Eingebaute Mulcherwellen wuchten: Einen Schlag weg?
Der Rundlauf schwerer Rotoren wie Häckseltrommeln oder in Forstmulchern ist entscheidend für ein gutes Arbeitsergebnis und einen geringen Verschleiß. Mit mobilen, dynamischen Wuchtverfahren lässt sich der Rundlauf einfach prüfen und korrigieren.
Auf einen Schlegel- oder Forstmulcher wirken enorme Kräfte ein. Zum einen muss der Rotor möglichst stabil sein und wiegt deshalb vor allem bei schweren Forstmulchern meist mehrere hundert Kilo. Zum anderen muss er auf über 1.000 U/min gebracht werden, um ein ordentliches Arbeitsergebnis zu erzielen. Kommt es hier zu einer Unwucht, stören die Vibrationen nicht nur den Fahrer, auch die Gefahr teurer Folgeschäden an den Maschinen steigt enorm.
Um Rotoren und Wellen wieder in Rundlauf zu bringen, gibt es Spezialisten wie Hrvoje Senecovic´ und Antonio Antunovic´ vom Unternehmen Vibroteh (siehe Kasten: Vibroteh), die mit Ihrer mobilen, zertifizierten Wuchttechnik quer durch Deutschland, Österreich und die Schweiz reisen, um Wellen eingebaut vor Ort auszuwuchten.
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Auf einen Schlegel- oder Forstmulcher wirken enorme Kräfte ein. Zum einen muss der Rotor möglichst stabil sein und wiegt deshalb vor allem bei schweren Forstmulchern meist mehrere hundert Kilo. Zum anderen muss er auf über 1.000 U/min gebracht werden, um ein ordentliches Arbeitsergebnis zu erzielen. Kommt es hier zu einer Unwucht, stören die Vibrationen nicht nur den Fahrer, auch die Gefahr teurer Folgeschäden an den Maschinen steigt enorm.
Um Rotoren und Wellen wieder in Rundlauf zu bringen, gibt es Spezialisten wie Hrvoje Senecovic´ und Antonio Antunovic´ vom Unternehmen Vibroteh (siehe Kasten: Vibroteh), die mit Ihrer mobilen, zertifizierten Wuchttechnik quer durch Deutschland, Österreich und die Schweiz reisen, um Wellen eingebaut vor Ort auszuwuchten.
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Wir besuchten das Duo beim Forstunternehmen Albert aus dem Saarland, zu dessen Hauptgeschäft u. a. das Mulchen von Grundstücken und Neuaufforstungen sowie Stromtrassen gehört. Hier mussten mehrere Forstmulcher verschiedener Hersteller gewuchtet werden.
Was ist Unwucht?
Unwucht bedeutet, dass die Masse einer Welle nicht gleichmäßig um die Drehachse verteilt ist. Die sogenannte Hauptträgheitsachse stimmt also nicht mit der Drehachse überein, was bei Rotation zu Vibrationen führt. Wie groß die Vibrationen bei rotierenden Teilen sein dürfen, ordnen die in der DIN ISO 21940-11 beschriebenen Güteklassen ein. In der Landtechnik ist die Güteklasse G16 zu erreichen. Dieser Grenzwert ist abhängig von der Rotormasse und Umdrehungsgeschwindigkeit. Somit kann z. B. ein sehr schwerer Rotor noch innerhalb der Toleranz liegen, während ein leichterer bei gleicher Umdrehungsgeschwindigkeit rausfällt.
Die eigentliche Unwucht wird in Gramm-Millimeter (gmm) angegeben. Sie ergibt sich aus der ermittelten Unwuchtmasse multipliziert mit dem Abstand zur Mittelachse der Welle.
Ursachen und Folgeschäden
In der Praxis kommt es bereits zu leichter Unwucht, wenn die Rotorwelle z. B. stark verschmutzt ist. Zudem kann der Tausch eines beschädigten Schlegels oder Mulchzahns eine Unwucht verursachen, da der Verschleißgrad und somit das Gewicht des Neuteiles ein anderes ist als bei den verbleibenden. Weitere Ursachen können Kollisionen mit Fremdkörpern sein, die statische Verformung der Welle oder ein Lagerspiel verursachen.
Egal welche Ursache — je stärker die Vibrationen sind, desto gravierender können Folgeschäden sein. Oft machen sich erste Vibrationsschäden am Gehäuse durch Brüche und Risse bemerkbar. Zudem wird der Antriebsstrang bis hin zum Zugfahrzeug in Mitleidenschaft gezogen.
Aus diesen Gründen macht es Sinn, Mulcherwellen und -rotoren im eingebauten Zustand mit Werkzeugen zu wuchten. Zum einen spart man sich den Ausbau, zum anderen kommt man so dem Praxiseinsatz am nächsten. Zudem werden die Werkzeuge berücksichtigt, die unterschiedlich weit verschlissen sein können.
