DGS-Verfahren 80 Tonnen Bühnenpodium sicher verschrauben

Redakteur: Juliana Pfeiffer

Im neu gebauten Münchner Volkstheater sorgen Bühnenpodien von Bosch Rexroth für einen raschen Szenenwechsel. Die Seiltrommeln mussten sicherheitsrelevant auf den Maschinenrahmen der Winden verschraubt werden. Mit dem DGS-Verfahren kein Problem.

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Hydraulisches, prozesssicheres und dokumentiertes Verschrauben der M30-Schraubverbindungen an den Winden mit 1430 Nm nach der Montagemethode DGS (=drehmomentgesteuert - streckgrenzüberwacht).
Hydraulisches, prozesssicheres und dokumentiertes Verschrauben der M30-Schraubverbindungen an den Winden mit 1430 Nm nach der Montagemethode DGS (=drehmomentgesteuert - streckgrenzüberwacht).
(Bild: Hytorc)

Nahezu 40 Jahre residierte das Volkstheater in der noblen, aufgeräumten Briennerstraße – als Mieter. Die ursprünglich als Mehrzweckhalle gedachten Theaterräume im Haus des Sports entwickelten sich zur Dauer-Behelfslösung. Dann wurde eine Sanierung fällig. Und als der Kostenvoranschlag auf 50 Millionen Euro anschwoll, hatte der Intendant Christian Stückl letztlich schnell die Politik bei der Idee eines Neubaus auf seiner Seite. Auf dem Viehof-Gelände entsteht nun der Neubau des Volkstheaters München. Kosten: 130 Millionen. Bis zu 900 Zuschauer finden insgesamt Platz im neuen Theater. Für rasche Szenenwechsel werden ab Herbst 2021 die fünf Bühnenpodien sorgen. Die Bühnentechnik, deren 45 m² große Plattform an daumendicken Stahlseilen hängt, bewältigt bis zu 18 t dynamische Nutzlast.

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Komplette Konstruktion ist eine Sonderanfertigung

Entworfen und gebaut wurde das Bühnenpodium von Bosch Rexroth. Mit rund 80 t Gesamtgewicht wiegt der Stahlbau so viel wie ein Einfamilienhaus. Die Plattform des Bühnenpodiums misst 15 × 3 m und hat eine Hubhöhe von 8,66 m. Hier findet ein ganzes Orchester Platz. Insgesamt gibt es fünf dieser Bühnenpodien in der Untermaschinerie des Münchner Volkstheaters. Gesamtverantwortlich für die Realisierung ist Martin Johannes Trumpf, Projektleiter bei Bosch Rexroth in der Bühnentechnik. Seit August 2018 arbeitet Trumpf mit einem 15- bis 25-köpfigen Spezialistenteam an der Umsetzung: „Von der Stange ist hier nichts. Die komplette Konstruktion ist eine Sonderanfertigung“, so der Projektleiter weiter. „Die größte Herausforderung war und ist die Realisierung der speziell für dieses Theater konzipierten Technik: von der Konstruktion und Fertigung bis hin zur Montage und Inbetriebnahme. Besonders die Schnittstellen und Abhängigkeiten zwischen den Einrichtungen sind komplex“, resümiert Trumpf.

Regionalmesse Schraubtec

Mit der „SchraubTec“ veranstaltet die Vogel Communications Group (VCG) eine Regionalmesse, bei der sich deutschlandweit Experten zu Schraubverbindungen, Schraubtechnik, Schraubwerkzeugen und C-Teile-Management vernetzen. Die neue Industriemesse findet an vier Orten innerhalb eines Jahres statt. Aufgeteilt in West, Ost, Nord und Süd finden die Messen wie folgt statt:

  • „SchraubTec West“ am 01.09.21, Forum Leverkusen
  • „SchraubTec Ost“ am 30.11.21, Internationales Congress Center Dresden
  • „SchraubTec Süd“ am 15.03.22, Stadthalle Sindelfingen
  • „SchraubTec Nord“ am 12.05.22, Messe Hamburg-Schnelsen

Um diese Herausforderung zu bewältigen, griff Trumpf auf den reichen Erfahrungsschatz der Bühnentechniksparte von Bosch Rexroth zurück, Deren Wurzeln reichen indirekt bis in das Jahr 1884 zurück. Weltweit wurden Neubauten wie das Bolschoi-Theater Moskau, das China National Grand Theatre in Peking und das Opernhaus in Oslo mit Technik von Bosch Rexroth ausgerüstet. Auch bei der Modernisierung historischer Opernhäuser rund um den Globus kommen Know-how und Maschinenbau von Bosch Rexroth zum Einsatz. „Das spektakulärste Projekt aller Zeiten war die Bühnentechnik des berühmten Bolschoi-Theaters in Moskau. Die mehr als 600 elektrischen und hydraulischen Antriebe sowie die Bühnenleittechnik für die Ober- und Untermaschinerie wurden von Bosch Rexroth projektiert, installiert und in Betrieb genommen“, so Trumpf.

