DOSSIERS

15 juli 2016

Dumpers, reeds 50 jaar jong, Het gevecht van titans!

Het pas gepubliceerde SIGMA rapport vermeldt 164 geleverde knikdumpers, wat overeenkomt met een daling van 1,2% ten opzichte van het voorgaande jaar. De vakmensen zullen begrepen hebben dat het om dumpers van alle categorieën gaat, van minder dan een ton tot meer dan 20 ton. Het is uiteraard die laatste categorie die ons interesseert en die in 2015 een mooie groei gekend heeft met 57 leveringen, goed voor +54,39%.

Klik op de foto's om ze te vergroten

Zeven constructeurs verdelen de Belgische markt onder elkaar: CATERPILLAR, DOOSAN, HYDREMA, KOMATSU, LIEBHERR, TEREX (Volvo) en VOLVO VCE (Volvo Construction Equipment) dat wereldwijd marktleider blijft met bijna 60% en ook de Belgische markt domineert met 57%. In 2015 heeft SMT (ex-VCM) in België immers 32 machines verkocht, waarvan 8 van 25 ton en 24 in de categorie van 35/40 ton. Volgens Patrick DE SMET, Product Manager knikdumpers, “wordt 2016 ook een goed jaar indien alles goed gaat!”

Wat zal VOLVO met TEREX doen?

Toen VOLCO VCE aan zijn partner Hitachi zijn participatie van 50% in de EUCLID starre dumpers verkocht, tekende VCM (nu SMT) een distributieakkoord met de Italiaanse constructeur van starre dumpers PERLINI, waarvan geen enkele machine tot nu toe een koper gevonden heeft op onze markt. Nu TEREX TRUCKS opgenomen wordt in de schoot van VOLVO VCE en MARCOM afziet van de distributie van TEREX in België, rijst de vraag of SMT de distributie van het filiaal van VOLVO VCE zal overnemen.

Een andere vraag is of VOLVO VCE na zijn overname van TEREX TRUCKS zijn gamma ook zal openstellen voor de starre dumpers die hij tot nog toe niet meer produceerde. Wat zal de houding zijn van de grootste constructeur van knikdumpers met zijn aandeel van ±60% van de wereldmarkt ten aanzien van het knikassortiment van TEREX TRUCKS dat op BAUMA een release van zijn T40 model uitbracht? En dan nog, zullen de starre dumpers onder de kleuren van VOLVO verkocht worden? Tot nu toe hebben we daar geen informatie over. Wait & see!

Twee monsters in de piste

Op BAUMA 2016 hebben in de categorie van de knikdumpers van grote tonnenmaat net twee nieuwe modellen hun intrede gedaan. De constructeurs BELL en VOLVO stelden elk hun 60-tonner voor met compleet verschillende kinematiek. Het leek ons interessant ze in dat vlak en inzake technische aspecten met elkaar te vergelijken. Deze mooie machines zijn voorzien op meer dan tienduizend werkuren in bijzonder veeleisende omstandigheden.

VCE stelt een klassieke, 3-assige dumper met dezelfde tonnenmaat en ronde bak voor, terwijl BELL innoveert met een nieuwe4x4 concept met een achteras met dubbele banden en een driehoekige laadbak, een erfenis van de starre dumpers. De originaliteit van de Zuid-Afrikaanse constructeur zit ‘m uiteraard in de hybridisatie van twee dumpertypes.

Drie jaar tests voor de B60E

Thorsten BLOCK, PR van de Duitse BELL South Africa fabriek, verklaart dat in 2013 “reeds een eerste prototype, de 60D, werd voorgesteld waarvan enkele exemplaren tests hebben ondergaan in de Zuid-Afrikaanse mijnen, aan de zijde van de B50D. Dat heeft de ingenieurs van BELL ertoe aangezet het concept compleet te herzien en het te heroriënteren naar de logica van de nieuwe E serie.” Het voorgedeelte van de B60E is hetzelfde als het chassis van de B50E trekker dat werd versterkt en aangepast voor een grotere belasting, met nieuwe cabine en compleet hertekend design. De vroegere MTU OM502LA -V8 turbo-intercooler motor van 375 kW werd vervangen door de 6 cilinder-in-lijn MTU OM473LA turbo-intercooler van 430 kW Tier 4f, net zoals op het B50E model trouwens.

