Mensch und Maschine stehen vor den gleichen Aufgaben
Bei der Bewegung von Material wie Erde, Kies oder Stein stehen der Mensch mit einer Schaufel auf der einen und die Bagger auf der anderen Seite. Beide stehen vor den gleichen Aufgaben:
- Beurteilung des zu bewegenden Materials: Handelt es sich um leichten Mutterboden oder schweres Gestein?
- Lösen des Materials: Bei jedem Material unterscheidet man Raumgewicht, Auflockerung und Schüttgewicht. Raumgewicht stellt das Material im festen Zustand dar, das Schüttgewicht dasselbe im losen Zustand. Die Zuwachsrate der Auflockerung wird in Prozent angegeben.
- Laden des Materials: Nachdem das Material gelöst wurde, laden es der Bauarbeiter bzw. der Bagger mit ihren Löffeln in ein Fahrzeug, in diesem Fall einen Dumper.
- Transport des Materials: Den Transport übernimmt der Dumper, der je nach Muldeninhalt eine bestimmte Menge des Materials bewegen kann.
Um die Leistung von Mensch und Maschine vergleichen zu können, gehen wir vom gleichen Material aus – dem Schüttgewicht von Mutterboden. Das Raumgewicht von Mutterboden, also die „feste Masse“ (fm³) des Materials, beträgt 1.350 kg/fm³. Wird die Erde gelöst und in den Dumper geladen, entsteht die „lose Masse“ (lm³) und somit das aufgelockerte Schüttgewicht. Von diesem wird in unserer Berechnung ausgegangen. Das Schüttgewicht von Mutterboden beträgt 960 kg/lm³. Das Ziel des Vergleichs war, herauszufinden, wie oft ein Mensch schaufeln muss, um einen Dumper mit Mutterboden zu beladen und wie viele Löffel ein Bagger für die gleiche Menge braucht.
Grundlegende Daten zur Berechnung
Verglichen wurde die Leistung eines Menschen mit der von Baggern - vom kleinen Minibagger CAT 300.9 D bis zum gewaltigen Großhydraulikbagger CAT 6030 mit Standard Rock. Grundlegende Daten zur Berechnung waren der Muldeninhalt des Dumpers, der Löffelinhalt eines dazu passenden Baggers und die Leistung des Menschen. Es wurde davon ausgegangen, dass der Mensch mit einer Schaufel 3 kg Mutterboden laden kann.
Beispielhafte Rechnung
Die Rechnung soll anhand des Mulden-Hinterkippers CAT 730C beispielhaft erläutert werden. Dessen Muldeninhalt beträgt 17,5 m³. Das Schüttgewicht von Mutterboden beträgt 960 kg/m³. Berechnet wurde zunächst, wie viel Kilogramm Erde dieser Dumper laden kann: 960 kg x 17,5 = 16.800 kg
Das bedeutet, der Mulden-Hinterkipper CAT 730C kann pro gestrichener Mulde 16.800 kg Mutterboden transportieren. In der Praxis ist der Muldeninhalt meist gehäuft – zur besseren Vergleichbarkeit wurde in dieser Berechnung jedoch jeweils von einem gestrichenen Muldeninhalt beim Dumper sowie einem gestrichenen Löffel beim Bagger ausgegangen.Der Mensch kann pro Schaufel 3 kg Erde laden. Im nächsten Schritt wird berechnet, wie viele Schaufeln ein Mensch zum Beladen des Dumpers benötigen würde: 16.800 kg / 3 kg = 5.600 Schaufeln
Ein Mensch müsste dementsprechend etwa 5.600 Mal schaufeln, um den Mulden-Hinterkipper CAT 730C mit reiner Muskelkraft zu beladen. Der Kettenbagger CAT 352F passt von seiner Größe und Leistungsfähigkeit ideal zum Mulden-Hinterkipper CAT 730C. Er verfügt über einen Löffelinhalt von 3.180 Litern (Tieflöffel 2.000 mm). Um die Vorteile des Zusammenspiels von Bagger und Dumper zu verdeutlichen, wurde berechnet, wie viele Tieflöffel der Bagger zum Beladen des Dumpers benötigen würde. Der Löffelinhalt von 3.180 Litern entspricht umgerechnet einem Wert von 3,18 m³. Im Folgenden wird die Menge berechnet, die der Kettenbagger CAT 352F mit einem gestrichenen Tieflöffel laden kann: 960 kg x 3,18 = 3.053 kg
Das bedeutet, der Kettenbagger CAT 352F kann pro Tieflöffel 3.053 kg Mutterboden transportieren. Für den Vergleich mit der Leistung des Menschen ist nun interessant, wie viele Tieflöffel der Kettenbagger benötigt, um den gleichen Dumper zu beladen:16.800 kg / 3.053 kg = 5,5 Löffel
Der Kettenbagger bräuchte 5,5 Tieflöffel, um den Mulden-Hinterkipper zu beladen. Offensichtlich, dass sich in diesem Fall der Einsatz eines Kettenbaggers lohnt.
