Grabenwalzen – Entwicklung zu leistungsstarken Mehrzweckverdichtern

Mit diesen beiden Bauarten werden die Walzen als Mehrzweckverdichter mit hoher Verdichtungsleistung und beidseitiger Seitenfreiheit  nicht mehr ausschließlich im Graben- und Kanalbau eingesetzt, sondern auch auf Hinterfüllungen von Bauwerken sowie als Flächenverdichter kleinerer Flächen und auf Böschungen. Die Bedienung der Maschinen mit einer Fernsteuerung vermeidet eine Gefährdung des Walzenführers in tiefen und schlecht belüfteten Gräben und bietet einen hohen Bedienungskomfort.

Die Arbeitsbreite der Bandagen kann für beengte Einsätze von 85 cm Standardbreite auf etwa 60 cm durch Bandagenwechsel oder Demontage von Verbreiterungsringen reduziert werden. Sowohl der Fahr- wie auch der Vibrationsantrieb der 1,4 t bis 1,6 t schweren Walzen erfolgen hydrostastisch. Gelenkt werden die Walzen entweder mit einer Panzer- oder Knicklenkung. Bei der Panzerlenkung erfolgt die Lenkung durch unterschiedliche Drehzahlen der linken und rechten Bandagenpaare. Bei der Knicklenkung laufen die vorderen und hinteren Bandagen bei Kurvenfahrten in derselben Spur. Eine Pendellagerung zwischen Maschinenvorder- und Hinterrahmen bewirkt zusammen mit der Knicklenkung, dass die vorderen und hinteren Bandagen einen vorteilhaften gleichmäßigen Bodenkontakt erzeugen. Bei der kabellosen Fernsteuerung vertreten die verschiedenen Hersteller unterschiedliche Philosophien, ob eine Infrarot- oder Funk - Fernsteuerung besser ist. Charakteristisch für die Infrarot-Steuerung ist, dass im Gegensatz zur Funksteuerung stets ein Sichtkontakt zur Walze vorhanden sein muss. Als Nachteil wird angeführt, dass plötzliche Sonneneinstrahlung, eine ungünstige Position zur Maschine oder selbst kleinste Hindernisse zu Empfangsstörungen und Steuerungsstörungen führen können, was bei einer Funksteuerung nicht der Fall ist.

Im Jahr 1970 führte Rammax die erste mit hydrostatischem Antrieb ausgerüstete Grabenwalze ein. Heute bietet die Ammann Verdichtung GmbH aus Hennef  mit der Walze Rammax 1515 eine über die vier Bandagen gesteuerte Walze mit starrem Rahmen und mit der Rammax 1510 mit Knicklenkung eine aüßerst wendige Maschine an. Das Pendelgelenk der Knicklenkung ermöglicht einen gleichmäßigen Bodenkontakt aller vier Bandagen, hiermit wird eine gleichmäßige Verdichtung erreicht. Mit der Knicklenkung lassen sich auch Randzonen, z.B. bei runden Kanalschächten, noch einwandfrei verdichten. Beide  Modelle können mit zwei unterschiedlichen Bandagenbreiten von 0,63 m oder 0,85 m  ausgerüstet werden. Die stufenlos einstellbare Arbeitsgeschwindigkeit reicht bis 16 m/min ( 0,96 km/h ) und die Eilganggeschwindigkeit bis 38 m/min ( 2,28 km/h ). Motorisiert sind die beiden jeweils 1,4 t schweren Grabenwalzen mit einem luftgekühlten, um 4 dB (A) deutlich lärmreduzierten 13,4 kW  Hatz-Motor ( Rammax 1515 ) und mit einem wassergekühlten16,8 kW Lombardini-Motor (Rammax 1510 ). Der Fahrantrieb wie auch der Vibrationsantrieb erfolgen hydrostatisch. Die Vibration erzeugt 86 kg Erregerkraft bei 30 Hz (Typ 1515) und 73/36 kg bei 41 Hz (Typ 1510).

