Sehr verschleißfest: Felslöffel mit Kantenschuhen und Shrouds an Messer und Seitenschneide.

Wartung & Instandhaltung

Hart gegen Verschleiß

Hochlegierte Stähle werden heutzutage nicht nur im Automobilbau verstärkt eingesetzt. Auch bei Baumaschinen kommen Stahllegierungen gegen den Verschleiß zum Einsatz.

Robert Ruthenberg

Die moderne Stahlherstellung gilt heute als wahres Eldorado für alle Werkstoffkundler. Nachdem in den 80er Jahren Leichtmetallwerkstoffe und speziell Aluminium den Stahl sehr bedrängte, schlugen die Stahlbarone von Rhein und Ruhr massiv zurück. Neben immer ausgeklügelteren Stahllegierungen drängten sie vor allem mit bauteilspezifischen Blechen wie Tailored Blanks, Tailored Tubes (maßgeschneiderte Platinen und Rohre) die Leichtwerkstoffe wieder zurück.

Bereits um 1920 wurden umfangreiche Versuche unternommen, herkömmliche Stähle wie niedriglegierte ferritische Baustähle oder austenitische Stähle in ihren Festigkeitseigenschaften zu verbessern. Durch Legierungsbeigaben und / oder durch spezielle Fertigungsprozesse wurde im Gefüge viel Martensit erzeugt, welcher die Festigkeits- und Dehnungseigenschaften verbessern sollte. Dieses gelang zum Teil auch und solche Stähle wurden vor allem im zweiten Weltkrieg für die Panzerung von Fahrzeugen vielfach eingesetzt.

Jahrzehntelange Entwicklungen

1975 haben Ingenieure des schwedischen Stahlherstellers SSAB (Svenskt Stål AB) ein bis dato als unlösbar geltendes Problem beseitigt: Die Herstellung von biegbaren Verschleißblechen, welche eine einzigartige Kombination aus Härtegrad und Zähigkeit aufweisen. Der Einsatz dieser Stahlsorte ermöglicht den Bau von Teilen und Maschinenkomponenten mit leichteren, optimalen Strukturen, welche sich durch ihre extreme Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit auszeichnen. Der extreme Widerstand gegen Verschleiß dieser Stahlsorten erlaubt den Bau von Produkten mit einer bis zu zehnfachen Lebensdauer. Diese neuen verschleißfesten Stahlwerkstoffe weisen ebenso extreme Zugfestigkeitswerte aus. Diese Entwicklung mündete in den modernen Stahlsorten und Verschleißschutzsystemen zahlreicher Stahlhersteller, welche inzwischen als Abrazo, Borox, Cracox, Esco, Hardox, Quard, Weldox, Xar und Ympress (einige der bekannten Markennamen) vielen Fachleuten aus der rohstoffverarbeitenden Industrie geläufig sein dürften. Denn vor allem die Bauindustrie, Fördertechnikhersteller, Hersteller von Bergbaumaschinen sowie die Rohstoffindustrie setzen diese hoch- und verschleißfesten Stahlsorten mittlerweile sehr gerne ein.

Hardox vom schwedischen Stahlhersteller SSAB dürfte wohl die bekannteste verschleißfeste Stahlmarke sein. Die zahlreichen Erfolgsgeschichten rund um diesen Stahlwerkstoff sind bereits heute legendär. Teilweise werden von Standzeitverlängerungen um das zehnfache und weitaus mehr berichtet. Jeder Kunde, der Hardox einsetzt, ist oft begeistert ob der guten Qualität. Die Hardox Produktfamilie umfasst aktuell Verschleißbleche mit Dicken von 0,7 bis 160 mm sowie Rohre und Rundstahl. Der neue, extraharte und zähe Stahl für extremen Verschleißschutz stellt die Sorte Hardox 600 dar. Mit einer Nennhärte von 600 HBW (Brinell-Härtewert) verfügt dieser Werkstoff über eine besonders hohe Kerbschlagzähigkeit. Er ist besonders gut für extreme Verschleißbedingungen geeignet und kann nach wie vor geschnitten sowie geschweißt werden, was ihn zur perfekten Wahl für Anwendungen mit höchsten Leistungsanforderungen macht. Hardox 600 gibt in Dicken von 6 bis 65 mm und in Breiten bis 2.000 mm sowie in Längen bis 14.630 mm. Die bevorzugten Lieferabmessungen sind 2.000 x 4.000 mm, andere Abmessungen auf Anfrage.

Das Unternehmen HS-Schoch mit seinem Stammwerk im süddeutschen Lauchheim sowie dem großen Zweigwerk im nordostdeutschen Coswig-Cobbelsdorf verfügt über mehr als 20 Jahre Erfahrung in der Verarbeitung von Hardox-Verschleißblechen. Die Experten von HS-Schoch setzen sie in verschleißbeanspruchten Konstruktionen wie Abbruchwerkzeuge, Brechwerke, Container, Förderbandanlagen, Greifer, Löffel, Rührwerke, Rutschen, Schaufeln, Siebe, Zerkleinerungsmaschinen und vieles andere mehr ein. Es gibt nämlich keine effizientere Methode, um Ausfallzeiten zu minimieren.

