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Konzeption einer Hilfs- und Aufnahmevorrichtung für Gasfiltereinheiten zu Instandhaltungszwecken Projektteam:

Björn Bartels, Christian Scholz,

Steffen Seiler, Markus Weber

(Klasse: MT1-F1)

Kooperationspartner:

Open Grid Europe GmbH

TÜV Nord College GmbH Bergkamen

Projektbetreuer:

Frau Dipl.-Ing. Poll-Simbach

Leiter Meisterbezirk Werne

Industriemeister

Herr Ludger Plogmann

Staatl. gepr. Maschinenbautechniker

Herr Maik Stach

Datum: 19. November 2012 – 20. Dezember 2012

2012

Konzeption einer Hilfs- und Aufnahmevorrichtung für Gasfiltereinheiten zu Instandhaltungszwecken

1

Inhaltsverzeichnis

1 Vorwort ............................................................................................................ 3

2 Firmenbeschreibung ....................................................................................... 4

2.1 Company Description ...................................................................................... 6

2.2 Firmenhistorie Open Grid Europe .................................................................... 8

3 Meilensteine .................................................................................................. 10

4 Projektplanung .............................................................................................. 11

4.1 Ist-Zustand ..................................................................................................... 11

4.2 Soll-Zustand .................................................................................................. 14

5 Planung der Projektdurchführung ................................................................. 15

6 Lösungsvarianten .......................................................................................... 16

6.1 Lösungsvariante 1: Arbeitsplattform mit Halbschale ..................................... 16

6.2 Lösungsvariante 2: Plattform-Hebebühne Typ Q 18-30-6® ........................... 18

7 Auswertung ................................................................................................... 20

7.1 Bewertungsmatrix der Lösungsvarianten ...................................................... 20

7.2 Punktediagramm zur Bewertungsmatrix ....................................................... 21

8 Auslegung der Aufnahmevorrichtung mit Halbschale ................................... 22

9 Symbolverzeichnis ........................................................................................ 24

10 Berechnungen ............................................................................................... 25


2

10.1 Berechnung der Aufnahmevorrichtung mit Halbschale ................................... 25

10.2 Berechnung der Masse von der Halbschale ................................................ 26

10.3 Berechnung der zul. Schub-, Normal- und Biegespannung .......................... 27

10.4 Berechnung der vorhandenen Druck- und Biegespannung .......................... 28

11 Berechnung der Schweißnähte .................................................................... 30

11.1 Schweißnahtberechnung der Unterkonstruktion ............................................ 30

11.2 Schweißnahtberechnung für die Winkel an der Unterkonstruktion ................. 34

12 Auslegung der Arbeitsplattform ................................................................... 37

13 Unfallverhütungsvorschriften ......................................................................... 44

14 Fazit ............................................................................................................. 46

15 Anhang A Technische Zeichnungen .......................................................... 48

Anhang B Inventor Berechnung ................................................................. 95

Anhang C Sonstiges ................................................................................ 115


3

1 Vorwort

Sehr geehrte Leserinnen und Leser,

im Laufe unserer Weiterbildung zum staatlich geprüften Techniker Fachrichtung

Maschinenbautechnik am TÜV Nord College ist es vorgesehen, eine Projektarbeit

bei einem betrieblichen Kooperationspartner zu erstellen. Die Durchführungszeit

dieser Projektarbeit beträgt fünf Wochen. Während des gesamten Projektzeitraums

haben wir als Projektteam bestehend aus Björn Bartels, Christian Scholz, Steffen

Seiler und Markus Weber zusammengearbeitet und konnten erste Einblicke in die

Aufgaben eines Maschinenbautechnikers sammeln. Damit wir die Projektarbeit

effektiv und zeitgemäß ausführen konnten, war es notwendig, die einzelnen

Aufgaben in der Gruppe zu verteilen, so dass jedes Gruppenmitglied eine spezielle

Aufgabe bearbeitet hat. Unser Kooperationspartner ist Open Grid Europe GmbH mit

Hauptsitz in Essen. Für unsere Projektarbeit waren wir jedoch auf der Betriebsstelle

in Werne. Open Grid Europe ist ein Unternehmen im Gastransportgeschäft, sie

betreiben ein Gasleitungsnetz in Deutschland. Unsere Betreuer von dem

Unternehmen sind der Industriemeister Herr Ludger Plogmann sowie der Staatl.

gepr. Maschinenbautechniker Herr Maik Stach. Unsere Betreuerin vom TÜV NORD

College ist Frau Dipl.-Ing. Heike Poll-Simbach, die uns mit Rat und Tat zur Seite

stand.


