Stapler mit Verbrennungsmotor

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Gabelstapler mit Verbrennungsmotor

Im innerbetrieblichen Einsatz werden heute vor allem Elektrostapler eingesetzt, zumal mit der modernen Lithium-Ionen-Technologie auch Batterien zur Verfügung stehen, die zusätzliche Leistungsreserven bieten und deutlich schneller wieder aufgeladen und damit einsatzbereit sind. Dennoch gab und gibt es gute Gründe für Stapler mit Verbrennungsmotoren, die wir Ihnen im Folgenden genauer vorstellen möchten.

Hyundai Schwerlast-Gabelstapler © Hyundai
Schwerlast-Gabelstapler mit Dieselantrieb © Hyundai

Welche Arten von Verbrennungsmotoren für Stapler gibt es?

An „Verbrennern“ sind neben dem klassischen Dieselstapler auch Geräte mit Benzin-, Erdgas-, Treibgas- und Wasserstoffverbrennungsmotor erhältlich. Gemeinsam ist allen Motorausführungen, dass sie den jeweiligen Kraftstoff durch einen gezielten und gesteuerten Verbrennungsvorgang in physikalische Arbeit umwandeln und so den Motor antreiben.

Bei einer solchen Verbrennung entstehen Abgase und feststoffliche Reste (Feinstaub, Ruß), die eine mögliche Gesundheitsgefahr darstellen. Sie müssen daher so abgeleitet, gefiltert oder aufbereitet werden, dass sie die kritischen Grenzwerte in der Umgebungsluft nicht überschreiten. Diese Grenzwerte sind in den Technischen Regeln für Gefahrstoffe TRGS definiert und orientieren sich immer am aktuellen Stand von Wissenschaft, Forschung und Technik.

Dieselmotor

Der Dieselmotor eines Staplers unterscheidet sich technisch kaum von den Modellen, die in Pkw, Lkw und Schiffen eingesetzt werden. Wie diese arbeitet auch ein Dieselstaplermotor nach dem Prinzip der Selbstzündung, d. h. in den Brennraum gelangt zunächst kein zündfähiges Kraftstoff-Luft-Gemisch, sondern nur Luft. Diese wird im Zylinder so stark verdichtet, dass durch den Druck Temperaturen von 700 °C bis 900 °C entstehen. Zu der erhitzten Luft wird dann der Dieselkraftstoff eingespritzt und bildet mit der Luft ein Gemisch, das sich durch Hitze und Druck von selber entzündet. Die dabei freigesetzte Energie wird im Motor in Arbeit umgewandelt.

Vorteile des Dieselmotors
Vorteile des Dieselmotors

Zu den Vorteilen von Dieselmotoren gehört zum einen die Robustheit des Motors, weswegen dieser Antrieb vor allem bei Gelände- und Schwerlaststaplern eingesetzt wird. Auch die hohe Leistung, die Dieselmotoren erbringen, und der dafür verhältnismäßig geringe Kraftstoffverbrauch tragen dazu bei, dass Dieselstapler auch heute noch in vielen Bereichen verwendet werden, darunter im Bergbau und auf Baustellen. Zwar erzeugen Dieselmotoren beim Betrieb Ruß, doch dieser kann mit effizienten Rußpartikelfiltern nahezu vollständig aus dem Abgas herausgefiltert werden.

Wichtig: Der Einsatz von Dieselmotoren in geschlossenen oder teilweise geschlossenen Räumen ist zulässig, sofern der TRK-Wert (Technische Richtkonzentration) gemäß TRGS 554 von aktuell maximal 0,1 mg/m³ (in bestimmten Ausnahmefällen maximal 0,3 mg/m³) nicht überschritten wird. Dennoch ist ein TRK-Wert von 0,01 mg/m³ anzustreben und in der Praxis auch umsetzbar.

Um den Motorzustand von Staplern mit Dieselmotor zu bewerten, muss das Abgas mindestens einmal pro Jahr, spätestens jedoch nach 1.500 Betriebsstunden gemessen und das Ergebnis schriftlich dokumentiert werden.

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Ottomotor mit Benzinantrieb

Ottomotoren sind Verbrennungsmotoren, bei denen der Treibstoff mit Luft vermischt, verdichtet und dann durch eine Zündvorrichtung gezielt zur Explosion gebracht wird. Hierbei entsteht unter anderem das giftige Gas Kohlenmonoxid (CO), das bereits in geringen Dosen für den Menschen tödlich ist. Erschwerend kommt hinzu, dass die Entstehung von CO nur durch den Einsatz von Katalysatoren verhindert werden kann. Diese wandeln das giftige Kohlenmonoxid in Kohlendioxid (CO2) um, das zwar klimaschädlich wirkt, jedoch deutlich ungefährlicher ist als CO. Allerdings erfordern Katalysatoren zum einen den ausschließlichen Einsatz von bleifreiem Benzin und zum anderen eine ausreichend hohe Betriebstemperatur des Motors, und zwar über die gesamte Nutzungsdauer, also auch zu Beginn der Arbeit.

Aus diesem Grund ist der Einsatz von Staplern mit Benzinmotor, die nicht mit einem Katalysator ausgestattet sind, in geschlossenen oder teilweise geschlossenen Räumlichkeiten verboten. Das Verbot gilt auch für Tragluftbauten sowie für Wasserfahrzeuge.

