Direkt zum Inhalt

Kettenhemd für weiche Rollen

Durch die sinnvolle Nutzung von Schutzketten können hohe Verschleißkosten von Radladerreifen verringert werden. Unser Autor Heinz Herbert Cohrs stellt das Für und Wider von Reifenschutzketten dar und hat nachgefragt, was der Reifenschutzkettenmarkt zu bieten hat.

Im Kettenhemd rollen die Ritter des Steinbruches bestens geschtzt an die Abbaufront, denn hartes Gestein und weiches Gummi passen eigentlich nicht so recht zusammen. Schutzketten verlngern die Lebensdauer der Reifen erheblich. Unser Bild zeigt einen Volv

„Steter Stein höhlt den Reifen“, so könnte ein bekanntes Sprichwort abgewandelt werden, um das leidige Verschleißproblem großer Laderreifen im Felseinsatz zu beschreiben. Dort, wo tagein, tagaus hartes, scharfkantiges Felsgestein mit vergleichsweise weichem, wenig widerstandsfestem Reifengummi in Berührung kommt, muss dies zwangsläufig zu Problemen führen. Die Profile und Reifenoberflächen verschleißen demzufolge übermäßig schnell, die Reifenlebensdauer ist geringer als erwartet und als der Durchschnitt.

Zwischen Gestein und Reifen wirken Naturgesetze, die sich nicht austricksen lassen. Hinzu kommen weitere Parameter, die kaum abzuschaffen sind: Große Radlader können nicht schweben und lasten daher mit etlichen Tonnen Gewicht auf den Reifen. Doch genauer betrachtet sind das nur vier relativ kleine Auflageflächen, auf die diese tonnenschweren Lasten drücken. Genau auf diesen vier kleinen Kontaktflächen zum Boden wird die gesamte Vortriebskraft des Radladers erzeugt. Beim Füllen der Schaufel wirken demnach zwischen Boden und „weichen“ Reifen gewaltige Kräfte.

Tagtglich ist zu beobachten, wie die ungeschtzten Reifen von Radladern, besonders die stark belasteten an der Vorderachse, mit scharfkantigem Gestein konfrontiert werden. Schutzketten knnen die Reifenlebensdauer mindestens um den Faktor 2,5 bis 3 verlngern.Foto: Foto: Heinz Herbert Cohrs

Auch wenn es auf den ersten Blick nicht so wirkt, werden die vier Reifen eines Radladers beim Felseinsatz und beim Laden an der Wand außerordentlich hart gefordert. Weder durch cleveres Fahrerkönnen noch durch geschickte Einsatztipps lassen sich diese extremen, auf jedem Quadratmillimeter des Reifenprofils wirkenden Belastungen wesentlich mindern.

Nur ein technischer Kniff kann helfen, sowohl Naturgesetze als auch Verschleiß und damit die Reifenkosten günstig zu beeinflussen: Den Reifen wird ein dichtes Kettenhemd, ein flexibler Schutzpanzer aus hartem und daher verschleißfestem Edelstahl angelegt. Das Schutznetz bietet aufgrund seiner Struktur die Flexibilität und Beweglichkeit von Gummi und passt sich damit optimal allen Reifenverformungen an. Ein solches Kettenhemd schützt den Reifen sowohl auf der Lauffläche als auch an den Flanken vor Beschädigungen und vor den zwar mikroskopisch kleinen, aber unzähligen Abrasivschnitten, die im täglichen Einsatz Sekunde für Sekunde am Reifen nagen.

Schuld an der Problematik haben eigentlich die Reifenentwickler: Ungeachtet der intensiven Bemühungen aller namhaften Reifenhersteller sind noch keine EM-Reifen verfügbar, deren Laufflächen und Flanken bezüglich ihrer Widerstandsfähigkeit mit Schutzketten vergleichbar wären. Solche Reifen wären nur auf Kosten der Elastizität machbar, aber die ist gerade bei den ungefederten Radladerachsen unverzichtbar. Besonders bei schnellen Fahrten möchte niemand auf harten „Betonklötzen“ rollen, die jede kleinste Unebenheit und jeden Stoß beim Überfahren eines Steinchens 1:1 in den Radlader hochleiten...