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2 Firmenbeschreibung

Open Grid Europe hieß bis Ende August 2010 E. ON Gastransport GmbH. Der neue

Name beschreibt das, was Open Grid Europe auszeichnet. Open: Offenheit und

Transparenz auf jeder Unternehmensebene. Grid: Ein weitreichendes Netz mit einem

Angebot an alle Marktteilnehmer. Europe: Internationaler und wachstumsorientierter

Anspruch. Open Grid Europe ist das führende Unternehmen für Erdgastransporte in

Deutschland. Sie planen, bauen, betreiben, kontrollieren und warten das größte

Ferngasleitungsnetz hierzulande mit einer Länge von rund 11.600 km. Das heißt,

Open Grid Europe und ihre Leistungsgesellschaften gewährleisten einen sicheren

Betrieb und wickeln alle Prozesse ab, die für den Transport nötig sind: Von der

Anmeldung des Kunden, der Buchung der Transportkapazität, der Bereitstellung und

Nutzung der erworbenen Kapazität bis zur Abrechnung und Betreuung. Für Open

Grid Europe engagieren sich rund 1.800 Mitarbeiter, die über jahrzehntelange

Erfahrung in Planung, Bau, Betrieb und Vermarktung im Erdgasfernleitungsgeschäft

verfügen. Die Kunden sind nationale und internationale Ferngasgesellschaften,

Regionalgesellschaften, Stadtwerke, Industriekunden sowie Gashändler. Sie buchen

Kapazitäten im Netz von Open Grid Europe und sie transportieren das Gas. Jeder

vierte Kubikmeter Erdgas, der in Deutschland verbraucht wird, strömt über die

Betriebsstelle Werne. In der 1970 gebauten Verdichterstation wird das Erdgas

gereinigt, gemischt und weitertransportiert. Durch die größte Gastransportstation

strömt Gas aus fünf verschiedenen Pipelines. Hier fließen rund 25 Milliarden

Kubikmeter Erdgas jährlich. In Werne wird der Erdgasdruck mit acht

Turboverdichtereinheiten von 40 bis 75 Bar auf 67 bis 100 Bar erhöht. Die älteste


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Einheit stammt aus dem Jahre 1971, die jüngste ging im März 2000 in Betrieb. Bis zu

sechs Millionen Kubikmeter Erdgas in der Stunde sind in Spitzenzeiten möglich. Die

Kompressoren, in denen der Erdgasdruck erhöht wird, werden unter anderem von

umgerüsteten Flugzeugtriebwerken angetrieben. Die Turbine FT 8 ist mit 34.000 PS

die stärkste Maschine. In der Flugzeugversion geht damit eine Boeing 737 in die Luft.

Andere Antriebe, wie etwa die beiden ersten von Rolls-Royce gelieferten RR Avon,

arbeiten seit 1971. Wegen des geringeren Wirkungsgrades werden sie allerdings nur

noch zu Spitzenlastzeiten betrieben. Der Wirkungsgrad ist von damals 26 auf heute

39 Prozent gestiegen.


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2.1 Company Description

Open Grid Europe was called E.On gas transport before. The new name describes

what characterizes Open Grid Europe:

Open: openness and transparency at every corporate level.

Grid: a far-reaching network with a supply to all market participants.

Europe: international and growth-oriented target.

Open Grid Europe is the leader in natural gas transportation for Germany. They

design, build, operate, check and maintain the largest gas transmissions system in

this country with a length of about 11600 km. This means Open Grid Europe and her

meritocracies ensure a unite and safe business and it deals with all processes which

are necessary for the transportation: registration of the customer, the booking of the

transportation capacity, the provision and the use of the acquired capacity to the

invoice and support. Open Grid Europe have around 1800 employees, who have got

experience in design, construction, operation and marketing in natural gas

transmission business feature. The customers are national and international gas

companies, regional companies, public utilities, industrial customers and gas

distributors. They book capacity in the network of Open Grid Europe and they

transport the gas. Any fourth cubic meter of natural gas that is consumed in Germany

flows once to the business place Werne. In the compressor station built in 1970, the

natural gas is cleaned, mixed and further transported. By the largest gas

transmission station, gas flows from five different pipelines. About 25 billion cubic

meters of natural gas flows here every year. In Werne the gas pressure is increased


7

with eight turbo compressor units from 40 to 75 bar to 67 to 100 bar. The oldest unit

is from 1971, the youngest came into operation in March 2000. Up to six millions

cubic meters of natural gas per hour are possible at peak. Compressors in which the

gas pressure is increased, are amongst others driven by, upgraded aircraft engines.

The turbine FT 8 is the most powerful engine with 34000 hp. An aircraft, like a Boeing

737 goes into the air with that. Other drives, such as the two first RR Avon delivered

by Rolls – Royce are in operation worked since 1971. Because of the lower

efficiency, however they are only operated at peak hours. With the latest engine

degree of efficiency is increased from 26 % 1971 on today 39 %.


