Bild: U. I. Lapp GmbH
Bild: U. I. Lapp GmbH Das TUM Boring Team bei der Arbeit an ihrer eigenen Tunnelbohrmaschine für den Wettbewerb „Not-a-Boring Competition“ von Elon Musk. Lapp liefert Komponenten für Tunnelbohrmaschine des TUM Boring Team Weg vom Tunnelblick Der Wettbewerb „Not-a-Boring Competition“ von Elon Musk will die urbane Mobilität neu gestalten: Würde man den Verkehr unter die Erde verlegen, bedeutete das eine enorme Erleichterung für Mensch und Natur. Jedoch sind die Tunnelbohrmaschinen von heute viel zu langsam. Ein Team aus Studierenden der TU München tüftelte für den Wettbewerb an ihrer eigenen Tunnelbohrmaschine – mit an Bord: Komponenten und Systeme von Lapp. Derzeit schaffen Tunnelbohrmaschinen innerhalb einer Stunde ein Maximum von 5 m Bohrstrecke. Der Vorgang erfolgt meist hydraulisch, wobei die Maschine sich mit sogenannten Gripper-Elementen an der Wand verhakt. Erst dann können die Vortriebspressen den Bohrkopf einige Meter nach vorne schieben. Das Abtragen von Erdmaterial und die neue Positionierung der Gripper-Elemente lassen einen kontinuierlichen Vorschub dabei nicht zu. Im Herbst 2021 holte das Team TUM Boring – Innovation in Tunneling den Sieg im Finale von Elon Musks Tunnelbohr- Wettbewerb „Not-a-Boring Competition“. In 1,5 m Tiefe sollte ein 30 m langer Tunnel mit einem Durchmesser von 50 cm gebohrt werden – in etwa 3h. Da am Ende ein ferngesteuertes Auto eine Testfahrt auf der Strecke fahren musste, sollte auch eine Fahrbahn im Tunnel integriert sein. Tunnelbohrmaschine – Presse und Vortrieb im Team Effiziente und parallel ablaufende Prozesse, die durch smarte Komponenten gesteuert werden, verschafften der Tunnelbohrmaschine von TUM Boring den Sieg. Vier 8,5 m lange und 1,2 t schwere Stahlrohre sind mit asynchron arbeitenden Stahlklammern umschlossen und werden in einem Revolver-Mechanismus fixiert. Ein hydraulischer Vortrieb, genannt pipe jacking-System, presst zunächst eines der Stahlrohre mit dem Bohrkopf an der Spitze nach vorne. Nach jedem fertig in das Erdreich gedrückten Bohrsegment dreht sich die Revolverhalterung um 90°. So kann sofort ein weiteres Stahlrohr über die Strecke nachgeschoben werden, damit der Bohrkopf schlussendlich einen kontinuierlichen Vortrieb erhält. Jede der Hydraulikpressen hat dabei eine Vortriebskraft von bis zu 500 kN im kontinuierlichen Modus, die im diskontinuierlichen Modus auf 100 t verdoppelt werden Die Switches, Leitungen und Patchkabel der Etherline-Serie von Lapp sorgen für eine zuverlässige Datenübertragung in der Maschine. Bild: U. I. Lapp GmbH 12 KEM Konstruktion » 01/02 | 2022
Branchen-News « MAGAZIN kann. Die Stahlrohre bergen gleichzeitig Förderbänder für den Abtransport von Erdmaterial und bilden außerdem die Außenwand des Mini-Tunnels. Jede Bewegung wird durch eine Steuereinheit überwacht, um den Bohrstand zu überprüfen und abzufragen. Gleichzeitig kontrolliert ein Lasermesssystem dauerhaft den Soll- und Ist-Zustand, wobei eine Steuereinheit am Bohrkopf automatisch auf Abweichungen reagieren kann. Zuverlässige Daten- und Stromübertragung Um das ausgeklügelte System am Laufen zu halten, ist eine zuverlässige Verbindung von Strom und Daten in Echtzeit unabdingbar. Für beides wandte sich das Team an Lapp. Drei große Herausforderungen standen im Fokus: extrem wenig Platz, eine hohe geforderte Robustheit und eine enorme Geschwindigkeit. Aus dem Lapp-Portfolio wurden verbaut: • individuell online konfigurierte Steckverbinder der Serie Epic, um während des Bohrvorgangs die nachgeschobenen Segmente auf Daten- und Stromseite zügig neu zu verbinden. • weitere Epic-Steckverbinder, die den flexiblen Einsatz in der Ethernet-Anwendung und die Versorgung der Servomotoren sichern. • Etherline-Switches, Leitungen und Patchkabel für eine zuverlässige Datenübertragung in der Maschine. • Unitronic kommt für die Sensor/Aktor- Verdrahtung zum Einsatz • Ölflex Steuer- und Anschlussleitungen sowie Servoleitungen für die Spannungsversorgung von Antrieben, Hydraulikaggregaten und Ventilen. • Skintop Mehrfacheinführungssysteme, die dabei helfen, Leitungen mit unterschiedlichen Außendurchmessern zugentlastet und abgedichtet ins Gehäuse zu führen. • Kennzeichnungslösungen von Fleximark für Steckverbinder, Leitungen und andere Komponenten für eine platzsparende und beständige Markierung. Als Schleppkette kommt Silvyn Chain zum Einsatz. Mehrere Schleppketten beinhalten die zusätzlichen Leitungslängen, die es braucht, um die einzelnen Segmente der Tunnelbohrmaschine zügig verbinden zu können. Dafür liegen sie in einer Art Schublade hinter dem Steckerboard. Am Revolver befindet sich eine weitere Schleppkette zur Leitungszuführung für Bohrkopf und Förderbänder. (co) www.lappkabel.de INFO Wie die Tunnelbohrmaschine gebaut wurde, zeigt auch folgendes Video: hier.pro/qfeYT REGELBARE ELEKTROMOTOREN Wir lösen individuelle ANTRIEBSAUFGABEN Motoren und Generatoren: 100 - 600 000 Nm 100 - 3000 kW www.oswald.de Benzstraße 12 | 63897 Miltenberg | oswald@oswald.de | 09371/97190 KEM Konstruktion » 01/02 | 2022 13