Een nieuwe transmissie van het merk ALLISON die nu 7 versnellingen en 1 achteruit omvat, verving de vroegere 6 versnellingsbak met ingebouwde retarder. Deze wijziging is onder meer te danken aan de plaats die de nieuwe in-lijn motor inneemt. Hij is immers veel langer dan de V8. De retarder functie wordt gegarandeerd door nieuwe remmen in oliebad. Het volautomatische retarder systeem combineert met de kracht van de motorrem en beschikt over twee circuits met filtering en koeling van de olie. De elektronisch gestuurde retarder optimaliseert de afdalingen en waarborgt een goede productiviteit in alle veiligheid. Een KESSLER transmissie zorgt voor de duwkracht achteraan en een BELL transmissie voor de trekkracht van het chassis vooraan de B60E.

Gravel Charlie, vader van alle knikdumpers!

De opkomst van de nieuwe dumper van 60 ton van VOLVO VCE valt samen met de vijftigste verjaardag van de uitvinding van de eerste knikdumper. Zijn uitvinder, Wiking Björn, ingenieur en zoon van een landbouwer, bedenkt een voertuig dat in staat is hout te vervoeren en tussen de bomen op de besneeuwde hellingen van het Hoge Noorden kan manoeuvreren. Zijn idee bestond erin een trekker met aanhangwagen te combineren. Hij koppelt de aanhangwagen aan de krachtafnemer van de trekker en verwijdert de voorste wielen omdat ze de wendbaarheid van het geheel in de weg staan. Het concept van de knikbesturing was geïnspireerd op het systeem dat LIVAB, het kleine lokale bedrijf waarvoor hij werkt, in de jaren 50 gepatenteerd had. Dit systeem voorkwam dat de neus van de trekker naar omhoog ging bij het trekken van zware aanhangwagens. Om het concept te commercialiseren, ondertekende de baas van LIVAB een samenwerkingsakkoord met BOLINDER-MUNKTELL dat later zou veranderen in VOLVO CE. In 1966 ontstond de DR631 onder de naam Grus Kalle of Gravel Charlie. Dit was de eerste knikdumper die een revolutie zou veroorzaken in de grondwerken op de meest onherbergzame, modderige en steile terreinen. Hij bezat een laadcapaciteit van 10 ton. Vijftig jaar later voegt de A60H daar 50 ton extra capaciteit aan toe.

Orbitrol, kern van de knikbesturing

“De technologische vooruitgang onderscheidt VCE van andere constructeurs voornamelijk op twee punten: scharniering en besturing», zo beweert Patrick DE SMET. Zoals op alle knikdumpers gebeurt de besturing door de hoek gevormd tussen het motorchassis vooraan en het draagchassis achteraan rond de zijdelings oscillerende scharniering. Twee zijwaartse cilinders verzekeren de hoek rechts en de hoek links. In de cabine geeft de besturing, aangesloten op een orbitrol (hydraulische pomp die de hydrostatische besturing commandeert), oliedruk aan de besturingscilinders. De orbitrol, bevestigd op het uiteinde van de stuurkolom, neemt een deel van de olie (2 tot 5 liter/mn) van de hydraulische pomp van de machine en verdeelt ze over de besturingscilinders. Een systeem van lobben en stator zuigt de olie in de cilinders of verwijdert ze weer.

Dit besturingssysteem is afhankelijk van de aard van de ondergrond die meer of minder weerstand uitoefent op de wielen. Afhankelijk dus bij constante druk van de hoeveelheid olie die nodig is om de cilinders te duwen. Het aantal stuuromwentelingen om de stuurhoek van de machine te bereiken, varieert dus in functie van die weerstand en niet in functie van de stuurhoek.