Daher werden Reifen „weich“ und elastisch gestaltet, doch muss dadurch in Kauf genommen werden, dass unentwegt der Verschleiß nagt. Aus diesen Gründen hängt die Reifenlebensdauer eines Radladers in erster Linie von der Bodenbeschaffenheit ab. Auf weichem, sandigem und steinlosem Grund beträgt sie bei normaler Fahr- und Bedienweise 100 %. Auf steindurchsetztem Untergrund sinkt sie auf 90 %, auf Schotter und Kies sind es nur noch 80 %, und auf unebenen, steinigen Fahrwegen und Beladestellen beträgt die Lebensdauer gerade noch 70 % des Sollwertes. Auf gesprengtem Lockergestein erreicht die Lebensdauer mit 50 bis 60 % ihren Tiefpunkt.

Die Reifen des weltgrten Radladers, des 262 t schweren LeTourneau L-2350 mit 40,5-m-Felsschaufel, werden durch Erlau-Ketten geschtzt. Die Ketten mssen 1715 kW (2300 PS) Vorschubleistung der vier elektrischen Radnabenantriebe sicher bertragen.Foto: Foto: RUD Erlau

Nun stellen EM-Reifen aber oft den größten Faktor in den Betriebskosten eines Radladers dar. Hinzu kommen nach wie vor Probleme bei der Neubeschaffung von EM-Reifen aufgrund der weltweiten Verknappung mit oft langen Lieferzeiten. Das kann zu unnötig gedehnten Stillstandzeiten, zu eingeschränkter Produktion und zu Umsatzeinbußen führen. All dies sind Gründe, das Aufziehen von Schutzketten zu erwägen, um die Reifenlebensdauer deutlich strecken, Stillstandzeiten für Reifenwechsel minimieren und Probleme bei der Reifenbeschaffung umgehen zu können.

Allerdings sollte bei einer Reifenlebensdauer von mehr als 4000 Betriebsstunden - sofern gleichförmiger Abrieb und keine Schnittbeschädigungen vorhanden sind - keine deutliche Kostenoptimierung durch Reifenschutzketten erwartet werden. Aber es gibt Einsätze wie im Kalkstein, bei denen die Reifenlebensdauer dank Schutzketten von 500 auf beachtliche 8000 Betriebsstunden gesteigert werden konnte, in einem anderen Fall von 3000 auf 12.000 Betriebsstunden. Erlau berichtet sogar von Reifenlaufzeiten im Kalkstein von bis zu 32.000 Stunden!

Trotz eingerechneter Kettenabschreibung können sich die Reifenkosten bei vielen Einsätzen um bis zu 60 % reduzieren, im Extremfall sogar um mehr als 80 %. Wegen der verbesserten Griffigkeit der Schutzketten ist zudem häufig eine Steigerung der Ladeleistung um etwa 8 bis hin zu 20 % zu erwarten. Von RUD Erlau wird betont, dass ein Zusetzen und Verschmieren des Kettennetzes durch die Selbstreinigung vermieden wird, was zur Bodenhaftung und Griffigkeit beiträgt.

Der maßgebliche Vorteil der Schutzketten ist jedoch ein anderer: Die Lebensdauer von Ketten und Reifen lässt sich nun genauer kalkulieren, dadurch auch der betreffende Posten der Betriebskosten. Dagegen sind die Kosten unbeketteter Reifen nicht oder nur unzureichend kalkulierbar - solche Reifen können Monate, Wochen, ein paar Tage oder, dies ist eben auch nur Pech, einige Stunden halten...

Im Andesitsteinbruch Niederwrresbach kommen Rocworks-Ketten zum Einsatz.Foto: Foto: Rocworks

Die mit Ketten reduzierten Ausfall- und Stillstandzeiten durch überraschende Reifenschäden führen zu einer höheren Verfügbarkeit des Laders und damit auch zu gesteigerten Produktionsleistungen im Jahresmittel. Ergänt wird dies durch die meist ebenfalls verbesserte Traktion, was ein schnelleres Füllen der Schaufel und damit kürzere Taktzeiten für jedes Ladespiel ermöglicht. Und letztlich reduzieren die Schutzketten auch die Entsorgungskosten bei häufig nötigen Reifenwechseln.

Licht fällt durch noch so engmaschine Kettennetze, aber sie werfen zwangsläufig auch manchen Schatten. Keineswegs dürfen von Reifenschutzketten ausschließlich Vorteile oder gar Wunder erwartet werden. Alle Reifenschutzketten setzen sich aus massiven Stahlelementen zusammen. Dieses Kettengewicht addiert sich beim Radlader zum Leergewicht und wirkt als Totgewicht.

