Welche Vorteile sprechen für die eingesetzten Produkte von Demag?

Steffen Fester: Die Montagezeit der Anlagen war äußerst gering, bereits nach Tagen waren die meisten Krane im Probebetrieb nutzbar. Sie haben uns unmittelbar bei der Installation der Produktionsmaschinen geholfen. Nach der vollständigen Installation war auf den After-Sales-Service stehts Verlass. Bisher gab es keine längeren Ausfallzeiten. Alle acht Krane lassen sich in jedem Hallenschiff installieren, so bleibt die Produktion auch in der Zukunft flexibel, wenn sich unser Produktportfolio dem Markt anpasst.

Demag: Welchen Eindruck haben Ihnen die Mitarbeiter der Anlage bisher geschildert?

Steffen Fester: Natürlich ist eine neue Krananlage zuallererst ein reizvolles Hebemittel für Mitarbeitende. Auf den zweiten Blick stellten sich dann die individuellen Qualitäten heraus. Die hohen Geschwindigkeiten aller drei Achsen sind ein enormer Vorteil. Innerhalb der Abläufe sprechen wir nur selten über Kranzeiten, diese sind bereits wohl optimiert. Die digitalen Lastanzeigen helfen enorm bei der schnellen Überprüfung bei Coil- und Stabanlieferungen. Ebenso helfen sie bei Kleinstinventuren oder Verladungen. Die Tandemfunktion in der Halle 10, hauptsächlich genutzt für Stabstähle bis zu 18 Metern, lässt die sichere Handhabe mit nur einer Steuerung zu. Bei unserer lichten Stützenweite von 12 Metern war es nicht einfach die Tandemfunktion bei zwei Kranen mit einem Hakenabstand von nur sechs Metern sicherzustellen. Die optische Distanzierung leistet bisher was sie soll. Hier hat das Zusammenspiel von der Statik aus dem Hause GOLDBECK in Kooperation mit der Krananlage der Demag gut funktioniert.

Den Anforderungen exakt entsprochen

Die neue Fertigungshalle hat von vornherein ein durchdachtes, und im Bedarfsfall flexibles, Krankonzept erhalten. Die optimierte Auslegung der Anlagen beginnt beim einheitlichen Spurmittenmaß von 24 Metern. Das Freimaß, gemessen von der Deckenversteifung zur Oberkante der Kranschiene, beträgt jeweils 1,24 Meter. Die Aufbauhöhe der Katzen wurde somit verringert und bauformoptimiert. Diese einheitliche Gestaltung der Maße ermöglicht es dem Kunden, jederzeit auf wechselnde Anforderungen innerhalb der Fertigungslinie zu reagieren. Dies geht sogar so weit, dass die Krane im Bedarfsfall beliebig umgesetzt werden können.

Um der Hallenstatik zu entsprechen, wurde der Radstand von normalerweise 3,15 Meter auf 4 Meter erhöht. Durch diese Anpassung war es während der Planungsphase des neuen Fertigungsabschnitts möglich, auf einige Stützsäulen zu verzichten und mehr Freiraum für die Intralogistik zu schaffen. Bei Feldweiten von 12 Metern ergeben sich positive Aspekte für die Dimensionierung der Kranbahn und damit eine Kostenersparnis durch exakte Einpassung der Krane in das Hallenkonzept. Eine optimierte Kranfahrt wird durch beidseitige Horizontalrollen erreicht, die die Kranfahrwerke eng am Kranbahnträger führen. Diese Führungsrollen reduzieren Schräglaufkräfte und sorgen für ein spürbar ruhigeres Fahrverhalten. Gerade beim raumgreifenden Transport von Komponenten zwischen den Arbeitsplätzen bedeutet dies einen Zugewinn an Effektivität und Arbeitszeit.

Auch bei Sonderlösungen zeigt sich die Flexibilität der Seilzuggeneration DMR: Die besondere Breite der Bewehrungsmatten (Maße: 3,5 x 9 m) wäre mit der üblichen Einbaulage der beiden Seilzüge zwischen den Kranträgern nicht fassbar gewesen. Die Wahl der Einbaulage auf der jeweiligen Außenseite erzielte das gewünschte Ergebnis. Die Katze mit zwei Seilzügen DMR kann mit dem größeren Hakenabstand die Bewehrungsmatten fassen, ohne das Krananfahrmaß signifikant vergrößern zu müssen.

Mit Sicherheit von Demag

Beim Transport von Gütern ist stets Vorsicht geboten. Unaufmerksamkeit und Unvorhersehbarkeit können zu gefährlichen Situationen führen und schnell in einem Arbeitsunfall enden. Deshalb ist es wichtig, dass der Arbeitsplatz der Mitarbeitenden auch beim Kranbetrieb gesichert wird. Der damit einhergehende Komfort ist ein weiterer Zugewinn.

