Elektronifizierung eines hydraulischen Drehbohrgeräts

Elektronifizierung eines hydraulischen Drehbohrgeräts
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November 2016

 

Die Zusammenarbeit des Bohrgeräte- und Spezialtiefbaumaschinen-Herstellers Soilmec mit Bosch Rexroth brachte einem neuen hydraulischen Drehbohrgerät beispiellose Multifunktionalität und einfache Bedienbarkeit bei.

Schwerlastbaumaschinen galten bisher nicht als Vorreiter bei der technologischen Entwicklung. Gesundheits­ und Sicherheitsaspekte sowie die steigende Nachfrage nach Mehrzweckgeräten und Rückverfolgbarkeit führten aber dazu, dass inzwischen selbst die schwersten Maschinen über eine innovative Funktionalität verfügen, die eher mit den neuesten Pkw als mit herkömmlichen Baumaschinen in Verbindung gebracht wird. Das neueste hydraulische Drehbohrgerät SR­75 von Soilmec verdeutlicht, was mit variablen, elektronisch angetriebenen Komponenten unter rauen Baubedingungen erreicht werden kann. „Einer der wichtigsten Impulse für die technische Entwicklung in unserem Bereich war der Bedarf an Mehrzweckgeräten“, so Mark Nelson, Geschäftsführer von Soilmec in Großbritannien. „Glücklicherweise spiegelt sich das auch bei unseren wichtigsten Technologiepartnern wider. So bietet Bosch Rexroth multifunktionale, miteinander verbundene Antriebssteuerungen, Pumpen und Hydraulik an.“

Fünf Funktionen ohne Kompromiss

Das Drehbohrgerät SR­75 verfügt über fünf hoch spezialisierte Bohrfunktionen: Kelly­Bohrverfahren für Bohrungen mit großem Durchmesser, Endlosschneckenbohrer (CFA) für sofortige Betoneinspritzung, verkleidete Kleinbohrpfähle beziehungsweise überschnittene Pfahlwände (CAP/CSP), wenn eine zusätzliche Abstützung erforderlich ist, Verdrängungspfähle (DP und TCT), wenn der Bediener eine Bodenabförderung vermeiden möchte, und Turbojet (TJ), mit der eine verfestigte Bodensäule erzeugt werden kann. In der Vergangenheit waren für diese Spezialbohrtechniken einzelne Maschinen erforderlich, wobei ein Fahrzeug höchstens zwei bis drei Funktionen abdeckte. „Durch die Entwicklung auf Bauteil­ und Systemebene können wir nun alle fünf Funktionen umsetzen, ohne bei einem Bereich Abstriche machen zu müssen“, erklärt Nelson.

Für Kevin Follows, Regionalleiter Anwendungstechnik bei Bosch Rexroth, ist der Multifunktionsansatz mit fünf Möglichkeiten und einer hohen Präzision das Ergebnis der stärkeren Elektronifizierung: „Die neuesten Entwicklungen bei variablen elektrischen Antrieben und Steuerungen ermöglichen, dass wir jede beliebige Anzahl an Funktionen auf der Steuerungsebene programmieren. Soilmec hat diese Technologie aufgegriffen und skaliert, um eine Maschine zu entwickeln, die eine Reihe von Bohrfunktionen bequem abdecken kann – etwas, das mit einer mechanischen Herangehensweise äußerst schwierig oder gar unmöglich gewesen wäre.“

Herzstück der Ausführung des SR­75 ist das multifunktionale Parallelogramm an der Stirnseite der Maschine. Es besteht aus vier Hydraulikzylindern, die das Anheben und Nivellieren des Mastes des hydraulischen Drehbohrgeräts sowie die Positionierung und Steuerung des Kraftdrehkopfs regeln. Das von Soilmec Ingenieuren entwickelte Parallelogramm befähigt die Maschine, sich durch den von Rexroth­Steuerventilen geregelten Anschluss automatisch auszugleichen. Vom Hauptschaltschrank aus regeln die Rexroth­Steuerblöcke die Zylinder, bedienen den Kraftdrehkopf sowie die Winde und positionieren das Parallelogramm.

Die Steuerventileinheit des SR-75, die die Funktionen des Kraftdrehkopfs regelt.

