Arbeitsbühne alternative Materialien gesucht !!

Der Titel ist bissl verwegen spiegelt aber mein Problem ganz gut wider.
Ich befasse mich beruflich mit solchen Maschinen.

http://imageshack.us/a/img18/6205/beklebung.jpg

Das ist eine ganz normale Scherenbühne mit 14 m Arbeitshöhe. Ich habe jetzt eine Anfrage zur Wartung in Umspannwerken. Dort gabs mit einer anderen Maschine einen tödlichen Unfall und jetzt muss was neues ungefährliches her.

Die Problematik ist das Material. Die Maschine ist aus Stahl, was ja bekanntlich in Verbindung mit Starkstrom (bis 100KV) Probleme bereitet.
Der Kunde möchte ein nichtleitendes Material haben ab 3 m aufwärts.
Das bedeutet, das die Scherenarme bis auf den untersten und die Bolzen nicht aus Stahl sein drüfen. Es muss ein nichtleitendes Material sein. Ein Plattform wird es auch nicht geben sondern nur eine Stange ganz oben an der Erdungskabel angehängt werden.

Carbon geht ja nicht, Kohlefaser auch nicht, beides leitend. Bei GFK bin ich mir über die Materialeigenschaften nicht im Klaren. Bolzenmaterial ist auch ein großes Fragezeichen.

Vielleicht gibts ja hier jemanden der eine Idee hat, was das Material angeht.

Danke !!

Ich werfe mal ganz naiv Holz in den Raum, wenn man die einzelnen Scherenelemente aus schichtverleimtem Hartholz herstellen würde, könnte das stabilitätsmäßig schon passen.
Achsen ebenfalls aus Holz, oder einem Kunststoff?!

Gruß
Falko

Mal ne vielleicht blöde Frage:

Reicht es nicht, wenn nur der Arbeitskorb nichtleitend ist ?

Ansonsten werden ja Gerüste oder Leitern für diesen Zweck aus Fiberglas gemacht.
Aber so eine Kontruktion zu realisieren, wie die gezeigte, stell' ich mir in anderem Material nicht einfach vor. Bzw. erfordert eine komplette Neukonstruktion inkl. sämtlichen Abnahmen usw.

Die Abnahmen sind da nicht das Problem, weil die Maschine nicht mehr zur Personenbeförderung benutzt wird. Damit gelten dann andere Richtlinien.
Holz hatte ich auch schon auf dem Schirm, aber da ist das Problem mit der Feuchtigkeit. Wenn das feucht wird, dann leitet das mal ganz schnell.

Koerbe kannst du bis 1000 V also 1 KV isolieren. Das wäre auch hier kein Problem, aber 150 KV, da springt der sprichwörtliche Funke dann mal gerne
2 bis 3 m weit und da ist dann schluss mit Lustig.

Kann man Leimbinder so fertigen, das sie keine Feuchtigkeit aufnehmen. Kann man Leimbinder mit Passungenversehen im Bereich der Bolzendurchführungen um
geringsmögliches Spiel zu gewährleisten.

Fragen über Fragen. Eigentlich wäre so eine Aufgabe was für ne Diplomarbeit oder sowas.

Geht's dabei nur um die Sicherheit des Arbeiters oder hat das noch einen anderen Hintergrund?

...sowie Frank es schildert, werden damit keine Personen befördert.

Evtl. gibt es kunstharzgebundene Hölzer ?

Was wiegen denn die Erdungskabel bei der Länge? 100kg? Ohne den Arbeitskorb und die Personen darin wird ja auch die Masse geringer, die die Scheren aushalten müssen, was wiederum andere Materialien ermöglichen würde.
Es gibt doch bestimmt Kunststoffe, aus denen man die Scheren machen könnte. Als Bolzen evtl keramische Bolzen? Wie siehts da mit der Scherfestigkeit aus?

Achso. Habe den tödlichen Unfall so aufgefasst, dass da oben jemand ungewollt zum Leiter zwischen Hochspannung und Bühne wurde.

Edith:
Ich hab ne Weile in der Halbleiterzulieferindustrie gearbeitet. Da ist Metallgehalt = 0 und keine Stromleitfähigkeit auch eine gängige Anforderung.

Wie Joe sagt: Lastanforderungen wären wichtig.
Die erste Idee wäre aus meiner Sicht auch die Arme als Schweißkonstruktion aus PC-Platten zu machen. Achsen mit ausreichender Lagerfläche in faserverstärktem Stangenmaterial ausführen. So wird z.B. auch Handlinggerät für die Halbleiterproduktion gebaut.

