Radlader (1) 01.08.2009, 10:56

Gemischter Antrieb beim Radlader, Vorschaubild

Lader werden in verschiedenen Bauarten hergestellt. Wir stellen sie vor, beschränken uns aber im Folgenden auf den Radlader. Im Vorwort macht der tec.LEHRERFREUND Vorschläge, wie man solche Maschinen den Schülern im N+T-Unterricht schmackhaft machen kann, ohne sie zu überfordern.

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Technik vor der Haustür 

So bringt man Schülern im N+T-Unterricht Baumaschinen nahe

Es gibt genügend technische Einrichtungen, Anlagen, Maschinen usw., die Lehrern und Schülern nur schwer zugänglich sind. Werkzeugmaschinen etwa (Drehmaschinen, Fräsmaschinen, Schleifmaschinen usw.) stehen hinter Fabrikmauern, Turbinen in Kraftwerken usw.

Mit Baumaschinen dagegen kommen Schüler fast täglich in Berührung: Sie gehen an grabenden Baggern vorbei, beobachten Radlader beim Beladen von Lkw, überlegen sich, warum 30 m hohe Baukrane nicht umstürzen. Solche Maschinen bieten sich deshalb für die Behandlung im N+T-Unterricht an. Dabei muss man sich nicht mit zu tief schürfenden technischen Details beschäftigen, sondern nur das tun, was der N+T-Unterricht soll: das technische Interesse und mehr Verständnis für technische Fragen wecken und Grundlagen vermitteln.

Die Beiträge des tec.LEHRERFREUNDS wollen technische Hintergründe aufzeigen, die auch bei genauer Beobachtung solcher Maschinen kaum zu erkennen sind. Grundlegendes dafür muss der N+T-Lehrer vorbereiten, er muss seine Schüler den Unterrichtszielen näher bringen.
Weil auf Rädern fahrende Baumaschinen wie Radbagger oder Radlader im Prinzip dem Aufbau des Pkws ähneln, kann man hier anknüpfen.

Vorschläge dazu mit vereinfachenden Schemaskizzen:

So funktioniert ein mechanischer Fahrantrieb 

Antrieb_mechanisch_440.png

An den Antriebsmotor - in der Regel ein Dieselmotor - schließt sich das Schaltgetriebe an. Dazwischen liegt die Kupplung; sie erst erlaubt das Schalten der Gänge. Das Schaltgetriebe liefert die für das Fahren nötigen Drehzahlen. Ein Dieselmotor dreht im Leerlauf mit gleichbleibend etwa 2 000 Umdrehungen pro Minute. Gelenkwellen passen sich Achsbewegungen an. Das Differenzial gleicht Drehzahlunterschiede beim Kurvenfahren aus.

So funktioniert das Ölpumpe-Ölmotor-Prinzip 

Antrieb_Pumpe___Motor_440.png

Der Dieselmotor treibt die Pumpe an. Diese saugt Öl aus dem Tank an und drückt es in den Ölmotor. Der Motor, eine umgekehrte Pumpe, treibt den Verbraucher, z. B. ein Antriebsrad, an.
Das Steuerventil wird vom Fahrer direkt oder indirekt betätigt. Dabei kann es
- viel Öl durchlassen, also eine große Geschwindigkeit erzeugen
- wenig Öl durchlassen (kleine Geschwindigkeit)
- die Öl-Durchflussrichtung umdrehen (vorwärts oder rückwärts fahren).

So funktioniert ein hydraulischer Fahrantrieb

Antrieb_hydraulisch_440.png

So funktioniert der Antrieb der Radladerausrüstung

Gemischter_hydraulischer_und_mechanischer_Antrieb.png

Der Radlader fährt und arbeitet mit einer Mischform von Antrieben: Während der Fahrantrieb über ein Zahnradgetriebe geht, wird die Arbeitsausrüstung (z. B. die Schaufel) hydraulisch über Arbeitszylinder betrieben.

 

Lader Übersicht (Bild)

Radlader_Liebherr.jpg

(Bild Wikipedia): Lader sind Maschinen zum Lösen und Transportieren von Erdstoffen und Schüttgütern und zum Beladen von Transportfahrzeugen.

Lader_Bautypen.png

Radlader (Bild Wikipedia): Unter den Arbeitsmaschinen zur Erdbewegung, zum Laden, Heben und Transportieren steht der Radlader an erster Stelle. Seine Fähigkeit, schnelle Standortwechsel und hohe Zug-und Schubkräfte zu kombi­nieren, begründen seine Wirtschaftlichkeit und seine Beliebtheit beim Anwen­der.

