Fachartikel

Januar 2017

Kommunalfahrzeuge sichern das Rückgrat des öffentlichen Lebens in Städten und Gemeinden. Ohne sie und ihre Fahrzeugführer bliebe Schnee, Dreck und Staub liegen und Wildpflanzen würden Straßenzüge in urbane Urwälder verwandeln. Durchschnittlich über einer Dekade im Einsatz spielen Nutzung und Wartung der Geräte eine große Rolle. Hohe Sicherheit und Sauberkeit sind zu gewährleisten, ohne Abstriche bei der Leistung und Wirtschaftlichkeit zu machen. Gleichzeitig wird der Fokus auf Umweltverträglichkeit verstärkt. Alternative und autonom gesteuerte Antriebe halten langsam Einzug in die Branche.

Einmal kehren, waschen und mähen bitte

Aufgrund der unterschiedlichen anfallenden Tätigkeiten einerseits und dem Kostendruck der Kommunen andererseits lässt sich speziell in Europa bei den kleinen Geräteträgern ein Trend hin zu multifunktionalen Fahrzeugen sehen. Durch die Auslegung von Fahrzeugen auf Anbaugeräte für mehrere Tätigkeitsfelder wie Reinigen und Schneeräumen können bisher teure, saisonale Kosten, verursacht durch Stillstandzeiten reiner Kehr- oder Räumfahrzeuge, minimiert werden. Wichtig ist, dass Effizienzsteigerungen im Betrieb realisiert und die Anbauten schnell und belastungsgerecht ausgetauscht werden können.

Holder C 70 Grossflächenmäher

Bild: Holder

Die Firma Holder verbaut daher seit kurzem in ihrem neuesten Fahrzeug aus der C-Reihe, dem 65 PS starken und mit Ein- oder Zweimannkabine lieferbaren C 70, den preisgekrönte PowerDrive-Antrieb serienmäßig. Vier 400 cm³ starke Radmotoren sorgen im Vergleich zum normalen Allradantrieb für 40 Prozent mehr Zugkraft und 50 Prozent mehr Steigfähigkeit bei stufenlosem Fahren ohne Zugkraftunterbrechung. Über die intelligente Fahrantriebsteuerung kann bei Transportfahren die Hinterachse abgeschaltet und so eine Kraftstoffeinsparung von bis zu 30 Prozent realisiert werden. Die Schaltung zwischen Allrad- und Zweirad-Antrieb sowie zwischen vollem und halbem Schluckvolumen erfolgt vollautomatisch. Je nach Einsatzart kann das Drehmoment der Radmotoren angepasst werden. Dadurch können sowohl Arbeiten an großen Steigungen durchgeführt als auch Kraftstoffeinsparungen von über 20 Prozent erzielt werden.

Genormte Anbauräume mit Schwingungstilgung an Front- und Heck erlauben eine einfache werkzeuglose Gerätemontage. Am dreidimensional bewegbaren Frontkraftheber können per verstellbarer Fanghaken (von KAT IN auf KAT I) unterschiedliche Anbaugeräte für Mäh-, Kehr- und Reinigungsarbeiten oder den Winterdienst angebracht werden. Neben der Heckaushebung gibt es einen dritten Anbauraum für Aufsattelgeräte. Die Hydraulikschläuche werden jeweils über tropffreie Steckkupplungen verbunden. Ein Ventilblock steuert den Volumenstrom der Hydraulikflüssigkeit. Die Hydraulikpumpe des C70 fördert 37 Liter Hydrauliköl mit einer Leistung von 44 Liter pro Minute. Damit können sowohl vorne als auch hinten am Fahrzeug 1100 Kilogramm Aushub bewältigt werden. Optional kann eine zusätzlich 70 Liter pro Minute leistenden Geräteverstellpumpe hinzugefügt werden. Servicearbeiten können über die hydraulisch kippbare Motorraumabdeckung ohne Abbau der Anbau- und Aufsattelgeräte erledigt werden.

