TY - THES

T1 - Ausarbeitung eines Konzeptes für einen Getriebeaufsatz zur Kompensierung regulärer und irregulärer Belastungen

AU - Rosner, Tobias

N1 - gesperrt bis 26-02-2024

PY - 2019

Y1 - 2019

N2 - Zur Abstützung großer Bauwerke und zur Sicherung von Baugruben werden unterschiedlichste Verfahren des Spezialtiefbaus angewandt. Der Spezialtiefbau hat heute eine große Bedeutung für die Bauindustrie und ist eines der maschinenintensivsten Bauverfahren. Zur Ableitung der Gebäudelasten auf tragfähige Bodenschichten werden Bauwerke vermehrt auf Pfahlfundamenten aufgebaut. Diese Pfähle können auf unterschiedlichste Art und Weise hergestellt werden, wobei das häufigste und gängigste Verfahren hier für das Kellybohrverfahren ist. Bei diesem Verfahren wird mit einer teleskopierbaren Kellystange gearbeitet, welche sich auf einem Getriebeaufsatz abstützt und mittels des Bohrantriebes angetrieben wird. Dieser Getriebeaufsatz soll das Trägergerät vor den im Betrieb auftretenden regulären und irregulären Belastungen schützen und die Stöße, welche beim Austeleskopieren der Kellystange auftreten, abfangen. Dies soll explizit durch Energieumwandlung geschehen. In dieser Masterarbeit wird ein neues Konzept für einen solchen Getriebeaufsatz entwickelt, bzw. explizite Vorschläge für die Umsetzung und die Anwendung diverser Maschinenelemente für den Getriebeaufsatz erarbeitet. Dabei wird speziell auf die Belastungen, die Anforderungen und Gegebenheiten sowie die möglichen Maschinenelemente eingegangen, und mögliche Alternativen hierfür werden aufgezeigt. Weiters wird betrachtet, warum es notwendig ist, einen neuen Getriebeaufsatz zu entwickeln, und aus welchen Gründen die alte Variante nicht mehr zweckdienlich ist. Der neue Getriebeaufsatz sollte dabei, bei einer maximalen Gesamthöhe von 560 mm, mindestens eine Energie von 38 kJ aufnehmen können. Nach Auswahl der möglichen Maschinenelemente werden diese auf einem eigens, im Zuge dieser Masterarbeit, entwickelten Prüfstand untersucht, um deren dynamisches Dämpfungsverhalten und somit deren Anwendbarkeit für den neuen Getriebeaufsatz zu untersuchen und zu evaluieren. Die Versuche bestätigten zum Teil die Herstellerangaben und es stellte sich heraus, dass die Kunststoffdämpfungselemente sowie die Reibungsfedern am besten für den neuen Getriebeaufsatz geeignet sind. Durch die Erkenntnisse aus den Versuchen konnten anschließend zwei Konzepte des Getriebeaufsatzes entwickelt werden. Das erste Konzept kann eine Energie von 69.9 kJ bei einer Endkraft von 597 kN aufnehmen und ist um 178 kg leichter als die alte Variante. Das zweite Konzept kann eine Energie von 47.1 kJ bei einer Endkraft von 795 kN aufnehmen und ist um 155 kg leichter als die Vorgängerversion. Gleichzeitig können beide Konzepte einen 20mm größeren Hub ausführen als der bisher verwendete Getriebeaufsatz. Aufgrund der hohen Energieaufnahme und des einfachen Aufbaus, hat sich das erste Konzept als das Bessere erwiesen.

AB - Zur Abstützung großer Bauwerke und zur Sicherung von Baugruben werden unterschiedlichste Verfahren des Spezialtiefbaus angewandt. Der Spezialtiefbau hat heute eine große Bedeutung für die Bauindustrie und ist eines der maschinenintensivsten Bauverfahren. Zur Ableitung der Gebäudelasten auf tragfähige Bodenschichten werden Bauwerke vermehrt auf Pfahlfundamenten aufgebaut. Diese Pfähle können auf unterschiedlichste Art und Weise hergestellt werden, wobei das häufigste und gängigste Verfahren hier für das Kellybohrverfahren ist. Bei diesem Verfahren wird mit einer teleskopierbaren Kellystange gearbeitet, welche sich auf einem Getriebeaufsatz abstützt und mittels des Bohrantriebes angetrieben wird. Dieser Getriebeaufsatz soll das Trägergerät vor den im Betrieb auftretenden regulären und irregulären Belastungen schützen und die Stöße, welche beim Austeleskopieren der Kellystange auftreten, abfangen. Dies soll explizit durch Energieumwandlung geschehen. In dieser Masterarbeit wird ein neues Konzept für einen solchen Getriebeaufsatz entwickelt, bzw. explizite Vorschläge für die Umsetzung und die Anwendung diverser Maschinenelemente für den Getriebeaufsatz erarbeitet. Dabei wird speziell auf die Belastungen, die Anforderungen und Gegebenheiten sowie die möglichen Maschinenelemente eingegangen, und mögliche Alternativen hierfür werden aufgezeigt. Weiters wird betrachtet, warum es notwendig ist, einen neuen Getriebeaufsatz zu entwickeln, und aus welchen Gründen die alte Variante nicht mehr zweckdienlich ist. Der neue Getriebeaufsatz sollte dabei, bei einer maximalen Gesamthöhe von 560 mm, mindestens eine Energie von 38 kJ aufnehmen können. Nach Auswahl der möglichen Maschinenelemente werden diese auf einem eigens, im Zuge dieser Masterarbeit, entwickelten Prüfstand untersucht, um deren dynamisches Dämpfungsverhalten und somit deren Anwendbarkeit für den neuen Getriebeaufsatz zu untersuchen und zu evaluieren. Die Versuche bestätigten zum Teil die Herstellerangaben und es stellte sich heraus, dass die Kunststoffdämpfungselemente sowie die Reibungsfedern am besten für den neuen Getriebeaufsatz geeignet sind. Durch die Erkenntnisse aus den Versuchen konnten anschließend zwei Konzepte des Getriebeaufsatzes entwickelt werden. Das erste Konzept kann eine Energie von 69.9 kJ bei einer Endkraft von 597 kN aufnehmen und ist um 178 kg leichter als die alte Variante. Das zweite Konzept kann eine Energie von 47.1 kJ bei einer Endkraft von 795 kN aufnehmen und ist um 155 kg leichter als die Vorgängerversion. Gleichzeitig können beide Konzepte einen 20mm größeren Hub ausführen als der bisher verwendete Getriebeaufsatz. Aufgrund der hohen Energieaufnahme und des einfachen Aufbaus, hat sich das erste Konzept als das Bessere erwiesen.

KW - gearbox attachment

KW - special deep foundation

KW - Getriebeaufsatz

KW - Spezialtiefbau

M3 - Masterarbeit

ER -