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2.2 Firmenhistorie

1926

Mit der Idee, das bei der Koksherstellung anfallende Kokereigas für eine

großräumige Ferngasversorgung zu nutzen, wird die Aktiengesellschaft für

Kohleverwertung (AGKV) gegründet, die spätere Ruhrgas. Das neue Unternehmen

will die bereits Gas produzierenden Zechen zu einem Verbund zusammenschließen

und sucht Kunden bei Kommunen, Städten und Industriebetrieben, die an einer

Ferngasversorgung interessiert sind.

1931

Nur fünf Jahre nach ihrer Gründung ist die Ruhrgas der größte Gasversorger in

Deutschland – der Ferngasgedanke hat sich auf breiter Ebene durchgesetzt.

Inzwischen speisen 26 Zechen knapp 800 Mio. m³ Kokereigas in ein

Ferngasleitungsnetz ein, das bereits 933 km umfasst.


9

2008

E.ON Gastransport übernimmt 2008 das Netzeigentum der E.ON Ruhrgas in

Deutschland. Die Gastransportunternehmen E.ON Gastransport und Bayernets

realisieren mit der Gesellschaftsgründung und der Zusammenlegung ihrer H-Gas-

Marktgebiete zum 1. Oktober 2008 die erste Marktgebietskooperation in

Deutschland. Die Wahrnehmung des Bilanzkreismanagements und der Betrieb des

virtuellen Handelspunkts erfolgt damit durch die NetConnect Germany (NCG).

2010

Der Startschuss: Open Grid Europe (vormals E.ON Gastransport) startet Anfang

September 2010 als unabhängige Netzbetreibergesellschaft.

2011

Start des ersten qualitätsübergreifenden Marktgebietes in Deutschland durch die

Initiative der Open Grid Europe: Zum 1. April werden die Marktgebiete Open Grid

Europe L-Gas, Thyssengas H-Gas und Thyssengas L-Gas mit dem bisherigen

Marktgebiet der NetConnect Germany (NCG) zusammengeführt.

2012

Am 23. Juli 2012 wird der Verkauf der Open Grid Europe an ein Konsortium,

bestehend aus dem Macquarie European Infrastructure Fund 4, Infinity Investments,

der British Columbia Investment Management Corporation sowie der MEAG

MUNICH ERGO Asset Management abgeschlossen.


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3 Meilensteine

Um die Projektarbeit in der vorgegebenen Projektzeit effektiv durchführen zu können,

haben wir uns zu Beginn Meilensteine gesetzt. Zu den jeweiligen Terminen haben

wir uns folgende Ziele gesetzt.

• Ist- und Soll-Zustand ermittelt • Aufgabenstellung ausgearbeitet • Ideen für eventuelle Lösungen gesammelt

• Skizzen und Lösungen erstellt • Berechnungen erstellt • Dokumentation erstellt

• Zeichnungen erstellt • Vorschriften in die Dokumentation integriert • Stückliste erstellt

• Präsentation erstellt • Berechnungen beendet • Konstruktion abgeschlossen

• Dokumentation abgeschlossen • Präsentation abgeschlossen • Projekt beendet

19.11.2012 23.11.2012

26.11.2012 30.11.2012

03.12.2012 07.12.2012

10.12.2012 14.12.2012

17.12.2012 20.12.2012


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4 Projektplanung

4.1 Ist-Zustand

Beim ersten Treffen der Projektgruppe mit dem Projektbetreuer Herrn Plogmann

wurde uns das oben genannte Thema angeboten. Wir verschafften uns vor Ort einen

Überblick über den Ist-Zustand der zu verbessernden Arbeitsgänge. Hierzu wurde

uns der komplette Arbeitsablauf erklärt. Die Firma Open Grid Europe muss alle 10

Jahre sämtliche Behälter der Stationeingangsfilter einer Festigkeitsprüfung (z.B.

Druckprüfung), gemäß DVGW Arbeitsblatt G 498 unterziehen. In dem Zuge werden

auch die Filterelemente, welche für die Reinigung des eingehenden Erdgases

eingesetzt werden, gewechselt. Die Demontage / Remontage erfolgt derzeit mit

einem Flurförderfahrzeug, wobei viele behelfsmäßige Zusatztätigkeiten anfallen.