Baggerlader: Der Baggerlader ist eine Kombination zwischen Bagger und Lader und kann als Mehrzweckgerät in vielen Fällen diese beiden Maschinen kostengünstig ersetzen.

Laderaupe, Kettenlader:  Die Laderaupe und der Kettenlader haben ihre Stärken dort, wo bei steilen Böschungen und kurzen Fahr- und Transportwegen hohe Schubkräfte verlangt werden. Laderaupen beanspruchen den Untergrund mit wesentlich geringeren spezifischen Drücken als Radlader.

Schwenklader: Seine Arbeitsausrüstung lässt sich auf dem Drehkranz des Vorderwagens so verdrehen, dass die Maschine platzsparend seitlich der Längsachse arbeiten kann.

Kompaktlader: Der Kompaktlader mit seinen kleinen Abmessungen eignet sich besonders für beengte Baustellen. Durch seinen geringen Abstand von der Ladestelle hat der Fahrer einen guten Überblick. Die kompakte Maschine lässt sich auf kleineren Anhängern problemlos versetzen. Nachteil: Die einzeln angetriebenen Räder radieren auf dem Boden stark, weshalb die Maschine für Arbeiten auf empfindlichen Untergründen wenig geeignet ist. Neuere Konstruktionen sind deshalb oft mit Raupen ausgestattet.
 

 

Aufbau: Das Hauptarbeitswerkzeug des Laders ist die Ladeschaufel. Sie ist am Hubarm (Hubrahmen) angebracht. Betätigt wird die Schaufel über die Hub- und Kippzylinder.
Antrieb: Bei Ladern findet man sowohl hydrodynamische als auch hydrostatische Antriebe; die letzteren überwiegen (siehe Lader 2).

Baugruppen_eines_Radladers.png

1   Lüfterflügel
2   Dieselmotor
3   Pumpe Arbeitshydraulik
4   Drehmomentwandler
5   Elektronikeinheit
6   Schalthebel Fahren
7   Hauptsteuerventil
8   Hubzylinder
9   Kippzylinder
10 Hinterachse
11 Gelenkwelle hinten
12 Verteilergetriebe
13 Vorsteuerpumpe
14 Gelenkwelle vorne
15 Vorderachse

Erläuterungen

4   Drehmomentwandler: siehe https://www.lehrerfreund.de/in/technik/1s/stroemungskupplung/3043/
5   Elektronikeinheit: Moderne Baumaschinen sind mit jeder Menge Elektronik, zu der natürlich Bordcomputer gehören, ausgestattet. Sie überwachen und regeln Öldrücke, Motortemperaturen und Fahrgeschwindigkeiten, legen Gänge ein usw.
7   Hauptsteuerventil: Es teilt den Arbeitszylindern (Kippzylinder, Hubzylinder) das Öl zu.
11 Gelenkwelle hinten: Weil die Räder nicht starr gelagert sind, braucht man die Gelenkwelle als nachgiebiges Antriebselement.
12 Verteilergetriebe: Es ist hinter dem Schaltgetriebe angeordnet und hat Ausgänge zu den Antriebsrädern.
13 Vorsteuerpumpe: In einem solchen Hydrauliksystem arbeitet man mit großen und niederen Drücken. Das Vorsteuersystem, das von einer kleinen Vorsteuerpumpe (im Gegensatz zur großen Arbeitspumpe) versorgt wird, erzeugt etwa 30 bar und betätigt die Steuerventile. Der Hubzylinder leistet seine Arbeit dagegen mit bis zu 300 bar Öldruck.

Arbeitsweise eines Radladers: Ein typisches Arbeitsspiel im Ladebetrieb läuft in der Regel ab wie im Bild unten dargestellt.

Lader_Arbeitszyklus_440.png

Was kann der Lehrer im N+T- Unterricht mit dem Thema anfangen?

Wie bei allen größeren Maschinen vor der Haustür kann er/sie die Schüler ermuntern, zur Baustelle zu gehen (aus Sicherheitsgründen wäre die Anwesenheit des Lehrers angebracht), den Arbeiten dort zuzusehen, die Maschinen zu fotografieren und das Beobachtete zu skizzieren und zu beschreiben. Unabdingbar: Der Lehrer/die Lehrerin muss vorher schon dort gewesen sein und hat ein Arbeitsblatt vorbereitet, das das Gesehene zusammenfasst und vielleicht neue Aspekte einbringt.

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Weitere Baumaschinen im tec.LEHRERFREUND
- Dumper
- Fahrmischer
- Grader
- Krane
- Lader
- Bagger 
- Rüttelplatte

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