Also wenn es Achterbahnen aus Holz gibt, über die ja bekanntlich Menschen im Eiltempo befördert werden, sollte es aus sicherheitstechnischen Gründen auch bei Arbeitsbühnen möglich sein.

Die Maschine braucht eine Nutzlast von 30 kg max. Das sind die Kabel so wie mir der Kunde das geschildert hat. Das Problem bei den Maschinen ist die elastische Verformung des Stahls. Konstruktionsprinzip wie folgt.
Es ist ein Hubzylinder unterhalb des Scherenpakets angebracht, der das ganzes Scherenpaket nach oben drückt. Bei normaler Belastung. d.h. mit Plattform oben drauf ist der max druck 160 bar. Dieser Druck ist äquivalent zu den auftretenden Kräften in der Schere. Wir haben bei unseren Maschinen auch die Anordnung der Bolzen geändert. Diese sind nicht in einer Flucht sondern nach unten und oben verschoben in der Höhe des Scherenarms. Das bedeutet, das wir beim Heben einen kleinen hebelarm haben der die Kräfte deutlich reduziert, obwohl das nur ca. 20 bis 30 mm sind.
Beim Anheben der Scherenkonstruktion kommt eben der max Druck um das teil anzuheben. Da liegt dann das Problem bei den eingeleiteten Kräften. Ein Kunststoff ist spröde und das Elastizitätsmodul von Stahl liegt bei 210 KN/mm^2 und das von CFK bei 140 KN/mm^2 wobei nicht klar ist ob CFK die notwendige Festigkeit hat. EModul von Holz liegt bei max 20 KN/mm^2 womit das eigentlich nicht eingesetzt werden kann.

Knipser, mir gehts nur um die Leitfähigkeit und die ist bei feuchtem Holz eindeutig zu hoch.
Der Unfall war folgendermassen. Es wurde eine Teleskopbühne eingesetzt die einen GFK Arm hatte. Leider wurde nicht berücksichtigt, das im inneren des Arms ein hydraulikzylinder war der dann dafür gesorgt hat, das der Strom übergesprungen ist, leider.

Hallöle,

wenn ich das: http://www.stinglonline.de/fileadmin...il-10-07-D.pdf sehe, könnte GfK durchaus in Betracht kommen. Müsste ein Statiker halt mal ausrechnen wieviel Material um Bohrungen usw. stehen muss.

Gruß,
Oliver

Bei der Arbeitsbühne ändern sich die Kraftkomponenten , vertikal und horizontal , je nach Lastzustand (höhe) komplett. Das Problem ist bei Holz und GFK die Festigkeit und Faserrichtung und rechtwinklig zur Fasrrichtung. Siehe dazu auch Elastizitätsmodul. Aufgrund der Fachwerkskonstruktion eines Gerüstes sind die dynamischen Kräfte recht gering. Die sind bei einer Arbeitsbühne aber wesentlich höher.
Konstrukteur hat schon die Hände überm Kopf zusammengeschlagen und meinte, das da nix gehe. Aber das ist halt ein Stahlfan, wie ich natürlich auch.
Vielleicht hat das ja schonmal jemand gesehen, ich versuch das mal zu erklären.
Wenn ich das Scherenpaket anhebe, dann geht das nicht linear auseinander. Die unteren arme gehen zuerst auseinander. Die oberen ganz zum Schluss. Das ist die elastische Verformung die aber an den Armen nicht sichtbar ist.
Auf dem Bild oben sieht man das auch deutlich. Die oberen Scherenarme sind näher beisammen als die unteren. Das liegt am Material und nicht an den Toleranzen. Der Vorteil von dieser Konfiguration ist, das der Zylinder nicht das ganze Scherenpaket auseinanderdrücken muss sondern eher eins nach dem anderen.
Schon allein wenn ich einen Feinkornstahl nehme, sieht die Welt ganz anders aus und die initialen Drücke sind deutlich höher. Scheiß Technik !!!

Also dient die Bühne dazu Erdungskabel an einer Leitung oben zu befestigen?

Soweit mir der Kunde das erklärt hat, ja. Ich weiß nicht genau wie die das machen wollen aber grundsätzlich ja.

Der Leimbinder wird sicher immer arbeiten und Probleme bereiten.

Könnte man die gesamte Arbeitsbühne mit einer Art Cover aus GFK ummanteln und dadurch den Stromdurchschlag verhindern?

Wie sieht es mit Teflon aus?

