Gerüstet für Energie- und Digitalisierungswende

Die Energiewende hat schon lange die Baumaschinenbranche erreicht. Gerade im Segment der niedrigen Betriebsgewichte bieten zahlreiche Hersteller bereits elektrisch betriebene Maschinen an. Aber auch bei den Kompaktmaschinen tut sich etwas. Auf der bauma 2022 im Oktober in München präsentierte Caterpillar beispielsweise zusammen mit Zeppelin insgesamt vier batterieelektrische Prototypen besonders häufig eingesetzter Baumaschinen: neben dem Minibagger Cat 301.9 nun auch den mittelgroßen Bagger Cat 320, den mittelgroßen Radlader Cat 950 GC und den kompakten Radlader Cat 906. Die Maschinen laufen über spezielle von Caterpillar entwickelte Batterien und jeweils ein integriertes Onboard-Ladegerät passender Größe. Eine Offboard-Schnellladeoption wird ebenfalls zur Verfügung stehen. Der Minibagger Cat 301.9 und der kompakte Radlader Cat 906 werden voraussichtlich die ersten im Handel erhältlichen Typen sein.

Tony Fassino, Präsident der Construction Industries Group erläutert die Strategie: "Es ist wichtig, dass wir unseren Kunden heute auf ihrem Weg zur Nachhaltigkeit verschiedene Lösungen anbieten, neben elektrischen Baumaschinen auch Maschinen, die mit erneuerbaren Kraftstoffen betrieben werden, oder Technologien, die die Kraftstoffeffizienz erhöhen. Bei der Entwicklung neuer Maschinen-Generationen werden wir technologieoffen vorgehen und Nachhaltigkeit als wichtigstes Ziel verfolgen." Caterpillar nutzt dabei jahrelange Erfahrung bei der Entwicklung und dem Betrieb elektrifizierter Maschinen mit seinen Stromaggregaten, Lokomotiven, großen Bergbaumaschinen sowie den schon länger im Markt erfolgreichen dieselelektrischen Baumaschinen, wie dem Dozer Cat D6 XE, dem Radlader Cat 988K XE oder den großen Muldenkippern Cat 794 AC bis Cat 798 AC.

Die von Caterpillar entwickelten Batterien für die neuen Elektromaschinen werden auch für andere Industrieanwendungen verfügbar sein. Aufbauend auf der Caterpillar-Technologie verfügt die Lithium-Ionen-Batteriereihe über ein modulares Design, das flexible Konfigurationen für mehrere Anwendungen bietet.

Neue Radlader-Generation

Im Kompaktmaschinensegment hat Caterpillar die neue Generation der Cat Radlader in der Klasse 5 bis 7 t Einsatzgewicht mit hydrostatischem Antrieb, zuschaltbaren Differentialsperren, Knickpendelgelenk und kräftiger Z-Ladekinematik auf den Markt gebracht. Sie zeichnet sich durch einen neuen Antriebsmotor, eine neu gestaltete Kabine und zahlreiche Weiterentwicklungen im Detail aus. Robuste Z-Kinematik, gesteuert mit leichtgängigem elektrohydraulischem Multifunktions-Joystick, ermöglicht optimale Sichtverhältnisse, hohe Hub- und Grabkräfte und führt beim Stapeln die Last automatisch parallel. Der neue Cat Motor C2.8 (Stufe V) in den drei Typen Cat 906, Cat 907 und Cat 908 mit automatischer Motorabschaltung bei längerem Leerlauf für nochmals reduzierten Kraftstoffverbrauch und der überarbeitete Antriebsstrang ermöglichen mehr Tempo und reichlich Felgenzugkraft. Verschiedene hydraulische Schnellwechsler erlauben den problemlosen Einsatz von Anbaugeräten, bei Cat Kompaktlader auch mit High-Flow-Hydraulik.

Für mehr Fahrerkomfort sorgt die neue, abgedichtete und druckbelüftete Kabine. Bereits bewährte Elemente wie hängende Pedale und zwei Türen wurden beibehalten, um Reinigung und Zugang zur Kabine zu erleichtern. Vergrößerte Standard-Seitenspiegel sowie optionale Front- und Rückfahrkamera erlauben eine freie Umsicht. Neue einteilige Front- und Heckscheiben bieten eine um 60 Prozent bessere Wischerabdeckung. Am Sitz montierte, mitschwingende Bedienelemente ermöglichen ergonomisches Arbeiten im Lader. Ein Multifunktions-Joystick steuert Fahrtrichtung und -geschwindigkeit sowie Differenzialsperren und Anbaugeräte im dynamischen und Dauerbetrieb.