Wichtig: Benzin ist ein leicht entzündlicher Brennstoff, der in Verbindung mit Luft ein explosives Gemisch bildet. Daher ist beim Umgang mit diesem Treibstoff besondere Vorsicht erforderlich, um Unfälle zu vermeiden.
Für den Ottomotor können drei Treibstoffe genutzt werden
Für den Ottomotor können drei Treibstoffe genutzt werden

Ottomotor mit Erdgasantrieb

Stapler mit Erdgasantrieb sind etwa seit Mitte der 1990er Jahre erhältlich. Erdgas besteht vor allem aus dem Gas Methan (CH4), ist leichter als Luft und geruchlos. Im Vergleich zu Flüssiggas bietet Erdgas den Vorteil, dass es ohne zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen auch unter der Erdgleiche verwendet werden darf. Allerdings hat es im Vergleich zu Flüssiggas ein größeres Volumen, so dass ein größerer Tank bzw. Druckbehälter erforderlich sind. Um diesen mit Erdgas zu befüllen, ist zudem ein Kompressor nötig, der das Erdgas auf den erforderlichen Druck von 300 bar verdichtet. Aufgrund dieser hohen Verdichtung ist ein erdgasbetriebener Stapler in rund 3 Minuten wieder voll aufgetankt und einsatzbereit.

Die Abgase von Erdgas-Staplern enthalten im Vergleich zu Staplern mit Benzin- oder Flüssiggasantrieb weniger gefährliche Bestandteile. Daher dürfen diese Stapler auch in geschlossenen Räumen eingesetzt werden, wobei generell eine ausreichende Belüftung sichergestellt werden muss. Denn auch beim Verbrennen von Erdgas kann giftiges Kohlenmonoxid entstehen, insbesondere dann, wenn der Motor schlecht gewartet ist.

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Ottomotor mit Flüssiggasantrieb

Stapler mit Flüssiggasantrieb sind in zwei Varianten am Markt erhältlich, nämlich als Treibgas- und als Druckgas-Stapler. Treibgase sind verflüssigte oder verdichtete Gase oder Stoffe. Druckgas besteht in der Regel aus Propan- und Butanmischungen, also aus Kohlenwasserstoffen.

Bei Treibgasmotoren kommt statt eines Vergasers eine Treibgasanlage zum Einsatz. Das flüssige Gas wird in einer Flasche auf dem Gegengewicht des Staplers transportiert. Im Betrieb gelangt es über ein Leitungssystem in einen Verdampfer, wo das zündfähige Gemisch mit einer Zündanlage gezündet und damit die Energie freigesetzt wird. Wie ein Erdgasmotor zeichnet sich auch ein Ottomotor mit Treibgas durch sehr geringe Emissionen aus, wodurch dieser Antrieb besonders umweltschonend ist.

Was beim Umgang mit Flüssiggas zu beachten ist
Was beim Umgang mit Flüssiggas zu beachten ist

Flüssiggas, das aus dem Druckbehälter austritt, wird innerhalb kurzer Zeit wieder gasförmig und dehnt dabei sein Volumen etwa um den Faktor 260 aus. Da es wie andere Treibstoffe in Verbindung mit Sauerstoff ein explosives Gasgemisch bildet, muss eine ausreichende Belüftung sichergestellt werden. Zudem ist Flüssiggas schwerer als Luft, weshalb es sich im gasförmigen Zustand am Boden und in Vertiefungen ansammelt und ggf. sogar in tiefergelegene Räume sinken kann. Aus diesem Grund werden vom Abfüller geruchsintensive Stoffe beigemengt, die das geruchlose Gas aromatisieren und so dabei helfen, austretendes Gas frühzeitig zu erkennen.

Wichtig: Das Betanken der Druckgasbehälter am Stapler muss von außen sicher und leicht möglich sein und darf ausschließlich von unterwiesenen Personen durchgeführt werden. Dazu muss zunächst das Ventil der leeren Flasche geschlossen werden, und die Leitung zum Motor ist im Leerlauf leerzufahren. Weil das flüssige Gas beim Ausströmen und beim Vergasen an der Luft erheblich abkühlt, besteht eine große Gefahr von Unterkühlungen an den Händen beim Tanken. Daher müssen hierbei immer Schutzhandschuhe aus Leder getragen werden.
Staplergasfalschen richtig aufbewahren und austauschen
Staplergasfalschen richtig aufbewahren und austauschen

Flüssiggasbetriebene Stapler dürfen in ganz oder teilweise geschlossenen Räumen betrieben werden, jedoch muss gewährleistet sein, dass in der Luft keine gefährlichen Konzentrationen von CO und anderen giftigen Gasen entstehen. Das geschieht etwa durch eine ausreichende Belüftung, regelmäßige Motorkontrollen und die optimale Einstellung des gesamten Antriebs.

Antrieb mit Wasserstoff

Ein Motor mit Wasserstoffantrieb erzeugt Energie durch eine Knallgasexplosion, funktioniert ansonsten jedoch ebenso wie ein Ottomotor. Hierbei besteht vor allem eine potenzielle Gefährdung durch den unkontrollierten Austritt von Wasserstoff an die Luft und die Bildung eines explosiven Gasgemisches. Die Abgase bestehen bei wasserstoffangetriebenen Staplern im Regelfall jedoch nur aus chemisch reinem Wasser und stellen damit keine Gefährdung für die Gesundheit dar.

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