Radlader – Standardmaschinen für den Tief- und Erdbau - Bauverlag

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Radlader
Radlader –
Standardmaschinen für
den Tief- und Erdbau
Die Nutzung und der Markt von Radladern teilen sich heute in zwei
große Gruppen: Kleinere Radlader dienen auf zahllosen Baustellen, besonders
im innerstädtischen Bereich, im Industrie- und Gewerbebau
und beim Straßenbau, als äußerst vielseitig einsetzbare Trägergeräte,
wobei die eigentliche Laderfunktion schon häufig in den Hintergrund
tritt. Dagegen sind größere Radlader nur noch umfangreicheren Bauprojekten
vorbehalten, erbringen dort aber dank ihrer Mobilität oft
höhere Lade- und Umschlagleistungen als Hydraulikbagger.
Dipl.-Ing. H. H. Cohrs, Grube/Holst.
Neben Hydraulikbaggern sind Radlader
nach wie vor die Standardmaschinen
im Erd-, Tief- und Straßenbau und bilden
damit ein überaus bedeutendes Marktsegment.
Die Einsatzabgrenzungen zwischen
kleinen Mehrzweck-Radladern und
größeren Lade- und Umschlagmaschinen
haben dazu geführt, dass Radlader heute
grundsätzlich in zwei Kategorien eingeteilt
werden.Die Grenzen werden etwa bei
60 kW Motorleistung oder bei 7 bis 10 t Betriebsgewicht
gezogen.
In der Kategorie der kleineren Radlader
werden in Deutschland mit abnehmender
Tendenz jährlich rund 5000 bis
derzeit nur 4000 Maschinen verkauft, bei
den größeren Radladern mit mehr als
60 kW Leistung sind es hingegen etwa
3000 Maschinen,in diesem Jahr sind sogar
nur rund 2400 zu erwarten.
Etwas neidisch dürfen in diesem Zusammenhang
die Blicke nach China gerichtet
werden, dem mittlerweile größten
Radladermarkt der Welt. Im vergangenen
1 Radlader wie der neue Volvo L60E sind dank Schnellwechsler, Load-Sensing-Hydraulik und hoher
Nutzlast wahre Alleskönner, hier mit teleskopierbarem Anbaukran beim Betonschütten
Jahr wurden dort mit 46 000 Maschinen
rund 25 % mehr Radlader verkauft als in
Nordamerika, Europa und Japan zusammen.
Radlader haben 51 % Anteil am chinesischen
Markt. Davon gehören so gut
wie 100 % in die Leistungsklasse über
60 kW.
Unterschiede bei Konstruktion
und Einsatz
Die kleineren Radlader der großen Kategorie
mit mehr als 60 kW Leistung werden
wie ihre ganz kleinen Brüder nicht nur
auf Baustellen, sondern oft auch auf Betriebshöfen
oder in der Abfallwirtschaft als
vielseitige und wendige Ausrüstungsträger
genutzt. Im Gegensatz dazu gelangen
große Radlader mit mehr als 180 kW Motorleistung,
über 20 t Gewicht und Schaufelinhalten
ab 4 m 3 fast ausschließlich in
die stationäre Industrie und dort in die Gewinnung
oder Rückverladung. Der Transport
derartig großer Lader von Baustelle
zu Baustelle gestaltet sich zu aufwändig,
als dass sich der Einsatz auf Baulosen üblicher
Größe lohnen würde.
Während sich aber die Kleinen in mancherlei
Hinsicht stark voneinander unterscheiden,
beispielsweise bei der Lenkung
(Knick-, Allrad- oder Stereolenkung) und
bei der Achsgestaltung (hintere Pendeloder
Starrachse mit Pendel-Knickgelenk),
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hat sich die Bauweise mittlerer und größerer
Radlader inzwischen weitgehend eingependelt.Zentrale
Rahmenknicklenkung
und Motor sowie Kabine auf dem Hinterwagen
sind heute Standard.