Verschleißteile nach Maß

Auf Grundlage von Zeichnungen und Spezifikationen stellt das Unternehmen, welches übrigens ein von der SSAB zertifizierter Hardox Wearparts-Partner ist, verschleißbeständige Reparaturteile aus diesem Stahl her. Ob Bohren, Schneiden, Schweißen, Fräsen oder Walz- und Biegearbeiten bis zu einer Länge von acht Metern, die Süddeutschen verfügen zudem über den notwendigen Maschinenpark. An beiden Standorten werden Zuschnitte jeder Art in Abhängigkeit des jeweiligen Anwendungsfalles auf Plasma-, Autogen- oder Laserschneidanlagen ausgebrannt und dann weiter verarbeitet.

Um Ausfallzeiten bei den Kunden möglicht zu verringern, verfügen die Verschleißschutzexperten an beiden Standorten über ein sehr gut sortiertes Verschleißteillager. Alle gängigen Zahn- und Messersysteme werden von dort aus, auf Kundenwunsch hin auch innerhalb von 24 Stunden, zum jeweiligen Bestimmungsort ausgeliefert. Das Unternehmen ist zudem einer von deutschlandweit nur drei Esco-Haupthändlern. Esco entwickelt und produziert seit mehr als 90 Jahren verschleißfeste Produkte wie Zahnsysteme, Schutzschilde und Verschleißplatten.

Das Unternehmen Craco im rheinland-pfälzischen Atzelgift beschäftigt sich seit 75 Jahren mit dem Verschleißschutz von Produkten. Im Laufe der Zeit entwickelten sie ihren eigenen verschleißfesten Sonderfeinkornstahl „Cracox“. Hierbei handelt es sich um einen Stahlwerkstoff mit martensitisch-bainitische Mikrostruktur, der durch Mikrolegierungen wie Niob sehr fein ausgebildet wird. Durch Chrom-Zusätze wird eine feine Verteilung extrem harter Carbide (größer 1.200 HV) erzeugt. Aufgrund von Niob- und Nickelbeigaben weist dieser Stahlwerkstoff ein hohes Werkstoff-Zähigkeitsniveau auf, das nach Firmenangaben vielen herkömmlichen Verschleißstählen meist weit überlegen ist. Das Zusammenspiel der einzelnen Legierungsbestandteile steigert den schon durch die Härte vorgegebenen Verschleißwiderstand sowie die Verformungsfähigkeit des Stahls. So wird der Materialabtrag, sowie die Werkstückermüdung durch plastisches Verformen minimiert. Zudem ist dieser Werkstoff gut schweißbar. Die Cracox-Sonderfeinkornstähle eignen sich hervorragend für alle Anwendungen, wo eine hohe Verschleißfestigkeit benötigt wird wie in der Bauindustrie, der Rohstoffgewinnung, der Steine- und Erdenindustrie sowie im Recyclingbereich.

Oberpfälzer sind härter

Es gibt nicht nur Stahl zwischen Rhein und Ruhr. Die Oberpfalz in Bayern wird auch als das Land der tausend Feuer bezeichnet. Schließlich wird und vor allem wurde in dieser Region schon seit Jahrhunderten erst Eisen und dann Stahl hergestellt. Die berühmte Maxhütte in Haidhof und dann vor allem die Maxhütte in Sulzbach-Rosenberg bewies, dass hochwertige Stahlprodukte aus der Oberpfalz mit den Stahlsorten aus Rhein und Ruhr gut konkurrieren können. Ganz im Gegenteil, in viele Jahren wurde der Stahl aus Sulzbach-Rosenberg sogar an die Konkurrenten in Nordrhein-Westfalen geliefert, da er sehr begehrt war.

Das Unternehmen Rädlinger aus der Oberpfalz in Cham hat zwar eine andere Entwicklungsgeschichte, aber in Anlehnung der Oberpfälzer Tradition beschäftigt sich zumindest der Rädlinger Maschinen- und Stahlbau mit Stahlwerkstoffen für Anbaugeräte, die in der Rohstoff-Gewinnungsindustrie für schwere und schwerste Einsätze Verwendung finden. Hierbei liegt die Herausforderung darin, die optimale Balance zu finden zwischen ausreichendem Verschleißschutz und niedrigem Eigengewicht sowie einer langen Lebensdauer des Löffels, Reißzahn und Schaufel sowie einem niedrigen Treibstoffverbrauch der Baumaschine. Durch die Verwendung hochwertiger Werkstoffe und hochfester Stähle, genau an den Stellen, wo es nötig ist, wird eine äußerst robuste Bauweise bei zugleich niedrigem Eigengewicht erreicht.

