Schaufeln und Greifen mit zusätzlichem Freiheitsgrad

Die L&K Land- und Kraftfahrzeugtechnik GmbH ist in der Baumaschinenbranche als Hersteller besonders langlebiger Ausrüstungen für Bagger, Radlader, Teleskope und Sonderfahrzeuge bekannt. Die Schaufeln, Tieflöffel und andere Werkzeuge werden kundenspezifisch in zahlreichen Varianten gefertigt. Für die lange Lebensdauer unter widrigen Bedingungen und dynamischen Belastungen sorgen extrem verschleißfeste Hardox-Stähle – und iglidur Gleitlager.

Für Baggerfahrer und Baumaschinenvermieter sind sie „nur“ ein Werkzeug – allerdings eines, das höchste Anforderungen an die Belastbarkeit und Verschleißfestigkeit erfüllen muss. Denn die Schaufeln und Räumlöffel von Baggern und Radladern, von denen hier die Rede ist, graben sich bei jedem einzelnen Arbeitsgang mit hoher Dynamik ins Material und treffen dabei auch auf Widerstand wie Hartgestein.

Die Umgebungsbedingungen bei dieser Arbeit sind ungünstig, um nicht zu sagen extrem: Die Baumaschinen können im Wasser stehen oder hoch abrasives Material abtragen. Die Beanspruchung, die auf die Werkzeuge wirkt, ist sehr dynamisch und kaum berechenbar, zumal die Geräte auch einseitig belastet und auf der Baustelle nicht selten „zweckentfremdet“ werden.

Auch diese 8,5 m3-Hochkippschaufel ist mit iglidur Gleitlagern ausgerüstet. Links im Bild Dipl.-Ing. / Konstrukteur Sven Gasterstädt von L&K, rechts Technischer igus Verkaufsberater Kevin Büttner.

8,5 m3-Hochkippschaufel mit iglidur Gleitlagern ausgerüstet. Links Dipl.-Ing. Sven Gasterstädt, L&K; rechts technischer igus Verkaufsberater Kevin Büttner.

Problem

Die Lagerstelle muss bei einem Einsatz von insgesamt über 4.000 Stunden wartungsfrei sein. Völlig gleich ob der Bagger im Wasser steht oder hoch abrasives Material abträgt. Zudem sind die Lagerstellen starken Lasten und Stößen ausgesetzt. Die Beanspruchung durch Staub und Schmutz ist eine zusätzliche Herausforderung für die Lagerstellen.

Lösung

Mit wartungs- und schmierfreien iglidur Gleitlagern wurde die geforderte Lebensdauer sogar übertroffen. Trotz höchster Beanspruchung gab es selbst nach 5 Jahren Einsatz gab es weder Reklamation noch Bedarf die Gleitlager zu schmieren oder auszutauschen. Zudem sind sie rund 40 Prozent günstiger als die zuvor verbauten Verbundlager.

„Die Polymerlager sind rund 40 Prozent günstiger. Sie benötigen keine Schmierung und ihre Masse ist geringer als die der zuvor verbauten Verbundlager.“

Roland Georgi, Konstrukteur bei L&K

Hochwertige Ausrüstung für Baumaschinen – „made in Thüringen“

Viele Hersteller, Vermieter und Anwender von Baumaschinen wünschen für derartige Bedingungen keine „08/15“-Werkzeuge, sondern solche, die sich durch lange Lebensdauer und oft auch durch besondere Beweglichkeit und zusätzliche Freiheitsgrade auszeichnen. Mit diesem Wunsch sind sie bei der L&K Land- und Kraftfahrzeugtechnik GmbH in Stadtilm/ Thüringen gut aufgehoben. Das Unternehmen hat sich seit mehr als vierzig Jahren darauf spezialisiert, hochwertige Werkzeuge für Baumaschinen zu entwickeln.

Das breite Standardprogramm, zu dem unter anderem Tieflöffel aller Art, Hochkippschaufeln und Seitenkippschaufeln gehören, ist dabei die Basis für unterschiedlichste Sonderkonstruktionen. Denn die Werkzeuge werden prinzipiell kundenspezifisch gefertigt, und das mit kurzem Vorlauf. Dipl.-Ing. Wolfgang Anderle, geschäftsführender Gesellschafter von L&K: „Wir liefern kurzfristig, meist innerhalb von zwei bis drei Wochen.“ Dazu leistet die modulare Konstruktion des Programms ebenso einen Beitrag wie die moderne Fertigung mit CNC-Maschinen in allen Bereichen. Ein weiterer wichtiger Faktor für die hohe Qualität und kurze Lieferzeit ist das Knowhow der Schweißfacharbeiter, die L&K in der eigenen DVS-Kursstätte aus- und weiterbildet.