Doch auch bei den „Großen“ sind
nach wie vor gravierende Unterschiede zu
finden: Für die Kraftübertragung werden
Lastschalt- oder Automatikgetriebe sowie
Wandler- oder hydrostatischer Antrieb gewählt.
Einige größere Radlader verfügen
nun über Einzel-Hubarme statt der bewährten
Hubarme mit zwei parallelen Armen.Weitere
Unterschiede finden sich bei
der Schaufelkinematik und der Lenkbedienung
(Lenkrad, Joystick oder Kombination
beider Systeme).
Bunter Reigen von Anbietern
Der Markt der kleineren Radlader unter
60 kW Motorleistung wird hart umkämpft
– Deutschland gilt schließlich als
die Heimat der Kleinlader. Doch bezüglich
größerer Radlader herrscht vielfach die
Meinung, es gäbe nur noch wenige Hersteller.
Aber das ist falsch, wie ein Blick auf
die wachsende Zahl der Anbieter beweist.
Eine Darstellung der Radladerprogramme
bis ins Detail und die ausführliche
Vorstellung neuer Lader aller Hersteller
würde den Rahmen dieses Berichtes
sprengen. Radlader mit mehr als 60 kW
Motorleistung und Gewichten über 10 t
werden auf dem deutschen Markt (ohne
Anspruch auf Vollständigkeit) von Ahlmann,
Case, Caterpillar, Daewoo, Fiat
Kobelco, Hitachi, Hyundai, JCB, Kaelble,
Komatsu, Liebherr, O&K, Schaeff und Volvo
angeboten.
Dabei stammen allein drei Marken –
Case, Fiat Kobelco und O&K – vom CNH-
Konzern (Case-New Holland).Dennoch unterscheiden
sich diese drei Radladerbaureihen
sowohl in ihren technischen Merkmalen
als auch im Design beträchtlich.
Während die Lader von Case und Fiat Kobelco
eher konventionell wirken, weisen
die O&K-Radlader L 15.5 bis L 35.5 ein stark
abgerundetes oder abgeschrägtes Heck für
eine sehr gute Fahrersicht auf.Die O&K-Lader
werden vom CNH-Konzern in den Vereinigten
Staaten in den Farben von Link-
Belt verkauft.
Zwar sind mit Daewoo und Hyundai
gegenwärtig zwei Radladerfabrikate aus
Korea auf dem deutschen Markt vertreten,
doch keine Radlader mehr aus japanischer
Produktion. Die Namen Hitachi und Komatsu
täuschen darüber hinweg, dass die
Lader aus Europa stammen. Bei Komatsu-
Radladern handelt es sich um Maschinen
aus dem ehemaligen Hanomag-Werk in
Hannover, also aus deutscher Produktion.
Hitachi ging im Bereich Radlader eine
Kooperation mit Furukawa ein und lässt
die Radlader daher bei der neu gegründeten
Hitachi-Furukawa Loader Europe S.A.
im ehemaligen Furukawa-Werk in Frankreich
fertigen. Furukawa-Lader werden
nicht mehr produziert. An dem Unternehmen
hält Hitachi 50,8 % Anteil und Furukawa
49,2 %. In Japan kooperiert Hitachi
bei der Komponentenfertigung, auch für
Radlader, seit dem vergangenen Jahr mit
Komatsu.
Bis auf wenige
Ausnahmen präsentierten
sämtliche
Hersteller auch
in diesem Jahr mehrere
Laderneuheiten
oder sogar
neue Laderbaureihen.
Im kommenden
Jahr sind mit
hoher Wahrscheinlichkeit
viele weitere
neue Lader zu
erwarten. Anlässlich
der globalen
Bedeutung der bauma 2004 wird sich
kaum ein Hersteller die Chance entgehen
lassen, dem internationalen Fachpublikum
aktuelle Fortschritte der Radladertechnologie
präsentieren zu können.
