Wie Abbruchroboter Effizienz und Sicherheit in industriellen Anwendungen verbessern

Diese kompakten Maschinen sind mit einem Fahrgestell, einem Hydraulikarm und Spezialaufsätzen ausgestattet, die zum Aufbrechen von Beton, Stahl und Mauerwerk in unterschiedlichsten Umgebungen eingesetzt werden können – von kleinen, beengten Innenräumen bis hin zu großen industriellen Abbruchprojekten, unter Tage oder auf Schornsteinen. Die meisten werden von Elektromotoren angetrieben und überzeugen durch ihr hohes Leistungs-Größen-Verhältnis.

Next Level Demolition setzte ferngesteuerte Roboter ein, um beim Abriss zweier Schornsteine im Zementwerk Akmenė in Litauen zu helfen (Bild: Next Level).

Sicherere Lösung

Auf dem Markt der Zulieferer dominieren zwei Hersteller, Brokk und Husqvarna Construction, die beide aus Schweden stammen.

Brokk führte 1976 das Konzept des Abbruchroboters ein und entwickelte in den 1980er- und 1990er-Jahren kontinuierlich neue Modelle. Bis 1994 verkaufte das Unternehmen weltweit über 1.000 Maschinen. In den 1990er- und 2000er-Jahren etablierte sich diese Technologie und fand in den folgenden zehn Jahren Anwendung in Spezialgebieten wie dem Rückbau von Kernkraftwerken, dem Tunnelbau, dem Bergbau und anderen Gefahrenbereichen.

„Robotische Abbruchmaschinen bieten eine sicherere Lösung für Projekte in gefährlichen Umgebungen wie Orten mit extremer Hitze, Dämpfen und sogar Giftstoffen“, sagte Jeff Keeling, Vizepräsident für Vertrieb und Marketing bei Brokk Inc. „Sie eignen sich perfekt für Bereiche, die für die Arbeiter unzugänglich sind, und die Funkfernsteuerung ermöglicht es den Bedienern, sich bis zu 300 Meter (984 Fuß) von der Maschine entfernt an einem sicheren Ort aufzuhalten.“

Er sagt, dass Bauunternehmer Abrissroboter meistens dann in Betracht ziehen, wenn sie ein schweres Gerät in einen beengten Raum einpassen müssen oder wenn es gefährlich wäre, einen Bediener in einem Bagger sitzen zu lassen.

„Abbruchroboter spielen ihre Stärken besonders bei Anwendungen wie dem Abbruch von oben aus. Wenn ein Team beispielsweise einen Schornstein abreißen müsste, dessen Spitze der Hochleistungsbagger nicht erreichen könnte, könnte es einen Kran einsetzen, um einen Abbruchroboter oben auf dem Schornstein zu positionieren und ihn so lange abzutragen, bis der Hochleistungsbagger ihn erreichen kann“, sagt er.

„Es wäre gefährlich, einen Bediener in einer Kabine unter dem zu bewegenden Material zu platzieren, aber ein ferngesteuerter Abbruchroboter hält den Bediener von gefährlichen herabfallenden Trümmern fern.“

Wichtigste Anforderungen

Husqvarna DX 145 (Bild: Husqvarna)

Die Abbruchroboter der DXR-Baureihe von Husqvarna kamen 2009 auf den Markt und werden in Bauprojekten, industriellen Anwendungen sowie im Bergbau und Tunnelbau eingesetzt. Sie lassen sich mit verschiedenen werkseitig installierten Ausstattungspaketen konfigurieren, die die Maschinen an unterschiedliche Anbaugeräte und Arbeitsbedingungen anpassen.

Eine zusätzliche Hydraulikfunktion ermöglicht dem Bediener die präzise Steuerung von Anbaugeräten wie drehbaren Greifern und Scheren. Dank verbesserter Kühlung können bestimmte Modelle auch in heißen Umgebungen, beispielsweise in Zementwerken und Stahlwerken, dauerhaft unter Volllast arbeiten. Für Aufgaben wie das Entschlacken ist außerdem ein Hitzeschutzpaket erhältlich, das wichtige Bauteile vor Strahlungs- und Wärmeleitung schützt.

„Die Sicherheit des Bedieners und die Sicherheit auf der gesamten Baustelle gehören zu den wichtigsten Grundprinzipien von Husqvarna“, sagt Daniel Lundberg, globaler Produktmanager für Abbruchroboter, und merkt an, dass es stets wichtig sei, dass die Bediener beim Einsatz eines Abbruchroboters einen Sicherheitsabstand einhalten.

