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Lichtsysteme für den Steinbruch

Gutes Sehen nützt, gutes Sehen schützt! Dieses Motto gilt besonders in Kies- und Sandgruben sowie Steinbrüchen, wo bereits vor Sonnenaufgang oder auch nach Einbruch der Dunkelheit gearbeitet wird.

In den vergangenen zehn Jahren hat sich im Bereich Beleuchtung einiges getan. Vor allem die Entwicklung der LED-Technik ist inzwischen so weit fortgeschritten, dass heute viele Baumaschinen diese spezielle Lichttechnik aufweisen. Zudem ist die LED-Technik im Vergleich zur Serienlösung mit Xenon, der bisher besten Lichttechnik, sehr viel kostengünstiger herzustellen und einzubauen. Grob gesagt, kostet ein Xenon-Scheinwerfer mit knapp 500 Euro das Fünffache einer guten LED-Leuchte mit etwa 100 Euro; ganz billige LED-Chinaware ist sogar schon ab 20 Euro beim Zubehörhändler erhältlich. Davon ist allerdings in der Regel abzuraten, wie in diesem Artikel aufgezeigt wird.

Neben der erheblich besseren Lichtausbeute, der kompakteren Bauweise sowie den geringen Kosten weisen LED-Scheinwerfer im Vergleich zu ihren Xenon-Konkurrenten einen weiteren Vorteil auf: Die geringere Brand- und Verbrennungsgefahr. Es ist hinlänglich bekannt, dass Xenon-Leuchten sehr heiß werden und zwar um die 500 °C. Selbst am äußeren Glas lassen sich noch Temperaturen um 200 °C messen. Wer da mal die Hand drauflegt, hat sie sofort verbrannt. Dieses Problem gibt es bei den eher kalt arbeitenden LED-Leuchten nicht. Ein weiterer Vorteil stellt die Multivoltfähigkeit der LEDs dar. So bietet das Unternehmen ABL-Light, eine Tochterfirma der französischen Vignal Lighting Group, die sich speziell um Beleuchtungen für Non-Road-Maschinen und -Fahrzeugen, also solchen abseits des Straßeneinsatzes, intensiv kümmert, Multivolt-LEDs von 12 bis 100 V Spannung an. Ob nun ein Bagger nur 12 V oder ein Dumper 24 oder sogar 48 V liefert, die Multivolt-LED-Scheinwerfer liefern immer eine konstante Lichtleistung.

Hell, heller – zu hell

Die neuesten LED-Produkte im Scheinwerferbereich übertreffen inzwischen sogar die ausgezeichnete Lichtperformance von Xenon-Scheinwerfern um etwa das Doppelte und mehr als das Vierfache im Vergleich zur Halogenlichtausbeute. Vor allem bieten LEDs hohe Farbtemperaturen von 5.000 bis 6.000 Kelvin, was für eine tageslichtähnliche Ausleuchtung (5.500 Kelvin) sorgt. Wer unter solchen Lichtbedingungen arbeitet, schont seine Augen und bleibt länger fit. Die Vorteile von LED-Scheinwerfern liegen zudem im niedrigen Stromverbrauch und ihrer Wartungsfreiheit in Kombination mit einer extrem langen Lebensdauer begründet. So gibt das Unternehmen ABL-Light eine Betriebslebensdauer von 20.000 Stunden an. Daher kann das Unternehmen für ihre LED-Scheinwerfer auch eine Garantie von fünf Jahren geben. Eine Wasser- und Staubdichtigkeit (IP68 oder sogar IP69), eine hohe Vibrationsbeständigkeit und vor allem die Möglichkeit einer individuellen Gestaltungsmöglichkeit dürften LED-Arbeits- und Fahrscheinwerfer für alle Baumaschinen daher am geeignetsten sein. Zudem handelt es sich bei den LED-Leuchten oftmals um ein klassisches Anbauteil, das alte Scheinwerfer leicht ersetzen kann. Dies ist vor allem dann möglich, wenn die alten Scheinwerfer ebenfalls nur als Anbauteil montiert sind, was bei Baumaschinen oft der Fall ist.

Zurück zur Farbtemperatur, auch Lichtfarbe genannt. Liegt sie zu hoch, ermüden die Augen eines Menschen schnell. Zudem erscheint das Licht zu grell und manche Farben von Gegenständen werden falsch wiedergegeben. So kann ein Fahrer dann Objekte wie Steine und Erdklumpen, die vor der Maschine liegen, nur schwer voneinander unterscheiden und ein Unfall droht.