Wie bei größeren Cat Radladern sind unterschiedliche Sitze wählbar, darunter ein neuer beheizbarer und belüfteter Premium-Sitz. Die Endpositionen des Hubgerüsts können mit Hilfe hochauflösender Drehsensoren in der Kabine festgelegt werden – eine Neuheit in dieser Laderklasse. Trifft die Schaufel auf den Boden oder erreicht den Höhenanschlag, werden Fahrer und Maschine durch weiches Anfahren der Position vor Stößen geschützt. Der konsequente Einsatz dieser Komfort-Funktion spart außerdem bis zu 20 Prozent der Lebensdauer der Löffelschneidkante.

Das Herzstück des neuen Kabinendesigns ist das intuitiv bedienbare 7-Zoll-Display, das zahlreiche Betriebsinformationen liefert und viele Einstellungen ermöglicht. So kann der Fahrer das Ansprechverhalten des hydrostatischen Getriebes und der Ladehydraulik, die automatische Motorleerlaufabschaltung und einen speziellen Kriechgangmodus konfigurieren, der die optimale Einstellung von Anbaugeräten unabhängig vom Fahrtempo erlaubt. Die serienmäßige Wegfahrsperre sichert die neuen Maschinen vor Diebstahl oder unbefugter Nutzung. Klimaanlage und Flottenmanagement bieten weitere Ausstattungsmöglichkeiten.

Der neue Cat Motor C2.8 liefert die gleiche Bruttoleistung von 55,7 kW (74 PS) wie der vorherige Motor, aber mit 13 Prozent mehr Drehmoment, was zu einer Verbesserung der Fahrleistung und der Zugkraft führt. Mit dem Shift-on-the-Go-Getriebe bietet er erhöhte Fahrgeschwindigkeiten bis 40 km/h; größere Tankkapazitäten von 30 Prozent beim Cat 906 und 12 Prozent beim Cat 907 und Cat 908 sorgen für längere Arbeitszyklen. Die Hydraulik der neuen Lademaschinen wurde darauf ausgelegt, hydromechanische Anbaugeräte in jeder Betriebssituation problemlos und effizient anzusteuern. Die Schaufelkapazitäten wurden in der gesamten Baureihe erhöht, was die Umschlagleistung der Cat Lader der neuen Generation abermals vergrößert.

Emissionsfreie Telekoplader

Im Segment der Teleskopen geht auch Merlo mit zwei elektrisch betriebenen Teleskopstaplern einen Schritt in Richtung Energiewende. Es handelt sich um Merlos kleinste Teleskopen mit starrem Rahmen, die eWorker, EW25.5-90 (2,5 t/5 m/90 PS) und EW25.5-60 (2,5 t/5 m/60 PS). Ein Elektromotor treibt die kompakten Geräte mit einem Eigengewicht von 4,9 t emissionsfrei an. Ihre 48-Volt-Batterien haben eine Ideal-Laufzeit von bis zu 8 Stunden. Sie benötigen rund 9 Stunden, um vollständig aufzuladen. In einer ROPS-/FOPS-Kabine ist das Personal gut geschützt. An den Hinterrädern hat der Telekoplader einen maximalen Lenkeinschlag-Winkel von 85°. Am Geräteträger nehmen die Maschinen verschiedene Werkzeuge auf. Ab Sommer verfügt der Lader auch über einen Arbeitskorb, von dem aus er gesteuert werden kann. Mit den Maßen 1100 x 700 mm groß trägt er zwei Personen beziehungsweise bis zu 200 kg.

Aus der Panoramic-Serie mit zwei vorderen Abstützungen präsentierte Merlo zuletzt das größte Modell, den P 50.18 Plus. Das 5 t/18 m-Gerät fährt mit einem 4-Zylinder-Stage-V-Motor und 115 PS und hat eine im Innenraum 1010 mm breite Kabine. Der 50.18 ergänzt die Panoramic-Reihe mit Hubkräften von nun 3,5–5 t und 11–18 m Hubhöhe.

