Eine kleine Nachlese.
Gerd Köroska. Manager. Akademie der führenden Technologien. 02.05.2010
Die Bauma war auch in diesem Jahr so wohl von den Ausstellern als auch vom Publikum nach meiner Meinung sehr gut besucht.
Obwohl man in den ersten Öffnungstagen schon gemerkt hat, das dass Flugverbot vielen einen Strich durch seine Reisepläne gemacht hat.
Ich habe noch nie so viel Messestände leer stehen gesehen. Ganz besonders, so hatte es den Anschein traf es die Asiaten.
Rein Technisch gesehen stand die Messe in diesem Jahr ganz besonders unter dem Motto
„ Energie sparen und ökologisch denken“. Von den Motoren über die gesamten Antriebsstränge bis hin zur Stahlkonstruktion konnte man sehen, das alles auf höchste Effektivität ausgelegt worden ist.
Größter Wirkungsgrad und damit maximale Kraftausbeute aus jedem Liter Kraftstoff bei maximaler Umweltfreundlichkeit herauszuholen, dass ist das Ziel eines jeden Herstellers.
Das dieses Ziel nur mit einem enormen technischen Aufwand und unter Einsatz geballter Elektronischer Regel.-und Überwachungsbauteile zu erreichen ist, werden die Aggregate aber auch immer komplizierter. Im Prinzip ist das alles gar nicht so schlimm und der Weg war auch logisch, nur musste man sich früh genug damit anfreunden bzw. beschäftigen.
Wer jetzt erst einsteigt, hat es schwer die Logik dieser Bauteile zu verstehen.
Jetzt wird erst so richtig klar, dass der Anfang dieser Möglichkeiten die Einführung der CAN-Bus Technologie war. Darauf baut sich heute alles auf, ohne CAN-Bus geht nichts mehr !
Erst recht nicht im Zeitalter der Hybrid Technologie. Ja auch bei den Baumaschinen ist das ein hoch aktuelles Thema. Ein weiters sehr wichtiges Thema bei den Grundkonstruktionen war der Leichtbau. Das fängt bei dem gesamten Stahlbau einschließlich der Ladeausrüstung
an und hört bei dem „ downsizing“ das heißt der Verkleinerung aller Bauteile wie Getriebe, Pumpen, Zylindern usw. auf.
Fangen wir mal bei den Motoren als das Herz einer jeden Maschine an.
Alle Motorenhersteller wie Deutz, Cummins, Perkins, Caterpillar, Deer Power, Liebherr,
Isuzu um nur die großen wichtigsten zu nennen, hatten Motoren der Generation EURO 4/ 5
Ausgestellt. Diese Generation TIER 4 wird ja voraussichtlich 2011 auch für unsere Lademaschinen Vorschrift werden. Bei den Schwer LKW´s, also Straßenfahrzeugen ist ja bereits EURO 5 Standard und es gibt schon Motoren die den Standard EURO 6 erfüllen.
Bei den TIER 4 Motoren geht nichts mehr ohne eine AGR, das heißt ohne Abgasrückführungssysteme. Diese AGR´s sind von einigen Motorenherstellern als externe Anlage, wie bei Deutz, konzipiert, bei anderen Herstellern, Perkins, JCB, wird das intern also im Zylinder direkt bewerkstelligt.
Über das bessere System streiten sich die Gelehrten.
Das externe System ist variabler und letztendlich auch reparaturfreundlicher, nimmt aber als zusätzliches Bauteil viel Platz in Anspruch. Abgas-und Frischluftrohre, Wärmetauscher und der Regelmechanismus nimmt viel Platz ein. Der Motor wirkt dabei sehr zerklüftet und kompliziert im Aufbau, ist aber nach meiner Meinung leichter in der Wartung und Reparatur leichter zu beherrschen. Ein Motor mit integrierter d.h. innerer Abgasrückführung ist kompakter und äußerlich aufgeräumter. Aber da die Abgasreinigung im Motor d.h. während des Verbrennungsvorganges stattfindet ist er bei eventuellen Störungen, nach meiner Meinung schwieriger zu beherrschen.
So oder so ist in den neuen Motoren aber jede menge Elektronik verbaut. Über ein Dutzend Sensoren, Fühler und Temperaturgeber, geben ständig ihre Daten an die Motorelektronik um den idealen Betriebszustand und die benötigte Kraftstoffmenge zu berechnen.
Gleichzeitig laufen über das Bordeigene CAN-Bus System noch Informationen von der Hydraulik, Transmission, Achsen und andere wichtige Daten ein und verknüpfen alles miteinander.
Der ganze Aufwand dient einzig und alleine der Verbrauchsreduzierung und der Minderung der Schadstoffemissionen .
Das ganze funktioniert aber nur wenn alle Betriebsumstände nahezu dem Idealzustand entsprechen. Die Kraftstoffqualität muss stimmen, die Motorölqualität ist ein sehr wichtiger Baustein und die äußeren Umstände wie Luftdruck, Temperatur usw. sollten relativ Normal sein. Dann arbeitet solch ein Motor bei maximaler Kraftentwicklung mit minimalstem Kraftstoffverbrauch und geringsten Emissionen.