Die Angaben des Lichtstroms in Lumen, respektive der Basisgröße Lichtstärke (in Candela) sagt nichts über die Qualität von LED-Leuchten aus. Vor allem Billiganbieter werben oft damit, dass auch ihre Chinaböller soundsoviel Lumen hätten. Abgesehen davon, dass es den theoretischen Lumen, den Bruttowert und den tatsächlich, effektiv gemessenen Lumen, den Nettowert gibt, gilt es auch andere wichtige Parameter zu unterscheiden. Denn nur mit diesem Hintergrundwissen lassen sich Billigprodukte und Markenwaren unterscheiden. So gibt einem der effektive, der gemessene Lumenwert, zwar eine Aussage darüber, welche Lichtleistung tatsächlich aus dem Arbeitsscheinwerfer austritt, er sagt aber nichts darüber aus, wieviel Licht am Boden überhaupt ankommt. Denn dafür benötigt man wiederum die Beleuchtungsstärke (in Lux), also die Anzahl der Lumen pro Quadratmeter.

Schließlich gilt es so viele Lichtstrahlen wie möglich auf dem Boden zu bekommen und sie nicht auf dem Weg dorthin gegen den Himmel zu senden. Aus diesem Grund arbeiten die Lichttechniker aller Markenhersteller intensiv an den Optiken der LED-Scheinwerfer. Je mehr Lichtstrahlen auf dem Boden ankommen, desto höher ist die Beleuchtungsstärke beziehungsweise der Luxwert. Gibt man nur die Lumenanzahl an, suggeriert man, dass bei allen LED-Arbeitsscheinwerfern mit gleicher Lumenanzahl gleich viel Licht am Boden ankommt. Das ist definitiv nicht der Fall.

LED-Lichtmasten mit Solarzellen bentigen tagsber nur die Sonne oder diffuses Licht, um nachts hell leuchten zu knnen.Foto: Foto: Atlas Copco

Lumen, Lux oder Candela

Das Unternehmen Tyri in Schweden mit rund 200 Mitarbeitern ist international gut aufgestellt und auch für global arbeitende Unternehmen als Hersteller von LED-Arbeitsleuchten sehr interessant. Von Atlas Copco, Bell Equipment, Case New Holland, Hitachi über John Deere Construction, JCB, Kleemann, Komatsu, Mecalac bis hin zu Terex beliefern die Schweden zahlreiche Hersteller von Fahrzeugen für die rohstoffverarbeitende Industrie. Vor allem arbeiten die Schweden auch mit großen Baumaschinenhändlern wie beispielsweise die Kiesel GmbH in Baienfurt zusammen.

Die Lichttechniker des Unternehmens arbeiten in der Regel mit 3D-Lichtsimulationen. Daher können sie ihre Kunden schnell darüber informieren, wieviel Lux eine Arbeitsbeleuchtung um eine Arbeitsmaschine herum haben sollte, um Produktivität sowie Sicherheit am Arbeitsplatz zu gewährleisten. Den Kunden werden dabei die Zusammenhänge von Candela, Lichtkegel und Abstand für das perfekte Licht näher erläutert. Je nach Umgebungs- und Witterungsbedingungen wird zudem die beste Lichtfarbe angeboten, so dass der Kunde die optimale Beleuchtung auch in staubiger Umgebung sowie bei Regen oder Schnee hat.

 Nach Firmenangaben sind deren LED-Scheinwerfer sehr solide gebaut und von hoher Qualität. Von Anfang an legten die Schweden nach eigenen Aussagen sehr viel Wert auf die elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ihrer Produkte. So werden bei EMV-Tests die LED-Leuchten in der Regel mit 28 verschiedenen Frequenzen zwischen 150 kHz bis 2,5 GHz getestet, denn die LED-Arbeitsscheinwerfer sollen die höchste EMV-Klasse 5 nach Fahrzeugstandard EN55025/CISPR erfüllen. LED-Arbeitsscheinwerfer ohne oder mit niedriger EMV-Klasse können im leichten Fall lediglich ein Knistern im Radio verursachen, im schlimmeren Fall einen Ausfall der Bordelektronik oder sogar einen Stillstand des gesamten Fahrzeuges verursachen. Alle LED-Arbeitsscheinwerfer weisen die sehr hohe IP-Schutzklasse 69K auf, sie verfügen über einen Überhitzungs- sowie einen Verpolungs- und einen Überspannungsschutz. Die Streuscheibe und der vordere Rahmen sind abschraubbar und lassen sich bei fast allen Modellen austauschen. Auf Wunsch stellen die Schweden ebenso kundenangepasste Produkte her.