Schrub die Wupp
Hako Multicar M31 Wildkrautbeseitigung

Bild: Hako Multicar

Hako sieht den größten Einsatzbereich ihrer Kommunalfahrzeuge bei saisonalen Tätigkeiten wie Kehren und Winterdienst, gefolgt von Anwendungen mit Wasser wie Schwemmen, Gießen und Spülen. Grünflächenpflege und Transportarbeiten werden ebenfalls abgedeckt. Allgemeine Wachstumsraten werden dabei insbesondere beim Absatz im Asia-Pazifik-Bereich gesehen, wo eine Anhebung der Reinigungsstandards und wachsende Ansprüche der Bevölkerung für eine erhöhte Dienstleistungsnachfrage im kommunalen Bereich sorgen. Anwendungsfälle, die sich in den letzten Jahren generell stärker entwickelt haben, liegen im Bereich der Nassreinigung mit Schrubbürsten im Außenbereich. Immer hochwertigere Bodenbeläge mit aufwendiger Pflege sind die Auslöser dafür. Aber auch die starke Verschmutzung öffentlicher Flächen verlangt nach intensiverer Reinigung, oft mit Hochdruckgeräten, sowie die physikalische Beseitigung von wucherndem Wildkraut in kommunalen Bereichen. Der Profi -Geräteträger M31 C verfügt beispielsweise über eine Mobilhydraulik, die wahlweise in drei Ausführungen erhältlich ist. Variante 1 arbeitet in einem Arbeitskreis mit einer 55 Liter starken Zahnradpumpe bei maximal 200 bar Arbeitsdruck. Variante 2 liefert über einer Doppelzahnradpumpe in zwei Arbeitskreisen je 55 Liter maximal 200 bzw. 250 bar. Bei der Hochdruck-Komforthydraulik mit Axialkolbenpumpe (110 Liter) und Zahnradpumpe (34 Liter) können maximal 200 bzw. 300 bar Arbeitsdruck erreicht werden.

Tendenziell erwarten die Kunden kleiner werdende Fahrzeuge, die dem gleich bleibenden Leistungsanspruch gerecht werden sollen. Dies bedingt jedoch zum Teil eine Gewichtszunahme, da mehr Technik auf kleinerem Raum untergebracht werden soll, was sich nachteilig auf die Nutzlast auswirken kann. Dadurch polarisiert sich der Markt auf absolute Billigmaschinen einerseits und sehr hochwertige Maschinen andererseits. Am bestehenden Leistungsspektrum für Kommunalfahrzeuge werden bei Hako keine gravierenden Änderungen erwartet. Anders sieht es jedoch beim Energiebedarf aus, der durch anspruchsvolle Aufgaben wie Heißwasser-Anwendungen ein sensitives Feld darstellt. Die Anforderungen an Hydraulikkomponenten liegen weiterhin bei hoher Langlebigkeit, Belastbarkeit und Leistungsfähigkeit. Dies gilt besonders für Bremsvorgänge und Stillstandzeiten von Messern, da die hydraulischen Antriebe stark beansprucht werden.

Klares Entwicklungsziel bleiben effiziente Maschinen. Hierbei werden, auch bedingt durch den politischen Druck auf die öffentliche Hand, alternative Antriebe zum bisher aufgrund seiner technischen Leistungsparameter dominierenden Dieselmotor in Betracht gezogen. Dies kann Druck auf hydraulische Komponenten ausüben, da bei zukünftigen Fahrzeugkonzepten ganz auf eine Bordhydraulik verzichtet werden könnte und Komponenten sowie Anbauten komplett elektrisch betrieben werden. Aus Sicht von Hako ist langfristig der Trend hin zur E-Mobilität in der Kommunaltechnik nicht von der Hand zu weisen.

Mehr als nur Dampf machen

Auswertungen des VDMA zufolge lässt sich bei Kommunalfahrzeugen in Europa ein Trend weg von Midi-Kompaktklassen mit einer Zuladung von einem Kubikmeter hin Kompaktklassen mit zwei Kubikmeter Zuladung erkennen. Bei gleicher Leistung und weniger Gewicht, versteht sich. Nicht unerwartet ist, dass in USA die Relation von Leistung und Gewicht bisher weniger eine Rolle spielt. Kärcher macht sich daher das aus dem Automobilbau bekannte Plattform-Konzept zunutze, um Kunden seiner Kommunaltechnik unterschiedliche Modelle anbieten und gleichzeitig Synergien bei Qualität und Herstellkosten erzielen zu können.

Kaercher MIC70

Bild: Kaercher

Deshalb basieren die dieselmotorgetriebenen Modelle der Mittelklasse MC 130 und MIC 50 sowie der neue kommunale Geräteträger MIC 70 zu gut 60 Prozent auf identischen Bauteilen, was sich auch positiv auf die Ersatzteilverfügbarkeit auswirkt. Alle drei Modelle sind mit zwei gleichgroßen Tandempumpen ausgestattet, deren Leistungen über ein Summenventil vereint werden können. Beim MC 130 und MIC 50 können so die jeweils vorne und hinten verfügbaren 40 Liter des Hydrauliksystems auf 80 Liter Leistung vereint werden. Beim kraftvolleren MC 70 lassen sich die Hydraulikleistungen der beiden gleich dimensionierten Pumpen zu 100 Liter Durchsatz bündeln. Dies ist besonders bei Schneefräsen hilfreich, wenn der Winter wieder einmal etwas härter wird und in kurzer Zeit große Schneemengen zu beseitigen sind. Die Anbaugeräte lassen sich mit wenigen Handgriffen ohne Kraftanstrengung montieren und verbinden.

