Abstützzylinder, Bild: Liebherr

Die Abstützzylinder sorgen dafür, dass der LTM 1400-7.1 bei seiner maximalen Hubhöhe von 130 Metern fest und sicher steht. - Bild: Liebherr

Viele der Hydraulikzylinder, die in Mobilkranen verwendet werden, kommen von Weber-Hydraulik. Das Unternehmen entwickelt die Komponenten ständig weiter, um sie leichter und robuster zu machen oder mit Zusatzfunktionen auszustatten. Was das bringt, sieht man an den LTM-Mobilkranen von Liebherr.

So ist der Kölner Dom eine ewige und anspruchsvolle Baustelle: Die rund 157 Meter hohen Kirchtürme beispielsweise sind nur mithilfe riesiger Hängegerüsten zu restaurieren, die inmitten der Innenstadt montiert werden. Auf solchen Großprojekten mit schwindelnden Höhen und mit gewaltigen Lasten arbeiten die LTM-Mobilkrane von Liebherr. Um die Lasten zu bewegen, brauchen sie zuverlässige Hydraulik-Systeme: vom Abstütz- über den Ballastierzylinder bis hin zum Achsblockierventil. Diese entwickelt und fertigt das Unternehmen Weber-Hydraulik aus Güglingen.

„Die Anforderungen gehen immer mehr in Richtung extreme Umweltbedingungen – generell und erst recht bei den ganz großen Maschinen.“

Michael Ungar, Leiter des Segments Cranes, Weber Hydraulik

Die All-Terrain-Krane (LTM) mit bis zu neun Achsen gehören zu den größten Mobilkranen der Welt. Die Maschinen heben Lasten bis zu 1.200 Tonnen und erreichen Hubhöhen bis 188 Meter. Im Vergleich dazu sind es bei „normalen und kleineren“ Mobilkranen eher zwei bis fünf Achsen, Traglasten zwischen 35 und 250 Tonnen und eine Hubhöhe von höchstens 111 Metern.

Generell arbeiten große wie kleine Modelle mit den gleichen Standard-Hydraulikzylindern im Unter- und Oberwagen. Dazu gehören Abstütz-, Ausschiebe-, Federungs- und Lenkzylinder sowie ein Achsblockierventil beziehungsweise Ballastier- und Bolzenziehzylinder. Für den Einsatz in großen LTM-Mobilkranen werden diese Bauteile jedoch hinsichtlich ihrer Konstruktion und Fertigung angepasst. Denn sie müssen der enormen Belastung durch hohe Querkräfte und Achslasten standhalten und große Kräfte freisetzen. Essenziell ist dabei die Auswahl der richtigen Materialien. Die Werkstoffe werden in Leichtbauweise eingesetzt, also mit möglichst dünnen Wandstärken, müssen aber Sicherheit bieten und kostengünstig zu produzieren sein.

Der Hydraulikanbieter arbeitet bei der Gestaltung der Bauteile eng mit dem Kranhersteller zusammen und erstellt genaue Berechnungen und Auslegungen. So braucht etwa der Abstützzylinder einen besonders großen Kolben-Durchmesser, um die benötigten Kräfte zu erzeugen. Beim längeren Ausschiebezylinder muss das Risiko für ein Abknicken der Kolbenstange kalkuliert werden. Lenk- und Federungszylinder sind entsprechend der hohen Achslasten und der großen Dauer- und Spitzenbelastung zu konzipieren, ebenso wie das Achsblockiersystem, das hohe Drücke und Durchflussraten aushalten muss.

Hydraulik für extreme Bedingungen

Ventile und Zylinder, Bild: Weber-Hydraulik
Solche speziellen Ventile und Zylinder werden in den großen Mobilkranen eingesetzt. - Bild: Weber-Hydraulik

Bei den riesigen Mobilkranen spielen Dichtungen eine besondere Rolle, denn die Zylinder zählen zu den sicherheitsrelevanten Bauteilen. Ein Beispiel dafür ist die Kolbendichtung von Abstütz- und Ballastierzylindern: Eine Leckage könnte schwerwiegende Folgen haben, bis hin zum Umkippen des Mobilkrans.