„Die Fernsteuerung ist in bestimmten Anwendungsbereichen unerlässlich, in denen die Umgebung Risiken wie Stürze, Gebäudeeinstürze, extreme Temperaturen oder Strahlungswärme bergen kann“, erklärt er.

Auf die Frage, welche technischen Verbesserungen Kunden am häufigsten wünschen, antwortet er, dass die Leistung stets ein zentrales Kriterium sei. „Kunden wollen Maschinen, die lange Zeit ohne Betriebsunterbrechungen oder Reparaturen laufen können. Zuverlässigkeit und Stabilität sind entscheidend, aber auch die Wartungsfreundlichkeit spielt eine wichtige Rolle für die Langlebigkeit eines Produkts.“

Er sagt, das elektrohydraulische System, bei dem ein Elektromotor die Hydraulik antreibt, bedeute, dass „eine enorme Menge an Leistung auf kompaktem Raum untergebracht ist“.

Das bedeutet, dass der Roboter die für Abbrucharbeiten erforderliche Kraft aufbringen kann und gleichzeitig klein genug ist, um in beengten Industrieräumen manövriert zu werden. Dadurch ist er in Anlagen und Gebäuden nützlich, in denen eine größere Maschine nicht eingesetzt werden könnte.

Arbeitsfragen

Abbruchroboter können auch einige der Probleme im Zusammenhang mit dem heutigen Arbeitskräftemangel abmildern, da sie es deutlich kleineren Teams ermöglichen, Arbeiten zu erledigen, für die sonst auf gefährlichen Industriegeländen viel mehr Arbeitskräfte benötigt würden. Darüber hinaus können sie dazu beitragen, immer strengere regulatorische Anforderungen und neue Gesetze zu Arbeitsbedingungen sowie Zeitdruck zu erfüllen.

„Der Arbeitskräftemangel hat sich in den letzten Jahren nicht gebessert, und es gibt viele Projekte, die realisiert werden müssen“, sagt Jeff Keeling von Brokk. „Ein einzelner Abbruchroboter kann ein Team von zwei oder drei Personen ergänzen, für das früher zehn bis zwanzig Personen benötigt wurden, und ermöglicht so Projekte auch in Zeiten des Arbeitskräftemangels.“

Neben dem Druck, genügend Arbeitskräfte zu finden, verstärken steigende Lohnkosten die wirtschaftliche Argumentation für Abrissroboter.

„Der Markt wächst stetig, angetrieben durch die steigenden Anforderungen an Sicherheit und Effizienz. In manchen Fällen tragen auch Vorschriften zu verlängerten Arbeitszeiten und Vibrationsbelastung zur Verbreitung bei“, so Lundberg. „Steigende Lohnkosten sind ein weiterer Faktor, der Abbruchroboter zu einer immer kostengünstigeren Lösung macht.“

Befestigungskraft

Darda Betonbrecher-Anbaugerät (Bild: Darda)

Brokk erwarb 2006 den deutschen Anbaugerätehersteller Darda. Darda entwickelt Hochleistungsanbaugeräte, darunter Betonbrecher, Stahlscheren, Schneidgeräte und Spaltzylinder für Abbruchroboter.

Bei der Auswahl von Anbaugeräten ist das Leistungsgewicht einer der entscheidendsten Faktoren, so Bernd Ströbele, Vertriebsleiter der Darda GmbH. Er erklärt, dass das Ziel darin bestehe, eine möglichst hohe Brech- oder Schneidleistung bei gleichzeitig geringem Gewicht des Anbaugeräts zu erzielen.

Er erklärt, dass die Boostersysteme von Darda trotz der kompakten Bauweise des Anbaugeräts sehr hohe Brech- und Schneidkräfte ermöglichen, wodurch kleinere Maschinen eine vergleichbare Abbruchleistung wie deutlich größere Maschinen erzielen können. „Diese Leistung macht einen enormen Unterschied in schwer zugänglichen Bereichen, an Decken mit geringer Tragfähigkeit oder bei Abbruchprojekten im Innenbereich“, so Ströbele.

Die kleinen, leichten Betonscheren von Darda – wie die CC340 mit nur 150 kg Gewicht – sind derzeit sehr gefragt. Abbruchunternehmen können sie laut Ströbele mit kleineren Transportfahrzeugen einsetzen, ohne sich Gedanken über ein höheres Maschinengewicht oder steigende Transportkosten machen zu müssen.