Während in Europa der Trend hin zu leistungsfähigeren Kommunalfahrzeugen geht, lässt sich dies in Asien und dem mittleren Osten noch nicht erkennen. Zurückzuführen ist dies teilweise auf die dort noch schwach ausgebaute Service-Infrastruktur für komplexe Maschinen und die Nachfrage nach einfach zu bedienenden Einzweckmaschinen mit überschaubarer Technik. Städte wie Peking, Shanghai oder Dubai setzen daher auf kleinere Geräteträger wie den MIC 26 oder MIC 34. Bei der Motorisierung der Geräte wiederum rechnet man durch Reduzierung der Feinstaubgrenzen in Städten mit einem Schwenk vom bisher noch dominierenden Dieselmotor mit Stage 3A/3B Zertifizierung hin zu alternativen Antrieben.

Es wird erwartet, dass nach Vorreitern wie China, Singapur und Norwegen oder Mailand und Barcelona zukünftig mehr Städte verstärkt auf elektrische Antriebe setzen werden. Im Rahmen des Projekts „Schaufenster LivingLab BWe mobil“ wurde daher auf Basis der kompakten kommunalen Saugkehrmaschine MC 50 ein Plug-in-Hybrid entwickelt, bei dem sowohl Fahrantrieb samt Knicklenkung als auch Arbeitsaggregate bis zu 2,5 Stunden rein elektrisch betrieben werden können. Aktuell führen die Städte Stuttgart, Ludwigsburg und Wismar mit insgesamt vier Maschinen einen Dauertest durch.

Auf den Betriebspunkt gebracht

Auch bei Bosch Rexroth weiß man, dass Emissionsvorgaben wie die EURO 6-Norm die Nachfrage nach energieeffizienten Lösungen erhöhen. Bestehende Systeme mit Dieselmotor, hydrostatischer Fahrantrieb und Arbeitshydraulik gilt es im optimalen Betriebspunkt zu betreiben und mit entsprechender Abgasnachbehandlung auszustatten. Bei der High Efficiency Traction Control (HET), einem energieeffizienten Einzelrad-Antriebssystem für Fahrzeuge mit 4-Radantrieb, wird die durch natürlichen Schlupf entstehende Übermenge an Hydrauliköl über einen spezieller Ventilblock an die Niederdruckseite des Kreislaufs abgeführt, um eine hydraulische Verspannung zu verhindern. Ein entscheidender Vorteil der Reihenschaltung bleibt dabei erhalten: die automatische Aktivierung der Allradfunktion erfolgt energiesparend nur im Bedarfsfall bei Traktionsverlust. Auch Geräuschemissionen spielen bei Kommunalfahrzeugen eine große Rolle.

Für Arbeitsmaschinen mit Dieselmotorantrieb bietet Rexroth beispielsweise den ECO-Mode an. Bei geringem Leistungsbedarf wird bei gleichbleibender Fahrgeschwindigkeit automatisch die Drehzahl des Dieselmotors abgesenkt. So können Geräuschemissionen und Kraftstoffverbrauch deutlich reduziert werden. Bei mobilen Arbeitsmaschinen mit Hydraulikaggregaten steht durch zusätzlich benötigte Komponenten für die Abgasnachbehandlung weniger Bauraum zur Verfügung. Daher wird ein besonderes Augenmerk auf kompaktere Lösungen wie beispielsweise die Axialkolben-Verstellpumpe A30VG gelegt. Diese beansprucht durch Verzicht des üblicherweise verbauten Stromteilers gegenüber vergleichbaren Lösungen den geringsten Bauraum bei gleichzeitig höherem Wirkungsgrad.

