|
|
|
|
|
|
| |
| |
| Elektromotor sorgt für frische Luft unter Tage |
| |
| Für Wacker passte die Zeppelin Niederlassung Böblingen einen Cat Tunnelbagger 321C LCR für den Einsatz im Umschlagbunker an |
| |
HAIGERLOCH-STETTEN (SR). Baumaschineneinsätze unter Tage verlangen vielfach nicht nach Geräten von der Stange, sondern nach Spezialkonstruktionen, die sich an den Einsatzbedingungen orientieren. Um Kunden Sonderlösungen bieten zu können, hat die Zeppelin Niederlassung Böblingen beim Umbau von Baumaschinen schon häufig Einfallsreichtum und Leistungsfähigkeit unter Beweis gestellt. Bei ihrem jüngsten Projekt, einem Cat Tunnelbagger 321C LCR, leistete sie gar Pionierarbeit. Denn der Einsatz der Baumaschine unter Tage im Salzbergwerk Stetten der Wacker Chemie AG erforderte die Umrüstung von einem Verbrennungs- auf einen Elektromotor. Doch das war nicht die einzige Veränderung an dem Bagger. Weil die Maschine auf einem Bunker eingesetzt wird, wo sie Versatzmaterial, sprich mineralische Abfälle, zum Verfüllen der Hohlräume umschlagen muss, waren verschiedenste Umbauten bedingt durch den Einsatzort erfor-derlich.
„Bei dieser Aufgabe standen wir vor einer der bislang größten Herausforderungen. Seit November letzten Jahres tüftelten wir an der Realisierung“, berichtete Matthias Sobiak, der als Leiter des Zeppelin Servicezentrums in Böblingen für das Projekt verantwortlich zeichnete. Denn die Schwierigkeit lag darin, in die Baumaschine einen Elektromotor mit 130 kW ein- und den Dieselmotor auszubauen. Um für den Gesundheitsschutz der Mitarbeiter vor Ort die Emissionen unter Tage zu senken und den Ausstoß von Dieselpartikeln zu reduzieren, bestand Wacker auf einem elektrisch betriebenen Bagger mit konstantem Drehmoment. Unter Tage ist frische Luft nicht selbstverständlich, auch wenn Belüftungsanlagen und sogenannte Wettertüren dafür sorgen, die „Wetter“, also die Frischluft, zu regulieren. „Wir haben hier unten eine gute Bewetterung, so dass wir auf eine Abgasnachbehandlung um jeden Preis nicht angewiesen sind“, meinte Alfred Höllerbauer, Bergwerksdirektor im Salzbergwerk Stetten der Wacker Chemie AG. Trotzdem versucht das Unternehmen ständig daran zu arbeiten, die Arbeitsbedingungen für die Mitarbeiter unter Tage weiter zu verbessern. „Schließlich geht es um Nachhaltigkeit, die in unserem Unternehmen schon lange einen großen Stellenwert einnimmt“, so Alfred Höllerbauer. Bereits das Bohren im Salzgestein, das in rund 150 Metern Tiefe von 70 Bergleuten im Zwei-Schichtbetrieb 16 Stunden täglich abgebaut wird, erfolgt schon seit längerem elektrisch, um Emissionen zu vermeiden. Nun wollte das Salzbergwerk auch beim Umschlag des Versatzes den Ausstoß von Emissionen reduzieren.
„Grundsätzlich sollte an der Maschinentechnik des Cat Baggers 321C LCR nichts geändert werden. Soweit wie möglich sollten Originalteile beibehalten werden. Doch allein die Bauweise des Elektromotors, der gegenüber einem herkömmlichen Verbrennungsmotor doppelt so breit ist, forderte uns heraus“, führte Sobiak aus. Um für den Elektromotor eine optimale Leistungskurve im Betrieb zu erreichen und mit dem Elektromotor vier festgelegte Drehzahlen anfahren zu können, musste der Frequenzumrichter mit ent-sprechenden Werten programmiert werden. „Das war ein erheblicher Mehraufwand, den Motor so umzubauen, dass man ihn mit verschiedenen Drehzahlen stufenlos regeln kann“, stellte Zeppelin Verkäufer Wilfried Gries dar, der Wacker beim Umbau beraten hatte. Die Energiezufuhr für den Bagger, der 500 Volt und 60 Hertz benötigt, erfolgt über eine Energiekette der Firma IGUS, die auf dem Absaugkanal des Umschlagbunkers montiert ist. Die Energie wird durch ein Kabel geführt, das an der Wand des Bunkers hängt. „Unsere Werkstatt ist für 500 Volt nicht ausgelegt. Deswegen haben wir beim Umbau und Auslieferungstest mit einem Generator gearbeitet“, erklärte der Böblinger Werkstattleiter Gerhard Rudolph, der das Projekt leitete.