„Weitere beliebte Anbauteile sind unsere Stahlschneidwerkzeuge – Stahlscheren und Mehrfachschneider. Sie profitieren von den gleichen Leistungsgewichtsprinzipien und werden für Projekte wie den schnellen Abriss von Industrieanlagen im Innenbereich eingesetzt.“

Feuerfestabbruch

Die robotergestützte Abbruchtechnik findet auch in beengten Industriehallen Anwendung. Der in Nordirland ansässige Spezialist für Robotertechnik, Leonard (bis vor Kurzem G. Leonard), entwickelt und implementiert Robotersysteme für die Entfernung von Feuerfestmaterialien und die Instandhaltung von Industrieanlagen.

Das Unternehmen bietet insbesondere robotergestützte Dienstleistungen in den Bereichen Abbruch, Installation und Instandhaltung von Feuerfestmaterialien für die Zement-, Metallverarbeitungs-, Energie-, Strom-, Abfallverwertungs-, Biomasse-, Glas- und Tiefbauindustrie an. Es ist in Europa, Nordamerika, dem Nahen Osten, Afrika und im asiatisch-pazifischen Raum aktiv.

Leonard hat vor Kurzem die neue Produktreihe der Descender-Roboterarme für Abbruch und Installation auf den Markt gebracht, die ferngesteuert arbeiten können, um Auskleidungen und Ablagerungen in Zementwerken und anderen Industrieanlagen zu entfernen.

Geschäftsführer Mark Leonard (Bild: Leonard)

Zement bleibt ein Kernmarkt des Unternehmens, doch es plant, in angrenzende Schwerindustrien zu expandieren, in denen Anlagen mit feuerfester Auskleidung, hohen Temperaturen und beengten Räumen üblich sind. Herkömmliche Methoden zur Entfernung von Feuerfestmaterialien erfordern hier, dass Teams während Stillstandszeiten instabile, beengte und/oder abgekühlte Strukturen betreten, wodurch die Bediener unter Sicherheits- und Zeitdruck stehen.

„Unsere Lösungen für Feuerfestmaterialien und Abbruch haben bewiesen, dass massive Produktivitätssteigerungen erzielt werden können, während gleichzeitig die Sicherheit und Effizienz des kritischen Pfades während Stillstandszeiten erheblich verbessert werden“, sagte Geschäftsführer Mark Leonard.

„Wir tragen dazu bei, diese Zeitspannen zu verkürzen und gleichzeitig mehr Menschen vor Gefahren zu schützen. Daher sehen wir ein enormes Wachstumspotenzial und eine hohe Nachfrage nach unserer Technologie.“

Zukünftige Entwicklungen

In den vergangenen fünf Jahrzehnten hat sich der Abbruchroboter zu einem unverzichtbaren Werkzeug für anspruchsvolle und gefährliche Aufgaben im industriellen Abbruch entwickelt. Welche Entwicklungen sind also in naher Zukunft in diesem Segment zu erwarten?

„Die meisten Weiterentwicklungen, die wir an den Maschinen selbst beobachten, konzentrieren sich auf die Feinabstimmung der Leistung und die Steigerung der Effizienz. Die größten Fortschritte liegen in den neuen Wegen, die die Bediener zur Nutzung der Maschine gefunden haben“, sagt Keeling.

Er erklärt, dass Bauunternehmen, die die Rentabilität ihrer Abbruchroboter maximieren wollen, mit speziellen Projekten an sie herantreten. „Wir helfen ihnen, alternative Lösungen für ihre Aufgaben zu finden. Manchmal führt das zu einem völlig neuen Anbaugerät“, fügt er hinzu. „Wir haben in der Vergangenheit bereits Spezialanbaugeräte für Projekte wie die Installation von Schraubfundamenten, Schweißbrenner zum Durchtrennen von Metall und einen modifizierten Bohrarm für beengte Räume entwickelt.“

Bernd Ströbele von Darda stimmt zu, dass die Steigerung der Effizienz der Schlüssel zur Zukunft von Abbruchrobotern ist: „Der entscheidende Faktor bei der Wahl der Maschine und des Anbaugeräts für den Abbruch ist nicht mehr nur die Größe der Maschine, sondern wie effizient sie die Aufgabe erledigen kann.“

Daniel Lundberg von Husqvarna kommt zu dem Schluss, dass die DXR-Abbruchroboter des Unternehmens weiterhin in neue Anwendungsbereiche vordringen werden und „Unternehmen und Anwendern helfen, immer komplexere und gefährlichere Aufgaben sicherer und effizienter zu bewältigen“. Er prognostiziert, dass teilautonome oder KI-gestützte Abbruchsysteme innerhalb der nächsten fünf bis sechs Jahre „zu einem gewissen Grad“ kommerziell rentabel werden.