Die meisten Merlo-Maschinen können auf Kundenwunsch mit einer Hubarbeitsbühne ausgestattet werden. Der Panoramic-Vertreter P 40.17 PLUS (4 t/17 m) mit einer ausklapp- und schwenkbaren Bühne und der ROTO 50.30 S PLUS (5 t/30 m/endlos drehbar) runden die Roto-Serie in Kombination mit einer Winde ab. Merlo Modelle bewegen 2,5 bis 12 t. Ihre Ausleger erreichen Hubhöhen von 6 bis 35 m. Mit der breiten Palette der drehbaren Ausführungen kann der Fahrer die Oberwagen 415°, 600° oder endlos verschwenken. Es gibt Varianten mit Klappstützen sowie einzeln vertikal und horizontal teleskopierbaren Stabilisatoren. Alle verfügen über ASCS, einen Assistenten für optimierte und sichere Einsätze. Die Leistung der Stage-V-Motoren liegt je nach Gerät zwischen 75 und 170 PS. Einige Maschinen besitzen zusätzlich den Niveauausgleich oder eine nach oben kippbare Kabine. In den großen S- und S-Plus-Rotoren lässt sich auf Wunsch eine Elektro-Option installieren. Im abgestütztem Zustand ist damit ein elektrischer Betrieb der Arbeitshydraulik (400 V bei 32 A, bzw. 400 V bei 63 A) möglich. So lassen sich u. a. kranähnliche Arbeiten mit Winden oder Haken leise und emissionsfrei im Elektromodus per Teleskopstapler erledigen.

High-Flow-Option für mehr Hydraulikleistung

Außerdem sei noch auf den Lader 409 von JCB hingewiesen. JCB hat in enger Zusammenarbeit mit Kohler den Stufe-V-Motor für kompakte Radlader mit einer Leistung von 56 kW (74 PS) und hohem Drehmoment bei niedrigen Drehzahlen entwickelt. In Kombination mit der Knicklenkung und den neuesten Konstruktions- und Fertigungsverfahren ist der JCB 409 besonders darauf ausgelegt, die Arbeit nicht nur im Garten- und Landschaftsbau zu erleichtern. Bei einem Betriebsgewicht von 6031 kg hat er eine Standardschaufel mit einem Volumen von 1,2 m³. Der JCB 409 erfüllt die Abgasvorschriften der Stufe V ohne Einschränkungen bei der Leistung, was ihn zu einer vielseitigen Maschine mit ausgewogenem Leistungs- und Gewichtsverhältnis macht. Neu ist die High-Flow-Option für mehr Hydraulikleistung am Hubarm, was zusätzlich einen vielseitigen Einsatz ermöglicht. Eine Schnellfahroption erlaubt Geschwindigkeiten bis zu 40 km/h und der hydrostatische Antrieb erleichtert die Bedienung. Ein robustes hochbelastbares Knickpendelgelenk ermöglicht Pendelungen um ±10°. Die Kabine der neusten Generation ist leicht zugänglich und bietet eine gute Rundumsicht. Ein völlig neues Kabinendesign erlaubt mehr Komfort und eine bessere Übersicht, was die in Neigung und Höhe verstellbare Lenksäule außerdem unterstützt.

Digitalisierte Arbeitsprozesse

Die Koordinierung von Verladearbeiten auf größeren Landschafts- oder Gartenbaustellen ist nicht immer einfach. Damit es keine Leerläufe für Lkw und Lademaschinen gibt, ist eine sorgfältige aber auch effektive Organisation unabdingbar. Hier unterstützen digitale Lösungen. Volvo Construction Equipment beispielsweise führt daher ein neues digitales Programm, Connected Load Out, zur Vereinfachung der Verladeabläufe ein und setzt damit seine Vision um, die Kunden bei der Produktivitätsmaximierung ihrer Standorte zu unterstützen.

Connected Load Out soll die Effizienz und Produktivität der Verladearbeiten erhöhen, indem es den Baumaschinenfahrer, die Betriebsleiter und die Lkw miteinander verbindet. Es handelt sich um eine digitale Lösung für Volvo-Radlader mit Load Assist und integriertem Wiegesystem sowie Volvo-Bagger mit Dig Assist und integriertem Wiegesystem.

