Een electrische reus!

Op het eerste gezicht lijkt de nieuwe Liebherr-machine op een conventionele rupsgraafmachine. Alleen wat hoger misschien. Dit komt omdat de machine voor het eerst werd gezien vanaf een afstand van bijna 100 meter (328 voet), en er is niets in de buurt dat als referentiepunt voor het oog kan dienen. Bij een tweede blik, van dichtbij, worden de verschillen duidelijker. Deze machine is zo hoog dat de machinist van de graafmachine in het dakraam van een typisch rijtjeshuis kan kijken. En hij kon met de giek over de gevel reiken en de helft van de tuin in een enkele schoplading opgraven - zonder zelfs maar één keer de schoorsteen aan te raken. Dit zal echter nooit gebeuren. Strikt genomen is deze gele reus met de aanduiding LH 150 EC High Rise geen graafmachine, maar een van de zogenaamde material handling machines – en die zijn bedoeld voor grotere taken. Tobias Riedmiller, die verantwoordelijk is voor de ontwikkeling van de nieuwe machines bij Liebherr, legt uit: “Met de ontwikkeling van onze nieuwe grote graafmachines spelen we in op het groeiende belang van de wereldwijde verwerking van bulkgoederen. In zee- en binnenhavens, of bij schroot-, hout- of staalverwerking wordt steeds meer belang gehecht aan lage geluids- en uitlaatemissies. Daarnaast is de infrastructuur daar al aangelegd voor elektriciteit, in plaats van diesel. We hebben daarom een ​​volledig nieuw platform voor de elektrische aandrijving ontwikkeld, gebaseerd op het vorige LH 120-model.” Bijkomende voordelen van de elektrische aandrijving zijn volgens Tobias Riedmiller een aanzienlijk lagere onderhoudsbehoefte en daarmee een hogere productiviteit.

Om ervoor te zorgen dat deze reus zijn 536 pk op de giek kan inzetten zodat tot 1.000 ton materiaal per uur kan worden verplaatst binnen een draaicirkel van ongeveer 30 meter (100 voet), is hij bekabeld en voorzien van 20.000 volt middenspanning . Dit moet worden omgezet in een spanning die door de elektromotoren kan worden gebruikt, dus aan boord van de graafmachine worden een krachtige transformator en een frequentieomvormer gemonteerd. Van daaruit stroomt de stroom rechtstreeks de machinekamer in. Daniel Bayer, die verantwoordelijk was voor de ontwikkeling van het elektrische aandrijfsysteem, legde uit dat de kabelverbindingen van het aandrijfsysteem de "kransslagaders" van de overslagmachine zijn. Om de kans op hartfalen tot een minimum te beperken is een kabel nodig die bestand is tegen de bijzondere omstandigheden en voldoet aan de hoge kwaliteitseisen. De voorwaarden voor dit soort prestaties zijn ruw. Zeer kleine buigradii, hoge UV-bestendigheid, sterke trillingen en blootstelling aan agressieve stoffen zoals hydraulische oliën stellen veel eisen aan de kabelmantel en de aansluitingen. “Wij produceren voor de wereldmarkt. Daarom moet de graafmachine zijn ontworpen om zijn werk uit te voeren in de Finse winter bij min 30 graden, evenals in de verzengende hitte van Dubai. Ook de bekabeling moet bestand zijn tegen deze extreme temperaturen”, legt Daniel Bayer uit.

Met deze eisen in het achterhoofd deed Daniel Bayer in juli 2012 een beroep op HELUKABEL. “HELUKABEL heeft zich al jaren gevestigd als een betrouwbare partner van de Liebherr Group. Het was daarom niet meer dan normaal om ze eerst te vragen', zei hij, herinnerend aan zijn eerste telefoongesprek met Joachim Koch, die op de afdeling Custom Cables werkt. Uit het uitgebreide productassortiment werd snel een kabel geïdentificeerd die aan de technische eisen kon voldoen: HELUWIND, een kabel met een diameter van 400 mm (750 kcmil), die oorspronkelijk was ontwikkeld voor gebruik in de kabellus van een windturbine. De mechanische eigenschappen die door de ontwikkelaars waren geïntegreerd, vormden het perfecte startpunt voor de taken van de overslagmachine. De kabel voldeed daarmee vanaf het begin aan een aantal kenmerken, zoals een groot bedrijfstemperatuurbereik, UV-bestendigheid en de voor het ontwerp vereiste buigradii. In tegenstelling tot het gebruik in windturbines, zou de kabel in de Liebherr-toepassing niet worden blootgesteld aan torsie, maar aan sterke trillingen. “De vraag was nu of deze kabel ook geschikt zou zijn als afgeschermde motoraansluitkabel en aansluiten op de frequentieomvormer. “Om daar achter te komen, moesten we de kabel aan talrijke mechanische en elektrische tests onderwerpen”, zegt Joachim Koch. Liebherr-ontwikkelaar Daniel Bayer voegt hieraan toe: “De mechanische belastingen en vooral de weerstand tegen agressieve stoffen zoals oliën, vetten en koelvloeistoffen waren de cruciale punten. Dit was cruciaal omdat we ervoor wilden zorgen dat de motorbekabeling gedurende de gehele levensduur van de handlingmachine geen onderhoud behoefde.

De eerste tests met oliemonsters vonden al in november 2012 plaats. “Voor onze tests heeft Liebherr ons zowel synthetische oliën als biologische oliën geleverd die zijn geproduceerd uit hernieuwbare grondstoffen, die aanzienlijk agressiever zijn voor kunststoffen dan conventionele oliën op minerale basis, ” herinnert Joachim Koch zich. De testen vonden plaats conform VDE. De kabels werden gedurende zeven dagen blootgesteld aan de oliën bij een temperatuur van 90 graden Celsius (194 Fahrenheit). De inspecteurs bepaalden vervolgens de resterende treksterkte en rek bij breuk. Om ervoor te zorgen dat de kabels tijdens het bedrijf alle mechanische belastingen kunnen weerstaan, moet ook speciale aandacht worden besteed aan de kabelklemmen. “We hebben in ons testcentrum onze eigen trilplaat ontwikkeld, die de belastingen die optreden op grote machines realistisch nabootst”, aldus Joachim Koch. In uitgebreide tests bewezen de klemmen hun gebruiksgereedheid. Alle testprocedures, inclusief de bepaling van de vlamweerstand, waren eind 2012 voltooid. Uit de testresultaten bleek dat de HELUWIND-kabel bij uitstek geschikt is als motoraansluitkabel en als aansluiting op de frequentieomvormer in de elektrische verwerkingsmachine van Liebherr, en de bestelling is in februari 2013 geplaatst. “Door uitgebreide testen tijdens de ontwerpfase hebben we problemen in de daadwerkelijke prototypefase kunnen voorkomen. Dit versnelde het hele proces”, zegt Liebherr-ontwikkelaar Daniel Bayer tevreden. Hij voegde eraan toe: "HELUKABEL heeft opnieuw uitgeblonken als een betrouwbare en responsieve ontwikkelingspartner."