Typische Schäden, die durch starke Vibrationen entstehen, betreffen oft den Antriebsstrang, die Lagerung und das Gehäuse.
(Bildquelle: Bertling)
(Bildquelle: Bertling)
Dynamisches Wuchtverfahren
Beim dynamischen Verfahren wird die Unwucht nicht nur an einem Punkt senkrecht zur Wellenachse ermittelt, sondern auch axial über die Wellenlänge erfasst. Hierfür bringen die Spezialisten an jeder Maschinenseite einen Schwingungsmesssensor auf dem Mulchergehäuse in der Nähe der Rotorlagerung an. Zudem muss die Rotordrehzahl erfasst werden.
Hierfür kommt ein Lasermessgerät zum Einsatz, das die Drehzahl über einen auf die Riemenscheibe aufgeklebten Reflektionsstreifen erfasst. Die Daten werden während des Vorgangs mit einem Programm verarbeitet. Dieses errechnet, wo welche Gewichte angebracht werden müssen. Oft sind mehrere Durchgänge erforderlich, wie der Ablauf am Beispiel eines Forstmulchers zeigt (Folgeseiten).
Sicherlich gehört das Wuchten von Mulcherrotoren zu den Hauptaufgaben der zwei Ingenieure. Doch das Aufgabenfeld ist viel größer. So wurden bereits Häcksel- und Hackertrommeln sowie Trommeln an Mähdreschern gewuchtet. „Sinnvoll ist das Wuchten vor allem bei Wellen und Rotoren ab einer Betriebsdrehzahl von rund 300 U/min“, so Senecovic´ .
Der große Vorteil des Verfahrens ist, dass keine Welle und kein Werkzeug ausgebaut werden muss. Es wird im einsatzbereiten Zustand gewuchtet. Durch das Wuchten und damit eine ruhig laufende Maschine lassen sich Folgeschäden deutlich reduzieren. Die Spezialisten von Vibroteh staffeln ihre Preise nach der Rotorlänge. So kostet etwa das Wuchten eines 2 m langen Mulcherrotors zwischen 400 und 800 Euro (alle Preise ohne Mehrwertsteuer), je nach Maschinentyp.
Hinzu kommen die individuellen Reisekosten. Mittlerweile sind die zwei nahezu monatlich in Deutschland, Österreich oder der Schweiz unterwegs.
Basierend auf den ersten zwei Messungen gibt das Programm Empfehlungen für die Position und die Masse weiterer Gewichte. Diese sind so zu platzieren, dass sie z. B. nicht mit Schlegeln kollidieren oder deren Verschraubungen blockieren.
(Bildquelle: Bertling)
Da das Programm lediglich Empfehlungen geben kann, wird der Verlauf des Wuchtvorgangs zudem händisch dokumentiert. Teilweise muss, zum Beispiel aufgrund von Platzmangel, die empfohlene Masse auf mehrere Punkte aufgeteilt werden. Für ein gutes Ergebnis sind zum Teil vier bis fünf Durchgänge erforderlich.
(Bildquelle: Bertling)
Erste Messungen und Anbringen der Testgewichte
Anfangs wird eine Messung zur Ermittlung des Istzustands durchgeführt. Danach werden Testgewichte (z. B. 300 g) links und rechts an den Rotor geheftet und erneut gemessen. Die roten Punkte geben dann Aufschluss über den Grad der Unwucht. Ziel ist es, dass die roten Punkte im sogenannten Polardiagramm möglichst nahe an den Mittelpunkt rücken, um die Unwucht zu eliminieren.
(Bildquelle: Bertling)
Im Jahr 1987 gründete Božidar Senecovic´ , der Vater von Hrvoje Senecovic´ , seine eigene Werkstatt und entwickelte hierfür ein Wuchtgerät auf Basis eines Commodore C64-Computers. Anfangs beschränkte sich der Kundenkreis auf Fertigungsanlagen in Industrieunternehmen.
„In der Landtechnik wurden wir erst durch die Präsenz auf Facebook und Instagram bekannt“, berichtet Hrvoje Senecovic´ , der 2011 zusammen mit seinem Vater Vibroteh gründete und vorab Schiffbau in Kroatien studierte. „Anfangs waren unsere landtechnischen Kunden skeptisch, da wir Rotoren eingebaut mit Werkzeugen wuchten“, berichtet er. Die anfängliche Skepsis ist aber schnell verflogen und die Nachfrage stetig gewachsen, sodass sich die Landtechnik zum Hauptzweig entwickelte. Seit zwei Jahren unterstützt ihn deshalb sein ehemaliger Studienkollege und Ingenieur Antoinio Antunovic´ . „Uns ist egal, ob der Kunde zehn Mulcher oder nur eine Maschine hat. Praktisch ist, wenn man sich mit etwas Vorlauf anmeldet“, berichtet er. So können die Unternehmer die Routen besser planen, was Kosten spart.
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