Anwendung und Entwicklung neuer Technologien bei hydraulischen Felsbrechern

1.6 Anwendung und Entwicklung neuer Technologien bei hydraulischen Felsbrechern

Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung von hydraulischen Felsbrecher-Produkten wurden auch verschiedene damit verbundene neue Technologien breit in hydraulische Felsbrecher integriert, wodurch sich die technische Entwicklungsrichtung dieser Produkte ergab.

(1) Staubbekämpfungstechnologie

Während Abrissarbeiten oder beim Tunnelvortrieb entsteht sehr viel Staub, was die Gesundheit der Bediener beeinträchtigt und die Sichtweite vor Ort verringert. Der hydraulische Felsbrecher Rammer City Jet verfügt über ein Wasserrohr und eine Düse, die am Maschinengestell angebracht sind; während des Betriebs des hydraulischen Felsbrechers tritt Wasser aus den beiden Düsen an der vorderen Maschinengestellspitze aus. Der Pumpendurchsatz ist einstellbar und beträgt maximal 40 L/min bei einem Wasserdruck von 20 MPa. Die erzeugten Wasserdampfpartikel sind klein und besitzen eine hohe Geschwindigkeit, wodurch Staub effektiv gebunden wird.

(2) Geräuschminderungstechnologie

Mit der zunehmenden Stärkung des Umweltbewusstseins der Bevölkerung werden die Vorschriften zur Lärmemission hydraulischer Felsbrecher immer strenger. Derzeit besteht die wichtigste Maßnahme zur Lärmminderung bei hydraulischen Felsbrechern darin, einen geschlossenen, kastenförmigen Maschinenrahmen zu verwenden, an dem der Felsbrecherkörper zwischen elastischen Dämpfungselementen aus speziellem Kunststoff mit Vorspannung aufgehängt wird. Die elastischen Dämpfungselemente sowie hochwertige verschleißfeste Kunststoffplatten verbessern die Schallabsorption. Durch diese Maßnahmen lässt sich der Lärm erheblich reduzieren; in einem Abstand von etwa 15 Metern kann der Schallpegel auf 85 dB gesenkt werden. Die Lärmminderungstechnologie ist nicht nur für den Umweltschutz von Vorteil, sondern verringert zudem die Vibrationen des hydraulischen Felsbrechers, mildert die Reaktionskräfte am hydraulischen Felsbrecher und wirkt sowohl auf den hydraulischen Felsbrecher selbst als auch auf den Bagger schützend.

(3) Vielfalt der Arbeitsmedien

Die meisten hydraulischen Felsbrecher verwenden Hydrauliköl, doch aus Gründen des Umweltschutzes können hydraulische Felsbrecher von Krupp auch wasserglykolbasiertes Hydrauliköl, synthetisches Ester-Hydrauliköl und pflanzenölbasierter Hydrauliköl verwenden. Selbstverständlich ist vor der Verwendung umweltfreundlichen Hydrauliköls die Zustimmung des Baggerherstellers und des Herstellers des hydraulischen Felsbrechers einzuholen. Für Arbeiten unter Tage kann zur Gefahrenreduzierung feuerfestes Hydrauliköl verwendet werden.

(4) Unterwassertechnologie

Ein gewöhnlicher hydraulischer Felsbrecher kann ohne Modifikation nicht unter Wasser arbeiten; dringt Wasser in die Meißelaufnahme ein, entsteht bei jedem Schlag eine Wasserdruckwelle. Diese Wasserdruckwelle kann die Dichtungselemente des Hydrauliksystems beschädigen und kann zudem dazu führen, dass Wasser in das Hydrauliksystem eindringt, wodurch der Kolben rostet und beschädigt wird. Um Schäden am hydraulischen Felsbrecher zu vermeiden, entwickelte die Krupp-Gesellschaft eine spezielle Verbindungseinrichtung für den Unterwassereinsatz, die mit verschiedenen notwendigen wasserdichten Komponenten ausgestattet ist und Druckluft nutzt, um das Eindringen von Wasser in den hydraulischen Felsbrecher zu verhindern. Auch Rammer und Furukawa bieten hydraulische Felsbrecher an, die für den Unterwassereinsatz geeignet sind.

(5) Staubschutztechnologie

Hydraulische Felsbrecher vom Typ Krupp Marathon sind mit einer Meißel-Staubverhütungseinrichtung ausgestattet, die Führungsringe, Schwimmringe, Staubsperren und Staubabstreifer umfasst. Der stählerne Schwimmring verhindert das Eindringen grober Partikelverunreinigungen, während der aus elastischem Material gefertigte Staubabstreifer das Eindringen feiner Staubpartikel verhindert; dieses Staubverhütungssystem ist deutlich wirksam. Krupp verwendet zudem Druckluft zur Staubverhütung – mittels Druckluft wird der Innenraum der Meißelaufnahme und des Meißels gespült. Wenn der Meißel nach unten schlägt, kann so das Eindringen von Wasser und Gesteinspulver verhindert werden; gleichzeitig erfolgt eine Schmierung des Meißels.

