Saugen statt Baggern - Hydrauliksteuerung eines Saugbaggers
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Dass die klassischen Baumaschinen wie Bagger, Frontlader und Kräne ihre Kraft aus der Hydraulik erhalten ist bekannt. Darüber hinaus gibt es aber viele weitere und ebenso anspruchsvolle Einsatzgebiete der Hydraulik in dieser Branche.
Eines davon ist der hier dargestellte Saugbagger der Firma MTS Mobile Tiefbausysteme aus Germersheim. Denn wenn der Erdaushub mit möglichst kleinsten Baugrubenmaßen erfolgen soll, ist dieser mobile Baumaschinentyp erste Wahl. Hier kann der Saugbagger einen enormen Zeitvorteil gegenüber der Handschachtung bzw. einen Sicherheitsvorteil gegenüber dem Schaufelbagger bringen. Beispielhaft seien kleinere Erdaushubarbeiten beim Grabenbau im Stadtbereich oder bei der Altbausanierung genannt. Sind hier bereits Leitungen und Rohre vorhanden, dürfen diese nicht beschädigt werden. Das schafft der Saugbagger durch sein sanftes "Schachten". Aber auch an schlecht zugänglichen Baustellen, im Gleisbereich und beim Landschaftsbau liegen die Vorteile auf der Hand. Denn Staub, Kies, Wasser, Schlamm, Schotter und sogar größere Steine (max. 25 cm Durchmesser) werden mit dem Saugschlauch einfach angesaugt und im internen Sammelbehälter abtransportiert. Ähnlich dem Funktionsprinzip eines Staubsaugers werden die Feststoffe durch die Strömungskraft einfach mitgenommen. Somit bietet der Saugbagger eine Komplettlösung für Aufnahme und Abtransport des Aushubes in einem Fahrzeug. Auch die Steuerung der verschiedenen Funktionen in diesem Fahrzeugtyp bietet ein interessantes und herausforderndes Betätigungsfeld. Hohe Drücke sowie dauerfeste und unempfindliche Komponenten sind gefragt.
Funktionen und Arbeitsweise
HAWE Hydraulik bietet ein komplettes Hydrauliksystem zur Steuerung der Bewegungen des Kraftarmes, des Sammelbehälters und des Kompressors an. In Anlehnung an die Arbeitsweise des Saugbaggers soll im einzelnen mehr erzählt werden. Das Abtragen, Aufnehmen und der Transport der Feststoffe von der Aushubstelle zum internen Sammelbehälter erfolgt mit dem Saugschlauch. Mit einer Saugkrone kann das Erdreich gleichzeitig gelockert bzw. abgeschürft und aufgesaugt werden. Das erhöht die Lösewirkung noch einmal. Durch die Führung des Saugschlauches mit einem Auslegerkran bzw. einem Schwenkarm ist er in alle Richtungen beweglich. Die Möglichkeit den Schwenkarm zusätzlich zu teleskopieren erhöht seine Reichweite noch einmal. Die Steuerung der Bewegungen des Auslegerkranes wie Heben, Drehen, Knicken und ggf. Teleskopieren erfolgt mit einem Proportional-Wegeschieber nach dem Load-Sensing-Prinzip aus dem Hause HAWE Hydraulik. Die 5 Einzelsektionen des Ventilverbandes vom Typ PSL sind über eine interne LS-Leitung miteinander verbunden und ermöglichen ein lastunabhängiges und stufenloses Ausführen der Bewegungen. Die Betätigung erfolgt elektrohydraulisch mit einer Kabel- oder Funkfernsteuerung. Dadurch ist auch eine Ein-Mann-Bedienung des Saugbaggers direkt von der Aushubstelle möglich. Bei Stromausfall ist eine manuelle Betätigung mit Handhebel, die ebenfalls proportional erfolgt, möglich.