Durch das Fehlen einer geeigneten Aufnahmevorrichtung kann beim Aus- und

Einbau die Filtereinheit beschädigt werden (siehe Bild 1). Da verschiedene

geländetechnische Gegebenheiten zu berücksichtigen sind (Höhenunterschiede,

Bodenunebenheiten), werden die Tätigkeiten erheblich erschwert. Mit den

vorliegenden Anforderungen starteten wir unser Projekt. Um uns aber ein genaueres

Bild des Ist-Zustandes zu verschaffen, haben wir uns den Aus- und Einbau der

Filtereinheiten genau angeschaut und mit Fotos dokumentiert.


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Bild 1 Ausbau der Filtereinheit. Auf dem Bild ist zu erkennen, dass die Gabelzinken die Filterpatronen beschädigen.

Beobachtung des Ausbaus:

Die Filtereinheit muss mit einem hohen Aufwand und einem gewissen

Gefahrenpotenzial mit Hilfe eines Flurförderfahrzeugs aus dem Filterbehälter

gezogen werden. Dabei wurde die Filtereinheit mit einem Schäkel und einem

Spanngurt an dem Gabelträger behelfsmäßig befestigt. Nachdem ein Drittel der

Filtereinheit aus dem Filterbehälter gezogen wurde, konnten die Gabeln des

Flurförderfahrzeugs unter der Filtereinheit ansetzen und mit Spanngurten gesichert

werden. Das Flurförderfahrzeug musste mit einer sehr geringen Geschwindigkeit

zurücksetzen, um die Bodenunebenheiten vor dem Filterbehälter durch das Heben


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und nach vorne Senken des Hubgerüsts auszugleichen. Der Höhenunterschied

beträgt ca. 20 cm vor dem Filterbehälter (siehe Bild 2). Nach einem dritten und

letzten neuen Ansetzen der Gabelzinken unter der Filtereinheit, konnte die

Filtereinheit komplett herausgezogen werden.

Bild 2 Bodenunebenheiten ca. 20 cm

ca. 20cm


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4.2 Soll-Zustand

In Gesprächen mit unserem Projektbetreuer Herrn Plogmann und durch das

Ermitteln des Ist-Zustandes wurde deutlich, dass die Arbeitssicherheit, eine

wartungsfreie, sowie witterungsfeste Konstruktion im Vordergrund steht, da die

Konstruktion nur alle 10 Jahre benötigt wird und der Witterung ausgesetzt ist.

Aufgrund der Probleme, die beim Aus- und Einbau aufgetreten sind, war es

notwendig eine spezielle Arbeitsplattform zu konstruieren, die ein zusätzliches

Gewicht von 1500 kg trägt und zudem die vorhandenen Bodenunebenheiten

ausgleicht. Des Weiteren benötigen wir für die Filtereinheit eine

Aufnahmevorrichtung, um sie ordnungsgemäß, unter Einhaltung der

Arbeitssicherheit / des Gewässerschutzes, aus dem Filter zu ziehen. Auf dem

Arbeitsgelände herrscht ein erhöhtes Gefahrenpotential, darum mussten wir einiges

beachten. Die Konstruktion muss so ausgelegt sein, dass sie den Anforderungen der

Explosionsschutzbestimmungen genügt (Potenzialausgleich und

Materialbeschaffenheit). Somit haben wir uns als Ziel des Projektes die Konstruktion

der Hilfs- und Aufnahmevorrichtung gesetzt.


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5 Planung der Projektdurchführung

Zu Beginn der Projektdurchführung war es wichtig, alle Anforderungen, die an unsere

Hilfs- und Aufnahmevorrichtung gestellt werden, klar zu definieren und zu

priorisieren. Besonders wichtig dabei war die Auslegung der einzelnen

Komponenten. Damit wir die Kauf - und Normbauteile wählen konnten, mussten wir

einige Berechnungen durchführen. Für die Berechnungen haben wir die in den

Quellen (siehe Anhang C) genannten Formeln zur Hilfe genommen. Außerdem hat

uns die Zusammenarbeit mit der Firma Open Grid Europe GmbH und anderen

Unternehmen eine genaue Übersicht über die Planung ermöglicht. Die Komponenten

wurden von uns mit dem Programm Inventor gezeichnet. Während der ersten Tage

haben wir uns damit beschäftigt mehrere Lösungsvarianten zu entwickeln und in

Skizzen festzuhalten. Nach Betrachtung der einzelnen Varianten, kamen zwei

Konzepte in die engere Auswahl: Eine Arbeitsplattform und eine Scherenhubbühne,

die jeweils eine Aufnahmevorrichtung mit Halbschale beinhalten.


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6 Lösungsvarianten

6.1 Lösungsvariante 1: Arbeitsplattform mit Halbschale

Diese Lösungsvariante besteht aus einer Arbeitsplattform die flexibel mit einem

Flurförderfahrzeug bewegt werden kann. Dazu kommt eine Aufnahmevorrichtung mit

Halbschale, die mit einem Flurförderfahrzeug auf die Arbeitsplattform aufgesetzt wird

und zusätzlich durch zwei Winkel gegen Verrutschen gesichert ist. Die Konstruktion

der Halbschale haben wir der geometrischen Bauform des Filterbehälters angepasst.