Een orbitrol als geen ander

Bijzonder aan het systeem van VOLVO is dat gebruik wordt gemaakt van een hydromechanische orbitrol met automatische compensatie die bij variabele druk de olie verdeelt naar de cilinders in functie van de reëel gevraagde stuurhoek zonder zich te laten beïnvloeden door de weerstand van de wielen op de grond. Het aantal stuuromwentelingen is dus vast (3,4 omwentelingen van aanslag tot aanslag) voor de besturing bij een maximale hoek van 45°. Dit unieke, lineaire VOLVO systeem met noodpomp zorgt voor meer precisie en garandeert een perfecte controle van de machine bij verplaatsingen tegen hoge of lage snelheid. Bovendien vermijdt men geslinger bij het rechttrekken van slippers in bochten.

De BELL 60E, van zijn kant, bezit een klassieke orbitrol besturing. Van aanslag tot aanslag zijn 4,9 stuuromwentelingen nodig om de stuurhoek van 42° te bereiken. Een hydraulische noodpomp is voorzien om de besturing te garanderen bij een defect van de centrale pomp.

Scharniering en transmissies

De scharniering tussen het chassis vooraan en achteraan is het centrum van de aandrijflijn. VCE ontwerpt en produceert die zelf op het hele gamma, van motor tot assen. De constructeur vestigt in het bijzonder de aandacht op het perfecte evenwicht van die oscillerende scharniering en de bodemvrijheid van 727 mm, waar alle mechanische elementen perfect gecentreerd zijn binnen de oscillatie-as. In theorie laat dat de bak toe 360° te draaien rond de as. Dit wordt evenwel niet aangeraden, teneinde de hydraulische leidingen niet te breken. De transmissie-as dwarst de scharniering om de achterassen van de boggies aan te drijven.

De voor- en achtertransmissie van de A60H gebeurt door een 1-deks verdeelbak die voor de scharniering geplaatst wordt, met overlangse differentieelblokkering, aangezien de as van het chassis vooraan lager ligt dan de twee assen van het achterchassis. Het geheel wordt aangedreven door een versnellingsbak met 6 versnellingen vooruit en twee achteruit (5 en 7,5 km/u), terwijl op de BELL de achteruitrijsnelheid 6 km/u bedraagt. De twee voertuigen verplaatsen zich eveneens tegen verschillende snelheden: 55 km/u voor de A60H en 47 km/u voor de B60E van BELL met 7 versnellingen.

Souplesse ondanks de belasting!

Wat de ophanging betreft, zijn op de vooras van de A60H van VCE de onafhankelijke wielen uitgerust met hydropneumatische ophangingscilinders en op de tandemboggie achteraan met rubber schokdempers. Die oplossing laat hoge snelheden in moeilijke omstandigheden toe. Het achterchassis van de BELL is volledig nieuw. Het combineert alle praktijkervaring van de constructeur met de analysegegevens afkomstig uit het testprogramma dat gedurende vier jaar georganiseerd werd met B60D prototypes die als productiemachines werden ingezet in Zuid-Afrikaanse mijnen en steengroeven. Hij is voor en achter voorzien van hydropneumatische ophangingscilinders en op de achteras met R35 twin banden bezit de ophanging een capaciteit van 70 ton, goed voor een nominaal laadvermogen dat op 55 metrieke ton geraamd wordt, net zoals voor de VCE A60H trouwens. Deze keuze verschaft de laadbak een goede amplitude, belast of onbelast.

Het belang van laadbakken

Naast het verschil in onderstellen tussen de twee machines – een 4×4 tegen een 6×6 —, is het eerste wat opvalt natuurlijk het soort laadbak. BELL durfde het aan de bak van een starre dumper met een knikchassis te combineren. Maar niet alleen durf, maar ook een nauwgezette studie lag aan de basis van dit project. “De driehoekige bak biedt het grote voordeel van laadgemak. Het materiaal gaat door de zwaartekracht rechtstreeks naar de bodem van de bak en garandeert een ideaal zwaartepunt voor de stabiliteit van het voertuig”, verklaart Thorsten BLOCK. De “load capacity” stijgt overigens van 35 m3 SAE 2:1 tot 42 m3 SAE 1:1. In het geval van een ronde bak is het de knowhow van de operator van de graafmachine die zorgt voor de verdeling van de massa over de lengte van de bak. Uiteindelijk is de productiviteit van het laden met een driehoekige bak een stuk efficiënter. Vertrekkende van die gedachte hebben de ingenieurs van BELL het concept van de B60E ontwikkeld. Dit concept is ideaal voor mijnen, steengroeven en bulkgrondwerken bij regenweer en op gladde ondergrond, waar de traditionele 4×2 starre dumpers het werk moeten staken! En ook in periodes met veel regen komt hun gebruik in gevaar. In dat geval zorgen de 4×4 tractiekenmerken, de oscillerende scharniering en het retarder systeem van de B60E van BELL ervoor dat de productie kan voortgezet worden. Het is daar dat de B60E zijn 20% extra productiviteit haalt in vergelijking met een vloot starre vrachtwagens die het werk een dag per week of 50 dagen per jaar moeten stilleggen omwille van ongunstige weersomstandigheden. En dan is er nog het beduidend lagere brandstofverbruik ondanks de hogere belasting ten opzichte van de B50E.