Bereits ein Minibagger spart fast 70 Schaufeln
Der Microdumper ist die kleinste Baumaschine in unserer Grafik und hat einen vergleichsweise kleinen Muldeninhalt von 0,227 m³. Der Dumper kann damit 218 kg Mutterboden transportieren. Für das Beladen des Microdumpers müsste ein Mensch bereits 73 Mal schaufeln. Passend zum Microdumper bietet sich der Minibagger CAT 300.9 D an, dessen Löffelinhalt 27 Liter umfasst. Er benötigt nur 8 Tieflöffel, um den Microdumper zu beladen und arbeitet damit bereits deutlich effizienter als der Mensch. Somit kann der Einsatz des Minibaggers bereits bei kleinen Arbeiten rund um das eigene Haus oder im Garten lohnend sein: Für den Aushub eines Gartenteiches etwa ist der Minibagger die ideale Lösung.
Sollte das noch zu wenig Ladeleistung sein, bietet sich der Einsatz des Raddumper Allrad 3.5 Drehkipper an. Bei einem Muldeninhalt von 1,87 m³ kann dieser 1.795 kg Mutterboden transportieren. Da steht der Mensch mit seiner Schaufel vor einer schwierigen Aufgabe: 599 Mal müsste er schaufeln, um den Dumper zu befüllen. Zum Beladen des Raddumpers empfehlen wir den Minibagger CAT 305E. Mit einem Löffelinhalt von 150 Litern ist dieser perfekt für den Dumper geeignet: Mit nur 12,5 Tieflöffeln ist der Raddumper Allrad 3.5 Drehkipper beladen.
Der größte Dumper in unserem Vergleich lädt über 60 Tonnen Mutterboden
Die vierte Baumaschine, der gewaltige Muldenkipper CAT 777G, kann 61.536 kg Mutterboden laden. Der riesige Muldeninhalt von 64,1 m³ ermöglicht das Transportieren dieser enormen Menge. Sollte ein Mensch tatsächlich versuchen, diesen Dumper mit bloßer Muskelkraft zu beladen, bräuchte er dazu 20.512 Schaufeln. Der dazu passende Bagger ist der Großhydraulikbagger CAT 6030 mit Standard Rock – ein kaum weniger beeindruckendes Baufahrzeug. Mit seinem Hochlöffel kann dieser Bagger 17 m³ fassen. Das sind bereits 16.320 kg Mutterboden mit nur einem Hochlöffel. Das bedeutet, dass nur 3,8 Hochlöffel benötigt werden, um den Muldenkipper CAT 777G zu beladen.
Die Maschine übertrumpft den Menschen
Sehen Sie die Leistung der Baumaschinen nun auch mit anderen Augen? Hätten Sie gedacht, dass ein Mensch über 20.000 Mal schaufeln muss, um den Muldenkipper CAT 777G zu beladen? Oder, dass bereits ein verhältnismäßig kleiner Minibagger deutlich effizienter arbeitet als der Mensch mit reiner Muskelkraft? Im Vergleich „Mensch gegen Maschine“ sind die Bagger deutlich als Sieger hervorgegangen. In der Praxis sind die Baumaschinen natürlich nicht als Wettbewerber zu sehen. Von kleinen Arbeiten wie dem Aushub eines Gartenteiches bis hin zum Einsatz auf der Großbaustelle gilt: Baumaschinen stellen eine effiziente Hilfe und Arbeitserleichterung dar. Und zur Bedienung eines Baggers braucht es dann wiederum ja immer noch einen Menschen.