Nach der Aufnahme strömt die Saugluft über den Schlauch in den Sammelbehälter wo die Feststoffe mittels Schwerkraft abgeschieden werden. In der nachgeschalteten Filterkammer wird die Saugluft dreistufig gereinigt und strömt dann über den Ventilator und einen Schalldämpfer wieder in die Umgebung zurück. Zur Erhaltung der Filtereigenschaften werden die Filterpatronen regelmäßig und automatisch ausgeblasen. Diese Reinigung erfolgt mit Druckluft, die von dem eingebauten Kompressor geliefert wird. Den Antrieb des Kompressors übernimmt ein Axialkolbenmotor vom Typ M 60 N mit einem maximalen Betriebsdruck von 400 bar. Um die zur Reinigung notwendige Leistung zu erzielen, arbeitet der Kompressor mit Drehzahlen bis 3300 U/min. Der Kompressor wird proportional und damit sanft über einen zweiten Proportional-Wegeschieberverband vom Typ PSL angefahren um Schaltschläge zu vermeiden. Schaltschläge würden zu kurzzeitigen Druckspitzen im Hydrauliksystem und damit zu einer zusätzlichen mechanischen Belastung der Fahrzeugkomponenten führen.
Dieser Ventilverband übernimmt auch die Steuerung des Entleerungsvorgangs des fahrzeuginternen Sammelbehälters. Dabei wird der Deckel hydraulisch geöffnet und der Behälter seitlich auf einen Pritschenwagen oder in einen Container ausgekippt. Während des Auskippens des Behälters wird das Trägerfahrzeug über zwei ausfahrbare Stützbeine abgesichert. Diese werden ebenfalls mit dem zweiten Ventilverband aus- und eingefahren. Sowohl die Zylinder zum Kippen des Behälters als auch die beiden Stützbeine sind mit Lasthalteventilen vom Typ LHK abgesichert.
Nachdem die Steuerung der wichtigsten Funktionen des Saugbaggers beschrieben sind, soll noch auf die Druckölversorgung eingegangen werden. Diese übernimmt eine Zweikreis-Axialkolbenpumpe mit den Verdrängungsvolumen 63 ccm/U bzw. 32 ccm/U an den beiden Druckausgängen. Mit einem maximalen Betriebsdruck von 400 bar widersteht diese Pumpe auch den im Betrieb häufig auftretenden Druckspitzen bis 300 bar zuverlässig. Druckspitzen entstehen in diesem Fahrzeug hauptsächlich durch das permanente Ab- und Zuschalten des Kompressors zum Ausblasen der Filterpatronen im Betrieb. Diese führten in der vorher eingebauten Flügelzellenpumpe mit geringerem zulässigen Betriebsdruck zu vermehrten Ausfällen. Die Wahl der Doppelpumpe anstatt von zwei Einzelpumpen ermöglicht zusätzlich Platz einzusparen.
Insgesamt bieten die verwendeten Hydraulikkomponenten mit einem Betriebsdruckbereich bis 400 bar eine hohe Leistungsdichte. Bei dem sonst in diesem Fahrzeugtyp üblichen Betriebsdruck von 160 bar sind hohe Volumenströme notwendig, um die Leistung des Kompressors zu erreichen. Verwendet man einen höheren Druck können gemäß der Gleichung [Leistung = Druck * Volumenstrom] Ölmengen eingespart werden. Dadurch können die Hydraulikkomponenten wie Tank, Motor, Ventile und Leitungen kleiner dimensioniert und damit auch gewichtsparend gebaut werden. Die Vertriebsingenieure von HAWE Hydraulik unterstützten den Kunden nicht nur bei Auswahl der einzelnen Hydraulikkomponenten sondern auch bei der Auslegung des gesamten Hydrauliksystems auf hohe Leistungsfähigkeit und Betriebsdauer.
Für weitere Informationen fordern Sie bitte unsere kostenlosen Unterlagen an. HAWE Hydraulik, www.hawe.de, info@hawe.de, Tel. +49 (0) 89 431 88 0.