ABL-Light rüstet u.a. Baumaschinen von CAT, Doosan, Hyundai, Liebherr und Volvo CE mit den neuesten LED-Arbeitsscheinwerfern aus. Vor allem das LED-Modell My LED kommt mit einem Lichtstrom von 2.000 oder 2.700 Lumen zum Einsatz. Die unterschiedlichen Lichtstärken kommen daher zustande, dass LEDs auch Bereiche quasi überbelichten können, was wiederum unerwünscht ist. Denn 2.700, 5.000 oder gar 10.000 Lumen lässt zwar sehr weit entfernte Halden sowie Gesteinsbrocken sofort sichtbar werden, aber im Nahbereich rund um das Fahrzeug führt eine zu helle LED oft zur Blendung des Fahrers und/oder der Arbeiter. So gilt es also die LED-Scheinwerfer dem jeweiligen Einsatzgebiet bestmöglich anzupassen. Allein 20 Entwickler bei ABL-Light (von insgesamt 160 Mitarbeitern) setzen die jeweiligen Kundenanforderungen in Produkte um. Für ihren Großkunden Caterpillar entwickelten sie erst kürzlich einen Fünf-Funktionen-Full-LED-Scheinwerfer, der neben Abblendlicht, Fern- und Fahrlicht auch die Blinker integriert hat. Dieser Full-LED-Scheinwerfer erfüllt selbstverständlich die Straßenverkehrszulassungsordnung (StVZO). Derzeit wird das Modell SHD 3000 entwickelt, das einen größeren Ausleuchtwinkel nach oben hin ermöglicht, so dass auch hohe Einsatzstellen gut ausgeleuchtet werden.

Zulassung nach StVZO

Ob Halogen, Bi-Halogen, Xenon, Bi-Xenon, LED, Lichtleiter, Ellipsoid oder FreiForm FF, das Unternehmen Hella im westfälischen Lippstadt bietet individuelle Einbau- und Designlösungen selbst für Kleinserien an. Für die Anforderungen der Bau- und der rohstoffverarbeitenden Industrie entwickeln und konstruieren die Westfalen bei Bedarf maßgeschneiderte Scheinwerfer und Leuchten oder der Kunde wählt gleich die geeigneten Standardleuchten aus dem großen Produktprogramm aus. Ein breit gefächertes Programm an Elektrik- und Elektronik-Produkten für diese Kundengruppen rundet das Angebot ab. Neben einer umfangreichen Palette an Serienprodukten stellen kundenspezifische Entwicklungen ein wesentliches Standbein der Lippstädter dar.

Vor allem die aktuellen Entwicklungen aus Westfalen sind für Non-Road-Fahrzeuge besonders interessant: So sorgt „Zeroglare“ für eine blendfreie Ausleuchtung, indem eine spezielle Hell-/Dunkel-Grenze dazu beiträgt, dass das Licht gezielt in den Arbeitsbereich gelenkt wird und keine Lichtstrahlen in die Umgebung verloren gehen. Damit wird gewährleistet, dass andere Fahrzeuge sowie Menschen in der Nähe der Fahrzeuge von den Scheinwerfern nicht geblendet werden. Speziell entwickelte Elektronikbauteile ermöglichen zudem die Herstellung von dimmbaren LED-Scheinwerfern. Der Fahrer kann somit die Scheinwerfer im Bedarfsfall herunter dimmen, was eine mögliche Blendung reduziert. Scheinwerfer mit dem speziell entwickelten wärmeleitenden Kunststoffgehäuse „Thermo Pro“ sind nochmals kälter. Um die Korrosionsbeständigkeit zu erhöhen, haben die Westfalen die Korrosionsschutzschichten „CoroSafe amp; NanoSafe“ entwickelt. Diese speziellen Beschichtungen sorgen dafür, dass Scheinwerfer mit Aluminiumgehäuse selbst nach einem Zusammenstoß oder Aufprall vor Wassereintritt und Korrosion geschützt sind.