Die Steuerventileinheit des SR-75, die die Funktionen des Kraftdrehkopfs regelt.

 

Einfache Bedienung

Die hohe, übergreifende Funktionalität ist mit einer leicht zu handhabenden, reaktionsschnellen Maschinenschnittstelle verbunden, die eine präzise Steuerung durch die Bediener erlaubt. Steve Joynson, Werks­ und Fertigungsleiter bei Cementation Skanska, einem Kunden von Soilmec, erläutert: „Aus Sicht des Endanwenders kann der Maschinenbediener in die Rexroth­Steuerung eingeben, welche genaue Menge an Druck über die ferngesteuerten Entlastungsventile und Elektroventile abgegeben werden soll. Das Wesentliche ist, dass die Touch­Control­Schnittstelle mit den Rexroth­Komponenten interagiert, um präzise Funktionen zu ermöglichen. Und das haben wir auf die gesamte Maschine ausgedehnt.“

Die hohe Funktionalität beschränkt sich nicht nur auf die Fahrerkabine: Moderne Telematik bedeutet, dass dem Bauunternehmen Echtzeitdaten und Zeichnungen mit Details zum Pfahl, zur Tiefe, zum Durchmesser, zur verwendeten Menge an Beton und des hinzugefügten Stahls sowie zum Standort bereitgestellt werden.

Fernsteuerung

Das Drilling Mate System (DMS), mit dem weltweit auf Fahrzeuge zugegriffen werden kann, und die Monitoringsysteme werden für Käufer des SR­75 automatisch mitgeliefert. Für Nelson liegt der Nutzen für die Endanwender auf der Hand: „Sämtliche Informationen zu jedem einzelnen Pfahl können innerhalb von wenigen Minuten abgerufen werden.“ Dies schafft nicht nur zum Zeitpunkt der Installation Sicherheit, dass alles gemäß den Spezifikationen abläuft, sondern auch noch 30 Jahre später. Denn sollte sich das Gebäude absenken, kann auf die Daten zugegriffen werden und das Bauunternehmen ist abgesichert. Falls am Gebäude zusätzliche Fundamentarbeiten zu einem späteren Zeitpunkt ausgeführt werden müssen, sind die Hintergrundinformationen dazu ebenfalls vorhanden und abrufbar. „Praktisch bedeutet dies, dass wir innerhalb von fünf bis zehn Minuten, nachdem ein Pfahl aufgestellt wurde, bereits alles über ihn wissen. Wir können auch auf den Steuerungsbildschirm zugreifen, damit wir genau das sehen, was auch der Bediener sieht, ganz gleich, wo sich dieser gerade auf der Welt befindet“, so Nelson.

Die Telematiklösung ist nicht nur auf Monitoring und Aufzeichnung beschränkt. Die übergreifende Funktionsfähigkeit der gesamten Maschine bedeutet, dass Monitoring und Steuerung aus der Ferne ebenfalls mit dem SR­75 möglich sind, wie Nelson erläutert: „Wir können vom Computer per Fernzugriff Anweisungen an die Pfahlmodule geben, die dann elektronische Signale an die Rexroth­Elektroventile der Proportionalregler schicken. Diese wiederum leiten Öl zu den Steuerkolbenblöcken, damit sich die Winden alle mit einer bestimmten Leistung oder Geschwindigkeit in Bewegung setzen.“

Für Joynson ist das SR­75 im Bereich Fernüberwachung und ­steuerung ein großer Schritt nach vorn. Er merkt an: „In Bezug auf den Betrieb handelt es sich hierbei um den höchsten Automatisierungsgrad, den es bisher gab. Wir können so den Arbeitsplan in die Maschine einspeisen und kostspielige Fehler vor Ort vermeiden. Dies ist bei den üblicherweise geringen Toleranzen, mit denen wir arbeiten, entscheidend.“

 
Zum Transport wird der Bohrmast in die Waagrechte geklappt.

Zum Transport wird der Bohrmast in die Waagrechte geklappt.

Die komplette Kraftdrehkopf-Einheit mit den beiden Motoren und Getrieben.

Die komplette Kraftdrehkopf-Einheit mit den beiden Motoren und Getrieben.