Rammax rüstet die Walzen mit Infrarot- Fernsteuerung aus. Die Distanzen der Nah- und Fernabschaltung liegen bei 1,5 m und 24 m. Solarzellen in der Fernsteuerung sorgen für eine ständige Betriebsbereitschaft. Ein serienmäßig eingebauter Akku, der ebenfalls von den Solarzellen aufgeladen wird, ermöglicht den Maschineneinsatz auch bei Dunkelheit. Mit zehn verschiedenen Infrarot - Frequenzen können bis zu zehn Maschinen gleichzeitig auf einer Baustelle bedient werden. Die Walzen lassen sich alternativ auch über eine Hand- oder Kabelfernsteuerung bedienen. Alle drei Steuerungsvarianten können gemeinsam an einer Maschine eingebaut werden.

Mit den Mehrzweckverdichtern BMP 851 und BMP 8500 bietet Bomag zwei Walzentypen an. Die 1500 kg schwere BMP 851 hat einen starren Rahmen mit zentral gelagertem Vibrator, der bei 32 Hz eine Zentrifugalkraft von 80 kN und eine Amplitude der Bandagen von 2,1 mm erzeugt. Zur Verdichtung von Problemzonen arbeitet die Walze mit Standrüttelung. Gelenkt wird die Maschine über den hydrostatischen Allbandagen – Antrieb mit 1,2 km/h Arbeitsgeschwindigkeit und 2,7 km/h im Eilgang. Die Kabelfernbedienung ist serienmäßig, eine Kombisteuerung Kabel/Funk ist als Zubehör erhältlich. Der luftgekühlte 13,8 kW Hatz-Motor wird bei Ölmangel oder bei zu starker seitlicher Neigung der Maschine automatisch abgeschaltet. Mit Verbreiterungsringen lässt sich die Bandagenbreite schnell von 61 cm auf 85 cm vergrößern. Mit der BMP 8500 hat Bomag jetzt auch eine Grabenwalze mit Knicklenkung im Lieferprogramm. Die 1595 kg schwere Walze ist mit einem wassergekühlten 14,5 kW Kubota-Motor mit Automatikabschaltung bei Ölmangel oder zu großem seitlichem Neigungswinkel ausgestattet. Ein Diagnosemodul mit Fehlercodeanzeige und Betriebsstundenzähler ermöglicht eine schnelle und exakte Fehlersuche. Mit zwei Fahrgeschwindigkeitsstufen werden Geschwindigkeiten bis 1,3 km/h und 2,5 km/h erreicht. Das hydrostatisch angetriebene Vibrationserregersystem mit gerichteten Schwingungen arbeitet mit 42 Hz, einer einstellbaren Zentrifugalkraft von 72/36 kg und einer Bandagenamplitude von 1,12/0,56 mm. Die Standard-Arbeitsbreite der Bandagen von 85 cm kann durch Demontage der Verbreiterungsringe auf 61 cm für Einsätze in schmalen Gräben reduziert werden. Die BMP 8500 wird über eine Kombifernsteuerung mittels Kabel und Funk gesteuert. Im Nahbereich der Maschine wird der Fahrantrieb automatisch gestoppt, wenn sich die Maschine dem Walzenführer auf 1 bis 2m nähert.

Das zur Atlas Copco Gruppe gehörende schwedische Unternehmen stellt mit Nutzung des internationalen Atlas Copco Netzwerks eine bestmögliche Kundenbetreuung und Ersatzteilversorgung sicher. In Deutschland wird die Grabenwalze Dynapac LP 8500 von der Dynapac GmbH in Lehrte angeboten. Standardmäßig ist die 1,67 t schwere Walze mit je 48 Noppenprofilen pro Bandage ausgerüstet. Seitliche Abdeckbleche verschließen die Bandagenseiten und erleichtern die Reinigung der Maschine. Die klappbare Haube der Motorabdeckung ermöglicht einen einfachen und uneingeschränkten Zugang zu den Antriebskomponenten bei Wartungs- und Reparaturarbeiten. Der im starren unteren Bandagenrahmen gelagerte Vibrationserreger erzeugt bei einer Vibrationsfrequenz von 31 Hz eine Erregerkraft von 65 kN und eine Amplitude der Bandagen von 1,2 mm.