Bosch Rexroth A4VG Hydraulik

Bild: Bosch Rexroth

Die Axialkolben-Verstellpumpe eignet sich für Fahrantriebe mit zwei hydraulisch getrennten Kreisen, die mit einem Volumenstrom von je 28 ccm pro Umdrehung versorgt werden, und kann somit die Funktion einer hydraulischen Differentialsperrfunktion darstellen. Der Nenndruck beträgt 300 bar, der Höchstdruck 350 bar. Aufgrund der gestiegenen Anforderungen an Verbrauch, Steuerbarkeit und Vernetzung werden Hydrauliksysteme zunehmend elektronisch gesteuert. Die neuen Axialkolben-Verstellpumpen A4VG der Baureihe 35 mit integrierter Sensorik erfüllt mit Nenndruck von 400 bar und einem Höchstruck von 530 bar die Anforderungen der Maschinenhersteller an höhere Druckniveaus von elektronisch gesteuerten Fahrantrieben. Basierend auf den Triebwerken in Schrägscheibenbauart der Baureihe 32 deckt sie Nenngrößen 40 bis 90 ab. Sowohl im Einsatz als Einzelkomponente oder in Verbindung mit optimal abgestimmten Hydromotoren und vorprogrammierter Fahrantriebssoftware lässt sich damit der Engineering-Aufwand für neue Antriebskonzepte verringern. Bei der Entwicklung von Fahrzeugen im europäischen Verkehr müssen Hersteller die Maschinenrichtlinie anwenden. Bosch Rexroth unterstützt hierbei mit bereits für eine Reihe von Fahrzeug-Topologien ermittelten Systemlayouts, um die erforderlichen Performance Level nach den für die Anwendung zutreffenden C-Normen zu erfüllen.

Grünpflege von Geisterhand
Aebi TT211 Autonome Fernsteuerung

Bild: Aebi

ASH bietet in der Klasse der Zweiachs-Geräteträger mit dem Aebi Terratrac neu eine Option für autonomen Betrieb, um dem Trend zu höherer Flexibilität und Wirtschaftlichkeit unter sicheren Bedingungen zu begegnen. Die Route wird innerhalb des vordefinierten Arbeitsfeldes automatisch geplant und per GPS fahrerlos abgearbeitet. Arbeiten an Deichen, Lärmschutzwällen und Parkanlagen sind damit ebenso wie die Pflege von Hanglagen möglich und werden im Wiederholungsfall zentimetergenau ausgeführt. Eine geringere Überlappung der Arbeitsbreiten spart Treibstoff und Zeit. Auf unbekanntem oder militärisch genutztem Gelände kann eine Person den Terratec auch aus sicherem Abstand über die integrierte Fernbedienung steuern.

Die Fahrgeschwindigkeit lässt sich dabei stufenlos anpassen. Der geringe Bodenflächendruck und der tiefe Schwerpunkt erlauben es, den Terratrac für unterschiedlichste Arbeiten wie mähen, mulchen, aerifizieren, kehren, Laub blasen oder Winterdienste einzusetzen. Selbst Golfbälle lassen sich damit einsammeln. Dabei wird das Anbaugerät mittels einer Entlastungshydraulik leicht an den Boden gepresst, so dass der Betrieb zusammen mit der seitlich pendelnden Geräteaufhängung exakt an den Geländeverlauf angepasst wird. Dabei werden über die Hydraulik gleichzeitig Schwingungen zwischen dem Fahrzeug und angebauten Geräten ausgeglichen, um Schläge zu vermeiden und schnellere Verschiebefahrten zu ermöglichen. Je nach Modell stehen vorne 1.300-2.000 und hinten 1.200 – 1.800 Kilogramm Hubkraft zur Verfügung. Auch bei Aebi wird die Zukunft in emissionslosen Antrieben gesehen. Daher will man den rasanten Entwicklungsfortschritt im Bereich Elektro-Motoren, Akku-Kapazität und Ladetechnologie aktiv begleiten.

Aebi EC170 Kehrbürste mit Mattro

Bild: Aebi

In Kooperation mit dem österreichischen und auf elektrische Mobilitäts- und Energiekonzepte spezialisierten Unternehmen Mattro wurde der EC170 mit Elektro-Scheibenläufermotoren ergänzt und für den Einsatz in der Landwirtschaft sowie für kommunale Anwendungen optimiert. Der geländegängige und umweltschonende Geräteträger mit gefederten Raupenlaufwerken und 1.000 Newtonmeter Drehmoment bei einer Spitzenleistung von 18 Kilowatt schafft eine Hubkraft von 200 Kilogramm. Er lässt sich sowohl in Hanglagen als auch auf ebener Fläche multifunktional einsetzen. Ein Lithium-Ionen-Akku mit 8,7 Kilowattstunden Kapazität sorgt für bis zu 3,5 Stunden Einsatzzeit. Optional gibt es eine Batterie mit 9,7 kWh. Die Ladezeit beträgt je nach Ladegerät 4 bzw. 2,5 Stunden. Als EC130 ist eine unbemannte, fernsteuerbare Variante erhältlich.

Dieser Artikel wurde auch im Magazin ke-next (verlag moderne industrie – Mediengruppe des Süddeutschen Verlag) veröffentlicht.

Autor
AutorBritta Muzyk-Tikovsky