Technologiestudie „Mine of the Future“
Tunnelbohrmaschine
Projektdetails:
Konzeption und Realisierung der Steuerung des Bohrkopfes einer Tunnelbohrmaschine
"Mobile Tunnel Miners" (MTM) sind Tunnelbohrmaschinen, welche Tunnel mit nicht kreisrunden Querschnitten bohren können.
Die Maschine besitzt einen rotierenden Schneidkopf mit Schneidarmen, die abhängig von der Winkelstellung des Schneidkopfes radial bewegt werden können. An den Enden der Schneidarme befinden sich die Schneidrollen, die den Gesteinsabbau betreiben.
Durch die radiale Position in Abhängigkeit vom Drehwinkel entsteht das Tunnelprofil.
Dreheinheit
Der Drehantrieb des Schneidkopfes wird hydraulisch betrieben. Hierbei wird der Kopf über 4 hydraulische Verstellmotoren angetrieben, die von 2 Pumpen im geschlossenen Kreis versorgt werden. Sowohl Pumpen als auch Motoren können im Schluckvolumen verstellt werden, um einen großen Drehzahlbereich abzufahren.
Schwenkeinheit
Die Schwenkarme werden über Hydraulikzylinder betätigt, die über Servoventile aus einem Konstantdrucksystem gespeist werden. Sowohl die Regelung von Drehzahl und Drehwinkel am Bohrkopf bzw. auch von Zylinderposition bzw. Armschwenkwinkel erfolgt voll servohydraulisch. Hierzu sind sowohl der Drehantrieb als auch die Schwenkarme mit umfangreicher Sensorik und performanten Regel- bzw. Servoventilen ausgestattet.
Steuerung
Signal-IO ist mit EtherCAT realisiert worden. Aus Redundanzgründen wurde eine Ringtopologie gewählt, wobei der EtherCAT-Bus auch über Schleifringe auf das drehende Kopfkontrollsystem übertragen wurde. Als Steuerungssystem wurde EtherLab eingesetzt.
Im Rahmen der Technologiestudie „Mine of the Future“, in der ein Prototyp der Maschine gebaut und erprobt wurde, hat die IgH die Steuerung des Bohrkopfes konzipiert, realisiert und in Betrieb genommen.
Technische Daten:
max. Kopfdrehmoment: | 1000 kNm |
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max. Schneidleistung: | 1 MW |
max. Schneidkraft je Arm: | 250 kN |
gesamte Maschinenlänge: | 70 m |
Ihr Ansprechpartner:
Dr.-Ing. Wilhelm Hagemeister | |
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Telefon: | +49 (0)2 01 – 3 60 14-0 |
E-Mail: |
Quellenvermerk Bilder:
Quelle u.a. Aker Solutions