Dadurch wurde sichergestellt, dass die Halbschale bündig an dem Filterbehälter

anliegt. Durch diese Form ist ein leichtes sowie schnelleres Ein- und Ausbauen unter

einhalten der UVV möglich. Des Weiteren ist durch die Halbschale eine

Beschädigung der einzelnen Filterpatronen beim Herausziehen der Filtereinheit

ausgeschlossen. Die Aufnahmevorrichtung mit Halbschale wurde so konstruiert,

dass sie die Last der Filtereinheit tragen kann und zudem, wie oben beschrieben, mit

einem Flurförderfahrzeug von der Arbeitsplattform, z.B. in eine Werkstatt,

transportiert werden kann. Die Aufnahmen der Gabelzinken für das

Flurförderfahrzeug werden der örtlichen Umgebung angepasst. Durch die Anpassung

ist es möglich, die Aufnahmevorrichtung mit Halbschale in Längs- und Querrichtung

mit dem Flurförderfahrzeug zu transportieren.


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Bild 3 Lösungsvariante 1 Aufnahmevorrichtung mit Halbschale


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6.2 Lösungsvariante 2: Plattform-Hebebühne Typ Q 18-30-6® mit Halbschale

Bei dieser Lösungsvariante handelt es sich um ein Produkt der Firma MBW. Diese

Plattform-Hebebühne Typ Q 18-30-6® hat die Maße 3000 x 2400 mm (siehe Bild 4).

Sie besitzt ein Hydraulikaggregat und kann mit einer Fernbedienung hoch und runter

gefahren werden. Auf der Plattform wird die von uns konstruierte

Aufnahmevorrichtung mit Halbschale befestigt. Die Halbschale hat die gleichen

Eigenschaften wie in der Lösungsvariante 1. Die komplette Konstruktion hat ein

Eigengewicht von ca. 1800 – 2000 kg. Das Hydraulikaggregat hat einen

Elektromotor mit einer Antriebsleistung von 3,0 kW sowie eine Betriebsspannung von

400 V und 50 Hz. Wir haben noch Sonderzubehör im Lieferumfang enthalten. Dieses

beinhaltet einen eigensteifen Unterrahmen und 4 verstellbare Füße, welche seitlich

am Unterrahmen befestigt sind. Gabelzinkenaufnahmen, die ebenfalls am

Unterrahmen montiert sind, ermöglichen einen einfachen Transport der kompletten

Konstruktion. Auf der Plattform ist ein Sicherheitsgeländer mit Knieleiste und

Fußabweiser als steckbare Ausführung an den Schmalseiten der Hebebühne

montiert.


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Bild 4 Plattform-Hebebühne Typ Q 18-30-6®


20

7 Auswertung

7.1 Bewertungsmatrix der Lösungsvarianten

E G *E E G *E E G *E5 4 20 2 10 5 255 4 20 2 10 5 25

Einhaltung der UVV 5 3 15 3 15 5 25Explosionsgeschützt 5 5 25 3 15 5 25Potenzialausgleich 5 5 25 5 25 5 25Wartungsfrei 5 4 20 1 5 5 25Einfach transportabel 2 4 8 4 8 5 10Gewichtsbelastung größer als 1500kg 4 5 20 4 16 5 20Schmutzauffangwanne (Gewässerschutz) 5 5 25 2 10 5 25Obergestell muss für 2 Personen begehbar sein 3 5 15 5 15 5 15Summe: 44 44 193 31 129 50 220Technischer Wert X 0,88 0,59 1Eignung: E 1-55 sehr gut geeignet1 absolut nicht geeignet

Gewählte Konstruktion: Arbeitsplattform

Idealzustand

WetterfestBodenunebenheit ausgleichen

Technische Anforderungen GArbeitsplattform Plattform-

hebebühne Typ Q

Bild 5 Bewertungsmatrix

Um den Erfüllungsgrad der Anforderungen zu bewerten, haben wir eine

Bewertungsmatrix erstellt. Die Bewertungsmatrix richtet sich dabei nach dem

optimalen Zustand der Vorrichtung. Es werden die Varianten „Plattform-Hebebühne

Typ Q 18-30-6®“ und „die Arbeitsplattform mit der jeweils dazugehörigen

Aufnahmevorrichtung mit Halbschale“ verglichen und bewertet.