Immer ausgeklügeltere Antriebe
Die meisten größeren Radlader werden
derzeit von Dieselmotoren angetrieben,
die in der Standardversion den EU-
Abgasgrenzwerten entsprechen oder sie
unterschreiten. Turbolader und Ladeluftkühlung
sind längst Standard, obwohl solche
Merkmale in der Werbung nach wie
2 Die einzigen größeren hydrostatisch angetriebenen Radlader stammen von
Liebherr, hier der 24,7-t-Lader L 580 mit 195 kW Leistung und 5 m 3 großer
Standardschaufel
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3 Komatsu WA400-5 mit Betriebsarten-Wahlschaltung
für Motor und Getriebe, serienmäßigem
Laststabilisator sowie als Option semiautomatischer
Ladefunktion und integrierter Nutzlastwaage
4 In HT-Ausführung ist der JCB 436 nicht mit
Z-Kinematik, sondern mit Parallelkinematik für
Industrieeinsätze wie hier mit speziellem Loren-
Drehgerät erhältlich
5 Der O&K L20.5 mit Cummins-Motor und
ZF-Ergopower-Getriebe bietet mit seinem stark
abgerundeten Heck vorzügliche Sicht nach hinten
sowie die patentierte LEAR-Kinematik
vor häufig übertrieben betont werden. Interessanterweise
verwenden zunehmend
mehr Radladerhersteller Motoren eigener
Fertigung, beispielsweise Case, Caterpillar,
Fiat Kobelco (mit Fiat-Iveco), Komatsu,
Liebherr und Volvo.
Liebherr ist bislang weltweit der einzige
Hersteller,der nicht nur bei Kleinladern,
sondern auch bei Radladern bis hin zu 25 t
Einsatzgewicht und 5 m 3 Schaufelinhalt
hydrostatische Antriebe wählt. Die Kraftübertragung
erfolgt durch eine Schrägscheiben-Verstellpumpe
und ein oder
zwei Axialkolbenmotoren im geschlossenen
Kreislauf, bei größeren Ladern auch
mit einem 3-Stufen-Planetengetriebe.
Für Radlader mit Kipplasten von mehr
als 10 t stellte Liebherr mit der neuen
„2plus2“-Antriebstechnik eine Optimierung
des Hydrostatikantriebes vor. Der
hydrostatische Antrieb kommt mit vergleichsweise
niedrigen Motordrehzahlen
aus. Mit der „2plus2“-Antriebstechnik
kann der Fahrer den Radlader stufenlos
6 Größter Radlader von Schaeff Terex ist der 11,3 t wiegende SLK 873 mit
100 kW Leistung für 1,8 bis 3 m 3 große Schaufeln und bis zu 5 t Fahrnutzlast
(mit Zusatzgewichten)
ohne jegliche Zugkraftunterbrechung beschleunigen
und verzögern. Schaltunterbrechungen
werden systematisch unterbunden,
Fahrkomfort und Arbeitsbedingungen
verbessern sich.
Die Antriebstechnik basiert auf einem
Getriebe mit zwei verschieden großen direkt
angebauten Ölmotoren, die jeweils
über eine separate Kupplung verfügen
– daher die Bezeichnung „2plus2“. Da
beim Beschleunigen und beim Verzögern
des Radladers alternierend mindestens
einer der beiden Ölmotoren aktiv ist,
wird eine kontinuierliche Kraftentfaltung
sichergestellt. Dank dieser Technik stellen
sich Liebherr-Radlader unabhängig von
der Fahrgeschwindigkeit und Zugkraft
rucklos auf jede Arbeitssituation ein.
