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antriebstechnik 8/2017

Antriebstechnik 8/2017

HEAVY DUTY I SPECIAL

HEAVY DUTY I SPECIAL Umweltfreundliche Alternative Herrenknecht bohrt Versorgungstunnel mit Industriegetrieben von SEW-Eurodrive Um unterirdische Pipelines zu verlegen, setzt Herrenknecht Horizontalbohrmaschinen ein, die mit einer Bohrsuspension betrieben werden. Hierfür verwendet das Unternehmen einen Elektroantrieb. Um die Power mit der richtigen Drehzahl vom Motor auf die Pumpe zu bringen, wählten die Konstrukteure ein Industriegetriebe der Serie X von SEW-Eurodrive. H errenknecht aus dem südbadischen Schwanau bei Offenburg ist Weltmarktführer in der maschinellen Tunnelvortriebstechnik. Das Unternehmen entwickelt und baut in seinem Geschäftsbereich Traffic Tunnelling Tunnelbohrmaschinen für Straßen und Eisenbahnen, die spektakuläre Größen erreichen können. In seinem zweiten Geschäftsbereich Utility Tunnelling konzentriert sich Herrenknecht auf die Vortriebstechnik für unterirdische Versorgungstunnel, in denen neben Wasser- und Abwasserleitungen auch Gas- und Ölpipelines oder Leitungen für Strom und Telekommunikation verlegt werden können. Christian Rüttling ist im Marktmanagement der SEW-Eurodrive GmbH & Co. KG in Bruchsal tätig Horizontalbohrungen für Pipelines „Um solche Pipelines grabenlos zu verlegen, wird häufig das Horizontal Directional Drilling (HDD) eingesetzt, ein Horizontalspülbohrverfahren. Hiermit lassen sich Pipelines und Rohrleitungen schnell und umweltschonend verlegen – selbst unter Hindernissen wie Flüssen“, erläutert Marco Wieber, Projektleiter Pipeline im Geschäftsbereich Utility Tunnelling. Bei dem Verfahren wird zunächst eine Pilotbohrung vorangetrieben und im zweiten Durchgang auf den Solldurchmesser aufgeweitet. Im dritten Durchgang zieht man die endgültige Pipeline ein. Um bei der Bohrung die Bohrwände zu schmieren, das Bohrloch zu stabilisieren und das Bohrgut aus dem Bohrloch auszutragen, wird ein Stoffgemisch aus Wasser und Bentonit durch das Bohrgestänge bis zum Bohrmeißel gepumpt. Die eingesetzten Pumpen arbeiten mit bis zu 100 bar Druck und fördern je nach Ausführung mehrere Kubikmeter Bentonitsuspension pro Minute. Hierfür müssen die Pumpen Leistungen im Bereich mehrerer 100 kW aufbringen. Sie sind so groß, dass man sie mit ihrem Antrieb in einem eigenen Container unterbringt. „Wir haben bei unserer Marktbeobachtung den wachsenden Bedarf an einer Antriebsalternative erkannt und uns entschlossen, für die Suspensionspumpen unserer HDD-Rigs der Baureihe HK 250T auch einen elektrisch angetriebenen Prototyp zu entwickeln“, so Wieber. „Diese elektrischen Antriebe bieten gegenüber Dieselantrieben eine Reihe von Vorteilen: Elektromotoren arbeiten emissionsfrei und lärmarm, was gerade auf innerstädtischen Baustellen eine große und wachsende Rolle spielt. Zudem ist der Anwender mit einem Elektromotor 58 antriebstechnik 8/2017