Aber eine moderne Lademaschine besteht nicht nur aus einen „High-Tec-Motor, nein die gesamte Maschine ist eine Gesamtkomposition mit abgestimmten und optimierten Komponenten. Z.B. die Hydraulikanlage ist heute von der Pumpe bis zu den Zylindern Strömungsoptimiert und wird ständig mit Energieregenerationstechniken verfeinert. Liebherr z.B. setzt einen Energiespeicherzylinder zur Energierückgewinnung ein.
Diese Technik gibt es schon länger bei Brems.-und Lenkanlagen und bei Hydraulikanlagen die schnelle Bewegungen erfordern aber wo starke Stöße bei Druckabschneidungen vermieden werden müssen. Bei Liebherr wird dieser Druckspeicher benutzt um die Druck/Kraftspitzen beim schnellen Anheben der Ausrüstung zu unterstützen.
Beim absenken der Ausrüstung ladet die Bodenseite der Hydraulikzylinder den Speicher auf um dann den gespeicherten Druck ( durch Vorspannung in dem Membranspeicherzylinder) beim anheben des Auslegers mit Last wieder an die Hubzylinder abzugeben und entlastet dann den Motor erheblich. Durch den geringeren Druck den die Hydraulikpumpe zum anheben der Last fördern muss wird vom Motor weniger kW gebraucht, also kann der Dieselmotor kleiner gewählt werden. Z.B. ein 4 Zylinder Diesel statt einem 6 Zylinder.
Ein kleinerer Motor verbraucht weniger Kraftstoff und produziert weniger Emissionen das nennt man „Downsizing“. Es wird auch ganz stark an der Reduzierung der Gewichte gearbeitet. Die Ausrüstungen werden immer schlanker und damit leichter. Ganz extrem geht die Fa. Liebherr vor, sie hat einen Ladestiel für Umschlagbagger entwickelt der völlig durchbrochen ist.
Alle Blechteile die nicht zur Stabilität beitragen wurden weggelassen. Möglich ist das heute weil die Stahlqualitäten immer besser werden und man heute sehr viel dünnere, also leichtere Bleche verwenden kann. Die Forschungsergebnisse kommen aus dem Fahrzeugbau, wo Leichtbau schon lange angewendet wird. Heute werden solche Ausleger mit der Finite –Elemente – Methode am Computer berechnet. Diese Methode zeigt am Computer wo die Kraftverläufe bei bestimmten Belastungszuständen stattfinden . Damit kann der Konstrukteur festlegen wo Material in welcher Stärke sein muss und wo kein oder nur dünnes Material völlig genügt. Dadurch wird die Ladeeinrichtung nur so schwer, wie unbedingt notwendig ist. Weniger Gesamtgewicht, gleich weniger Energie, weniger Energie gleich weniger Schadstoffe das ist das Ziel. Deswegen sollte man bei der Auswahl der Arbeitswerkzeuge vermehrt auf das Gewicht. Achten, sonst sind die konstruktiven Vorteile des Trägergerätes schnell wieder verloren.
Auffallend bei der Zubehörbranche war auch, dass immer mehr Augenmerk auf die Betriebsstoffe bzw. deren Reinhaltung gelegt wird. Kraftstoff.- und Ölfiltration ist ein wichtiges Thema und wird immer wichtiger. Es gibt viele Neuigkeiten bei den Kraftstofffiltern und deren Wasserabscheidung. Man sollte in Zukunft mit der Verwendung von „Billigfiltern“ sehr vorsichtig sein. Die Schäden oder Lebensdauerverringerung die dadurch entstehen können, kosten ein vielfaches des Ersparten.
Die modernen Motor.-oder Hydraulikaggregate sind durch ihre Leistungsoptimierung so hoch belastet und die Toleranzen so eng geworden, das dass ganze nur mit absoluter Sauberkeit ihre erwartete Lebensdauer erreichen kann. Die gleiche Rolle spielen auch die Betriebstemperaturen, sie sollten sich immer in den geforderten Toleranzen bewegen um vorzeitigen Verschleiß zu vermeiden. Deswegen gibt es immer mehr Zubehör um z.B. Kraftstofffilter und Leitungen zu beheizen. Aber auch Anlagen die den Ölwechsel bei den Motoren oder Hydraulikanlagen unnötig machen. Aber wie gesagt, dass ganze funktioniert nur wenn immer optimale Betriebszustände garantiert werden können. Die Elektrifizierung der Baumaschinen ist auch ein großes Thema geworden.
Caterpillar z.B. stellte zum ersten Mal eine Vollelektrische Planierraupe CAT D 7 aus. Diese Maschine ist eine „Vollhybrid“ das heißt der installierte Dieselmotor dient nur noch als Generatormotor. Diese Technik gab es in den sechziger Jahren schon mal, damals funktionierte die Leistungsregelung.-und Steuerung mangels heutiger Technik aber noch nicht.