Sämtliche anderen Hersteller verwenden
hinter dem Motor einen Drehmomentwandler
und ein Schaltgetriebe. Dabei
geht der Trend eindeutig vom manuell
betätigten Lastschaltgetriebe zum Automatikgetriebe,
das in immer mehr Radladern
den Fahrern
die unermüdliche
Schaltarbeit abnimmt.Das
moderne
Schaltmanagement
der neuen
Hitachi-Lader schaltet
unabhängig
von Geschwindigkeit
und Belastung
ohne Zugkraftunterbrechung.Soll
bei
Talfahrt eine Geschwindigkeit
gehalten
werden,verhindert
eine Ganghaltefunktion
das
Hochschalten in eine
höhere Gangstufe.
Der erste Hersteller von Radladern mit
vollautomatischer Getriebeschaltung war
1981 Volvo.Inzwischen hat das schwedische
Unternehmen die Getriebe zur elektronischen
Schaltautomatik APS mit Leistungswahlschalter
weiterentwickelt, wobei der
Fahrer nur noch die Fahrtrichtung und die
Kick-Down-Funktion zu wählen hat.
Abstimmung zwischen Motor und
Hydraulik
Einige neue Radlader sind mit einem
bedarfsorientierten Hydrauliksystem ausgestattet,
von den Herstellern auch als
Load-Sensing-Hydraulik bezeichnet. Die
Motorleistung wird – dem jeweiligen Bedarf
entsprechend – dort zur Verfügung
gestellt, wo sie momentan am meisten
benötigt wird.
Beim Füllen der Schaufel, wenn die
Hydraulikgeschwindigkeit weniger Bedeutung
hat, erhält der Fahrantrieb zusätzliche
Motorleistung,während beim Ladevorgang
diese Leistung dem Hydrauliksystem
zukommt. So sorgt diese Technik
für schnelle und kraftvolle Arbeitsspiele.
Die größeren neuen Volvo-Radlader
verfügen über eine Load-Sensing-Hydraulik
aller drei Axialkolben-Verstellpumpen.
Sie arbeitet dank sorgfältig dosierter Hydraulikleistung
sehr Kraftstoff sparend. Zu
den weiteren Merkmalen der Lader zählen
separate Kühlkreisläufe für Motorkühlung
und Ladeluftkühlung und ein elektronisch
gesteuerter Lüftermotor, der vom Bordrechner
laufend Temperaturmeldungen
von Kühlflüssigkeit, Getriebeöl und Hydrauliköl
erhält. Damit gestalten sich harte
Dauereinsätze, auch in hochsommerlicher
Hitze, problemlos.
Die Motorverkleidungen und Heckpartien
werden bei den meisten neuen
Radladern leicht oder auch stark abgerun-
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7 Außer von Fiat Kobelco und O&K werden im
CNH-Konzern auch von Case Radlader angeboten,
so der 14 t schwere 721D mit programmierbarem
Getriebe zur optimalen Anpassung an die
jeweilige Fahrweise des Fahrers
det, damit der Fahrer eine bessere Sicht
nach hinten hat – Rückwärtsfahrten stellen
immerhin rund 50 % aller Fahrbewegungen
eines im Ladeeinsatz befindlichen
Radladers. Einige O&K-Lader verfügen
über ein dermaßen gerundetes Heck, dass
unmittelbar hinter der Maschine stehende
Personen aus Sichthöhe des Fahrers wahrzunehmen
sind.
Unterschiedliche Lenksysteme
Sämtliche größeren Radlader sind
heute knickgelenkt; Achsschenkel-, Stereo-
oder Antriebs-/Brems-Lenkung gibt
es nur bei Kleinladern. Dennoch finden
sich bei der Lenkung und besonders beim
Lenkkomfort erhebliche Unterschiede.
Zunehmend mehr Radlader bieten inzwischen
Knicklenkung mit Load-Sensing-Hydraulik.