„Die Anforderungen gehen immer mehr in Richtung extreme Umweltbedingungen – generell und erst recht bei den ganz großen Maschinen“, sagt Michael Ungar, Leiter des Segments Cranes bei dem Hydraulikunternehmen. „Wir können heute mit speziellen Dichtungstechnologien einen Temperaturbereich von mindestens minus 40 Grad Celsius bis plus 80 Grad Celsius abdecken.“ Die Beschichtung der Kolbenstange sorgt für Korrosionsb­­eständigkeit in extremer Umgebung. Der Hydraulikspezialist hat dafür ein Beschichtungsverfahren (WNC) entwickelt und betreibt eigene Forschung in seiner Galvanik. Auch die Tests und Prüfungen werden im Unternehmen durchgeführt, was Abstimmungen mit dem Anwender und Entwicklungszeiten verkürzt.

Zylinder mit integrierter Sensorik

Die Entwickler des Unternehmens sind auch in anderen Bereichen aktiv: Zum Beispiel bei der Reduzierung des Kraft- und Leistungsbedarfs durch Reibungsminimierung von Führungen und Dichtungen, um so den Treibstoffverbrauch der Krane zu senken. Sie entwickeln Zylinder auch hinsichtlich ihrer Zusatzfunktionen weiter: So sind die Federungszylinder der LTM-Mobilkrane mit einem doppelten Näherungsschalter ausgestattet, um die benötigten Endpositionen und die Bewegungsrichtung zu detektieren. Das Achsblockierventil besitzt Sensoren, die Informationen zu seiner Stellung – gesperrt oder geöffnet – liefern. Um die Positionen des Zylinders zu erkennen, haben die Ausschiebezylinder heute kranseitig Längenmesssysteme. „Weber-Hydraulik arbeitet stetig an neuen Lösungen und neuen Messsystemen“, erklärt Ungar. Ziel sei, mehr Flexibilität und eine bessere Ausnutzung des Arbeitsbereichs zu erreichen.

Im Trend: kompakte, leichte Bauteile mit Zusatzfunktionen

Die Kranbranche befindet sich im Wandel: Industrie 4.0, der Trend zur Platz- und Gewichtsersparnis sowie steigende Sicherheitsanforderungen verlangen Weiterentwicklungen oder materialtechnische Neukonstruktionen. Weber-Hydraulik liefert einen erheblichen Anteil der Hydraulikzylinder, die im Kran-Unterwagen zum Einsatz kommen. Im Bereich des Oberwagens baut das Unternehmen derzeit das Portfolio aus, einerseits mit größeren Produkten wie dem Ballastierzylinder, andererseits mit neuen Produkten: Der Bolzenziehzylinder verriegelt Funktionen sowie Anbaugeräte und verbindet außerdem die Aufrichtezylinder mit dem Chassis des Krans. Er wird sowohl im Ober- als auch im Unterwagen eingesetzt und dient als selbstverfahrender Bolzen, dessen Zylinderrohr beim Ausfahren durch eine Lasche und eine Bohrung verfährt. Im Gegensatz zu herkömmlichen Zylindern benötigt der Bolzenziehzylinder deshalb eine genaue Passung, die der Hersteller durch gehärtete und geschliffene Mantelflächen erreicht.

Einen Generationenwechsel erleben derzeit die hydraulischen Federungszylinder, die direkt an den Achsen verbaut sind und deren Lasten aufnehmen. Durch die gesetzliche Achslastbeschränkung für die Fahrt von immer größeren Mobilkranen auf öffentlichen Straßen müssen auch hydraulische Bauteile kleinere Durchmesser und Querschnitte sowie damit verbunden ein niedrigeres Gewicht aufweisen. Neben der reinen Verkleinerung der Komponenten setzt der Hersteller auf Leichtbauweise und verwendet einerseits andere Materialien wie Aluminium, andererseits werden Bauteile mit den üblichen Werkstoffen neu und materialsparend konstruiert. Dazu kommt die steigende Nachfrage nach integrierter Sensorik und smarten Funktionen.

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