Ein Pilotprojekt
Mit dem Austausch des Motors und der Anpassung an den Einsatz unter Tage allein war es aber nicht getan. Denn der 80 Meter lange Versatzbunker samt seiner Infrastruktur erforderte umfassende Umbaumaßnahmen, die äußerst anspruchsvoll waren. Gerhard Rudolph meinte: „Es war ein Pilotprojekt, bei dem wir uns bewähren und mit dem wir zeigen wollten, was wir – in Zusammenarbeit mit verschiedenen Lieferanten und anderen Fachfirmen – alles können.“ Alle Zeichnungen und Berechnungen sowie die Betriebs- und Wartungsanleitung fertigte Andreas Rudolph an. Schlosserarbeiten samt Qualitätsüberwachung und -kontrolle übernahmen die Servicemitarbeiter Alfred Klampfer, Wolfgang Feth sowie Lothar Kilpper. Um den Umbau in der Werkstatt kümmerten sich Werkstattmeister Frank Wörner, Ober-Monteur Karlheinz Haag, Vorarbeiter Walter Hößle und Azubi Chris Marquardt. Die abschließenden Lackierarbeiten führten Servicetechniker Frank Windecker und Ralf Egerter aus. „Für die technische Begleitung und Hilfestellung wurden wir von der Franz Laumer HV Gruppe STS unterstützt“, so Rudolph. Eingeschaltet war auch die Zeppelin Abteilung Customizing und deren Leiter Frans Verheijen. Beim Umbau war es erforderlich, das Fahrwerk des Baggers aufzuschneiden. Weil der Bagger auf einer Führungs-schiene über dem Bunker bewegt wird, musste der Unterwagen wegen der Breite des Umschlagbunkers von 2,90 auf 4,90 Meter verbreitert werden. Zudem erhielt die Maschine vier innere Führungselemente, die entlang der senkrechten Bunkerinnenwände gleiten. Dadurch wird sichergestellt, dass der Bagger nicht in den Bunker hineinfallen kann, er genau in der Spur immer geradeaus fährt und es zu keiner Fehlbedienung kommt. Der Bagger ist mit vier Räumschilden ausgerüstet, um die Fahrspur freizuhalten. Fällt beim Entladen der Lieferfahrzeuge oder beim Laden auf die Dumper etwas auf die Bunkerwandung, kommt es zu keiner Beeinträchtigung. All diese Maßnahmen bedeuteten, dass die Gewichtsverteilung des Baggers samt seinem Schwerpunkt nach außen geleitet werden musste. Dies erfolgt über Diagonalverbindungen, die von der Mitte des Drehkranzes nach außen verlaufen. Zum Schutz des Bunkers, dessen Oberfläche aus Beton besteht, wurden die Stahlketten des Laufwerks mit Kunststoffplatten bestückt. „Die Kunststoffplatten haben ähnlich gute Gleiteigenschaften wie Stahl, doch sie haben auch noch einen weiteren positiven Effekt. Es fallen keine punktuellen Belastungen an, weil die Kettenplatten zu hundert Prozent Auflagefläche haben, wenn die Maschine auf dem Bunker steht und beim Vor- und Rückwärtsfahren fallen weniger Geräuschemissionen an, wenn das Kettenlaufwerk mit dem Bunker in Kontakt kommt“, führte Wilfried Gries aus.
Direkt hinter der Maschine befindet sich die Bunkerwand. Der Platz ist äußerst limitiert. Der Bagger kann sich 220 Grad drehen, begrenzt durch eine elektrohydraulische Abschaltung, die betriebsbedingt einstellbar ist. Der Oberwagen darf nicht über die Grundfläche des Unterwagens hinausragen – das Konstruktionsprinzip eines Kurzheckbaggers passte genau für den Bunkereinsatz. Als Grundgerät wird das Modell 321 schon lange von der Zeppelin Niederlassung Böblingen für den Umbau von Maschinen für über und unter Tage verwendet, welche an die jeweiligen Einsatzbedingungen vor Ort angepasst werden können. Im Fall des Untertagebaus bei Wacker mussten sich die Servicemitarbeiter der Niederlassung Böblingen eine Lösung einfallen lassen, wie die Beschickung der Dumper erfolgen kann. Bislang hat diese Aufgabe ein Cat Mobilbagger M318C übernommen, der über eine hochfahrbare Kabine verfügt. Ein weiteres zentrales Anliegen von Wacker war es daher bei dem neuen Bagger, die Kabine um 2,10 Meter zu erhöhen. Der Bagger belädt mit einem 1,8 Kubikmeter großen Zweischal-engreifer Dumper vom Typ Cat 740 in der Ausführung Ejector, die zum Transport unter Tage eingesetzt werden. Sie bringen das Versatzmaterial, welches größten Teils als lose Schüttung mit Straßenfahrzeugen unter Tage angeliefert wird, in die Kammern, die damit aufgefüllt werden, wenn dort kein Salzgestein mehr abgebaut wird. Seit über 150 Jahren entstanden durch den Bergbau im Salzbergwerk Hohlräume in einem Umfang von zehn Millionen Kubikmeter. „Damit das Gesamtvolumen der offenen Hohlräume unter Tage in etwa konstant bleibt, achten wir auf eine sogenannte ausgeglichene Bergewirtschaft“, so Alfred Höllerbauer.