Nach meiner Meinung wird sich diese Technik immer mehr durchsetzen, denn sie hat viele Vorteile. Der Dieselmotor läuft immer mit einer konstanten Drehzahl und immer in dem idealen Drehmomentbereich. Das macht sich stark im Kraftstoffverbrauch und noch mehr in der Lebensdauer bemerkbar. Solche Motoren halten fast doppelt solange wie wechselbelastete Motoren. Der Kraftstoffverbrauch liegt durch eine völlig andere Reglerkennlinie bis zu 30% unter den Verbräuchen bei normalen Antrieben. Da auch alle Nebenantriebe, wie Kühlventilatoren und andere elektrisch betrieben werden können, lassen sich diese Bedarfsabhängig steuern.
Auf unsere Branche der Schrottaufbereitung gesehen, bedeutet das, dass ein Elektrisch betriebenes Umschlaggerät viel effizienter arbeitet als ein Diesel-Hydraulisches. Das Optimum ist natürlich ein Fremdgespeister Elektrobagger aber wenn aus Mobilitätsgründen kein Kabel in Frage kommt , ist ein Diesel-Elektrisches Gerät trotzdem noch vorteilhafter. Ein Elektrobagger spart bis zu 50 % Betriebskosten . Diese Erkenntnis hatte z.B. der Französische Hersteller SERAM schon lange und bietet mit seinen Standard und Balance Kranen zwei Bauformen auf Elektrischer Basis an. Das ab einer gewissen Größe, das heißt Auslegerlänge der Balance-Kran die beste Wirtschaftliche Lösung ist hat inzwischen auch Sennebogen mit seinem 880 EQ erkannt.
Alle namenhafte Hersteller haben ihre Ladegeräte wahlweise mit Elektrischem Antrieb im Programm. Sennebogen macht sogar Werbung damit das alle Modelle wahlweise mit E-Motoren geliefert werden können, sowohl Raupenmobile als auch Radmobile Umschlagmaschinen.
Das die Sparte Umschlagmaschinen ein sehr wichtiges Marktsegment ist, sieht man daran das z.b. Sennebogen über 40 verschiedene Modelle für das Material handling anbietet. Aber auch Terex-Fuchs bietet inzwischen fast 20 Maschinenmodelle an.
Sowohl Sennebogen als auch Fuchs bieten verschiedene Unterwagenformen und verschiedene Pylonenversionen an. Den größten Schritt hat allerdings Liebherr getan. Liebherr hat sich von dem Prinzip Erdbau-Bagger zu Umschlagbaggern zu modifizieren verabschiedet und stellt jetzt in einem neuen Werk rein für den Materialumschlag konstruierte Geräte her. Diese neue Serie wird auch durch eine neue Namensgebung kenntlich gemacht. Die reinen Umschlagbagger heißen in Zukunft „ LH „. Der neue Liebherr LH 120 ist das erste Gerät diese Baureihe. Diese Baureihe wird auch den neuen Energiespeicherzylinder, den Liebherr für seine Umschlaggeräte entwickelt hat, besitzen. Für diesen Energiespeicherzylinder wurde Liebherr anlässlich der Bauma2010 der Innovationspreis in der Kategorie Komponenten verliehen.
Sowohl Liebherr als auch Fuchs bieten einen Semi-stationären Unterbau an, der auf 4 Pratzen steht und zur Umsetzung ein Hilfsfahrgestell benötigt. Diese Maschine hat natürlich auch einen E-Antrieb. Für große Schrottplätze oder für den Hafenumschlag eine sehr geeignete Version. Liebherr hat auch für Massengüter so wie Schüttgüter einen neuen Leichtbaustiel ( ca. 20 % weniger Eigengewicht) entwickelt der ca. 400 kg mehr Nutzlast gegenüber dem normalen Stiel ermöglicht.
Auch der große Greifer der Baureihe GMM 80 wurde leichter und flacher bei gleicher Haltbarkeit.
Im großen und ganzen liegen natürlich die meisten Innovationen und Entwicklungen im Detail und für den Nichtfachmann im verborgenen, aber so viel steht fest die Technik geht mit Riesenschritten in die Zukunft. Nur ein Beispiel ist die gegenüber früheren Versionen weit fortgeschrittene Entwicklung der Elektrisch/ Elektronischen Vorsteuerung der Joy-Sticks. Es gibt eigentlich keinen Grund mehr Hydraulische Vorsteuerungen einzusetzen. Die Elektrische Vorsteuerapparate lassen sich unbegrenzt weit vom Hydraulik-Steuerblock (Pylonen-Geräte, große Kabinenhebesysteme usw.) einbauen, sie sind nicht Temperatur – empfindlich und lassen sich hervorragend in das CAN-Bus System integrieren. Diese und weitere Elektronische Elemente werden in Zukunft unsere Ladegeräte bestimmen. Es wir also immer wichtiger Service-Personal auf diese Zukunft vorzubereiten.
Der große Schraubenschlüssel als typisches Werkzeug in der Baumaschinenbranche wird bald in den Hintergrund treten. Die Maschinen werden dadurch Servicemäßig nicht unbeherrschbar, nur anders.
Wer jetzt den Anschluss verliert wird es später schwer haben diese Technik zu verstehen.
Aber es gilt immer noch das alte Sprichwort:
„ Wer die Technik beherrschen will, muss sie verstehen“.