De gelegenheid maakt de dief

Het is op het niveau van de toepassingen dat beide machines heel erg van elkaar verschillen. De A60H is een all terrrain dumper die zijn lading van zeer oneffen of modderig terrein kan weghalen. Aangezien het zwaartepunt van de lading achteraan ligt, profileert de machinebasis zich zo dat ze uit het gat weg geraakt. Op de B60E, daarentegen, is het zwaartepunt gecentreerd op de scharniering, wat dit tot een “semi-starre” knikdumper maakt die is aangepast aan moeilijk, steil, bochtig of glad terrein, maar met stabiele onderlagen. We vinden beide toepassingen courant terug in steengroeven en mijnen, evenals in grondverzet. De twee machines zijn voorzien van de typische functies van dumpers van dat niveau, zoals automatische weging van de lading. Dit is niet alleen een onontbeerlijke aanwijzing voor de productiviteit op de werf, maar ook voor het elektronisch management van verschillende machinefuncties, zoals het beheer van de retarder. Ze beschikken over niveauregeling bij het kippen. Op de BELL vinden we ook een beperking van de kiphoek van de bak voor het progressief laden van de trechter van een primaire breker.

De onmisbare functies

Verder wijzen we nog op de “down hill speed control” op de BELL die de snelheid regelt in functie van de hellingshoek en de vervoerde lading. Deze “hill assist” functie bestaat ook op de VCE en verhoogt het motortoerental voor hulp bij het starten op hellingen in functie van de hellingshoek en de lading, en omgekeerd. Met behulp van een oliereservoir past de “confort drive” op de B60E de beweging van de hydropneumatische schokdemper van de as vooraan aan, in functie van de lading van de dumper.

Op de VCE A60H automatiseert de “load dump break” het kippen met een simpele druk op een knop. De transmissie staat in neutraal, de remmen zijn geblokkeerd en de bak gaat omhoog. Zodra de hendel voor het dalen van de bak geactiveerd wordt, deblokkeert het systeem de remmen. Daarnaast is er nog het ATC (Automatic Trac Control) systeem voor automatische differentieelblokkering van de 6×4 tot de 6×6 en ook de mogelijkheid van blokkering met de voet van alle differentiëlen, wat een slangbeweging mogelijk maakt om uit de modder weg te geraken.

De gamma’s evolueren

De eerste leveringen van deze machines zullen volgens de constructeurs tijdens de tweede helft van 2017 plaatsvinden. Mee surfend op het elan van BAUMA, hebben de twee constructeurs hun gamma herzien. Bij BELL brengt de overstap naar de E serie nieuwe modellen met een laadvermogen van 33,5 tot 45,4 ton en alle nieuwe modellen worden met een 6-cilinder inline Mercedes-Benz / MTU EU4/Tier4final motor geleverd met SCR technologie en EGR emissie zonder dieselpartikelfilter. Vanaf de B40E zijn alle dumpers uitgerust met de ALLISON 7-versnellingsbak.

Bij VCE werd het laadvermogen van de drie modellen (D25E-D30E-D35E) met 1 ton verhoogd. De A40E van 39 ton is uitgerust met de nieuwe D13 motor (in plaats van de D16) en een nieuw model, de A45E van 41 ton, wordt aangedreven door de D16.

 

 

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.