Europaweit erster Cat Radlader 988K XE bewährt sich im Muschelkalksteinbruch
In Magstadt steht Süddeutschlands modernstes vollautomatisches Schotterwerk – diese Meldung ging vor 15 Jahren durch die Fachpresse. „Das war damals ein großer Schritt. Doch wir wollen nicht stehen bleiben, sondern uns weiterentwickeln. Deswegen haben wir nach 15 Jahren Bilanz gezogen, um weitere Verbesserungen einzuleiten“, so Stefan Pendinger, Betriebsleiter der Natursteinwerke im Nordschwarzwald (NSN) am Standort Magstadt, wo Muschelkalk gewonnen wird. Auf dem Prüfstand stand etwa, wie der Energieverbrauch weiter gesenkt und die Produktion kostengünstiger ausgerichtet werden kann. Daher machte die NSN auf der steinexpo 2017 Nägel mit Köpfen: Als dort erstmals der Cat Radlader mit dieselelektrischem Antrieb vorgestellt wurde, entschied sich die Geschäftsleitung, einen Cat 988K XE für das Werk in Magstadt im Load-and-Carry-Betrieb einzusetzen – es war das erste Gerät in Europa. Inzwischen ist auch am NSN-Standort Enzberg ein weiterer Vertreter in Betrieb.
Im Cat 988K XE treibt ein Cat C18 Acert-Diesel mit Stufe-IV-Abgasreinigungstechnik direkt einen modernen geschalteten Reluktanz-Generator an. Im Generator integriert ist der Pumpenantrieb für die Arbeitshydraulik. Diese wird nach wie vor mechanisch angetrieben und elektrohydraulisch vorgesteuert. Die im Generator erzeugte elektrische Energie geht über eine ausgeklügelte Regelelektronik in den Elektromotor, der dann über eine Welle den konventionellen Antriebsstrang in beiden Achsen antreibt. Auch der Elektromotor ist ein geschalteter Reluktanz-Motor, eine Technologie, die einfachen technischen Aufbau, einen hohen Wirkungsgrad und feine Regelbarkeit verknüpft. 15 Jahre Erfahrung kann Caterpillar inzwischen bei elektrischen Antrieben vorweisen – der Antrieb im 988K XE wurde vier Jahre lang getestet und weiterentwickelt.
Das Unternehmen ist nach der Energiemanagementnorm ISO 50 001 zertifiziert. Das bedeutet, dass jedes Jahr die Energieeffizienz systematisch und kontinuierlich erhöht werden muss – im Vergleich zum Referenzjahr. „Wir waren bislang schon auf einem guten Weg, doch wollen wir weiter an einem geringeren CO2-Ausstoß arbeiten und das weiter ausbauen“, führt der Betriebsleiter Stefan Pendinger aus. Der Gewinnungsbetrieb hat dafür unter anderem den Rohstoffingenieur Sebastian Hüeber eingestellt, der sich um Maßnahmen kümmert, wie den spezifischen Energieverbrauch zu erfassen und Einsparpotenziale herauszuarbeiten und umzusetzen.
Der Kraftstoffverbrauch des Cat 988K lag vor der Anschaffung des Cat 988K XE bei rund 100 000 l Diesel im Jahr. Der Vergleich zwischen der dieselelektrischen Ausführung Cat 988K XE und des Cat 988K wurde durchgeführt. Die Testbedingungen waren nicht zu 100 % vergleichbar, da der 988K mit einem längeren Hubgerüst (4,25 m) und einer 6,9 m³ großen Standardschaufel ausgerüstet war. Die XE-Ausführung hat ein kurzes Hubgerüst (3,88 m) und eine 8 m³ fassende Schaufel mit Sägezahnmesser. Beide Großgeräte wurden im Eco-Modus gefahren, um das gesprengte Haufwerk aufzunehmen und zum Brecher zu transportieren. Es wurde darauf geachtet, den Test bei trockenem Wetter und kühlen Temperaturen zu absolvieren. Dabei wurde die exakt gleiche Anzahl von Schaufeln bei annähernd gleicher Entfernung (77 m) mit der Radladerwaage und der Bandwaage gemessen und verglichen (Abweichung unter 1 %). Die aufgezeichneten Daten wurden vom Bordcomputer der Maschinen ausgewertet – An- und Abfahrten sowie Pausenzeiten flossen nicht in das Testergebnis mit ein, sodass die reinen Produktionszeiten herangezogen wurden. Letztlich wurde der Durchschnittsverbrauch pro Stunde ausgewertet. Dieser lag beim 988K bei 42,4 l/h und bei der XE-Ausführung bei 33 l/h. Somit kristallisierte sich als Ergebnis ein Einsparpotenzial von circa 22,5 % heraus.
Da der Diesel ständig im optimalen Betriebspunkt arbeitet und Getriebe- und Wandlerverluste beim Cat 988K XE entfallen, sinkt der Kraftstoffverbrauch im Vergleich mit dem konventionell angetriebenen Cat 988K erheblich. Das bestätigte die Auswertung über die Gesamtlaufzeit, von dem tatsächlichen Dieselverbrauch und der bewegten Tonnage. „Dabei stellte sich zudem ein höheres Energieeinsparpotenzial dar. Legt man hier einen Jahresverbrauch von 100 000 l Sprit zugrunde, ist eine jährliche Energieeinsparung von rund 240 000 Kwh zu erwarten“, zieht Sebastian Hüeber das Resümee. Allerdings sei ein Vergleich über einen längeren Zeitraum angesichts der sich ständig ändernden Parameter in einem Steinbruch wie Sohle, Entfernung, Materialbeschaffenheit und Stückigkeit des Haufwerks schwierig. Caterpillar selbst ermittelte ebenfalls die Effizienz im Load-and-Carry-Einsatz. Laut eigenen Angaben soll sich die Gesamteffizienz im Vergleich zum 988K beim 988K XE um 25 % verbessern. Eine Einsatzstudie des Baumaschinenherstellers ergab eine um bis zu 10 % höhere Produktivität bei Load-and-Carry-Einsätzen mit dem Gerät.