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7.2 Punktediagramm der Bewertungsmatrix

Diagramm 1: Grafische Auswertung

Durch die Auswertung der zwei Lösungsvarianten wurde ersichtlich, dass die

Arbeitsplattform mit der dazugehörigen Aufnahmevorrichtung mit Halbschale sich

besser eignet, als die Plattform-Hebebühne Typ Q 18-30-6®. Aus diesem Grund

haben wir uns für die 1. Variante entschieden.

0

50

100

150

200

250

Idealzustand Arbeitsplattform Plattform-Hebebühne TypQ 18-30-6®

[Pkt.]


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8 Auslegen der Aufnahmevorrichtung mit Halbschale

Die Filtereinheit ist eine runde Konstruktion. Um diese aus dem Filterbehälter

ordnungsgemäß aus- und einzubauen, benötigten wir eine Schale, die der

Filtereinheit entspricht. Wir entschieden uns für ein Maß von D=1010mm, d=990mm

für die Halbschale. Die Vorteile der Form für die Halbschale sind, dass sie mit Hilfe

einer vorhandenen Aussparung an dem Filterbehälter bündig an die Filtereinheit

geschoben werden kann. Die Filtereinheit ist in dem Filterbehälter auf Rollen gelagert

und ermöglicht uns somit, sie in die Halbschale mit aufgebrachter Muskelkraft zu

schieben, ohne dass eine Lücke zwischen Halbschale und Filtereinheit entsteht und

den Arbeitsablauf unterbricht. Um die passende Aufnahmevorrichtung zu

konstruieren war es notwendig, die Kraft, die auf das gewählte Hohlprofil der

Aufnahmevorrichtung wirkt, zu berechnen (siehe Seite 25). Auf diese Weise soll

sichergestellt werden, dass das gewählte Material die Belastungen der Halbschale

und die der darin liegenden Filtereinheit aushält und nicht unter der Last eingedrückt

wird. Des Weiteren mussten wir die Schweißnähte der Aufnahmevorrichtung, die aus

dem Hohlprofil hergestellt wird berechnen. um sicher zu gehen, dass die

Schweißnähte die Last aufnehmen (siehe Seite 30). Die Aufnahmepunkte für die

Gabelzinken haben wir so gewählt, dass man mit dem Flurförderfahrzeug von vorne

und von der Seite die Aufnahmevorrichtung anheben kann, damit man, je nach

Gegebenheiten des vorhandenen Arbeitsbereiches und ohne besondere

Einschränkungen arbeiten kann. Die Halbschale wird auf die Aufnahmevorrichtung

mit jeweils 5 Winkeln pro Seite angeschweißt, damit ein sicherer Halt der Halbschale

auf der Aufnahmevorrichtung gewährleistet ist.


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Die Winkel dienen gleichzeitig als Stütze, falls sich der Schwerpunkt des Filters beim

Fahren mit dem Flurförderfahrzeug verändert und die Kraft nicht mehr senkrecht

nach unten, sondern auf Höhe der seitlichen Winkelspitzen auf die Halbschale wirkt –

die Stelle, an der die Winkel angeschweißt sind. Die Schweißnähte für die Winkel

wurden aus Sicherheitsgründen berechnet (siehe Seite 34).

Bild 6 Aufnahmevorrichtung mit Halbschale


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11 Auslegung der Arbeitsplattform

Um die Arbeitsplattform zu konstruieren, mussten wir uns an die vorgeschriebenen

DIN Normen und die gesetzlichen UVV Bestimmungen halten (siehe Seite 43). Da

wir ein max. mögliches Gewicht von ca. 1500 kg haben, wählten wir die Gitterroste

nach Tabelle (siehe Anhang C) 800 mm x 800 mm mit einer zulässigen

Gewichtsbelastung von 1647 kg/m² (Firma Schäfer) aus. Unsere Plattform änderten

wir somit von den ursprünglichen Maßen 2500 mm x 3000 mm auf 2400 mm x 3200

mm. Insofern durften die Gitterroste nicht in der Ursprünglichen Form geändert

werden, da sonst die Belastungswerte nicht mehr gegeben sind. Laut UVV brauchen

die Gitterroste eine Auflagefläche von ca. 30 mm. Da wir ein Hohlprofil nach DIN 120

mm x 120 mm x 6 mm gewählt haben, liegen die Gitterroste sogar 60 mm auf. Des

Weiteren haben wir uns für die Hohlprofile aufgrund des leichteren Gewichtes und

des geringeren Verarbeitungsaufwandes gegenüber dem T-Profil entschieden.