Mit dem hydrostatischen Fahrantrieb in jeder der vier Bandagen lässt sich die Fahrgeschwindigkeit bis zu 39 m/min (2,34 km/h) stufenlos einstellen. Die Ausstattung der Walze mit 63 cm breiten Bandagen anstelle der 85 cm breiten Bandagen ermöglicht Einsätze unter beengten Platzbedingungen. Der Fahr- und Vibrationsantrieb erfolgt über einen 12,5 kW starken Hatz-Dieselmotor mit Elektrostarter. Eine Funkfernsteuerung gehört zum Lieferprogramm. Zur Vermeidung von Überhitzungsschäden und Maschinenausfällen besitzen alle Dynapac Walzen eine Öltemperatur-Überwachung.

Mit der Grabenwalze VM1500 bietet JCB Vibromax eine 1500 kg schwere Verdichtungsmaschine mit hydrostatisch angetriebenen Einwellen - Vibrationserreger  an. Der Vibrationserreger mit reversierbarer Drehrichtung befindet sich außerhalb der Bandagen zentral in der Mitte des starren Maschinenrahmens, er erzeugt bei einer Frequenz von 31 Hz eine Zentrifugalkraft von 84 kN. Angetrieben wird die Walze von einem laufruhigen wassergekühlten Drei-Zylinder-Kubota-Motor mit 16,8 kW Leistung und Elektrostarter. Bei Ölmangel oder zu niedrigem Öldruck schaltet der Motor automatisch ab. Der hydrostatische Fahrantrieb an allen vier Bandagen verleiht der Walze eine große Wendigkeit, da sich die Drehzahl jeder Bandage einzeln einstellen lässt. Die Fahrgeschwindigkeit ist für Vorwärts- wie auch für Rückwärtsfahrt stufenlos im ersten Gang bis 1,1 km/h und im zweiten Gang bis 2,5 km/h wählbar. Die VM 1500 wird auch mit Funkfernsteuerung angeboten. 

Durch die Ausrüstung der Grabenwalze mit entsprechend breiten Bandagen kann die Arbeitsbreite der Verdichtungsspur mit 0,63 m oder 0,85 m gewählt werden.
Da im Grabenbau häufig stark bindige Böden oder Sandböden mit hohem Wassergehalt vorkommen, ist die VM 1500 mit Noppenbandagen ausgerüstet. Die Noppenbandagen kneten den Boden und bewirken dadurch neben der Verdichtung zusätzlich eine Bodenentwässerung. Zur Vermeidung von starken Verschmutzungen sind die Bandagen serienmäßig mit doppelten Abstreifvorrichtungen ausgerüstet.