(6) Schmierungsprobleme

Hydraulische Felsbrecher von Krupp verfügen über eine automatische kontinuierliche Schmieranlage, die am Rahmen des hydraulischen Felsbrechers angebracht ist; sie ermöglicht eine automatische und kontinuierliche Schmierung des Meißels.

Die automatische Schmieranlage von Krupp ist tatsächlich eine integrierte Fettpumpe. Diese Pumpe ist in der Nähe des Wartungsstutzens des Rahmenkastens installiert und über zwei Ölleitungen mit dem Hydraulikhammerkörper verbunden: Eine Ölleitung verbindet den Öleinlass des Hydraulikhammers mit dem Pumpeneinlass, die andere verbindet den Pumpenauslass mit dem Schmierfetteinlass des Hydraulikhammerkörpers. Bei jedem Start des Hydraulikhammers wirkt der Systemdruck des Hydraulikhammers auf den Förderkolben der Fettpumpe und fördert Fett über die Förderleitung sowie die internen Kanäle des Hydraulikhammers zum Meißelhülsenbereich am unteren Ende des Hydraulikhammers. Wenn der Hydraulikhammer angehalten wird, fällt der Druck ab, und der Förderkolben kehrt durch Federkraft in seine Ausgangsstellung zurück; gleichzeitig saugt er unter atmosphärischem Druck Fett in die Pumpe ein. Die Fördermenge an Fett hängt von der Start-/Stopp-Frequenz des Hammers und der am Pumpen-Durchflussreglerknopf eingestellten Einstellung ab.

Die automatische Schmieranlage ist eine optionale Vorrichtung für hydraulische Felsbrecher; falls sie nicht ausgewählt wird oder ausfällt, kann weiterhin manuell geschmiert werden. Im Allgemeinen muss alle zwei Betriebsstunden Öl nachgefüllt werden. Bei den hydraulischen Felsbrechern der Furukawa-F-Serie kann der Fahrer im Fahrerhaus die Schmierfett-Dosierung ferngesteuert und automatisch vornehmen; zudem ist eine automatische Dosierung über einen Zeitgeber möglich. Derzeit verfügen auch inländische hydraulische Felsbrecher wie die GT-Serie der Jingye-Firma über diese Ausstattung.

(7) Technologie zur Vermeidung von Leerläufen

Ein Leerlauf tritt auf, wenn bei der Hubbewegung des Kolbens des hydraulischen Felsbrechers das untere Ende des Kolbens keinen Kontakt mit dem oberen Ende des Meißels hat – das heißt, der Kolben trifft den Meißel nicht. Leerläufe können weiter unterteilt werden in vollständige Leerläufe und unvollständige Leerläufe.

① Vollständiges Leerfeuern: Kolben und Meißel berühren sich überhaupt nicht; zu diesem Zeitpunkt liefert der hydraulische Felsbrecher keine Energie ab und wandelt diese in Wärmeenergie um.

② Unvollständiges Leerfeuern: Der Kolben trifft den Meißel, doch da der Bagger den hydraulischen Felsbrecher nicht fest genug auf den Fels drückt, hebt die Reaktionskraft des Aufpralls den Körper des hydraulischen Felsbrechers an; der Meißel bewegt sich mit beträchtlicher Geschwindigkeit gemeinsam mit dem Kolben vorwärts, bis er auf den Meißelstift trifft und zum Stehen kommt. Dies verursacht schwere Schäden am Meißel, am Meißelstift, am Meißelsitz und an den langen Schrauben und ist gravierender als das vollständige Leerfeuern.

Unter den folgenden beiden Bedingungen kann ein hydraulischer Felsbrecher ein vollständiges oder ein unvollständiges Leerfeuern aufweisen:

① Der Meißel hat keinen Kontakt mit dem Fels, oder der hydraulische Felsbrecher wird gestartet, ohne dass dieser gegen den Fels gedrückt wird.

② Der Fels ist bereits gebrochen, und der hydraulische Felsbrecher wurde nicht rechtzeitig gestoppt.

Wenn ein hydraulischer Felsbrecher beim Starten blockieren oder automatisch anhalten kann, wenn die beiden oben genannten Situationen eintreten, wird gesagt, dass er die Funktion zum Verhindern von Leerläufen besitzt; derzeit haben die meisten Marken hydraulischer Felsbrecher diese Funktion in ihr Konstruktionsdesign integriert.