Umschlags- und Gewinnungsindustrie drängen zunehmend zu mehr Effizienz durch größere und leistungsstärkere Anbaugeräte. Umso wichtiger ist bei diesen Anwendungen eine enge Abstimmung mit dem Kunden über die jeweiligen Einsatzbedingungen und daraus folgt eine exakte Anpassung an das Trägergerät. Löffel und Schaufeln für schwere Einsätze sind deshalb in der Regel Sonderkonstruktionen und damit individuelle Lösungen.

Zusätzliche Verschleißfestigkeit und erhöhte Standzeiten können durch speziell angebrachte Verschleißbleche und Panzerungen erreicht werden. Die Möglichkeiten Anbaugeräte vor Schäden und Verschleiß durch Steine, Sand und andere abrasive Materialien zu schützen, sind vielfältig. In enger Abstimmung mit dem Kunden und unter Berücksichtigung der jeweiligen Einsatzbedingungen werden notwendige und sinnvolle Verschleißvorkehrungen identifiziert und ein individuelles Konzept für den Verschleißschutz entsteht. Zu den besonders beanspruchten Bauteilen gehören die Seitenschneiden und das Messer. Geschweißte Messerpanzerungen oder wechselbare Messerpanzerungs- sowie Seitenschneidenschutzsysteme bewahren diese Bereiche vor einer schnellen Abnutzung. An Außen- und Rückseiten werden zudem häufig Verschleißstreifen angebracht. In bestimmten Fällen wird gegebenenfalls auch die Innenseite durch Materialaufdopplung verstärkt. Eine Kugellaufbahn oder Verstärkungssichel gibt dem Löffel, der Schaufel insgesamt mehr Festigkeit. Bei hohen Ladegewichten kann auch eine Verstärkung der Aufhängung sinnvoll sein. Zum Schutz von Kanten und Schweißnähte zwischen Außen- und Rückseitenblech werden bei Bedarf Kantenschuhe angebracht. Darüber hinaus gibt es weitere Möglichkeiten und Zukaufteile, die zur Panzerung eines Anbaugerätes verwendet werden können, beispielsweise Shrouds, Chocky-Bars für profilierte Oberflächen, Solid-Bars zum Schutz von Ecken und Kanten oder Wear Buttons für besonders starken Verschleiß.

Ein Unternehmen aus der Klinkersteinindustrie setzt die Felslöffel aus Cham zur Gewinnung von Schieferton ein. Der Löffel der Klasse IV (für Einsatzgewichte zwischen 38 und 50 Tonnen) ist an einem Hyundai-Bagger vom Typ R480LC-9A angebaut und nimmt bei einer Schnittbreite von 1,7 m bis zu 3 m³ Material auf. Seitenschneide und Bodenblech wurden aus Stahl mit HBW 400 gefertigt. Die Verschleißstreifen in Querrichtung in HBW 400 und zwei seitlich überstehende Längsstreifen in HBW 450 sind am Löffelrücken angebracht. Vor Verschleiß von Innen schützen quer verlaufende Verschleißstreifen in HBW 500 im Löffelkorpus. Die Seitenbleche im unteren Bereich werden wiederum durch einen Seitenschutz in HBW 500 verstärkt. Für das Trapezmesser wurde hochfester Feinkornbaustahl (S690QL1) verwendet. Er verfügt über eine höhere Elastizität und reduziert so die Spannung, die beim Einsatz auf das Messer einwirkt. Vor Verschleiß schützt das Messer eine geschraubte Messerpanzerung von MTG. Bei den vier Zahnhaltern und Zähnen entschied sich der Kunde ebenfalls für ein MTG-System. Die aufgrund der Trapezform stärker beanspruchten mittig liegenden Zähne verfügen über eine höhere Panzerungsstufe als die außenliegenden. Festigkeit bekommt der Löffel zusätzlich durch die Verstärkungssichel im Inneren des Löffels. Insgesamt kommt der Löffel auf ein Gesamtgewicht von lediglich 3,9 Tonnen.

Dieses Anwendungsbeispiel zeigt exemplarisch, dass die modernen Verschleißbleche und -teile gezielt appliziert werden können. Ein Löffel, ein Greifer oder eine Schaufel aus nur dicken und damit schweren, kraftstoffzehrenden Blechen kann im Prinzip jeder herstellen. Doch wer über die Erfahrung verfügt, nur dort gegen Verschleiß zu panzern, wo es absolut notwendig ist und ansonsten normale und leichte Stahlsorten einsetzt, der spart dem Kunden Gewicht ein, erhöht damit die Zuladungsfähigkeit von Anbaugerät und Maschine und reduziert schlussendlich die Kraftstoffkosten des Baggers, Radladers oder der Maschine. Zudem kosten solche kundenspezifisch vorgenommen Panzerungen weniger als ein Bagger-/ Radladerwerkzeug rundum aus teurem Verschleißstahl.

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