Münchner gewinnen Tunnelbohrmaschinenwettbewerb

Münchner gewinnen Tunnelbohrmaschinenwettbewerb

Mit ihrer Tunnelbohrmaschine hat die Studierendengruppe TUM Boring in Las Vegas die weiteste und schnellste Strecke zurückgelegt und damit den Gesamtwettbewerb des Tunnelbauunternehmens von Elon Musk gewonnen.

Elon Musk gründete ein Unternehmen, das Tunnelsysteme baut – mit der Vision, dass irgendwann durch die Tunnel super-schnelle Hyperloop-Züge fahren könnten. Mit diesem Ansinnen wurde vor einigen Jahren die The Boring Company (TBD) gegründet. Und er rieg einen entsprechenden Wettbewerb aus, in diesem Fall den „Not-a-boring-competition“. Ziel des internationalen Wettbewerbs war es, eine Tunnelbohrmaschine zu entwickeln, die schneller als eine Schnecke ist – denn Schnecken sind mehr als zehnmal so schnell wie heutige Tunnelbohrmaschinen.

TUM Boring; VLnR: Haokun Zheng, Elias Schmid, Max Herbst, Marvin von Hagen und Kilian Schmid Foto: Andreas Heddergott /TUM;

Geschafft: präzise 22 m in 5,5 h

Von den 400 Bewerbergruppen schafften es zwölf ins Finale, acht davon reisten mit ihren Maschinen Anfang September nach Las Vegas, aber nur zwei schafften es zur Tunnelbohrung am Tag des Wettbewerbs zugelassen zu werden. Die Aufgabe bestand darin, einen 30 m langen Tunnel mit einem Durchmesser von 0,5 m so schnell und präzise wie möglich zu bohren. Gewinner des Gesamtwettbewerbs ist eine Gruppe der Technischen Universität München: das Team TUM Boring – Innovation in Tunneling e. V. Sie schaffte es, mit 22 m die weiteste Tunnelstrecke zu bohren, und lag mit einer Abweichung von 1,5 cm im Rahmen der Sollvorgaben für die Streckengenauigkeit.

„Die 30 m haben wir leider nicht erreicht“, sagt Johannes Drexler, Teamleiter Control Systems bei TUM Boring. „Das lag aber daran, dass wir etwa auf halber Strecke auf eine komplexe Geologie mit Gestein gestoßen sind, das härter als Beton ist. Dafür war unsere Maschine inklusive Schneidwerk einfach nicht ausgelegt. Durch den zuvor homogenen Untergrund konnten wir jedoch bohren wie durch Butter.“

Auch wenn die Münchner letztlich nicht schneller als die Schnecke waren, konnten sie mit einer Geschwindigkeit von 4 m/h einen grandiosen Erfolg erzielen. Denn damit ist ihre Maschine deutlich flotter als jede marktübliche Tunnelbohrmaschine heute.

Schlagkräftig: Team und Partner

„Ohne Unterstützung durch die Industrie wäre so ein Projekt für uns nicht zu stemmen gewesen“, betont Drexler. Eine zentrale Rolle kommt hier dem Unternehmen Eaton zu. „Uns ist schnell klar geworden, welches Potenzial für die globalen Nachhaltigkeitsziele in einer Technologie steckt, mit der man schneller und einfacher Tunnel bohren kann“, begründet Stefan Rohrmoser, Geschäftsführer Vertrieb von Eaton Deutschland, das Engagement.

Eaton stellte zum einen die erforderlichen Komponenten für mehr oder weniger den kompletten Schaltschrank zur Verfügung – vom Stromschienensystem mit Hauptschalter, Leitungs- und Motorschutz, über Steuerungs- und Visualisierungstechnik, Befehls- und Meldegeräte bis hin zu den Frequenzumrichtern für den Antrieb des Bohrkopfes. Zum anderen unterstützte Eaton das Team bei der Auswahl der passenden Produkte, wies die Studierenden in deren Funktion ein und half bei der Programmierung und Visualisierung.

Strategisch vorausschauend geplant

So bildet die Modularsteuerung XC300 das Herz der Maschine und übernimmt sämtliche Automatisierungs-, Steuerungs- und Kontrollfunktionen. Diese werden über einen XP500-Panel-PC visualisiert und bedient. Sensoren liefern Daten über die Menge des abgetragenen Materials oder zur Drehgeschwindigkeit des Bohrkopfes. Mit Informationen über die Kraft, die das Vorschubsystem aufbringt, lassen sich die richtige Vorschubgeschwindigkeit und der richtige Vorschubdruck in Abhängigkeit von der Geologie berechnen und einstellen.

„Dadurch, dass wir nahezu alle Automatisierungskomponenten von Eaton aus einer Hand erhielten, haben wir nur wenig Schnittstellen im System“, erklärt Drexler. „Folglich konnten wir den Schaltschrank so aufbauen, dass er sich schnell montieren lässt.“ Das war ein wichtiger Punkt für die strategische Planung und Logistik. Denn die Bohrmaschine, die 22 t wiegt und aus einem 12 m langen Container besteht, musste für den Wettbewerb nach Las Vegas transportiert werden. Das Team entschied sich für den Seeweg von Hamburg nach Houston. In Houston konnten bei einem Partner noch alle finalen Aufgaben umgesetzt werden, bevor es per Lkw in die mehr als 2.300 km entfernte Glückspielmetropole zur Vorbereitungswoche ging.

Quelle: Eaton

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