Wie wär's mit Bambus?

Teflon leitet soweit mir bekannt.
Eine Schutzschicht bringt nix, weil bewegte Teile da sind und ich kann die Lagerungen nicht komplett abdecken. das geht reintechnisch nicht und damit kann der Strom durch.
Bambus geht aufgrund der eingeschränkten stärke / Dicke der stämme nicht. Ich muss Bolzen durchstecken und bohren. Ansonsten wäre das Material glaube ich ganz gut dafür geiegnet, eben wegen der elastizität.

http://de.wikipedia.org/wiki/Polytetrafluorethylen

In der Hochspannungstechnik eignet sich PTFE aufgrund der hohen Teilentladungsfestigkeit und der geringen Haftbeständigkeit von Oberflächen-Verschmutzungen als elektrischer Isolator (Einsatz in Isolatoren) sowie als Düsenmaterial in Leistungsschaltern.

Ich meine keine Schutzschicht sondern eine komplette Ummantelung aus GFK-Boxen INEINANDER damit das ganze in der Höhe variabel ist.

Sobald ein metallischer Kern vorhanden ist geht das nicht.
Die Vorgabe des Kunden ist "From 10 ft upwards, no metal !"

Ginge nicht evtl. eine völlig andere Hubtechnik, z. B. ein/mehrere Teleskopzylinder - ihr wollt ja keine hohe Last hinaufbugsieren, wofür ihr sonst die Scherenbühne braucht? So hätte man andere Möglichkeiten der Isolation.

Und eine 2-teilige Konstruktion? Bühne auf Bühne? Bis 10 ft aus Metall und darüber aus Alternativmaterial?

Das Problem mit zylindern ist das Material und die Flüssigkeit in den Schläuchen oder im Zylinder. Ich brauche eine Zulaufleitung und eine Ablaufleitung. Die sind am Zylinderbarrel oben und unten befestigt. Um einen Zylinder auf 14 m zu bringen muss der Zylinder, wenn 3 Schüssig 5 m lang sein. dann muss ich den zylinder auch irgendwie führen.
Wenn ich ne Bühne auf der Bühne mache muss ich einen antrieb haben auch bei der alternativlösung. Ich benötige wiederrum einen zylinder und und und. Ich werd echt noch verrückt mit diesem Mist. Wieso koennen die nicht was fast normales anfragen.
Ich mach mir halt Gedanken wenns um 50 Maschinen geht. Aber wenns net wirklich ne (tragbare) Lösung gibt, dann machts auch keinen Sinn.

Aus eigener Erfahrung: Wenn Du nicht maßlos überdimensioniert hast, geht der Wechsel von Stahl auf Kunststoff nicht ohne Umkonstruktion.

Würde Bauteile aus Zirkoniumoxid gehen ? Kenne ich halt nur aus dem medizinischen Bereich...

http://www.google.de/url?sa=t&rct=j&...hieFJQ&cad=rja

Ich bin kein Ingenieur, aber wie sieht's aus, wenn die Bühne auf einer (mobilen) Fläche steht, welche definitiv nicht geerdet ist?

Ganz laienhaft gefragt.....Schon an mal Hartgummi als Material oder Platten gedacht?
Die dürften doch sehr stabil sein...

Bambus....in Asien bauen die ihr gerueste damit.....

Frank

Ich glaube man muß alles bisher gebaute einfach vergessen und mit dem Denken ganz vorne anfangen.

Die Aufgabe ist, ein Kabel (30 Kg) in eine Höhe von 14 mtr. zu bugsieren und zu befestigen und das alles OHNE Einsatz von Metall.

Wie wäre es z.B. kleines mobiles Hydr.-aggregat, eine Fußplatte oder Fußkreuz (mit Aufnahmemöglichkeit für einen Palettenhubwagen), darauf einen mehrschüssigen Hydr.-Zylinder an dessen Kobenstangenende ein zweiteiliges (je2mtr) steckbares GFK -Rohr mit einem Klemmverbinder befestigt wird.

Das Fußkreuz könnte steckbar konstrutiert sein, um die Mobilität zu bewahren.

Ohne jetzt wirklich Ahnung zu haben:

Hab mal ne Reportage gesehen, wo Hochspannungsleitungen vom Hubschrauber aus repariert wurden, die hatten so nen Anzug an, haben sich mit an die Leitung gehangen, der Strom ist durch den Anzug geflossen.
Funktioniert das nur, weil der Hubschrauber in der Luft ist und nicht den Boden berührt?

