Test des neuen Jackhammer Prototypen in der Mine in Ruanda

Frugal Engineering in Ruanda - 8 Innovationen

Ausgangslage:

„Die Abbruchhammer, die in den Rohstoffminen von Ruanda täglich zum Einsatz kommen, um unter Tage Rohstoff abzubauen, werden in der Regel billig eingekauft, sind für den spezifischen Einsatz nicht geeignet und geben meist nach ein paar Wochen ihren Geist auf“, erklärt Max Stieler, tech-solute Projektleiter für das GIZ-Projekt in Ruanda. Was sich erst einmal banal anhört, ist aber im Alltag ein komplexes Problem, denn an Ersatzeile aus dem Ausland zu kommen ist schwer. „Unsere Idee war es, die kaputten Abbruchhammer genauer zu betrachten und einen neuen zu entwickeln, der den dortigen Umwelt- und Reparaturbedingungen angepasst ist. Was wir gemacht haben, ist eine frugale Entwicklung, eine Art Rückentwicklung auf das, was man wirklich braucht. Vor allem muss er größtenteils in Ruanda herstellbar sein, mit den Mitteln, die sie dort haben.“

 

Es war essentiell vor Ort zu gehen und zu sehen, was die eigentlichen Probleme mit den dortigen Abbruchhammern sind. Es ergaben sich folgende Sachverhalte:

1)      Defekte Abbruchhammer werden in einer sehr staubigen Umgebung repariert

2)      Es fehlt gutes Werkzeug zum Reparieren

3)      Am häufigsten geht der Motor kaputt: Betroffen sind meist die Getrieberitzel oder
         Motorwicklungen

4)      Man muss den Motor wechseln können

 

Andere Schäden, z.B. am Kolben, sind ebenfalls häufig aufgetreten, führten aber nicht zum Funktionsausfall und wurden deshalb nicht mit einer Priorität versehen.

Unsere Ingenieure Philipp Aders und Jörg Scheuer sind nach Ruanda geflogen, haben mit den Anwendern gesprochen und anschließend gemeinsam mit der ruandischen Firma REMCO in acht Monaten einen neuen Abbruchhammer entwickelt, bei dem der Motor mit wenigen Handgriffen ausgetauscht werden kann. Zusätzlich ist er mit einer Beleuchtung versehen, die das in den Minen notwendige Licht spendet und hat verschiedene ergonomische Griffe sowie einen effizienten Motorschutz bekommen.

Gemeinsam wurde der Prototyp zusammengebaut und vor Ort in den Minen auf Herz und Nieren getestet. Die Innovationen in der Übersicht:

 

INNOVATION 1

Vereinfachung des Motortauschs

Problem: Der Austausch des Motors ist aufwändig. Aktuell muss dazu das komplette Gerät demontiert werden.

Hintergrundfakten: Es wird weiterhin derselbe Motor verwendet werden, wie bisher (Einhell, China-Motoren). Es handelt sich hierbei um ein Zukauf-Teil, denn in absehbarer Zeit wird noch kein solcher Motor bei REMCO oder anderen in Ruanda ansässigen Unternehmen selbst gefertigt werden.

Lösung: Das Auswechseln des Motors wurde erleichtert: In Zukunft muss der Anwender insgesamt zwölf Schrauben lösen, um den Kohlebürstendeckel abzunehmen, die zwei Kohlebürsten zu entfernen, das Schutzblech abzunehmen und den Motor zu lösen, damit er über eine Abdrückschraube im Getriebedeckel herausgedrückt werden kann. Anschließend wird der Motor einfach nach unten herausgezogen. Die restliche Maschine bleibt montiert. So kann kein Schmutz beim Auswechseln in das Getriebe und den Kurbelkasten eindringen und alles bleibt intakt.

 

INNOVATION 2

Neupositionierung des Stromkabels

Problem: Vor Ort in Ruanda konnte beobachtet werden, dass an allen Geräten das Kabel defekt war. Legt man den schweren Abbruchhammer „normal“ ab, wird das Kabel unter der Maschine überbelastet. Nach einer gewissen Zeit sind alle Kabelanschlussstellen beschädigt.

Lösung: tech-solute hat die Richtung des Kabelaustritts geändert. Beim Abstellen werden Kabel und Anschlussstelle nicht mehr belastet und bleiben funktionsfähig.