Um die Seiltrommeln auf den Maschinenrahmen der zweimal 97 kW starken Winden zu verschrauben, brauchte es sicherheitsrelevante Verschraubungen. Dafür wählte Trumpf das Verschraubungstechnik-Unternehmen Hytorc. „Der Kontakt in unserem Hause zu Hytorc bestand bereits durch die langjährige Zusammenarbeit mit der Bosch Rexroth Schraubtechnik“, erklärt Trumpf.

Vier M30-Schrauben mit 1430 Nm anziehen

Als Aufgabe für Hytorc für die sicherheitsrelevanten Verschraubungen am Bühnenpodium des Münchner Volkstheaters galt es an zehn Winden jeweils vier M30-Schrauben mit einer Schlüsselweite von 46 mm mit 1430 Nm anzuziehen. Bosch Rexroth bestellte dazu Mietequipment von Hytorc und wurde durch einen Verschraubungsexperten begleitet. Dabei kamen zum Einsatz:

  • die Eco-2-Touch Prozess- und Verfahrenspumpe mit 230-V-Anschluss
  • ein Kassettenschrauber HY-2 CTS-Stealth mit Ringschlüsselkassette SW 46 mm
  • ein abnehmbarer Drehwinkelsensor passend zur Kassette SW 46 mm
  • ein Standard-Reaction-Pad zum Abstützen

Sicherheitskritische Schraubverbindungen der Kategorie A oder B

„Bei den Winden des Bühnenpodiums handelt es sich nach meiner Einschätzung gemäß VDI / VDE2862 Blatt 2 um sicherheitskritische Schraubverbindungen der Kategorie A oder B“, erklärt Patrick Junkers, Geschäftsführer von Hytorc Barbarino & Kilp. Als Montagemethode wurde das DGS-Verfahren gewählt. Beim drehmomentgesteuerten, streckgrenzüberwachten Anziehverfahren ist der Steuerwert das Soll- Drehmoment und der lineare Steigungsverlauf die Kontrollgröße zum Prozessabschluss. Liegt eine Abweichung des linearen Verlaufs durch die Erkennung der Streckgrenze vor, wird der Prozess gestoppt. Das bedeutet kein Schraubenabriss mehr.

Gegenüber dem einfachen drehmomentgesteuerten Anziehen bietet das DGS-Verfahren den Vorteil, dass beispielsweise Bauteilklaffungen eindeutig anhand der Kurvenverläufe festgestellt und dann umgehend behoben werden können. Das bedeutet einen erheblichen Gewinn an Sicherheit.

Prozessstörungen sofort erkennen

Wenn sicherheitskritische Verschraubungen nach VDI/VDE – 2862 Blatt 2 Kategorie A dokumentationspflichtig angezogen werden müssen, also eine mittelbare oder unmittelbare Gefahr für Leib und Leben oder Umwelt besteht, sollte ein Spezialist hinzugezogen werden. In diesen Fällen reicht das Anziehen von Schraubverbindungen nach Drehmoment nicht aus. Solche sicherheitskritischen Schraubverbindungen müssen mindestens drehmomentgesteuert, drehwinkelüberwacht angezogen werden, um mögliche Prozessstörungen sofort erkennen zu können.

Bauteilklaffung an zwei Schraubverbindungen

Beim Schraubfall am Bühnenpodium des Münchner Volkstheaters konnte mit dem DGS-Verfahren anhand der Schraubkurven anschaulich nachgewiesen werden, dass bei zwei Schraubverbindungen an den Winden eine Bauteilklaffung vorlag. Diese konnten geschlossen werden, was aber zu einem erhöhten Winkelwert geführt hat. „Sicherlich wären die Bauteilklaffungen auch mit einer Standard-Pumpe und drehmomentgesteuertem Anziehen geschlossen worden. Allerdings würde man dann nicht wissen, dass eine Bauteilklaffung vorgelegen hat. So eine Information kann für die Produktion von weiteren Podien recht nützlich sein“, sagt Junkers.

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