Im Tandem zum energieeffizienten hydrostatischen Allradantrieb

Baljer & Zembrod Rundholzsortier- und Transportwagen mit neuer Zwei-Kreis-Pumpe von Rexroth

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Rundholzsortier- und Transportwagen mit Schwerlastkranen für Baumstämme energieeffizient und dennoch dynamisch beschleunigen, sie automatisch positionieren und damit die Produktivität steigern: In der neuesten Generation setzt Baljer & Zembrod einen komplett neu ausgelegten hydrostatischen Allrad-Fahrantrieb ein. Er basiert auf zwei Tandem-Axialkolben-Verstellpumpen A30VG, die vier Radmotoren in geschlossenen Kreisläufen versorgen. Durch die elektrohydraulische Proportionalverstellung steuern die Wagen jetzt ihre Ziele entlang des Gleises automatisch an.

Wer bei der Primärverarbeitung von Holz an personalintensive manuelle Tätigkeiten denkt, hat die Kran- und Förderanlagen von Baljer & Zembrod noch nicht in Aktion gesehen. Mit ihnen beherrscht ein Mann allein den Rundholzplatz. Von der Fahrerkabine des Rundholzsortierwagens aus fährt er auf einem Gleis zum Aufnahmeplatz. Dort nimmt er mit dem Kran die Baumstämme auf und legt sie auf einem speziellen Ablängtisch ab. Die Stämme werden vermessen und in verschiedene Längen gekappt. Danach nimmt der Kran die Teilstücke auf und legt sie entlang der 120 bis 140 Meter langen Gleisstrecke an definierten Stellen ab. Durch den neuen Fahrantrieb mit der elektronisch geregelten Tandem‑Axialkolben‑Verstellpumpe A30VG von Rexroth fährt der Wagen die Zielpositionen jetzt automatisch an und erhöht so die Produktivität.

Baljer & Zembrod ist ein mittelständischer Maschinenhersteller, mit insgesamt rund 100 Mitarbeitern in Deutschland, Frankreich, Polen und Tschechien, der sich auf alle Aufgaben für den Rundholzplatz spezialisiert hat: Rundholzsortier- und Transportwagen, diverse Wurzelreduzierer, Lochrotor‑Entrindungen, Fräskopf‑Entrindungen, stationäre Kappstationen, Sortierlinien und viele weitere Module.
In Europa hat sich das Unternehmen mit mehr als 1.800 Rundholzsortier- und Transportwagen in den vergangenen 30 Jahren als der führende Anbieter in dieser Nische etabliert und hat sein Geschäftsfeld auch auf Schrott- und Recycling-Anwendungen ausgedehnt.
Ein Erfolgsgrund ist die extrem flexible Modularität der Lösungen. Mit einem Grundgerüst bildet der Hersteller mit verschiedenen Spurbreiten, Leistungsstufen und fünf unterschiedlichen Kranaufbauten mit Tragkräften bis zu 6.000 kg Last bei 20 Metern Reichweite individuelle Lösungen wirtschaftlich und schnell ab.

Von Reihenschaltung auf vier Kreisläufe

Bei den Rundholzsortier- und Transportwagen hat Baljer & Zembrod im vergangenen Jahr den hydrostatischen Fahrantrieb komplett überarbeitet und setzt ihn seit Januar 2017 in der Serie ein. „Wir hatten vorher einen geschlossenen Kreislauf im Einsatz, der vier Radmotoren versorgt hat“, beschreibt Karl‑Heinz Würtele, der bei Baljer & Zembrod für Vertrieb und Service zuständig ist, die Ausgangssituation. Durch die Reihenschaltung konnten sich unter bestimmten Betriebsbedingungen hohe Summendrücke zwischen den Radmotoren aufbauen. Das erforderte erhebliche konstruktive Sicherheitsmaßnahmen.

„Hier wollten wir eine neue Lösung finden“, erinnert sich Karl-Heinz Würtele. „Wir haben alle Optionen geprüft und uns zu Beginn mit einem rein elektrischen Fahrantrieb beschäftigt, aber es war schnell klar, dass die Lösung bei dieser Anwendung nicht wirtschaftlich sein würde.“ Zwar werden auch die Hydraulikpumpen des Rundholzwagens elektrisch angetrieben, aber bei einem rein elektrischen Fahrantriebskonzept mit gleichbleibender Performance würde sich die Stromstärke von 100 auf 200 Ampère verdoppeln und damit hätte auch die gesamte Elektrik überarbeitet werden müssen.