 

INNOVATION 3

Lüftungsschlitze werden zur Motorkühlung mit Maschengitter hinterlegt

Problem: Die Lüftungsschlitze des Abbruchhammers müssen groß sein müssen, da der Motor eine starke Kühlung benötigt. Nach Untersuchungen vor Ort, gehen wir davon aus, dass Motoren aufgrund des Eintritts von Dreck und Steinen defekt werden.

Lösung: Legt man ein Maschengitter hinter die Lüftungsschlitze kann man zumindest die Korngröße der Verschmutzung verringern und den Motor besser schützen.

 

INNOVATION 4

Integration einer LED

Problem: Abbruchhammer sind überwiegend für den Einsatz im Straßenbau bei Tageslicht gedacht. Der Einsatz in den Minen in Ruanda erfordert mehr Licht. Es ist dunkel und der Arbeiter hat nur Licht von seiner Stirnlampe.

Lösung: tech-solute hat eine LED in den Abbruchhammer integriert, die die Sicht an der Einsatzstelle verbessert: Die LED leuchtet bis zur Meißelspitze.

 

INNOVATION 5

Ergonomische Optimierung des Handlings in Hinsicht auf Arbeiten in Boden und Wand

Problem: Der vorhandene Griff ist ungeeignet für Arbeiten in der Wand, deshalb halten die Anwender das Gerät in der Regel am Korpus. Das ist mittelfristig gesundheitsschädlich aufgrund der durchschlagenden Vibrationen. Für Arbeiten am Boden ist der Griff unergonomisch: Aufrechtes Arbeiten ist mit den herkömmlichen Abbruchhammern nicht möglich.

Lösung: Der Hauptgriff wurde verlängert um dem Anwender das aufrechte Arbeiten zu ermöglichen. Der Frontgriff wurde umgestaltet um die Haltung der Maschine bei Wandarbeiten zu erleichtern.

 

INNOVATION 6

Neupositionierung des Frontgriffs

Problem: Vor Ort wurde beobachtet, dass die Minenarbeiter die an der Wand arbeiten, den Abbruchhammer drehen, da es einfacher ist, ihn auf diese Weise zu halten und daran vorbei zu sehen.

Lösung: Der Frontgriff wurde näher an den Maschinenkorpus verlegt, um das Halten der Maschine zu stabilisieren.

 

INNOVATION 7

Alternative Vibrationsdämpfung

Problem: In Afrika gibt es zurzeit kaum Kunststoffspritzguss oder Gummiverarbeitung. Das schränkt die Möglichkeiten der naheliegenden Vibrationsdämpfung durch Gummipuffer ein. Dennoch wurden zunähst Gummipuffer verbaut, da die Vibrationen sehr gesundheitsschädlich sind.

Lösung: tech-solute arbeitet an einer Konstruktion, welche mit der Elastizität von Stahlseilen arbeitet, da Stahl vor Ort in ausreichender Menge vorhanden ist.

 

INNOVATION 8

Entwicklung eines innovativen Getriebedeckels

Problem: Im Fall dass das Gehäuse des Abbruchhammers geöffnet werden müsste, um etwas auszutauschen oder zu reinigen, war das bislang nur mit Hammer, Spaltwerkzeug und viel Kraft möglich. Das Gehäuse des Abbruchhammers ging dabei regelmäßig kaputt.

Lösung: tech-solute hat einen Getriebedeckel entwickelt, der mit sechs Schrauben befestigt ist. Drei M6 und drei M8 Schrauben. Zum Öffnen des Gehäuses werden alle sechs Schrauben zunächst herausgedreht. In den M6 Löchern gibt es M8 Gewinde dadurch können die dickeren M8 Schrauben zum Abdrücken des Gehäusedeckels vom Gehäuse verwendet werden.

 

FAZIT

Das Projekt war erfolgreich und sehr spannend. Wir haben von allen Seiten positive Rückmeldungen bekommen. Innovationen und Produktoptimierungen sind seit jeher unser Steckenpferd. Dabei kommt es nicht darauf an, aus welchem Bereich das Produkt oder Unternehmen kommt. Wir haben festgestellt, dass man mit einer passenden Methodik immer Optimierungen von Produkten für die jeweilige Anwendung und Zielgruppe erarbeiten kann. Das „in und für Afrika" tun zu dürfen, war uns eine Freude.