Die herkömmliche Abfertigung ist mit vielen ungeplanten Arbeiten, manuellen Schritten und Verwaltungsaufwand verbunden, die keinen produktiven Mehrwert leisten. Connected Load Out reduziert den Verwaltungsaufwand, indem es Aufträge und Warenscheine digitalisiert, sowie die Zusammenhänge visualisiert, so dass die Betriebe produktiver arbeiten können.

Connected Load Out verbindet die Baumaschine mit dem Betriebsleiter und den Lkw auf einer Gartenbaustelle und ermöglicht einen digitalen Informationsaustausch. Ladeaufträge können direkt von ankommenden Lkw über die Connected Load Out App zum Volvo Co-Pilot der Baumaschine geschickt werden. Der Baumaschinenfahrer bekommt die geschätzte Ankunftszeit und die zu verladenden Materialien angezeigt, was seine Arbeitseffizienz erhöht, Stress reduziert und die Fehlergefahr minimiert. Sobald der Lkw am Standort eintrifft, wird der Fahrer über Volvo Co-Pilot informiert und kann den Lkw zum Verladeort anfordern und abfertigen. Ein Warenschein wird erstellt und an den Lkw und die Betriebsleitung geschickt. Der gesamte Ablauf kann im Office-Portal von Connected Load Out verfolgt werden.

Der Zugriff auf Connected Load Out erfolgt über eine cloudbasierte Web-Anwendung und liefert so jederzeit Informationen über die Warenscheine und Aufträge. Das Dashboard ist so konfigurierbar, dass es die wichtigsten Informationen für den Standort und von überall aus eine Echtzeit-Ansicht der Verladearbeiten anzeigt.

Autonome Baumaschinen

Mögen noch manche Hürden bis zur ersten selbstfahrenden und autonom arbeitenden Baumaschine auf Baustellen in Deutschland zu überwinden sein, so gewinnt das Thema Autonomie doch zunehmend an Bedeutung. Von einer einzelnen Maschine bis hin zu einer ganzen Flotte bietet Caterpillar inzwischen Kunden die Möglichkeit, ihre Geräte zu überwachen, zu automatisieren und zu verwalten, um Kosten zu senken, die Produktivität und Sicherheit zu verbessern und die Flottenauslastung zu maximieren. Auf der letzten bauma wurde gezeigt, was heute schon möglich ist: Direkt einen Cat Kettenbagger 340 oder Kettendozer D7 2368 km entfernt auf dem Demonstration- und Learning-Center von Caterpillar im spanischen Málaga zu steuern – und das ohne direkte Sichtverbindung nur anhand von Monitoren. Noch größer fällt die Distanz mit 9419 km aus, wenn ein Cat Kettenbagger 320 und Cat Kettendozer D5 in Tucson im amerikanischen Arizona im Caterpillar Mining Center bewegt wird. So konnten Besucher und Besucherinnen erfahren, was mittlerweile mit Cat Command, der Vorstufe zur autonom fahrenden Baumaschine, alles möglich ist. An Bildschirmen konnten sie verfolgen, wie Kettenbagger und Kettendozer in Echtzeit auf ihre Steuerbefehle reagieren und wie damit ein Aushub oder ein Planum realisiert werden kann.

Diese Vorstufe zur autonomen Baumaschine funktioniert über Fernsteuerung auf Basis einer maschinenähnlichen Bedienstation durch Übertragung der Steuerbefehle über Internet und VPN. Diese ist vollständig in die elektronischen und hydraulischen Systeme der Maschinen integriert, um eine schnelle Reaktion und reibungslose Bedienung zu gewährleisten. Die Betriebsbefehle werden direkt an die Elektronik der Maschine gesendet, was zu einer Echtzeit-Steuerung führt.

Angezeigt ist der Einsatz solcher Systeme vor allem dann, wenn eine Gefährdung des Fahrers in der Kabine ausgeschlossen werden soll, oder wenn er mehrere Maschinen nacheinander steuern muss. Die Fernsteuerung bietet volle Manövrierbarkeit der Maschine aus sicherer Entfernung, wenn zum Beispiel in potenziell gefährlichen Umgebungen gearbeitet wird wie bei der Kampfmittelräumung oder beim AKW-Rückbau. Durch die entfernte Bedienung wird auch die Rückkopplung von Maschinenvibrationen verringert. Typische Arbeitsunfälle, wie sie beim Besteigen oder Verlassen der Maschinen immer wieder passieren, werden ebenfalls reduziert. n