Der Brecher selbst ist nicht das Problem – der Träger ist es
Fragen Sie, welches hydraulische Brechermodell für Arbeiten in großer Höhe geeignet ist, und die Antwort klingt wie eine Produkt-Empfehlungsfrage. Ist sie aber nicht. Der Schlagmechanismus eines hydraulischen Brechers – Stickstoffspeicher, Kolben, Steuerventil – ist gegen die Atmosphäre abgedichtet. Er atmet keine Luft. Er verliert keine Schlagenergie, weil die Luft dünn ist. Der Brecher überträgt genau die hydraulische Leistung, die er vom Träger erhält. Der Träger ist die Komponente, die in großer Höhe leidet. Und wenn der Träger unterlastet wird, folgt der Brecher diesem Verhalten.
Die praktische Konsequenz lautet wie folgt: Ein Trennschalter, der auf Meereshöhe korrekt funktioniert, arbeitet auch in 3.000 Metern Höhe korrekt, sofern der Hilfskreislauf des Trägerfahrzeugs weiterhin den erforderlichen Durchfluss und den erforderlichen Druck bereitstellt. Die entscheidende Frage ist nicht, welches Trennschaltermodell Höhenlagen toleriert – vielmehr lautet sie: Wie viel Hilfsdurchfluss stellt das Trägerfahrzeug tatsächlich in großer Höhe bereit, und ist der ausgewählte Trennschalter für diesen reduzierten Ausgangswert dimensioniert? Die meisten höhenbedingten Probleme mit Trennschaltern sind in Wirklichkeit Leistungsabminderungsprobleme des Trägerfahrzeugs, die lediglich den Anschein von Trennschalterproblemen erwecken.
Vier höhenabhängige Anpassungen – Wirkung, erforderliche Maßnahme, Feldbeobachtung
Die nachstehende Tabelle behandelt die vier Variablen, die sich in großer Höhe ändern und spezifische Anpassungen erfordern. Die Spalte „erforderliche Maßnahme“ gibt an, was vor der ersten Betriebschicht geändert werden muss – nicht erst nach dem ersten Ausfall.
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Variable |
Höhenwirkung |
Erforderliche Maßnahme |
Feldbeobachtung |
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Leistungsabgabe des Trägerfahrzeugmotors |
Turboaufgeladene Motoren beginnen ab einer Höhe von ca. 1.500 m mit der Leistungsreduzierung; saugbetriebene Motoren ab einer Höhe von ca. 1.000 m – etwa 3 % Leistungsverlust pro 300 m über der jeweiligen Schwelle |
Reduzieren Sie die erwartete Schlagfrequenz (BPM) des Brechers um denselben Prozentsatz wie die Leistungsreduzierung des Trägermotors; betreiben Sie den Brecher nicht mit Volllasteinstellungen und erwarten dabei die angegebene Zusatzfördermenge |
Auf einer Höhe von 3.500 m kann ein turboaufgeladener Bagger bis zu 15–20 % weniger Zusatzfördermenge liefern als auf Meereshöhe – die Brecherauswahl muss daher so dimensioniert sein, dass sie innerhalb dieser reduzierten Leistung arbeitet |
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Viskosität von Hydrauliköl |
Hochlagige Einsatzorte sind in der Regel auch kalt; Öl, das bei 20 °C auf Meereshöhe den Spezifikationen entspricht, kann bei −10 °C am Morgenstart auf dem Hochplateau zu zähflüssig sein und dadurch beim Anfahren den Brecherkreislauf der Fördermenge berauben |
Wechseln Sie zu einer kältebeständigen Öl-Sorte mit niedrigerer Viskosität (ISO VG 32 oder VG 46, je nach minimaler Umgebungstemperatur); erwärmen Sie das Hydrauliksystem vor Inbetriebnahme des Brechers auf mindestens 40 °C |
Das Einschalten eines kalten, hochviskosen Kreislaufs in den Leistungsschalter ist eine häufige Ursache für Dichtungsversagen bei Einsätzen in Hochlagen – die Dichtungen sind für Öl im normalen Betriebsbereich ausgelegt |
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Stickstofffüllung im Speicherbehälter |
Der Stickstoffdruck steigt mit der Temperatur und fällt bei Kälte; ein Leistungsschalter, der auf Meereshöhe mit 55 bar befüllt wurde, kann bei Höhenlage und kalter Umgebungstemperatur einen anderen Druckwert anzeigen, wenn die Temperaturdifferenz groß ist |
Überprüfen Sie den Stickstoffdruck im Speicherbehälter erneut, nachdem das Gerät 24 Stunden lang am Einsatzort unter den vorliegenden Höhen- und Umgebungstemperaturbedingungen betrieben wurde; stellen Sie den Druck unter diesen Bedingungen auf die vom Hersteller vorgegebene Spezifikation ein |