SPECIAL I HEAVY DUTY 01 Das Getriebe der Baureihe X von SEW ist kompakt an den Motor angeflanscht 02 Eine Schemazeichnung verdeutlicht den Aufbau: Links der Elektromotor und das Getriebe; rechts die außen liegende Pumpe für die Bentonitsuspension wesentlich flexibler, denn er kann ihn entweder an ein vorhandenes Netz anschließen oder einen Stromerzeuger nutzen, der lokal gemietet und daher nicht zusammen mit der Anlage verschifft werden muss.“ Sorgfältige Getriebeauswahl Die Leistung des Elektromotors wird über ein Getriebe auf die Suspensionspumpe übertragen. „Bei Antriebsleistungen von rund 300 kW und höchsten Anforderungen an die Zuverlässigkeit sind wir bei der Getriebeauswahl mit größter Sorgfalt vorgegangen und haben gemeinsam mit SEW- Eurodrive nach einer optimalen Lösung gesucht “, berichtet Dipl.-Ing. (FH) Mario Studer, Leiter Konstruktion im HDD-Bereich. Bei der Suche nach einem geeigneten Getriebetyp bot SEW-Eurodrive mit der Kombination von Elektromotor, Bolzenkupplung und Getriebe eine passende Lösung an und verfeinerte sie anhand detaillierter Berechnungen zu Lagerlebensdauer, Verzahnung und Wärmeentwicklung. „Die Lösung basiert auf unseren Industriegetrieben der Baureihe X“, erläutert Dipl.-Ing. Thomas Weck vom Außendienst Industriegetriebe bei SEW. „Diese Stirnrad- bzw. Kegelstirnradgetriebe lassen sich durch ihre Baukasten-Technologie, den großen Übersetzungsbereich, die 23 verfügbaren Baugrößen und die universelle Einbaulagen sehr genau an die jeweiligen Anforderungen anpassen. Im HDD-Rig von Herrenknecht wurde in enger Abstimmung zwischen unserer Industriegetriebesparte und der Konstruktion bei Herrenknecht letztlich ein Getriebe des Typs X2FS160 eingebaut, das für ein Nenndrehmoment von 31,6 kNm ausgelegt ist.“ Motor und Getriebe befinden sich auf einer gemeinsamen Konsole und können daher außen montiert und fertig in den Container eingeschoben werden. Beide Komponenten sind über eine Bolzenkupplung verbunden, sodass das Getriebe im Container jederzeit nach oben herausgenommen werden kann. Zur sicheren Kühlung des Getriebes wurde ein externer Öl-/Luftkühler installiert, der ab einer Temperatur von + 60 °C aktiviert wird. So erzielt man eine lange Lebensdauer des Getriebeöls, denn bei Temperaturen über + 70 °C sinkt sie ab. Kosten gesenkt, Montage vereinfacht Weil Hydraulikpumpe und Hydraulikmotor entfallen und das Getriebe von SEW einen Wirkungsgrad von nahezu 98 % aufweist, ist die gesamte Anlage nicht nur leichter und effizienter, sondern auch kostengünstiger geworden. Der Wegfall von Komponenten führt zu Ersparnissen beim eingesetzten Material, ermöglicht aber auch einen vereinfachten Aufbau und eine leichtere Montage, weil viele Verschlauchungen und Verrohrungen entfallen. Anders als ein Dieselmotor verursacht der Elektroantrieb kaum Wartungskosten, und durch die Speisung über einen Frequenzumrichter lässt sich die Drehzahl auch bis null herunter- 03 Die Suspensionspumpen sind so groß, dass sie mitsamt ihrem Antrieb in einem eigenen Container untergebracht werden regeln, um sie genau an den aktuellen Förderbedarf anzupassen. Wieber blickt optimistisch in die Zukunft. „Wir sind uns sicher, dass unsere neue Antriebsvariante im Markt gut aufgenommen wird – und dass wir mit dem Getriebe von SEW unseren Kunden auch weiterhin die zuverlässige Technik liefern, die sie von uns erwarten.“ Fotos: Aufmacher+02: Herrenknecht; 01+03: SEW-Eurodrive www.sew-eurodrive.de antriebstechnik 8/2017 59

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