Bei den größten der Großen mit Schaufelinhalten zwischen 15 und 20 m³ können dies pro Kette rund 3,5 bis 5 t sein, also zusammen 14 bis 20 t, was einer Zunahme des Eigengewichtes um ungefähr 7 bis 12 % entspricht. Diese zusätzliche Gewichtsmasse muss im Einsatz zwangsläufig bei jedem Ladespiel mehrmals beschleunigt und abgebremst werden, gleichgültig, ob „kleiner“ 5-m³-Lader oder mächtiger 15-m³-Riese.

Gemeinsam mit der kettenbedingten Steigerung des Rollwiderstandes führt das vergrößerte Eigengewicht zu einer Erhöhung des Kraftstoffverbrauchs. Entsprechend der Zunahme des Radlader-Eigengewichtes kann hierbei von Verbrauchserhöhungen um etwa 10 % ausgegangen werden, natürlich abhängig vom Einsatzprofil und den durchschnittlich bei jedem Arbeitsspiel zu durchfahrenden Strecken.

Die Verbrauchserhöhungen führen zu steigenden Kraftstoffkosten. Hinzu kommt der Umstand, dass für die Reifenschutzketten eines Radladers der 10-m³-Klasse mehr als 100.000 Euro zu investieren sind. Aus diesen Gründen werden - besonders bei Großradladern - oft nur die verschleißgefährdeteren Vorderreifen, auf denen zudem durch die Schaufelnutzlast mehr Gewicht lastet, mit Schutzketten versehen, während die beiden Hinterreifen „nackt“ bleiben. Das spart Kettenkosten, Kraftstoff und Totgewicht ein.

Geschmiedete Schutzelemente werden bei Veriga aus Slowenien durch geschweisste Ringe zum engmaschigen Netz zusammengefgt, wobei Stahlqualitt und spezielle Hrtung fr hohe Verschleifestigkeit und lange Lebensdauer sorgen.Foto: Foto: Veriga

Die vielgerühmte Mobilität von Radladern kann durch Reifenschutzketten ebenfalls beeinträchtigt werden: Müssen häufig lange Strecken von mehr als 50 m bei relativ hohen Geschwindigkeiten von über 6 km/h gefahren werden, kann dies zu Minderungen der Kettenlebensdauer führen. Radlader werden ja gerade aufgrund ihrer Mobilität oft gegenüber Baggern bevorzugt. Sie wechseln die Abbausohlen erheblich schneller, sofern verschiedene Qualitäten gewonnen werden sollen, rücken bei häufigen Sprengungen viel schneller von der Wand ab und kehren ebenso schnell dorthin zurück. Deshalb sollte sorgsam erwogen werden, ob diese gravierenden Mobilitätsvorteile eines Radladers durch die Montage von Schutzketten nicht zu sehr geschmälert werden. Noch ein Faktor muss berücksichtigt werden: Grundsätzlich eignen sich alle Reifenprofile für das Aufziehen von Schutzketten - mehr oder weniger.

Nicht nur beim Einsatz an der Wand, sondern auch bei anderen Laderarbeiten knnen sich Reifenschutzketten durchaus lohnen, hier von pewag beim Blockhandling mit einem 52-t-Radlader.Foto: Foto: pewag

Deshalb ist das Nachspannen der zwei vorderen oder aller vier Schutzketten nach gewisser Nutzungsdauer unumgänglich. Wird dies versäumt, kann es zu anderen, zunächst nicht unbedingt ersichtlichen Problemen kommen: Nicht rechtzeitig oder ausreichend nachgespannte Schutzketten können für verschleißintensiven Schlupf zwischen Reifen und Ketten führen. Dieser Schlupf tritt vorwiegend beim Füllen der Schaufel auf, wenn den Reifen also große Vortriebskräfte abverlangt werden, und bleibt vom Fahrer zunächst oft unbemerkt.

Die modernen Radladerantriebe erschweren dieses Problem sogar. Leistungsgeregelte Antriebe oder Modulationsgetriebe sorgen dafür, dass beim Füllen der Schaufel praktisch kaum noch Radschlupf auftritt. Deshalb dürfen die Reifen innerhalb der Schutzketten keinen wesentlich kleineren Haftreibungswert als zum Boden haben. Anderenfalls können sie ständig - und unbemerkt - leicht durchrutschen. Auch dies erfordert das regelmäßige und sorgsame Nachspannen der Schutzketten.

