AkWiRo - Aktives Winkelrollsystem für Rotatoren

AkWiRo 1 (Bild: Kölner Labor für Baumaschinen (KLB))

Problembeschreibung

In der Baumaschinenbranche steigen die Anforderungen an Mensch und Maschine stetig. Besonders in den Einsatzgebieten Erdbau und Abbruch sind sehr flexible, widerstandsfähige und sichere Maschinen unabdingbar.

Die am vielseitigsten einsetzbare mobile Arbeitsmaschine ist dabei der Hydraulikbagger. Hier werden aufgrund der vielzähligen Anwendungsmöglichkeiten besonders häufig Werkzeuge in Kombination mit endlosdrehenden Motoren eingesetzt.

AkWiRo 2 (Bild: Kölner Labor für Baumaschinen (KLB))

Technische Ziele des Projekts

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines geregelten Drehantriebs für Baggeranbauwerkzeuge zur Erhöhung der Sicherheit für Mensch und Maschine. Grundlage bildet ein hydraulisch angetriebenes, selbsthemmendes Schneckengetriebe, das z.B. während des Gebäuderückbaus eingesetzt wird. Um das Getriebe als zentrales Element soll ein mechatronisches System entstehen, das sich an der Höhe der Belastung am Anbauwerkzeug orientiert und die Last kontrolliert absenkt. Vermeidbare Gefahrensituationen werden selbstständig erkannt und aufgelöst. Neben der Arbeitssicherheit soll das System zur Prozesssicherheit und Prozessoptimierung beitragen sowie neuartige Arbeitsfunktionen schaffen, beispielsweise die automatische Ausrichtung des Werkzeugs am Greifgut.

AkWiRo 3 (Bild: Kölner Labor für Baumaschinen (KLB))

Ausgehend von der Analyse des vorhandenen Rotatorsystems werden konstruktive und messtechnische Modifikationen durchgeführt. Es folgen die Erstellung und Simulation des digitalen Mehrkörpermodells sowie der Aufbau eines Regelkreises inklusive Simulationsumgebung. Dabei wird ein Verfahren zur Störgrößenkompensation entwickelt und integriert. Nach erfolgreicher Simulation und Verifikation der Funktionalität der Regelung wird das physische Gesamtsystem unter Laborbedingungen erprobt. Bei voller Funktionalität werden abschließend unter realen Bedingungen die Prozesssicherheit und Anwendbarkeit abgesichert.