Eine Füllung, die in einem warmen Depot in Tieflage korrekt angezeigt wird, zeigt bei einer kalten Morgenstunde in 4.000 m Höhe einen zu niedrigen Wert an; der Rückgang der Schlagenergie entspricht dem bei zu niedrigem Stickstoffdruck in jeder Höhenlage |
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Ölkühlung und Wärmeabfuhr |
Die dünnere Luft in Höhenlagen verringert die Wärmeabfuhr von hydraulischen Schläuchen und dem Trägerradiator; die Öltemperatur steigt bei gleicher Last schneller als auf Meereshöhe |
Überwachen Sie die Öltemperatur während der ersten Schicht in großer Höhe; falls sie innerhalb von 2 Stunden nach Inbetriebnahme 70 °C überschreitet, verringern Sie den Betriebszyklus oder installieren Sie vor dem Einsatz im Vollschichtbetrieb einen zusätzlichen Ölkühler |
Überhitzung der Dichtungen in großer Höhe führt zu einem stillen Versagen – das Öl wird heiß, die Dichtungen beginnen intern zu lecken, und das erste Anzeichen ist ein allmählicher Rückgang der Schlagenergie über mehrere Tage hinweg, kein akutes Versagen |
Auswahl des Brechermodells für den Einsatz in großer Höhe: Größeren Modell wählen, nicht kleineren
Die gegenintuitive Größenregel für den Einsatz in großer Höhe besagt, dass ein Brecher am unteren Ende des vom Trägerfahrzeug unterstützten Gewichtsbereichs und nicht am oberen Ende ausgewählt werden sollte. Auf Meereshöhe wird empfohlen, das obere Ende des vom Trägerfahrzeug unterstützten Bereichs zu bevorzugen, um Stabilität und Produktivität zu gewährleisten. In großer Höhe hingegen, wo der Zusatzvolumenstrom aufgrund der Leistungsreduzierung des Motors abnimmt, arbeitet ein Brecher, der 160 L/min vom Trägerfahrzeug verlangt, das nun nur noch 130 L/min liefert, bei jedem Schlagzyklus außerhalb seiner Spezifikation. Ein kleinerer Brecher mit einem Anforderungsprofil von 110–130 L/min, der genau auf die tatsächliche, reduzierte Förderleistung des Trägerfahrzeugs abgestimmt ist, liefert eine konsistentere Schlagenergie und erzeugt weniger Wärme als ein größerer Brecher, der dauerhaft unter seiner minimalen Durchflussgrenze betrieben wird.
Die Auswahl des Unterbrechermodells sollte daher mit einer Messung beginnen und nicht mit einem Vergleich von Datenblättern. Messen Sie den tatsächlichen Zusatzvolumenstrom des Trägerfahrzeugs auf der jeweiligen Betriebshöhe nach einer Warmlaufzeit von einer Stunde. Diese einzige Kenngröße bestimmt, welche Unterbrechermodelle in Frage kommen. Die BLT- und BLTB-Serien von BEILITE decken beispielsweise einen Bereich an Volumenstromanforderungen ab – von 20 L/min bei den kompakten Modellen bis hin zu über 400 L/min bei schweren Einheiten. Die Modelle der Mittelklasse (BLT-85 bis BLT-120) liegen in einem Volumenstrombereich, der typischerweise auch nach einer Leistungsabsenkung (Derating) von 15–20 % bei einem turboaufgeladenen Trägerfahrzeug mit einem Gewicht von 15–25 t auf einer Höhe von 3.000–4.000 m noch erreichbar bleibt. Entscheidend ist weniger die Modellbezeichnung als vielmehr die passgenaue Zuordnung von Volumenstrom und Einsatzhöhe.
Ein letzter Hinweis zur Modellauswahl für extreme Höhenlagen über 3.500 m: Falls die Projektdauer mehrere Wochen überschreitet, fordern Sie vor dem Versand der Geräte eine Höhenkonfiguration vom Hersteller an. Einige Leistungsschalter sind mit angepassten Spezifikationen für die Stickstofffüllung der Speicherbehälter erhältlich, die auf den jeweiligen Einsatzhöhenbereich abgestimmt sind, sowie mit Dichtungsmaterialien für Kaltwetteranwendungen (Polyurethan für niedrige Temperaturen statt Standard-Nitrilkautschuk), das auch bei den morgendlichen Starttemperaturen seine Elastizität bewahrt – Temperaturen, bei denen eine Standarddichtung verhärten würde. Dabei handelt es sich nicht um exotische Modifikationen – sie sind dokumentierte Optionen im Produktprogramm von BEILITE und anderer namhafter Hersteller. Ihre Spezifizierung beim Bestellvorgang verursacht kaum zusätzliche Kosten; hingegen fallen deutlich höhere Kosten an, wenn diese Anpassungen nach der Ankunft am Plateau-Standort drei Tage nach Beginn eines Straßenbauprojekts nachgerüstet werden müssen.
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