300 mm Baulänge versorgen zwei Kreise

Vielmehr entschied sich Baljer & Zembrod für eine moderne elektrohydraulische Lösung. Basis des neuen Fahrantriebs ist die Rexroth Axialkolben-Verstellpumpe A30VG, eine 2-Kreisverstellpumpe in Schrägscheibenbauart mit integrierter Speisepumpe. Sie ist mit einer Baulänge von nur 300 mm in der Nenngröße 28 (2 x 28 ccm) die mit Abstand kompakteste Pumpe ihrer Art. Sie versorgt in geschlossenen Kreisläufen zwei synchron verstellbare, voneinander getrennte Kreisläufe mit einem Volumenstrom von je 28 ccm pro Umdrehung.

Bei den Rundholzsortierwagen kommt nun eine Doppelpumpe mit zwei A30VG Pumpen zum Einsatz. Damit stehen vier geschlossene Kreisläufe, jeweils ein Kreislauf für einen Radmotor der Baureihe MCR von Rexroth zur Verfügung. So realisiert das Unternehmen auf minimalem Bauraum einen hydrostatischen Allradantrieb.

Hydraulische Differentialsperre

Das neue Konzept eliminiert die bislang auftretenden Summendrücke der Reihenschaltung komplett. Die mit der A30VG einfach realisierbare hydraulische Differentialsperre verhindert ein Durchdrehen der Räder auch bei unterschiedlichen Radlasten. Als externe Druckabschneidung steuern Wechselventile ein Druckzuschaltventil mit dem höchsten Druck an. Überschreitet er den eingestellten Wert, wird der Steuerdruck Ps mit dem Tank verbunden.

Deutlich höherer Gesamtwirkungsgrad

Schon bei einem Betriebsdruck von nur 170 bar erreicht der Antrieb dieselbe Zugkraft wie die bisherigen Lösungen. „Wir haben damit einen deutlich höheren Gesamtwirkungsgrad“, bekräftigt Karl-Heinz Würtele. „Die Energieeffizienz ist höher, die Komponenten werden deutlich weniger belastet und wir konnten an einigen Stellen die Konstruktion vereinfachen.“ Da der Druck nun bei 170 bar begrenzt ist, haben die Konstrukteure von vierlagigen Hydraulikschläuchen auf zweilagige umgestellt. Die Öltemperatur erreicht im Dauerbetrieb nur moderate 50 °C. „Das verringert den Aufwand für die Ölkühlung und wir sparen außerdem Sekundärventile ein.“

Automatisierter Fahrbetrieb

Der neue Allrad‑Antrieb verbessert die Fahreigenschaften des Rundholzsortierwagens deutlich. Unter allen Lastszenarios beschleunigt der Wagen ohne durchdrehende Räder ruckfrei auf die Maximalgeschwindigkeit von bis zu 190 m/min. Ein zukunftsweisender Schritt ist für Karl‑Heinz Würtele die Automatisierbarkeit des Fahrantriebs durch die elektrohydraulische Proportionalverstellung an der Pumpe. Die SPS des Fahrzeugs berechnet, welches Rundholz an welchen Abladeplatz gehört und steuert die entsprechende Position automatisch an. Der Fahrer gibt dazu nur die Fahrt frei. Der Automatikbetrieb steigert die Arbeits- und die Energieeffizienz, weil sie optimal beschleunigt und abbremst. Im Vergleich zu manueller Fahrt kappt die Automatik Lastspitzen und senkt den mittleren Energieverbrauch.

„Bei der Überarbeitung des Fahrantriebs haben wir eng mit Bosch Rexroth zusammengearbeitet“, erinnert sich Karl‑Heinz Würtele. „Dabei fand die Entwicklung mehr im Feld an der Maschine, als am Schreibtisch statt.“ Das Ergebnis spricht für sich: Innerhalb weniger Monate erreichte das Projekt die Serienreife und seit Januar 2017 kommt die A30VG mit zwei Kreisläufen in allen neuen Rundholzsortier- und Transportwagen von Baljer & Zembrod zum Einsatz.