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Felsbohrköpfe - neue Entwicklungen

Burger, Werner

Vor dem Hintergrund eines wachsenden Bedarfs an Hartgesteinsmaschinen in Spanien und vor allem für die NEAT in der Schweiz wurden seitens der Herrenknecht AG die Struktur von 'Backloading'-Bohrköpfen, als Stand der Technik für Maschinen großen Durchmessers auf der Basis von Modellrechnungen und 1:1-Versuchen verbessert. Die vier Hauptbereiche der Entwicklungsaktivitäten waren: Gebirgssicherung im Maschinenbereich, Bohrkopfstruktur, Standzeiten durch Werkzeugwechsel sowie Rollenbohrwerkzeuge. Im Beitrag wird dazu näher auf die Themen Bohrkopfstruktur und Standzeiten eingegangen. Bei einer Erhöhung des nutzbaren Schneidrollenandrucks war es notwendig, Kompromisse bezüglich der Gehäuseeinbindung und der Bohrkopfstruktur zu machen. Der Rollenwechsel nach hinten erfordert genau dort eine Öffnung in der Bohrkopfstruktur, wo auch die Andruckkräfte der Rolle eingeleitet werden. Des Weiteren erfordert die Zugänglichkeit zu allen Rollenpositionen von hinten eine extrem offene innere Bohrkopfstruktur mit naturgemäß negativen Einflüssen auf die Steifigkeit. Vor diesem Hintergrund wurde ein Versuchsprogramm entwickelt, das einerseits einem besseren Verständnis der Versagensmechanismen und anderseits einem Entwickeln verbesserter Lösungen dienen sollte. Das Programm bestand aus einem theoretischen Teil und dynamischen Belastungsversuchen im Orginalmaßstab. Um den Begriff Zugänglichkeit qualitativ fassbar zu machen, wurden drei Qualitätsstufen definiert: gute, mittlere sowie eingeschränkte Zugänglichkeit. Die aus der Entwicklung entstandenen modernen 'Backloading'-Bohrköpfe berücksichtigen nicht nur die Optimierung von Abbauprozess und Struktur, sondern auch die Einbindung in den Gesamtprozess des Bauablaufs.