Der modulare Demag Seilzug DMR ermöglicht die Einbindung von mechanischen und elektrischen Hilfestellungen. Die frequenzgeregelte Steuerung der Krane spielt beim Komfort eine wichtige Rolle. Anfahrt und Beschleunigung erfolgen stufenlos, so dass der Bediener Kran-, Katz- oder Hubbewegung in höchstem Maß präzise ausführen kann. Mit ansteigendem Druckpunkt des Bedienelements auf der Funksteuerung steigt die entsprechende Achsgeschwindigkeit. Gleichermaßen natürlich auch umgekehrt, so dass die Bewegungen des Krans absolut präzise und komfortabel gesteuert werden können. Die Positionierung von Bewehrungsmatten und Betonstahlstangen in der Intralogistik wird dadurch erleichtert, effizienter gestaltet und Arbeitszeit eingespart.

Smart-Tandem

Die intelligente Sicherheitssteuerung SafeControl erwirkt mehr Sicherheit bei der Krannutzung. Beim Transport von Langgut in Halle 10 setzt GOLDBECK auf die Komfort- und Assistenzfunktion Smart-Tandem. Zwei Krane werden elektrisch miteinander gekoppelt und von einer gemeinsamen Steuerung aus bedient. Dies geschieht mit Leichtigkeit für den Kranbediener: per Wahlschalter kann der Smart-Tandembetrieb ein- und ausgeschaltet werden. Die Funktion hat der Bediener im Display seiner DRC-Funksteuerung und auf der Großanzeige des Demag StatusBoard am Kranträger stets im Blick. Darüber hinaus visualisiert das StatusBoard in Echtzeit die aktuellen Betriebszustände des Krans. Dies sind beispielsweise Traglast, Summenlast, Überlast, Service oder eben die aktivierten Assistenz- und Komfortfunktionen der Sicherheitssteuerung SafeControl – ein transparenter und vor allem sicherer Kranbetrieb.

Elektronischer Kollisionsschutz

Alle Krane sind mit einer optischen Krandistanzierung ausgestattet, so dass auch weniger geübte Kranbediener unterstützt werden und die Krane nicht miteinander kollidieren können. Doppel-Lasersensoren messen redundant die Distanz zwischen den jeweiligen Kranen auf den Kranbahnen. Beim Überschreiten vorab definierter Abstände wird der jeweilige Kran zweistufig abgeschaltet. In der ersten Stufe ist der Kran nur noch in langsamer Geschwindigkeit zu verfahren, im zweiten Schritt schaltet der Kran gesichert ab. Dieses Konzept der eigenständigen Sicherheitsabschaltung mit zweikanaliger Hardware entspricht der Sicherheitskategorie 3 nach EN 13849-1. Kranfahrendschalter in zweistufiger Ausführung vermeiden das für Mensch und Maschine gefährliche Lastpendeln. Die Kranfahrt wechselt in die Feinfahrt-Geschwindigkeit beim ersten Endschalter und schaltet die Antriebe kurz vor Erreichen der Endanschläge komplett ab.

Aktiviert der Kranbediener in Halle 10 die Tandemfunktion, so wird die statische Distanzierung zwischen den Kranen automatisch überbrückt und ein weiteres Zusammenfahren der Krane ermöglicht. Dies ist allerdings nur möglich, wenn die Gesamt-Nennlast der beiden Krane unterhalb der festgelegten Grenze von 10 Tonnen liegt. Eine elektronische Absicherung per Lastsummierung erfolgt durch Demag SafeControl.

Elektronische Ermittlung der Summenlast in Halle 12

Der Zweiträgerkran ZKKE in Halle 12 nutzt diese Funktion ebenso, so dass die Einzellasten der beiden Hubwerke elektronisch ermittelt und per Lastsummierung gegen Überlast gesichert werden. Eine Überlastung der Kranbrücke wird somit durch eigenständiges Abschalten bei Überschreitung der Summentraglast der Hubwerke erreicht.

Arbeitsplatzkrane in der Korbfertigung

Die Korbfertigung wurde mit Arbeitsplatzkranen und Kettenzügen ausgestattet. Die drei KBK Stahl Ausleger heben dank der jeweiligen Demag Kettenzüge DC-Pro die einzelnen Bundstahlstangen in den Fertigungsbereich, in dem diese dann zu Stahlkörben ertüchtigt werden. An drei Arbeitsplätzen heben und senken jeweils zwei Kettenzüge DC-Pro eine Stahltraverse, an der die Körbe aufgehangen und in ergonomischer Höhe an den Körben gearbeitet werden kann.

Besonderheiten

Die intelligente Sicherheitssteuerung SafeControl bietet größtmögliche Sicherheit beim Kranbetrieb. Kranfahrendschalter und die Sicherheitssteuerung unterstützen den Bediener und helfen bei der Vermeidung von ungewollten Schäden im Arbeitsumfeld des Krans. Im Smart-Tandembetrieb werden zwei Krane mit bis zu vier Katzen genutzt, um besonders sperrige und schwere Lasten zu transportieren. Der Wechsel zwischen Einzelkran- und Tandembetrieb ist schnell und einfach per Wahlschalter auf der Funksteuerung möglich.

