Ein Hersteller von Maschinen für das Holzhandling suchte nach einer Alternative für die Hydraulikventile in seinen Kippentstaplern.

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Hydrauliksysteme in Kippentstaplern ersetzt Elektrische Getriebemotoren verbessern Holzproduktion

30.09.2019

Hydraulische Stellantriebe durch elektrisch betriebene Motoren zu ersetzen, ist auch in der Holzverarbeitung Trend. Wichtige Komponenten in diesem Bereich sind Kippentstapler, die das Holz auf ein Transportband zur weiteren Verarbeitung heben. Ein Unternehmen, das solche Handlingsysteme für die Holzindustrie herstellt, wandte sich an Bauer Gear Motor, um seine Kippentstapler zu elektrifizieren.

Die Holzindustrie ist früher wie heute von internationaler Bedeutung. Nach Angaben der FAO (Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen) wurden 2016 rund 468 Millionen Kubikmeter Schnittholzprodukte produziert. Das macht einen Zuwachs von 16 Prozent seit 2012 aus.

Die Endverbraucher interessieren sich dabei zunehmend für die Qualität und ökologische Nachhaltigkeit ihrer Holzbezugsquellen. In Europa sind die Lieferanten beispielsweise gesetzlich zum Nachweis verpflichtet, dass die von ihnen zum Verkauf angebotenen Holzprodukte nicht aus illegalem Holzeinschlag stammen. Die Industrie hat daher zuverlässige Produktketten entwickelt, die es ermöglichen, Produkte vom Wald bis zur Endnutzung zu verfolgen.

Austritt von Flüssigkeit gefährdet Umwelt und Produkt

Für die Beteiligten in der Lieferkette gibt es inzwischen starke Anreize, das Umweltverhalten ihrer Betriebe entsprechend anzupassen. Das führt zu Veränderungen bei den Technologien, die in die Spezialausrüstung für die Ernte, den Transport und die Verarbeitung von Holzprodukten einfließen.

Ein wichtiger Trend ist hierbei der Ersatz von hydraulischen Stellantrieben durch elektrisch betriebene Systeme. Einst die Technologie der Wahl für Hebe- und Fördergeräte für schwere Lasten, sinkt die Hydraulik immer weiter in der Gunst der Forstwirtschaft. Das liegt mitunter an den Risiken, die mit Flüssigkeitsaustritten verbunden sind: Sie können die Umwelt verunreinigen und wertvolle Produkte verderben.

Moderne elektrische Stellantriebe bieten aber noch weitere Vorteile. Diese Systeme ersetzen typischerweise einen Hydraulikzylinder durch eine Baugruppe, die einen Getriebemotor und einen Kugel- oder Rollengewindetrieb beinhaltet, um eine Linearbewegung zu erzeugen. Im Allgemeinen sind die elektrischen Lösungen robuster und wartungsärmer, und sie bieten im Vergleich zur hydraulischen Lösung eine höhere Regelgenauigkeit.

Ein Hersteller von Handlingsystemen für Holz suchte aus diesen Gründen eine elektrische Getriebemotorlösung als Ersatz für die Hydraulikzylinder an seinen Kippentstaplern. Das Unternehmen wandte sich an Bauer Gear Motor.

Ablauf des Kipp-Prozesses

Kippentstapler sind wichtige Komponenten in der Massivholzverarbeitung. Bei der Kippentstapelung werden volle, gebündelte Stapel Rohschnittholz auf den Entstapler transportiert. Das gesamte Bündel wird dann angehoben und gekippt; dabei lösen sich die einzelnen Bretterlagen von der Oberseite des Stapels und gleiten auf ein Transportband zur weiteren Verarbeitung.

In dieser Anwendung wollte der Kunde die Hydraulikzylinder zur Steuerung der Kippbewegung durch elektrisch betätigte Kugelgewindetriebe ersetzen. Hierfür war eine Elektromotor- und Getriebelösung erforderlich, die die entsprechende Kraft und Drehzahl liefern konnte. Komponenten in der Holzverarbeitung sind außerdem hohen Belastungen durch Staub, Feuchtigkeit und andere Verunreinigungen ausgesetzt. Der Kunde benötigte deshalb auch hier Gewissheit.

Bauer empfahl seine Flachgetriebemotoren BF60 mit zwei 22-kW-Elektromotoren. Sie ermöglichen in Kombination mit den Kugelgewindetrieben eine präziser kontrollierte Bewegung des Kippentstaplers im Vergleich zu den Hydraulikzylindern. Die Möglichkeit von Flüssigkeitsaustritten und Zylinderkriechen/Drift soll ebenfalls ausgeschlossen sein.

Spezielle Dichtung schützt vor Ölverschmutzung

Die Motoren der BF-Reihe besitzen Getrieberäder aus einsatzgehärtetem Stahl mit einer starren Ritzelausführung und ausreichend dimensionierter Lagerung für exakten Zahneingriff und lange Lebensdauer des Getriebes. Diese Eigenschaften waren für den Kunden von großer Bedeutung, da das Getriebe bei Be- und Entladevorgängen am Kippentstapler hohen Spitzenbelastungen standhalten muss. Um das Risiko von Aufprallschäden zu reduzieren, ist die Verzahnung in einem dickwandigen und verstärkten Gussgehäuse untergebracht.

Eine weitere Priorität des Kunden war, dass kein Schmieröl aus dem Mechanismus austreten und die Arbeitsumgebung verunreinigen kann. Die BF60-Getriebemotoren verfügen hierfür über eine dreiteilige Labyrinthdichtung, die in jeder Einbaulage vor Ölaustritten schützen soll. Außerdem reduzieren die Dichtungen das Risiko des Eindringens von Staub oder Feuchtigkeit in das Getriebe oder den Motor.

Wie alle Antriebe von Bauer sind auch die in dieser Anwendung eingesetzten Komponenten in Schutzart IP65 ausgeführt. Ein Käfigläufer aus Aluminiumdruckguss erlaubt dabei hohe Zuverlässigkeit bei hohen Anlaufmomenten und niedrigen Anlaufströmen – ein Vorteil bei Kran- und Hebezeuganwendungen, bei denen häufig die höchsten Drehmomente bei Drehzahl Null erforderlich sind, wenn eine Last aus der Ruhelage heraus beschleunigt werden muss.

Die BF-Motoren gibt es in den Leistungsklassen von 0,03 bis 75 kW und mit Drehmomenten von 90 bis 18.500 Nm. Die Bauart zeichnet sich laut Hersteller durch eine wirtschaftliche und platzsparende Wellenmontage mit integrierter Drehmomentstütze für einfachen und komfortablen Einbau aus. Da alle Bauer-Motoren im eigenen Haus gefertigt werden, sollen sich die Produkte problemlos an die konkrete Anwendung anpassen lassen.

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  • Die Getriebemotoren der BF-Reihe besitzen Getrieberäder aus einsatzgehärtetem Stahl mit einer starren Ritzelausführung.

    Bild: Bauer Gear Motor

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