Nicht alle Schaufeln und Greifer von L&K sind so groß wie diese – aber alle zeichnen sich durch extreme Belastbarkeit und hohe Lebensdauer aus.

Anforderung: 4.000 Stunden wartungsfreier Einsatz unter rauen Bedingungen

Grundwerkstoff der L&K-Werkzeuge sind seit rund fünfzehn Jahren die extrem belastbaren Hardox-Stähle des schwedischen Stahlerzeugers SSAB. Ähnlich widerstandsfähige Komponenten müssen auch an den Gelenken zum Einsatz kommen, die zum Beispiel eine Hochkippschaufel kippen oder die Hälften einer Greiferschaufel öffnen und schließen.

Das Anforderungsprofil an solche Lagerstellen ist klar definiert. Dipl.-Ing. Roland Georgi, Konstrukteur und verantwortlich für das Qualitätsmanagement bei L&K: „Die Lager müssen die gleiche Lebensdauer erreichen wie die Schaufel. Und sie müssen wartungsfrei sein.“

Leichtbau zählt – auch bei Baggerschaufeln

Hier verwendeten die Konstrukteure, die mit modernen CAD-Werkzeugen arbeiten, ursprünglich metallische Gleitlager mit einer aufgesinterten Gleitschicht. Vor fünf Jahren erprobte L&K erstmals eine Alternative zu dieser Verbundkonstruktion und setzte Lagerbuchsen aus iglidur ein. Dieses Hochleistungspolymer mit inkorporiertem Schmierstoff kommt als „Monomaterial“ über die gesamte Lebensdauer ohne Schmierung aus und ist extrem belastbar.

Für diese Wahl gab beziehungsweise gibt es drei gute Gründe. : „Die Polymerlager sind rund 40 Prozent günstiger. Sie benötigen keine Schmierung und ihre Masse ist geringer als die der zuvor verbauten Verbundlager.“ Tatsächlich spielt die Masse für die Konstrukteure von L&K eine wichtige Rolle: „Wir fertigen bewegte Komponenten. Wenn die Schaufel zu schwer wird, leidet die Dynamik. Deshalb ist auch bei uns der Leichtbau ein wichtiger Trend, wobei die Belastbarkeit dadurch nicht beeinträchtigt werden darf.“

Immer mehr Baureihen umgestellt

Die ersten Versuche verliefen zur vollen Zufriedenheit sowohl der L&K-Ingenieure als auch der Anwender. Inzwischen ist die Ultraleicht-Konstruktion, welche durch iglidur Gleitlager ergänzt wird, gebrauchsmustergeschützt. Sie kommt in ganz unterschiedlichen Schaufeln, Löffeln und Sonderwerkzeugen zur Anwendung – zum Beispiel in Hochkippschaufeln, die als Salzverladeschaufeln in den Salzlagern von Stadtwerken eingesetzt werden, und in verschiedenen Bauformen von Greiferschaufeln und Grabenlöffeln. Bei einer Hochkippschaufel mit einem Fassungsvermögen von 8,5 m³ hat L&K auch schon mehrfach eine echte „XXL-Anwendung“ für die wartungsfreien iglidur Gleitbuchsen realisiert.

Umrüstung ohne Änderung der Konstruktion

Die Konstrukteure von L&K verwenden Buchsen mit Durchmessern von 40 bis 80 Millimetern aus dem Universal-Werkstoff iglidur J sowie aus iglidur P, das bei hohen Belastungen und wechselnden Umgebungsbedingungen einschließlich Feuchtigkeit besonders dimensionsstabil bleibt.

Positiv ist aus Sicht der L&K-Konstrukteure auch, dass die iglidur Buchsen 1:1 gegen die Gleitlager aus metallischem Verbundmaterial getauscht werden können: Eine Änderung der Umgebungskonstruktion ist nicht erforderlich. Und sowohl der Einkauf als auch die Fertigung sind zufrieden mit der schnellen Belieferung durch igus in kleinen Losgrößen: Denn L&K benötigt meistens nur zwei Buchsen pro Werkzeug.