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Das Magazin für Forschung und Innovation
 

Elektromobilität

Antrieb für den Grubengiganten

Grubengigant: Der Muldenkipper kann mehr als 500 Tonnen schultern. Im Tagebau soll er Kohle und erzhaltiges Gestein transportieren.

Mehr als 500 Tonnen Material kann der stärkste Muldenkipper der Welt transportieren – das entspricht rund sieben vollgetankten und beladenen Airbus A320-200. Angetrieben wird der Truck von jeweils 1.200 Kilowatt (kW) starken Elektromotoren von Siemens.

Wie bringt man den größten Truck der Welt ins Rollen?  Mit dieser Frage kam 2011 der weißrussische Fahrzeughersteller BelAZ auf Siemens zu. Er suchte nach einem elektrischen Antrieb für seinen unbeladen 360 Tonnen schweren Muldenkipper. Über 500 Tonnen sollte der neue Truck transportieren können – das entspricht mehr als 350 VW Golf oder sieben voll beladenen Airbus A320-200. Es ist zudem ein Viertel mehr Last, verglichen mit dem bis dato weltweit größten Muldenkipper. Und das bei sinkenden Kosten pro Tonne beförderten Materials und einer Höchstgeschwindigkeit von 64 km/h im unbeladenen Zustand. Denn bei Minen- und Tagebauarbeiten müssen nicht nur Umweltrichtlinien eingehalten werden, auch die Kosten gilt es im Blick zu behalten. Deshalb müssen die dort eingesetzten Trucks absolut zuverlässig und produktiv arbeiten.

Seit rund 15 Jahren entwickelt Siemens Antriebssysteme für Muldenkipper, immer auf der Suche nach Wegen, die Grubenriesen effizienter zu machen. Dazu gehören beispielsweise die „Trolley-Trucks“, die über eine Oberleitung mit Strom versorgt werden, wodurch sich ihre Fahrgeschwindigkeit selbst an steilen Rampen nahezu verdoppeln lässt.

Der Grubengigant fährt elektrisch

Eine derartige Herausforderung war jedoch neu für die Ingenieure von Siemens: einen elektrischen Antrieb zu entwickeln, der einen Truck mit einem Gesamtgewicht von bis zu 810 Tonnen in Bewegung setzt und das abgebaute Gut schnell und zuverlässig abtransportieren lässt – und das innerhalb eines relativ straffen Zeitplans: Zwischen der Anfrage des Kunden und der Inbetriebnahme lagen weniger als zwei Jahre.

Anders als seine Vorgänger sollte der neue Truck mit acht Reifen ausgestattet werden – denn jeder einzelne Reifen ist nur für rund 100 Tonnen Gewicht ausgelegt. Deshalb wollten die  Experten für Traktionsantriebe in Nürnberg einen zuverlässigen und leistungsstarken Allradantrieb mit vier elektrischen Maschinen entwickeln. Als Vorlage diente ein vielfach erprobtes und bewährtes Antriebssystem, zusätzlich entwickelten die Ingenieure eine neuartige Steuerung. Alle Bestandteile des elektrischen Antriebs kamen von Siemens – dadurch konnte das perfekte Zusammenspiel aller Komponenten sichergestellt werden.

Vierradantrieb für vier Meter hohe Reifen

Durch den Allradantrieb ergaben sich neue Möglichkeiten, wie beispielsweise eine dynamische Zugkraftverteilung auf die beiden Achsen des Trucks. Beim Ausfall eines Antriebs ist darüber hinaus ein Notfallbetrieb möglich, so dass der Truck noch selbständig in eine Werkstatt fahren kann und nicht geborgen werden muss oder etwa eine Rampe blockiert. Zwei 16-Zylinder-Dieselmotoren mit einer Leistung von jeweils rund 1.700 kW liefern die Energie für den Elektroantrieb.

Im Oktober 2013 wurde der Truck der Öffentlichkeit vorgestellt. Über 20 Meter lang ist er, knapp zehn Meter breit und acht Meter hoch. Der Vierradantrieb sowie eine Vierrad-Hydrauliklenkung sorgen dafür, dass die etwa vier Meter hohen Reifen auf dem unwegsamen Gelände nicht steckenbleiben. Derzeit wird der Truck in einem Kohletagebau in Sibirien getestet, noch im Jahr 2014 soll der Verkauf starten. Dann wird er vor allem Kohle und eisenerzhaltiges Gestein auf seinem Rücken transportieren.                       

Nicole Elflein