Drei Fragen an Uwe Steinke, Vertriebsingenieur beim Projekt GOLDBECK Betonelemente GmbH

Demag: Welche Informationen werden bei einer ersten Anfrage kundenseitig benötigt?

Uwe Steinke: Im Grunde entwickelt sich so etwas immer im ersten Gespräch mit unseren Kunden. Im Falle von GOLDBECK kam der Kunde bei der ersten Anfrage bereits mit einer sehr guten und genauen Vorstellung auf uns zu, was die Krane leisten sollen. Im Gespräch vor Ort konnten wir weitere Anforderungen gemeinsam besprechen, die dem Kunden nachhaltig beim Materialhandling helfen und für viele Jahre ein exakt geplantes Krankonzept bringen werden. 

Demag: Welche Produktmerkmale sind bei GOLDBECK Betonelemente besonders erwähnenswert?

Uwe Steinke: Zum einen haben wir bei allen Kranen eine einheitliche Dimension der Schnittstelle zwischen Halle und Kran. Dabei sind Hallenmaße, Kranschiene und Spurweite so gewählt, dass die Krane im Bedarf in jeder Halle eingesetzt werden können. Darüber hinaus verfügen alle Krane über einen Sonderradstand von 4 Metern, wodurch wir statische Vorgaben eingehalten haben. Der Zweiträgerkran in Halle 12 ist in Sonderbauform ausgeführt. Zum einen mit einer individuell angepassten Katze für den Transport der Bewehrungsmatten. Unser ZKKE hat zwei Hubwerke auf der Katze mit einem exakten Hakenabstand von 4 Metern in Kranfahrrichtung, so dass die beiden Hubwerke mit jeweils 3,2 Tonnen Tragfähigkeit die Dimension der Matten von 3,5 x 9 Meter aufnehmen können. 

Zum anderen sind die Hubwerke hängend am Katzrahmen angebracht, um die Bauhöhe des Kranes so gering wie möglich zu halten. Der Kran bestimmt durch seine Dimensionierung die Bauhöhe aller drei Hallen – und beeinflusst damit auch die Anforderung, dass jeder Kran in jeder Halle eingesetzt werden kann. Somit konnten auch die erforderlichen Hallenhöhen und damit Kosten reduziert werden. Im Zusammenspiel mit der Bauform des Kranträgers wurde ein optimaler Kompromiss zwischen Bauhöhe des Kranes und maximal möglicher Hakenhöhe gefunden.

Demag: Welche Kundenanforderung war bei diesem Projekt besonders spannend? 

Uwe Steinke: Ich denke da vor allem an die Assistenz- und Komfortfunktionen. Die Krane 10.1 und 10.2 in Halle 10 haben zuerst eine statische Distanzierung, die lastunabhängig die Kranfahrt beim Erreichen des vorgegebenen Abstandes abschaltet. Wenn der Bediener die Tandemfunktion aktiviert, wird die statische Distanzierung zwischen den Kranen automatisch überbrückt und ein weiteres Zusammenfahren der Krane wird dadurch ermöglicht. Jetzt kommt jedoch das Aber, denn dies ist nur möglich, wenn die, mittels Lastsummierung ermittelte, Gesamt-Nennlast der beiden Krane unterhalb des festgelegten Grenzwertes von 10 Tonnen liegt. Somit wird der Mitarbeitende beim Kranbetrieb elektronisch abgesichert und kann sich vollends auf das Handling des Langguts konzentrieren. Die Steuerung der Krane ist komplett frequenzgeregelt in allen drei Achsen. Je nachdem welche Aufgabenstellung der Kunde für den jeweiligen Kran vorgesehen hat, wurden die Hubwerksgeschwindigkeiten ausgewählt und eingestellt. 

Die Funksteuerung DRC-10 ermöglicht es dem Kranbediener den Kran intuitiv und ergonomisch zu steuern. Aktuelle Betriebszustände des Krans werden auf dem LCD-Display dargestellt. Der im Handsender eingebaute Akku ist innerhalb von nur 2,5 Stunden aufgeladen und erlaubt bis zu 5 Tage lang ununterbrochenes Arbeiten. Bis zu drei Sender können an einem Kran angemeldet werden: Diese lassen sich auf Knopfdruck wechseln, ohne den betrieblichen Ablauf zu stören. Die Bedienung einzelner Krane kann so von Mitarbeiter zu Mitarbeiter einfach übergeben werden. Der Austausch von Sendern vollzieht sich in Sekundenschnelle.

Im Rahmen der „Revolvierenden Gewährleistung“ werden defekte Bauteile durch den Service in ihrem Ermessen kostenlos instandgesetzt oder ausgetauscht. Somit kann der sichere Betrieb der Krane, bei kalkulierbaren Kosten, über die gesetzliche Gewährleistung hinaus gesichert werden.