Ein weiterer Trend bei Non-Road-Maschinen sind modulare Einbauscheinwerfer (Modular worklights), die bestimmte Bereiche gezielt hell und andere Sektoren gezielt weniger hell ausleuchten können. Diese Funktion arbeitet ähnlich wie die der Matrix-Hauptscheinwerfer aus der Automobilindustrie.

Umfangreiche Wärme-, Kälte-, Vibrations- sowie EMV-Tests mit Temperaturwechselschwankungen von minus 40 bis plus 90 °C und Vibrationstests mit Beschleunigungskräften bis zum 9,6-fachen der Erdbeschleunigung sowie Staub- und Tauchtests runden die Qualitätsansprüche der Westfalen ab. Ob Halogen-, LED- oder Xenon-Arbeitsscheinwerfer, ob Blinker oder Rückleuchten, die Lippstädter verfügen über ein umfangreiches Produktportfolio.

Stationäres Licht

Mobile Baustellen-Lichtsysteme mit LEDs ermöglichen die Ausleuchtung von wechselnden Arbeitsstellen. Wacker Neuson, München, sowie Atlas Copco, Essen, bieten Lichtmasten an, die völlig autark vom Stromnetz diese Arbeitsstellen taghell erleuchten können. Mit Hilfe von sogenannten Leuchtballons, deren Teleskopstative bis zu 5 m ausziehbar sind, lassen sich ganz große Flächen mit bis zu 80.000 Lumen beleuchten. Dank dieser Systeme ist man unabhängig vom Tag-Nacht-Rhythmus und manuelle sowie maschinelle Tätigkeiten lassen sich so schneller abschließen. Zugleich sorgt eine leistungsstarke Beleuchtung für mehr Sicherheit, da das Arbeitsfeld für die Mitarbeiter jederzeit hell erleuchtet ist.

Die Lichtmasten wiederum bieten eine autarke Beleuchtung, die für sehr große Flächen ausgelegt sind. Dank einer Masthöhe von bis zu 9 m und mittels LED-Metalldampflampen sind sie für eine Ausleuchtung von mehr als 5.300 m2 geeignet. Dank des integrierten, kraftstoffbetriebenen Stromgenerators ist man völlig unabhängig von der Stromversorgung. Atlas Copco bietet seit kurzem die LED-Lichtmasten vom Typ QLTS mit Solarzellen an. Dank ihrer stromsparenden LED-Lichttechnik kommen diese ganz ohne Emissionen und Geräusche aus, wodurch sie vor allem bei Projekten in der Nähe von Wohnsiedlungen und bei einer problematischen Stromversorgung ideal sind. Sie lassen sich mit vier bis acht LED-Leuchten betreiben und sollen sich durch ihre geringen Wartungskosten auszeichnen.

Die neue Ultra Beam LED Generation 2 von Hella leuchtet nochmals besser.Foto: Foto: Hella
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Effizienzsteigernde Outdoor-Lösung

In Außenbereichen installierte Computer eröffnen Handwerksbetrieben die Möglichkeit, ihre Prozesse zu optimieren. Unser Autor Bernd Lorenz, Senior Director Sales bei Caitron Industrial Solutions, erläutert Einsatzmöglichkeiten.

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4 Tipps für die wetterfeste Baustelle

Die Tage werden kürzer: Für alle, die im Freien arbeiten, birgt das unbeständige Herbstwetter Risiken für die Sicherheit und Gesundheit.

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Kontaktanbahnung zwischen Reifen und Boden

Die bauma, die Weltleitmesse für Baumaschinen und Bergbau, präsentierte mal wieder riesige Bagger, große Krane und tonnenschwere Muldenkipper. Alle diese werden von sehr leistungsstarken Antrieben bewegt. Doch wie lautet das Motto vom italienischen Reifenhersteller Pirelli so zutreffend: „Power is nothing without control“. Ohne den richtigen Bodenkontakt mittels eines guten Reifens verpufft alle Leistung.

Foto: ©thomasknospe - stock.adobe.com

Sonder- und Bohrfahrzeuge

Gut geschützte Elektronik

Sonder- und Bohrfahrzeuge, die in einem anspruchsvollen Arbeitsumfeld zum Einsatz kommen, benötigen einen besonders zuverlässigen Schutz ihrer elektronischen Komponenten.

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