Weil die Abbaukammern an ihren niedrigsten Stellen gerade einmal fünf Meter hoch und zwölf Meter breit sind, ist die Dumper-Mulde als Ejector ausgeführt, die das Material hydraulisch ausstößt und dadurch ein kontrolliertes Abladen auch bei begrenzter Höhe zulässt. Damit der Baggerfahrer beim Beladen im Bunker einen Blick in die Dumpermulde werfen kann und um die Mulde bestmöglich beladen zu können, braucht er einen erhöhten Sitz auf dem Cat 321LCR.
Doch wie kommt ein Bagger mit überhöhter Kabine von der Zeppelin Niederlassung Böblingen zum Salzbergwerk nach Haigerloch, ohne dass er in sämtliche Einzelteile zerlegt werden muss? „Die Lösung ist eine kippbare Kabine, wie wir sie bereits bei einem Mobilbagger für einen Recyclingkunden umgesetzt haben“, erklärte Rudolph. Für den Transport wurde die Maschine dann nicht der Länge nach, sondern quer auf den Tieflader platziert. Der Tieflader brachte den umgebauten Bagger über den Clara-Stollen zu seinem Einsatzort am Bunker. Vor der Inbetriebnahme des Clara-Stollens 2008 mussten alle Maschinen komplett in Einzelteile zerlegt werden, um über den 32 Prozent steilen Schrägschacht nach unter Tage zu gelangen. Erst an Ort und Stelle konnten sie im Bergwerk montiert werden. Das zog einen riesigen Zeit- und Kostenaufwand nach sich, der seit der Inbetriebnahme des neuen Stollens nun wegfällt.
Von Erfahrungen profitiert
Unter Tage sind die Sicherheitsvorkehrungen zum Schutz der Mitarbeiter besonders hoch – dementsprechend mussten die Servicemitarbeiter in Böblingen gerade bei dem Elektrobagger entsprechende Vorkehrungen treffen. „Wenn aus irgendeinem Grund Stromausfall ist oder das Gerät eine Störung hat, darf der Bagger nicht einfach so wieder anfahren. Erst muss die Störung beseitigt werden und dann muss die Beseitigung der Störung ganz bewusst zwei Mal quittiert werden“, erläuterte Rudolph. Zur weiteren Sicherheit wurden drei Schalter für Not-Aus außerhalb der Maschine verbaut, damit der Fahrer und andere Mitarbeiter jederzeit den Betrieb und die Stromversorgung unterbrechen können. „Dabei konnten wir von unseren Erfahrungen beim Bau von Maschinen für den Tunnelbau profitieren“, so Rudolph. Schutzbelüftung und Feuerlöschanlage sind dort genauso Vorschrift wie für Maschinen, die unter Tage eingesetzt werden. Die maschinentechnische Sicherheit wurde in enger Zusammenarbeit mit dem Prüf- und Zertifizierungszentrum der BG Bau in München, die auch für die Prüfung und Zertifizierung verantwortlich zeichnet, durchgeführt. In den Umgang mit dem Elektrobagger wurden alle Fahrer eingewiesen. „Natürlich hat jeder Fahrer seine Lieblingsmaschine. Aber bei uns herrscht die Devise: Jeder muss alle Maschinen bedienen können, ob Radlader, Dumper oder den neuen Elektrobagger“, argumentierte der Betriebsleiter Michael Schulz. Einer der Maschinisten, Frank Stocker, seit 2000 am Standort Stetten beschäftigt, hat sich bereits mit seinem künftigen Arbeitsplatz vertraut ge-macht. Sein Fazit: „Gegenüber dem Mobilbagger ist der neue Bagger eine deutliche Verbesserung. In der Maschine steckt Leistung ohne Ende.“
Bild 1: Die Energiezufuhr für den Bagger, der 500 Volt und 60 Hertz benötigt, erfolgt über eine Energiekette der Fa. IGUS, die auf dem Absaugkanal des Umschlagbunkers montiert ist. Das Stromkabel hängt an der Wand des Bunkers.
Bild 2: Arbeitet nicht mit Diesel-, sondern mit Elektromotor: der umgebaute Cat Tunnelbagger 321C LCR.
Bild 3: Zum Schutz des Bunkers, dessen Oberfläche aus Beton besteht, wurden die Stahlketten des Laufwerks mit Kunststoffplatten bestückt.
Fotos: Zeppelin
|
|
|
|
 |
|