GFK Mast mit ein oder zwei Teleskopzügen.
In diesem ist ein Flaschezug+Umlenkrollen (Festrolle) innenlaufend mit Nylonrollen+Nylonachse auf Nylonschnur.
Von Unten her wird Nylonschnur aus dem Masten gezogen und zieht den den Teleskop der Länge nach aus.
ca. 1/4 der Teleskopstange muß im Standmast verbleiben, um Steifigkeit zu erreichen, kann aber durch Berechnung optimiert werden.
Unten ein Schneckengetriebe mit Winch (ebenfalls Kunstoff) auf Kunstoffachse zu einem Motor.

Zitat:

---

Zitat von Navigator1337

Ohne jetzt wirklich Ahnung zu haben:

Hab mal ne Reportage gesehen, wo Hochspannungsleitungen vom Hubschrauber aus repariert wurden, die hatten so nen Anzug an, haben sich mit an die Leitung gehangen, der Strom ist durch den Anzug geflossen.
Funktioniert das nur, weil der Hubschrauber in der Luft ist und nicht den Boden berührt?

---

Ich denke, ja. Der Anzug war für den Potentialausgleich zwischen Heli und Leitung?

Sollen sie halt die Umspannwerke so groß bauen, dass man dort mit dem Heli rein kann. ;)

Ich nehme die ursprüngliche Aufgabenstellung mal wieder auf.

Vor rund zwanzig Jahren gab es von einem grossen deutschen Gerüsthersteller mal ein System bzw. einen Prototypen aus nicht leitenden Kunststoffen. Soweit ich mich erinnere war die ursprügliche Aufgabenstellung ähnlich, nämlich der Einsatz in der Nähe ungeschützter spannungsführender Anlagen. Ich meine noch mitbekommen zu haben, dass die Entwicklung eingestellt worden ist. Die Gründe hierfür lagen in den Materialeigenschaften der eingesetzten Kunststoffe, die wohl allesamt die im Bereich der Knoten auftretenden Kräfte nicht dauerhaft aufnehmen konnten und eine (Sicht-) Kontrolle des Materials auf Beschädigungen bzw. Risse nicht zuverlässig möglich war.

Ich vermute, das sieht bei einer dynamisch belasteten Konstruktion nicht viel besser aus. Da macht es wahrscheinlich wirklich mehr Sinn, die bisherige Lösung weiter zu entwickeln und vielleicht die Bühne komplett auf Isolatoren zu montieren. Auch wenn der Kunde sich jetzt was anderes wünscht.

Hoffe geholfen zu haben.

Sebastian

Aber 20 Jahre sind eine lange Zeit. Gibt es heute nicht bessere Kunststoffe?

Zitat:

---

Zitat von Toppits

Aber 20 Jahre sind eine lange Zeit. Gibt es heute nicht bessere Kunststoffe?

---

Wahrscheinlich schon. Bleibt aber die Frage, ob die Verbesserungen ausreichen. Und ob sich jemand heutzutage die Mühe macht, die Verbesserungen für den betreffenden Einsatzzweck nachzuweisen. Da sind schnell mal gute sechsstellige Beträge für Labor, Musterfertigung und Einzelzulassung ausgegeben. Da gibt's nicht viele, die soviel Fett auf der Kette haben und sich den Versuch für eine marktfähige mittlere zweistellige Stückzahl weltweit leisten wollen.

Aus meiner Zeit als Gerüstbauermeister weiss ich noch, wie schwierig es war, einen Gerüsthersteller davon zu überzeugen, ein bestimmtes Sonderteil in die Serienfertigung zu übernehmen. Da waren für den Gerüsthersteller für simplen Stahlbau mit 48er Rohren schon mal sechsstellige DM-Beträge für die allgemeine bauaufsichtliche Zulassung im Raum. Bei gut vierstelligen Stückzahlen.

Wie auch immer, ich bin gespannt was dabei heraus kommt.

Ganz andere Frage: Um wie viel Stück geht's denn?

50 Stück

Dann: Bei einer kunststofferfahrenen Firma in Auftrag geben, inklusive Konstruktion und Fertigung. Ich würde mich wundern, wenn die geforderten Lasten nicht machbar wären, komplett metallfrei natürlich. Dazu muss man aber wissen, wie es geht. Kontakt kann ich gerne herstellen.

Ich melde mich morgen per pn. Heute in Hamburg das naechste Spezialding das eigentlich unmöglich ist. Aber es war mal interessant ein grosses Containerterminal zu sehen. So ein Portalkran is echt hoch ;)