Bei der Sanierung und der Dekontamination von Betonstrukturen stellt die maßgenaue Ausarbeitung definierter Geometrien, wie beispielsweise von Nuten oder Ausbrüchen, hohe Anforderungen an den Abtragprozess. Aktuell werden für diese Aufgabe vorwiegend Hydraulikhämmer und Betonfräsen eingesetzt, die jedoch Nachteile hinsichtlich der Abtraggenauigkeit, der Prozessautomatisierbarkeit und der erzeugten Oberflächenqualität aufweisen. In den letzten Jahren wurden für den Hartgesteinabtrag im Rahmen von Tunnelund Bergbauanwendungen neue Verfahren entwickelt, die gute Abtragleistungen bei relativ geringen Prozesskräften ermöglichen. Eines dieser neuen Verfahren ist die oszillierende Hinterschneidtechnik, welche im Rahmen eines Forschungsprojekts auch bereits für den gezielten Betonabtrag erprobt wurde. Dabei hat dieses Verfahren einen sehr präzisen Materialabtrag und hervorragende Schnittoberflächen bei vergleichsweise geringen Arbeitskräften ermöglicht. Auf Grund der dynamischen Oszillationsbewegung stellt das Abtragverfahren jedoch relativ hohe Anforderungen an die Systemsteifigkeit von Werkzeug und Trägergerät. Diese Anforderungen werden im Rahmen dieser Arbeit analytisch und numerisch untersucht und mit den Eigenschaften eines beispielhaften Trägergeräts verglichen. Abschließend wird auf Basis dieser Untersuchungen ein mechanisches Adaptionskonzept zur Umsetzung der oszillierenden Hinterschneidtechnik in einem Baggeranbauwerkzeug und dessen Erprobung an einem Prototyp vorgestellt.
For the renovation or decontamination process of concrete structures, limited areas, like notches, have to be precisely removed leading to high requirements onto the removal process. Furthermore, the automation potential of the removal process is an important point. Today, mainly hydraulic hammers and concrete cutters are used which have disadvantages concerning removing precision, automatisation potential and surface quality. In the context of tunneling and mining applications new hard rock removal processes have been developed in recent years showing good material removal rates at relatively low cutting forces. One of these innovations is the oscillating disc cutting process which has shown excellent results with regard to surface quality and removing precision. Due to the highly dynamic oscillatory motion, the stiffness requirements to the tool structure and the basic machine have to be considered, which is the main purpose of this work. In a first step, these requirements will be analytically and numerically quantified and secondly compared with the properties of a sample basic machine. Based on these results, a concept of a mechanical adaption of the oscillating disc cutting process to an excavator attachment tool will be developed and tested on a prototype.
Analyse der mechanischen Randbedingungen zur Adaption der oszillierenden Hinterschneidtechnik an einen Mobilbagger
2014
159 Seiten, Bilder, Tabellen, 110 Quellen
Theses
German