Hydraulikdruckschalter Kleiner Druckschalter hält riesigen Schaufelradbagger am Laufen

Redakteur: Jan Vollmuth

Mehr als 500 Meter lang, bis zu 14.000 Tonnen schwer: Schaufelradbagger von Takraf für den Tagebau gehören zu den größten jemals gebauten fahrbaren Geräten. Aber auch in diesen Großanlagen spielen kleinste Komponenten, etwa ein 800 g leichter mechanischer Hydraulikdruckschalter HED8-2X von Rexroth, eine wichtige Rolle für den sicheren und zuverlässigen Betrieb.

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Schaufelradbagger von Takraf gehören zu den größten jemals gebauten fahrbaren Geräten.
Schaufelradbagger von Takraf gehören zu den größten jemals gebauten fahrbaren Geräten.
(Bild: Takraf)

Der Radausleger des Schaufelradbaggers hebt und senkt das tonnenschwere Schaufelrad und drückt es kontrolliert in den Boden, um bis zu 240.000 m3 Abraum pro Tag aus der Erde zu fördern. Bei jedem Wetter, ob bei tropischen Temperaturen, arktischer Kälte oder auf 3500 Höhenmetern, stehen Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit aller Komponenten an erster Stelle.

Hydraulik als einzige Antriebstechnologie

„Tagebauprojekte sind immer Einzelanfertigungen, die die jeweiligen Bedingungen erfüllen müssen“, hebt Andreas Richter hervor, Projektingenieur Power Transmission Technology/Hydraulic bei Takraf. Das Unternehmen mit Hauptsitz in Leipzig konstruiert und liefert schlüsselfertige Anlagen und Systeme für den Massengutumschlag und die gesamte Prozesskette im Tagebau – von der Abraumbeseitigung, Rohstoffgewinnung, Aufbereitung, Lagerung und Homogenisierung bis hin zum Weitertransport oder zur Verschiffung. Bei den enormen Kräften sowie den rauen Betriebsbedingungen mit Stößen, Vibrationen und Temperaturschwankungen kommt an vielen Stellen nur Hydraulik als Antriebstechnologie in Frage.

Bei jedem Projekt schreibt die Hydraulikkonstruktion von Takraf die grobe Aufgabenstellung aus und erwartet eine detaillierte Projektierung für komplette Module von den Zulieferern. Bei Bosch Rexroth übernehmen seit vielen Jahren erfahrene Branchenspezialisten für den Tagebau die Projektierung der Hydrauliksysteme für Takraf. Dabei fügen sie Hydraulikaggregate, Zylinder sowie die vorgeschalteten Ventile, Schalter und Sensoren zu einer Systemlösung zusammen.

Wichtiges Bauteil für die Hydrauliksysteme

Ein kleines, aber wichtiges Bauteil für die Hydrauliksysteme sind mechanische Druckschalter. „Die Sicherheitsvorgaben im Bergbau schreiben eine redundante Lösung mit einem elektrischen und einem mechanischen Druckschalter für die Drucküberwachung hydraulischer Kreisläufe vor“, beschreibt Andreas Richter die Rahmenbedingungen. Der 800 g leichte mechanische Druckschalter HED8-2X von Rexroth besteht aus einem mit stufenlos einstellbarer Federkraft vorgespannten Kolben. In fünf Varianten deckt er verschiedene Druckstufen bis maximal 630 bar ab. Vier Verstellarten, je zwei mit Spindel und mit Drehknopf, vereinfachen über eine gut lesbare Skala die Bedienung. Eine abschließbare Variante verhindert, dass die Einstellung versehentlich oder durch unbefugte Personen verstellt wird.

Ist der eingestellte Druck erreicht, betätigt der Kolben einen Mikroschalter mit Öffner-/Schließerfunktion. Dadurch wird je nach Schaltungsaufbau der elektrische Stromkreis ein-oder ausgeschaltet. Der mechanische Anschlag des Federtellers schützt den Mikroschalter bei plötzlichem Druckabfall vor mechanischer Zerstörung und verhindert bei Überdruck ein Auf-Block-Gehen der Druckfeder. Die Schaltgenauigkeit schwankt um weniger als ±1 % des Einstellwerts. Für Takraf wichtig: Die Komponenten sind besonders schmutzfest und für Einsatztemperaturen von -40 bis 80 °C ausgelegt.

Robuster Anschluss

Je nach Einsatzsituation erfolgt der Anschluss der HED8-2X über einen großen Würfelstecker, für den Rexroth vorkonfektionierte Kabel als Zubehör anbietet. Dieser Anschluss ist robust und erreicht die Schutzart IP65. Ist IP67 gefordert, eignet sich die Variante mit M12x1-Gerätestecker mit einem ebenfalls vorkonfektionierten Kabel. Die Elektrik des Druckschalters schaltet sowohl sehr kleine Ströme von 1,0 mA als auch hohe bis 2 A. Das Signal wird in der übergeordneten Maschinensteuerung erfasst und ausgewertet.

Durch die hohen MTTFd-Werte ist der mechanische Druckschalter auch für sicherheitsrelevante Funktionen sehr gut geeignet und hebt sich dadurch von den elektrischen Druckschaltern ab. Durch zahlreiche verschiedene Montagearten in der Rohrleitung, über Flansch oder als Höhenverkettungselement in Verbindung mit Zwischenplatten ist der Druckschalter universell einsetzbar und kann platzsparend installiert werden.

Hohe Lebensdauer und Verfügbarkeit gefragt

„Unsere Tagebauanlagen sind auf eine Lebensdauer von mindestens 25 Jahren ausgelegt, oft sind sie aber noch länger in Betrieb“, betont Andreas Richter. Darum stehen bei der Auswahl aller Komponenten und Baugruppen Lebensdauer und Verfügbarkeit ganz oben auf der Anforderungsliste. Der HED8-2X erreicht getestet mindestens 5 Millionen Schaltzyklen.

„Wir legen großen Wert darauf, dass auch unsere Zulieferer weltweit aufgestellt sind, denn wir errichten unsere Anlagen auf allen Kontinenten und oft in entlegenen Gebieten.“ Ein Anlagenstillstand ist extrem teuer und jede Stunde zählt. Müssen Spezialisten oder Ersatzteile erst aus Deutschland eingeflogen werden, entstehen enorme Kosten. Bosch Rexroth ist in mehr als 80 Ländern präsent und gewährleistet über regionale Ersatzteillager und lokale Service-Spezialisten eine hohe Reaktionsgeschwindigkeit.

Takraf hat in diesem Jahr bereits zwei neue Schaufelradbagger in Indien und China in Betrieb genommen, darunter auch den bislang größten seiner Art in Asien. (jv)

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