Dabei nimmt das Lenksystem
nur die hydraulische Energie auf,
die für den jeweiligen Lenkvorgang erforderlich
ist. Der momentan nicht benötigte
Förderstrom kommt der Ladehydraulik zugute,
beispielsweise dem Heben der gefüllten
Schaufel beim Ladespiel während
der Rückwärts- und Vorwärtsfahrt. Bei
der Lenkung von JCB-Radladern gewährleistet
ein Prioritätensystem mit konstanter
Ölversorgung auch jederzeit Notlenkeigenschaften.
Normalerweise wird mit gefüllter
Schaufel rückwärts von der Wand oder
Halde gefahren, dann vorwärts zum Lkw,
erneut rückwärts, und wieder vorwärts in
das Haufwerk zum Schaufelfüllen. Stets
bedeutet dies viel, viel Lenkarbeit für den
Fahrer,die tagein,tagaus stundenlang und
ohne Unterbrechung geleistet werden
muss.
Deshalb machen sich einige Hersteller
Gedanken,wie das Dauerlenken ihrer Radlader
optimiert werden kann. Caterpillar
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8 Der 23,7 t wiegende Fiat Kobelco W270 mit 202-kW-Cummins-Motor ist der
größte Radlader vom CNH-Konzern. Mit optionalem „Long Boom“ und
3,7- oder 4,1-m 3 -Schaufel werden bis zu 3,55 m Ausschütthöhe erzielt
9 Nach der Loslösung von Fiat-Hitachi kooperiert
Hitachi auf dem europäischen Markt mit
Furukawa; die Radlader wie der 17,1 t schwere
LX 210 mit 143 kW starkem Isuzu-Motor stammen
aus französischer Produktion
Fotos: die genannten Hersteller
entwickelte eine Direktlenkung, bei der
ein Halblenkrad um nur 45° zu jeder Seite
gedreht wird, um den vollen Lenkeinschlagwinkel
zu erreichen. Ein am Lenkrad
angeordneter Handgriff mit Tasten für
Fahrtrichtung und Getriebeschaltung erlaubt
die Einhandbedienung aller Fahrbewegungen.
Manche Radlader, besonders größere
im stationären Einsatz, werden heute mit
Joystick-Lenkung ausgestattet, die beispielsweise
in die Armlehne des Fahrersitzes
integriert ist. Bei Kaelble-Radladern
kann der Kunde zwischen verschiedenen
Möglichkeiten wählen: nur Lenkrad, nur
Joystick oder Kombination beider Systeme.
In den Joystick kann wahlweise auch
eine Tastenschaltung für Vor- und Rückwärtsfahrt
integriert werden.
Eine von Volvo konstruierte Komfort-
Lenk- und Fahrschaltung (CDC) unterscheidet
sich gegenüber anderen Lenksystemen
durch zwei Merkmale: Trotz
Lenk- und Schalt-Joystick in der linken
Armlehne ist weiterhin das Lenkrad vorhanden.Für
das sichere Lenken bei schneller
Fahrt an Abbruchkanten,
zwischen
Gebäuden
und in der Nähe
von Lkw erhält das
Lenkrad sofort automatisch
Priorität,
sobald es an Stelle
des Joysticks bewegt
wird.
Wenn sicheres,
zielgenaues Fahren
gefordert ist,
kann der Fahrer
demnach einfach
an das Lenkrad
greifen. Fehlt das
Lenkrad jedoch wegen des Joysticks gänzlich,ruckt
die Lenkung oft zu weit zur Seite.
Wie Fahrer berichten, ist das besonders
dann der Fall, wenn der Joystick nur einige
Millimeter zu weit bewegt wird, zum Beispiel
wegen einer Bodenwelle. Deshalb
werden übrigens Pkw und Lkw auch in absehbarer
Zeit nicht per Joystick gelenkt
werden.
Der Lenk-Joystick von Volvos CDC ist
winzig und wird nicht mit der ganzen
Hand, sondern bequem und entspannt
nur mit ein oder zwei Fingern oder mit
dem Daumen hin und her bewegt. Dagegen
muss ein großer Joystick mit der
ganzen Hand umfasst und mit Handgelenk
und Unterarm bewegt werden, sodass
Fahrern wegen der starren Hand- und
Armhaltung abends oft der Unterarm
schmerzt.
