Robuste Kunststoff-Energieketten in Tunnelbohrmaschine

Steckbrief

• Was wurde benötigt: Energiekettensystem E4.1, Energiezuführungen der Serie E4/4 mit rückwärtigem Biegeradius (RBR), chainflex Signal- und Starkstromleitungen
• Anforderungen: ununterbrochener Betrieb, raue Umgebungsbedingungen mit hohem Belastungsgrad
• Branche: Tunnelbohrung
• Erfolg für den Kunden: Vorkonfektionierte chainflex Lösung mit Energiekette und Leitungen spart Montagezeit, haltbare und stabile Energiezuführungslösung sorgt für ausfallfreien Projektablauf

Problem

Die Tunnelvortriebsmaschinen der Herrenknecht AG, Schwanau-Allmannsweier, werden immer auf die jeweils anstehende Aufgabenstellung und dessen geologische und hydrologische Bedingungen abgestimmt. Herrenknecht hatte im Jahr 2010 den Auftrag zum Bau einer Tunnelbohrmaschine (TBM) bekommen, mit der ein Verkehrstunnel im Hafen von Miami, der „Port of Miami Tunnel“, gebaut werden soll. Denn fast 16.000 Fahrzeuge verstopfen täglich die Straßen zum und vom Kreuzfahrt- und Frachthafen in Miami. Die Lösung: Eine Herrenknecht-Tunnelbohrmaschine vom Typ Erddruckschild. Die gesamte Maschine hat ein Gewicht von 2.500 t; ihre Länge beträgt 110 m. Während alle Tunnelbohrmaschinen Sonderanfertigungen sind, haben sie alle gemeinsam, dass sie in der Regel vom Tag der Inbetriebnahme bis zum Durchbruch nahezu ununterbrochen in Betrieb sind, was hohe Anforderungen an die Belastungsresistenz mit sich bringt, auch bezüglich der Energiezuführungen. Die werden benötigt, da in der Tunnelbohrmaschine eine ganze Reihe unterschiedlicher Krananlagen für die verschiedensten Aufgabenstellungen zum Einsatz kommen. Dabei handelt es sich um sogenannte Materialkrane, die beispielsweise Rohre, Kabeltrommeln und sonstiges Werkstattzubehör von den Versorgungsfahrzeugen an den jeweiligen Einsatzort transportieren. „Diese Rohrlege-, Kabeltrommel- und Werkstattkrane spielen im Gesamtprozess eine äußerst wichtige Rolle“, erläutert Dietmar Stahl, Teamleiter Krankonstruktion Traffic Tunnelling. „Sie sind für den jeweiligen Nachschub verantwortlich.“ Für das Verlängern des Förderbandes kommt ein Werkstatt- bzw. Bandmaterialkran zum Schwersteinsatz.

Lösung

Alle genannten Krananlagen sind für die Längs- und Querfahrt mit je zwei oder drei vorkonfektionierten Energiezuführungssystemen von igus ausgerüstet. Zum einen handelt es sich um das beidseitig zu öffnende Energiekettensystem E4.1, das sehr robust ist und die eingelegten Leitungen schont.
Nicht nur beim Materialhandling, auch im Erektor, der für das Setzen der Tübbinge verantwortlich ist, beweisen robuste Energiezuführungen ihre Stärke. Beim Tübbingausbau wird, unmittelbar im Anschluss an den Bohrvorgang, der Tunnel im Schutz des Schildmantels mit den Tübbingen ringförmig ausgebaut. Die Tübbingsegmente werden mittels Erektor, das ist ein fernbedienter Manipulator, mechanisch oder per Vakuum aufgenommen, an der Tunnelwand positioniert und anschließend verschraubt. Der Aktionsradius des Erektors von +/-200° wird mit Energiezuführungen der Serie E4/4 mit rückwärtigem Biegeradius (RBR) und 90° gedrehter Einbaulage realisiert. 
E4/4-Ketten zeichnen sich durch hohe Stabilität und Torsionssteifigkeit aus. Sie lassen sich beidseitig öffnen und können mit verschiedenen Anschlusselementen versehen werden. Lange frei tragende Anwendungen − auch auf der Seite liegend − werden genauso zuverlässig gelöst wie gleitende Anwendungen. Die e-ketten Serie bewährt sich vor allem in rauen Umgebungsbedingungen.
Außerdem wurde eine Vorkonfektionierung mit biegefesten chainflex Signal- und Starkstromleitungen von igus vorgenommen.

Vorkonfektioniertes Gesamtsystem readychain als Erfolgsfaktor

Nicht nur die Vortriebsmaschine selbst, auch die Komponenten im Hintergrund mussten exakt auf die jeweiligen Anforderungen vor Ort ausgelegt werden, damit die Tunnelarbeiten im vorgegebenen Zeitrahmen erfolgen konnten. Das galt, wie hier beschrieben, im starken Maße für die Energiezuführungssysteme der Serien E4.1 und E4/4, die sich in den Krananlagen und vor allem auch im Erektor unmittelbar hinter dem Bohrkopf trotz größten Schmutzanfalls bewähren. „Haltbarkeit und Stabilität spielen eine extrem wichtige Rolle“, so Dietmar Stahl. „Die Energieketten von igus überzeugen uns in Material und Konstruktion. Wir arbeiten schon seit einigen Jahren sehr erfolgreich zusammen.“ Im Falle des Miami-Mammutprojekts gehört dazu auch die Vorkonfektionierung mit biegefesten chainflex Signal- und Starkstromleitungen. Dominik Küntzler: „So sparen wir unter anderem sehr viel Montagezeit. “Selbst wenn nur wenig Bauraum zur Verfügung steht, sind alle Leitungen geschützt verlegt. Der Schaltschrank kann separat angebracht werden. „Das bietet uns die Flexibilität, die wir bei dieser komplexen Aufgabenstellung brauchen.“