Wacker Neuson bietet mit den ferngesteuerten und knickgelenkten Modellen RT 56 und RT 82 zwei Grabenwalzen. Die vier Noppenbandagen der 1,39 t und 1,47 t schweren Walzen sind besonders zur Verdichtung bindiger Böden geeignet. Die beiden Walzentypen unterscheiden sich in ihrer Arbeitsbreite von 0,56 m und 0,82 m bei gleichem Bandagendurchmesser von 0,52 m. Mit dem hydrostatischen Fahrantrieb in jeder Bandage werden stufenlos Arbeitsgeschwindigkeiten bis 20 m/min (1,2 km/h) und Eilganggeschwindigkeiten bis 40 m/min (2,4 km/h) erreicht. Die Zentrifugalkraft der Erreger innerhalb der vier Bandagen lässt sich auf 34,2 kN oder 68,4 kN einstellen, bei konstanter Schwingfrequenz von 41,7 Hz. Neben der Anpassung der Erregerkraft und der Schwingungsamplitude an die jeweiligen Kennwerte des zu verdichtenden Bodens ist die Einstellmöglichkeit der Erregerkraft auch vorteilhaft bei niedrigen Schütthöhen oder bei der Verfüllung von Leitungsgräben, weil es hier besonders auf die schonende Verdichtung des auf der Rohrleitung liegenden Materials ankommt. Bei der Fernsteuerung setzt Wacker seit Jahren auf die Infrarot-Technologie mit Sichtfeldsteuerung und Nahfelderkennung. Durch die Nahfelderkennung werden sämtliche Bewegungen der Walze sofort gestoppt, sobald die Entfernung zwischen Walzenfahrer und Walze weniger als zwei Meter beträgt. Mit dieser Steuerung kann auf den herkömmlichen Sicherheitsbügel als Not-Ausschalter verzichtet werden, mit der ein Einklemmen des Walzenfahrers zwischen einem festen Hindernis und der Walze ausgeschlossen wird. Die Motorkontrolleinheit des 15,6 kW wassergekühlten Drei-Zylinder- Lombardini-Motors vereinfacht die Fehlersuche durch die Überwachung der folgenden Motorfunktionen: Öldruck, Flüssigkeitsstand im Kühler, Motortemperatur, Glühkerze, Batterie, Kippwinkel und Luftfilterkapazität.

Die beiden Grabenwalzen TRC 66 und TRC 86 von Weber MT zeichnen laufruhige, wassergekühlte 17,2-kW-Dreizylindermotoren mit Elektrostarter aus. Die Walzen sind zusätzlich mit einer Funk-Fernsteuerung lieferbar. Die Fernsteuerung lässt sich auch nachträglich in Weber Grabenwalzen einbauen. Die neuen TRC-Grabenwalzen sind mit einer Automatikschaltung ausgerüstet, die die Erregerdrehrichtung automatisch in die Fahrtrichtung der Maschine schaltet. Diese Änderung der Erregerwellen-Drehrichtung unterstützt bei Bergauffahrt den Fahrantrieb und bei Talfahrt die Bremswirkung der Walze. Weitere benutzerfreundliche Details sind eineVandalenklappe zum Schutz der Bedienungselemente vor unerlaubten Zugriffen sowie die zentrale klappbare Kranöse für den einfachen Transport. Die Walzen werden mit zwei Arbeitsbreiten von 65 cm (Typ TRC 66) und 85 cm (Typ TRC 86) gebaut. Der hydrostatische Allbandagenantrieb verleiht den Walzen eine stufenlose Arbeitsgeschwindigkeit bis 17 m/min (1,02 km/h) und eine Eilganggeschwindigkeit bis 45 m/min (2,70 km/h). Die Betriebsgewichte betragen 1350 kg und 1390 kg. Das Vibrationserregersystem mit hydrostatischem Antrieb arbeitet mit einer Frequenz von 32 Hz, 75 kN Erregerkraft  und einer Schwingungsamplitude der Bandagen von 1,85 mm bei der TRC 66 und von 1,70 mm bei der TRC 86. Der Schwingungserreger ist zentral außerhalb der vier Bandagen am Maschinenrahmen angeordnet. Die Vibration wird über den Maschinenrahmen auf die vier Bandagen übertragen. Die automatische Umschaltung der Erregerwellendrehrichtung für Vor- und Rückwärtsfahrt hat neben dem oben beschriebenen positiven Einfluss auf den Fahrantrieb noch den weiteren Vorteil, dass  ein Einrütteln der Walze bei Arbeiten auf bituminösen Fahrbahnen im Augenblick des Fahrtrichtungswechsel vermieden wird, weil in diesem Augenblick keine Vibrationskraft aufgrund der Drehrichtungsänderung erzeugt wird.n