Wie die Reifenlebensdauer, so variiert auch die Kettenlebensdauer - abhängig von den Einsatzbedingungen und der Gesteinsart - teils erheblich. So nennt pewag bei Kalksteinbrüchen in Großbritannien an einem 90-t-Radlader und in Österreich an einem 33-t-Lader hohe 25.000 Betriebsstunden. In einem Grauwacke-Steinbruch kann dies an einem 50-t-Lader auf 8000 Stunden absinken, in einem polnischen Basaltsteinbruch mit 23-t-Lader sogar auf 7300 Betriebsstunden, also auf weniger als ein Drittel der möglichen Höchstwerte. Angesichts dieser beträchtlichen Unterschiede wird verständlich, dass die Kettenhersteller recht unterschiedlichen Philosophien folgen, um sowohl den Ketten- als auch den Reifenverschleiß in Grenzen zu halten und vernünftige Kompromisse aus Kettengewicht, Stahllegierungen, Reifenschutz sowie Kostenaufwand anbieten zu können.

Veriga aus Slowenien, ein in Deutschland kaum bekannter Hersteller von Reifenschutzketten, führt eine Reihe von Parametern auf, die die Kettenlebensdauer beeinflussen: Das sind nicht nur Fahrstreckenlänge, Vortriebskraft, Fahrstil, Geschwindigkeit, Kettenspannung und Wartung der Kette, sondern auch die topografischen Bedingungen, die Umgebungstemperatur und sogar der Feuchtigkeitsgrad des Gesteins. Insofern ist zur Wahl einer optimal für den jeweiligen Einsatz geeigneten Reifenschutzkette eine umfassende Beratung unverzichtbar.

Zumeist werden Reifenschutzketten mit Radladern in Verbindung gebracht, doch gibt es auch andere Maschinengattungen, die mit Schutzketten ausgestattet werden, beispielsweise Raddozer und Walzenzüge im Felseinsatz. Hin und wieder werden auch Muldenkipper, sowohl knickgelenkte als auch welche mit Starrrahmen, mit Reifenschutzketten versehen. In den neunziger Jahren wurden in einem Steinbruch von einem Kettenhersteller Langzeituntersuchungen durchgeführt, an welchen Reifen von Muldenkippern die meisten Durchschläge mit schweren Schäden auftraten. Das Resultat: Reifendurchschläge waren hinten rechts innen am häufigsten, gefolgt von hinten rechts außen und hinten links, dann vorne.

Daraus lässt sich ableiten: Auch wenn die Ladestellen von herabgefallenen Steinen so gut wie möglich gesäubert und freigehalten werden, spielt die Fahrersicht beim Rückwärtsrangieren des Muldenkippers eine entscheidende Rolle. Dort, wo der Fahrer nicht oder nur aus größerer Ferne im Rückspiegel hinblicken kann, nämlich zum rechten inneren Reifen, treten die häufigsten Schäden auf. Insofern kann sogar eine hochwertige Rückraumkamera mit einem klaren, scharfen Displaybild, auf dem auch Gesteinsbrocken zu erkennen sind, dabei helfen, Reifenschäden zu minimieren und die Reifenlebensdauer zu steigern.

Die Vorderreifen sind besonders schnittgefhrdet, denn sie bewegen sich dicht am Haufwerk und tragen die schwere Schaufelnutzlast, weshalb viele Radlader nur vorne mit Schutzketten ausgestattet werden.Foto: Foto: Heinz Herbert Cohrs

Hilfreich sind auch Schutzketten an den Hinterreifen. Da die meisten Durchschläge an den Innenreifen der hinteren Zwillingsräder erfolgten, sollten besser alle vier Hinterreifen mit Schutzketten bespannt werden, nicht aber nur - wie manchmal praktiziert - nur die beiden äußeren Reifen. Dort können allerdings die Einbaumaße der Schutzkette Probleme bereiten, sofern die Innenreifen des Muldenkippers zu dicht am Rahmen laufen, um noch ausreichend Freiraum für die sichere Ketteninstallation zur Verfügung zu haben. Ein wichtiger Faktor für die „Bekettung“ eines Muldenkippers ist die technisch zulässige Fahrgeschwindigkeit der Reifenketten. Die theoretisch mögliche Fahrgeschwindigkeit, die letztlich für die Förder- und Produktionsleistung eines Muldenkippers ausschlaggebend ist, sollte durch die Reifenschutzketten möglichst wenig eingeschränkt werden.

