Upgrade Study of the Large Hydraulic Welding Press for the Assembly of Superconducting Magnets at CERN

  • Diese Bachelor-Thesis beinhaltet die Erarbeitung und Untersuchung zur technologischen Modernisierung einer 15 Jahre alten Hydraulikpresse mit integriertem Schweißsystem. Die Presse dient der Herstellung und Instandsetzung von supraleitenden Magneten für den Large Hadron Collider am CERN. Die technische Herausforderung bezieht sich wesentlich auf die Erneuerung des Regelungs- und Hydrauliksystems. Die zugrundeliegende Ursache liegt nicht nur in der zukünftigen Generation supraleitender Magneten, sondern auch in der Modernisierung des Schweißprozesses. Nach intensiver Einarbeitung in den Aufbau und Funktion der Presse werden Modernisierungsmöglichkeiten erarbeitet und diskutiert. Die Ergebnisse der Analyse dienen vorwiegend der technischen Ausschreibung zur Angebotseinholung. Die Untersuchungen haben gezeigt, dass für eine robuste Regelung der Hydraulik und Schweißtechnik ein separierter Ansatz zur Regelung erforderlich ist. Die Einbindung individueller, regelungstechnischer Lösungen vermeidet Schnittstellen und verbessert die Abbildung des Gesamtprozesses im Regelungssystem. Die Studie der derzeit eingesetzten Benutzeroberfläche zur Regelung wird als Basis für eine mögliche Verbesserung vorgestellt. Schwachstellen werden diskutiert und erarbeitete Verbesserungen erläutert. Die Bedienoberfläche der Hydraulikregelung wird infolgedessen neu entworfen und Lösungen zur Anpassung an verschiedene Magnetlängen implementiert. Dem Hydrauliksystem werden demnach die Druckregelung einzelner Hydraulikzylinder sowie eine metrologische Bestimmung der Durchbiegung des Hauptträgers ermöglicht. Die Durchbiegung der Trägerenden kann hierbei regelungstechnisch minimiert werden. Die statische Abschätzung der verbleibenden Durchbiegung in Abhängigkeit der Magnetlängen wird in der Arbeit beschrieben. Der letzte Teil der Arbeit behandelt die Thematik des obsoleten Schweißsystems und stellt die Umrüstung auf WIG-Kaltdrahtschweißen vor. Das WIG Verfahren erlaubt eine hinreichend große Vorspannung der supraleitenden Spulen und minimiert die Schweißfehler. Basierend auf der Studie wird somit die effiziente Erarbeitung der Marktstudie und der darauf folgenden Angebotsausschreibung ermöglicht.

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Metadaten
Author:Tim Hamann
Advisor:Gunter Ketterer
Document Type:Bachelor Thesis
Language:English
Year of Completion:2015
Year of first Publication:2015
Release Date:2015/11/26
Tag:Hydraulics with Control; Superconducting Magnets; Welding with Control
Degree Program:IEB - International Engineering