Tief unter Hamburg liegt ein Superlaser

Beim European XFEL (X-Ray Free-Electron Laser) geht es in die Tiefe: Bis zu 38 Meter unter der Erde erzeugt modernste Technik extrem starke Röntgen­laserstrahlen, die für verschiedenste wissenschaftliche Experimente genutzt werden. Dafür braucht es hochsensible Komponenten – und feinfühlige Krane, die sie sicher in Position bringen. Konecranes rüstet das European XFEL umfassend mit Krananlagen für verschie­denste Aufgaben aus – von Zweiträger-Brückenkranen bis hin zum Wandschwenkkran.

 

In Hamburg wird scharf geschossen: Im neu eröffneten For­schungs­zentrum European XFEL (X-Ray Free-Electron Laser) erzeugt ein supraleitender Linearbeschleuniger Röntgen­laser­blitze. Bis zu 27.000 Blitze in der Sekunde auf einer Wellenlänge von 0,05 bis 4,7 Nanometern – 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 Kilometer 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.

 

 

Je nach Beschaffenheit der Land­schaft liegt der Röntgenlaser­tun­nel zwischen 38 Meter und 6 Meter 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 Ton­nen Hub­kraft zum Einsatz. Sie über­span­nen mit 20,8 Metern 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.

 

 

„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 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 bis 20 m/min und 10 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 automatisch synchronisiert und müssen nicht mehr per Zuruf abgestimmt werden.

 

 

Bei einer Länge von 3,4 Kilometern 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 Ton­nen. Sie haben jeweils eine Spannweite von 12 Metern und eine Hubhöhe von bis zu 21 Metern und sind ebenfalls mit Fre­quenz­umrichter und Lastpendeldämpfung ausgerüstet. In der Experimentierhalle am Ende des Tunnelsystems hebt ein Zwei­trä­ger-Brückenkran mit 11 Meter Spannweite bis zu 20 Ton­nen schweres Gerät von der LKW-Verladezone in die unterirdisch gele­gene Halle. Im Vakuumlabor über der Halle kommt ein Zwei­träger-Brücken­kran mit 5 Tonnen 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 Kilogramm bis zu 2 Tonnen 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."

 

Quelle und Fotos: Konecranes GmbH