Interessant werden Schutzketten daher vornehmlich an Steigungen und Rampen, sofern sie auch erhöhte Traktion bieten. An Steigungen erreichen beladene Muldenkipper sowieso geringere Geschwindigkeiten, ebenso bei der Abwärtsfahrt mit Retarderbremsung. Sind also überwiegend lange Rampen zu befahren, wirkt sich das aufgrund der Bekettung reduzierte Umlauftempo eines Muldenkippers weniger aus als auf langen Horizontalstrecken, wo ein Kipper ohne Ketten 40, 50 oder gar 60 km/h erzielen könnte.

Viele Faktoren spielen in die Entscheidung mit hinein, ob eine Maschine, in den meisten Fällen ein Radlader, mit Schutzketten ausgerüstet werden sollte. Um hier mehr Klarheit zu schaffen, führte pewag in einem deutschen Basaltsteinbruch 2010 einen interessanten Vergleichstest durch. Für 18 Tage arbeitete ein 50-t-Radlader Cat 988G mit Bereifung 35/65-33 ohne und anschließend 18 Tage unter identischen Einsatzbedingungen mit pewag-Schutzketten des Typs „Square Granit 18“ an allen vier Rädern. Dieser Kettentyp besitzt ein engmaschiges Netz mit viereckigem Aufbau, das auch bei spitzem Gestein für den größten Schutz der Reifen sorgt.

Wichtig sind die sichere, feste Montage und das Nachspannen der Schutzketten, damit sich das Kettennetz nicht durch das stndige Reifenwalken und bei sehr hohen Vortriebskrften verschiebt.Foto: Foto: Komatsu

Die Testauswertung zeigte, dass die Produktivität des Laders in t/h mit angelegten Schutzketten um bemerkenswerte 8,5 % anstieg. Mit anderen Worten: Ohne Investition in eine neue Maschine konnte der Betrieb seine Produktion um fast 9 % erhöhen. Dem gegenüber stand ein Anstieg des Kraftstoffverbrauches um 10,9 %, was bei diesem Einsatzfall einer Steigerung von 2,5 % pro geförderter Tonne entspricht. Doch trotz gestiegener Dieselkosten fällt der höhere Verbrauch im Vergleich zu der um 8,5 % größeren Produktionsleistung nicht sehr ins Gewicht. Hinzu kommt die erst nach mehreren Jahren exakt erfassbare Produktionserhöhung aufgrund der ja mehrmals entfallenden Stillstand- und Ausfallzeiten für wiederholte Reifenwechsel.

Angesichts der Testergebnisse wurde bei diesem Basaltbruch entschieden, die vier Schutzketten zu übernehmen. Dazu trugen auch die Aussagen der Fahrer bei, dass sich die Grableistungen des Radladers dank der Schutzketten gesteigert hatten. Ähnlich wie Schneeketten sorgen Schutzketten auf den meisten Böden für höhere Vortriebskräfte und damit kürzere Schaufelfüllzeiten.

Die mit Abstand bekanntesten Hersteller von Reifenschutzketten sind Erlau im schwäbischen Aalen, inzwischen ein Tochterunternehmen der 1875 ebenfalls in Aalen gegründeten RUD Kettenfabrik Rieger amp; Dietz, sowie die pewag austria GmbH aus dem österreichischen Kapfenberg. Der Kettenhersteller Las Zirh mit Werken in Istanbul und Ankara , der einzige Produzent von Reifenschutzketten im Balkan und Nahen Osten, ist seit anderthalb Jahren auch auf dem deutschen Markt über die Firma Rocworks www.rocworks.de verteten.

Derzeit nicht auf dem deutschen Markt vertreten ist Veriga aus Slowenien. Angeboten werden sieben unterschiedliche Arten von Schutzketten für verschiedene Einsatzzwecke. Bei allen Ketten werden geschmiedete Schutzelemente durch geschweisste Ringe in einem Netz zusammengefügt. (Heinz-Herbert Cohrs)

Passend zu diesem Artikel