Aufgrund dessen, dass die Gitterroste das schwächste Bauteil der Arbeitsplattform

sind, haben wir uns für die Hohlprofile entschieden und die Arbeitsplattform mit

Inventor berechnen lassen. Dabei haben wir festgestellt, dass die o.g. Hohlprofile die

vom Gewicht auftretenden Kräfte aufnehmen können. Somit haben wir sichergestellt,

dass die Arbeitsplattform den Belastungen standhält.


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Bild 7 Arbeitsplattform komplett

Bild 8 Gitterroste 800 x 800 Typ 30 x 3 nach Schäfer; Tabelle (siehe Anhang) DIN 24537 für Gitterroste; Anzahl der Gitterroste 12 Stück


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Bild 10 Stützbeine

Die Arbeitsplattform steht auf 4 Stützbeinen, die aufgrund der Arbeitsumgebung

austauschbar sind. Die Stützbeine sind mit Bolzen an der Arbeitsplattform arretiert

und mit Splinten sowie Unterlegscheiben gesichert. Wir haben uns für austauschbare

Stützbeine entschieden, da wir verschiedene Arbeitsumgebungen haben. Der

kleinste Filterbehälter hat eine Höhe von 1,00 m. Andere größere Filterbehälter

haben eine Höhe von bis zu 1,80 m.


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Bild 9 Spindelstangen gewählt laut DIN 103 ISO, Metrisches Trapezgewinde TR 60 x 3 Größe 60 Klasse 7e Rechtsgewinde Um ein genaues Justieren der Arbeitsplattform vor dem Filterbehälter zu

gewährleisten, benötigen wir eine Feinjustierung direkt unter den Stützbeinen. Wir

hatten Stufenstützen und Spindelstangen zur Verfügung. Die Stufenstützen haben

feste Verstellpunkte durch Bolzen oder ähnliches. Jedoch dienen sie nicht zur

Feineinstellung von Bodenunebenheiten. Daraufhin entschieden wir uns für

Spindelstangen mit Trapezgewinde, welche sich bis auf den Millimeter genau

einstellen lassen. Die Länge einer Spindelstange beträgt 250 mm.


41

Bild 11 Sicherheitsgeländer Auf der Arbeitsplattform müssen laut DIN 4420 „Arbeits- und Schutzgerüste“

Sicherheitsgeländer angebracht sein. Diese werden an der Arbeitsplattform in die

dafür vorgesehenen Hülsen eingesteckt und mit einem Bolzen gesichert.


42

Bild 12 Einhängeleiter DIN 24531 über Gitterroststufen Damit ein sicheres Begehen der Arbeitsplattform möglich ist, konstruierten wir eine

Einhängeleiter – unter Einhaltung der UVV - Bestimmungen. Die Leiter wird in die

dafür benötigten Hülsen gesteckt und mit 2 Bolzen gesichert.


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Bild 13 Auffangwannen mit Ablasshahn Damit beim Ausbauen des Filters die Gewässerschutzbestimmungen eingehalten

werden konnten, mussten wir für die Arbeitsplattform 2 Auffangwannen konstruieren,

damit sichergestellt wird, dass keine Flüssigkeiten in den Boden sickern können. An

der Auffangwanne haben wir noch einen Ablasshahn angebracht, so dass

Flüssigkeiten ordnungsgemäß entsorgt werden können.


44

13 Unfallverhütungsvorschriften / DIN

Betriebsanweisung „Sicherheitsanforderungen an Fremdfirmen“

Die Betriebsanforderungen sind die allgemeinen Unfallverhütungsvorschriften in

Kurzfassung, mit den wichtigsten Beschreibungen zur Einhaltung der

Arbeitssicherheit.

BGV C6 UVV, „Anlagen für Gase der öffentlichen Gasversorgung“

Aufgrund der Arbeiten an Filterbehältern, die mit Erdgas gefüllt sind, müssen wir die

Arbeitsplattform sowie die Halbschale entsprechend auslegen, damit (wir) die

UVV BGV C6 einhalten können.

BGV D2 UVV, „Arbeiten an Gasleitung“

Laut §1 gilt die UVV BGVD2 für Arbeiten an oder in Leitungen mit Gasen

(Gasleitungen) sowie für deren In- und Außerbetriebnahme.

BGV D27 UVV, „Flurförderfahrzeuge“

Durch das Befördern unserer Arbeitsplattform sowie unserer Halbschale mit der

Filterpatrone mittels eines Flurförderfahrzeugs, müssen wir die UVV BGV D27

beachten und einhalten.


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BGV D36 UVV, „Leitern und Tritte“

Aufgrund unseres Aufbaus der Arbeitsplattform benötigen wir eine Leiter. Daher

müssen wir die Sicherheitsbestimmungen der UVV BGV D36 beachten und

einhalten.