Parallel-, Z- oder andere
Kinematik?
Ein wichtiges Unterscheidungsmerkmal
größerer Radlader ist nach wie vor die
Kinematik des Hubarmes und der Schaufel-
bzw. der Ausrüstungsanlenkung. Werden
hohe Ausbrech- und Losbrechkräfte
gefordert, empfiehlt sich die Z-Kinematik
mit ihrem „drückenden“ Zylinderkolben,
der die Schaufelschneide nach oben bewegt.
Soll hingegen häufig mit Palettengabel
oder Kranhaken gearbeitet werden,
kann ein Hubarm mit Parallelkinematik
ratsam sein.
Inzwischen kommen mehr und mehr
Radlader mit besonderen Hubarmen auf
den Markt, darunter auch mit Einzelhubarm
in starrer oder,bei kleineren Ladern,in
teleskopierbarer Ausführung. Bei einigen
Radladern von Caterpillar kann der Betreiber
zwischen konventionellem Hubarm
und so genanntem VersaLink-Einzelhubarm
wählen. Zudem ist der VersaLink-Einzelhubarm
als High-Lift-Version lieferbar,
um die Ausschütthöhe zu vergrößern.
Neben der konventionellen Parallelund
Z-Kinematik bieten einige Hersteller
eine eigene Schaufelkinematik, beispielsweise
O&K bis zum L25.5 die LEAR-Universal
Kinematik und Volvo die TP-Kinematik
(TP steht für „Torque Parallel“). Beide Kinematiksysteme
vereinen die Vorzüge von
Parallel- und Z-Kinematik.
Bei JCB-Radladern wird die Z-Kinematik
auch ZX-Geometrie und die Parallelkinematik
HT-Geometrie genannt. Der
W130 PL und der W170 PL von Fiat
Kobelco werden im Vergleich zur Standardversion
mit Z-Kinematik mit einer
Parallelkinematik für hohe Ladeleistungen
und gute Sicht auf die Arbeitseinrichtung
ausgestattet. Ähnlich kann Komatsu
einige Lader wie den WA250 mit PT-
Hubarm liefern, wobei PT für „Parallel Tool
Carrier“ steht und somit die jeweils angebaute
Arbeitsausrüstung parallel geführt
wird.
Deutlich sinkender
Kraftstoffverbrauch
Beim Radladereinsatz ist der Kraftstoffverbrauch
von großer Bedeutung, da
die gesamte Eigenmasse der Maschine bei
jedem Ladespiel bewegt und damit beschleunigt
und abgebremst werden muss.
Deshalb betonen einige Hersteller geringe
Verbrauchswerte sehr viel stärker als
beispielsweise bei Hydraulikbaggern und
anderen Baumaschinen.
Doch gerade beim Radladereinsatz
müssen durchschnittlich ermittelte Verbrauchswerte
sorgsam betrachtet werden,
besonders in Relation zur erbrachten
Produktionsleistung.So kann ein Radlader,
der wegen seiner Dimensionierung unter
der Leistungsgrenze arbeitet und daher
weniger Kraftstoff verbraucht,Vorteile bieten.
Auf diese Weise werden Motor und
Antrieb weniger belastet und geringere
Ausfallkosten verursacht.
Durch eine Betriebsarten-Wahlschaltung,
bislang nur bei Hydraulikbaggern
bekannt, wird bei einigen neuen Radladern
wie von Komatsu der Kraftstoffverbrauch
reduziert. Unterschieden wird
zwischen den Betriebsarten „Power“ für
maximale Leistung und „Normal“ für allgemeine
Arbeiten durch Ausnutzung
eines leistungsreduzierten Kennfeldes des
Motors.
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