DIN 4420 „Arbeits- und Schutzgerüste“

Bei der Konstruktion unserer Arbeitsplattform mussten wir uns nach der DIN 4420

richten. Die DIN 4420 enthält sicherheitstechnische Anforderungen an „Arbeits- und

Schutzgerüste“.

Gesetzblatt der Freien Hansestadt Bremen Inhalt, „Verordnung zur Änderung

von Verordnung zum mittelbaren Schutz der Gewässer“

Die Anforderung unseres Projektbetreuers beinhaltete auch die Einhaltung des

Gewässerschutzes. Diesen haben wir mit der Arbeitsplattform und einer

Auffangwanne kombiniert.


46

14 Fazit

Technisch: Die von uns konstruierte Arbeitsplattform ist für sieben unterschiedlich

große Filterbehälter auf dem Betriebsgelände in Werne einsetzbar. Die

Arbeitsplattform ist mit wechselbaren Stützbeinen montiert. Dadurch kann die

Arbeitsplattform auf die jeweilige Höhe der unterschiedlichen Filterbehälter

angepasst werden. Die an uns gestellten Anforderungen haben wir somit erfolgreich

erfüllt. Eine Herausforderung lag darin, eine weitere Konstruktion zu entwickeln,

welche die Filtereinheiten sicher und einfach aus den sieben Filterbehältern Aus- und

Einzubauen ermöglicht. Da die sieben Filterbehälter, drei geometrisch

unterschiedliche Bauformen aufweisen, haben wir die Aufnahmevorrichtung mit

Halbschale in unserem fünfwöchigen Projektzeitraum auf den längsten und

schwersten Filter ausgelegt. Wir haben damit gewährleistet, dass die Arbeitsplattform

auch die anderen sechs Filter aufnehmen kann. Somit haben wir die Anforderungen

unseres Projektes erfolgreich erfüllt und umgesetzt.

Persönlich: Unser persönliches Fazit in der fünfwöchigen Projektzeit ist, dass alle

Teammitglieder sich mit vollem Einsatz eingebracht haben. Wir konnten viele, tiefe

und interessante Einblicke in das spätere Berufsleben als Maschinenbautechniker

sammeln. Von uns wurde gefordert, unser bereits vorhandenes Wissen und unsere

Stärken gezielt einzusetzen und zu erweitern. Vor Allem das selbstständige

Auseinandersetzen mit den unterschiedlichen Themengebieten und die dabei immer

wieder auftretenden Herausforderungen, forderten unser selbstständiges Denken

und unsere Kreativität. Auch unser Erfahrungshorizont konnte dadurch erweitert


47

werden. Ganz besonders das Teamwork nehmen wir als eine sehr positive Erfahrung

aus der Projektarbeit mit.

Hiermit bedanken wir uns als Team bei unseren Projektbetreuern

Frau Dipl.-Ing. Poll- Simbach,

Industriemeister Herr Ludger Plogmann

Staatl. gepr. Maschinenbautechniker Herr Maik Stach

die uns diese Projektarbeit ermöglichten und uns bei Fragen und Problemstellungen

jederzeit hilfreich zur Seite standen.


126

Quellen

• Alfred Böge Technische Mechanik Auflage 28 ISBN 978-3-8348-0747-2

• Roloff/ Matek Maschinenelemente Auflage 19 ISBN 978-3-8348-0689-5

• Tabellenbuch Metall Europa Verlag Auflage 44 ISBN 978-3-8085-1078-0

• Open Grid Europe GmbH Kallenbergstr. 5 45141 Essen www.open-grid-europe.com

• G. Schaefers GmbH Rudolf-Diesel-Straße 4 72525 Münsingen www.schaefers.de

• MBW – Maschinenbau Bingen – Sponsheim In der Weide 16 55411 Bingen am Rhein www.mbwi.de

• PDF warmgefertigte, quadratische Hohlprofile EN 10210

• Still Betriebsanleitung R70 DFG 4/7006

http://www.open-grid-europe.com/

http://www.schaefers.de/

http://www.mbwi.de/

Steffen

Schreibmaschinentext

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Versicherung über die eigenständige Anfertigung

Hiermit versichern wir, dass wir die Projektarbeit selbstständig angefertigt, keine anderen als die angegebenen Hilfsmittel benutzt und die Stellen der Arbeit, die im Wortlaut oder im wesentlichen Inhalt anderen Werken entnommen wurden, gekennzeichnet und im Literaturverzeichnis angegeben haben.

Bergkamen, _____________________

______________________________ Unterschrift Björn Bartels

_______________________________ Unterschrift Christian Scholz

_______________________________ Unterschrift Steffen Seiler

_______________________________ Unterschrift Markus Weber

konzeption einer hilfs- und aufnahmevorrichtung für ... · the turbine ft 8 is the most powerful...

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