R 9XX concept: Liebherr-Technologieträger für Hybridantriebe
Spielwiese für die Liebherr-Ingenieure: In ein paar Jahren könnten die technischen Lösungen des R 9XX concept Eingang in die Serienproduktion finden. | Grafik: Liebherr

Liebherr zeigt Konzept-Hybridbagger

COLMAR (Frankreich), 15.04.2013 – Mit dem Raupenbagger R 9XX concept stellt Liebherr auf der Bauma 2013 einen Technologieträger für elektrische Hybridantriebe vor. In ihm wurden technische Lösungen zur Energierückgewinnung realisiert, die Baumaschinen effizienter machen können.

Der R 9XX concept verkörpert die Gerätestruktur und Systemarchitektur eines 40-Tonnen-Baggers und ist mit einem Liebherr-Baumaschinenmotor ausgestattet, der mit 160 kW / 218 PS Leistung deutlich kleiner dimensioniert ist als in dieser Geräteklasse üblich. Möglich wird diese kraftstoff- und emissionssparende Maßnahme durch die Leistungsunterstützung des elektrischen Hybridantriebs.

Haupteinsatzbereiche von Raupenbaggern in der 40-Tonnen-Klasse sind die Bewegung großer Erdmassen sowie die harten Anforderungen in Steinbrüchen und Tagebauminen. Die bei solchen Einsätzen typischen zyklischen Arbeitsprozesse bieten besonders günstige Voraussetzungen für die Hybridisierung der Energieversorgung, also für die Kombinierung unterschiedlicher Antriebstechnologien.

Beim R 9XX concept fungiert der Verbrennungsmotor als Hauptenergiequelle, die mit einem Hydraulikspeicher und einem elektrischen Speicher kombiniert wird. Verwendet werden hierzu neu entwickelte Komponenten aus dem Liebherr-Kompetenzzentrum für Antriebstechnik. Dies sind der elektrische Drehantrieb, die elektrischen Speicher – sogenannte Supercaps – sowie die elektronische Steuereinheit. Zur Rückgewinnung der hydraulischen Energie werden ein Druckspeicher und ein Generator eingesetzt. Diese Antriebslösung vereint elektrische und hydraulische Antriebstechnik mit dem Resultat, dass der Kraftstoffverbrauch sinkt und zugleich die Umschlagleistung zunimmt.

Die Hubzylinder werden ohne den Einsatz von drosselnden Ventilen gesteuert, um Energieverluste im Vorfeld des Rückgewinnungsprozesses zu vermeiden. Beim Senken der Ausrüstung wird die Lageenergie der Ausrüstung über einen hydro-mechanischen Energietransformator parallel in einen Hydraulikspeicher und in einen Elektrospeicher (Supercaps) abgepuffert. Antrieb und Energiespeicherung des Drehwerksantriebs erfolgen elektrisch. Beim Bremsen wird die kinetische Energie über den Generator in elektrische umgewandelt und in den Liebherr-Supercaps gespeichert. Diese Energie wird wieder freigesetzt, wenn der Oberwagen im zyklischen Prozess beschleunigt werden muss.

Die Leistung des Dieselmotors kann direkt an die genannten Verbraucher oder in den elektrischen Speicher geführt werden. Aus dem Speicher ist sowohl eine Versorgung des Drehwerks als auch ein Antrieb der Hydropumpen für die Ausrüstungsbewegungen möglich. Das System lässt den Transfer von Energie zwischen den verschiedenen Teilsystemen zu. So wird sichergestellt, dass der Dieselmotor nur so viel Energie erzeugt, wie unbedingt benötigt wird. Zudem wird der Dieselmotor wesentlich gleichmäßiger belastet, das heißt die Drehzahlen bewegen sich auf niedrigerem Niveau, was den Verschleiß von Bauteilen und den Kraftstoffverbrauch verringert.

Durch das Hybridsystem des R 9XX concept können Leistungsspitzen bis zur zweifachen Antriebsleistung des Dieselmotors kurzfristig bereitgestellt werden. Derartige Lösungen für Raupenbagger sind bislang noch nicht am Markt vorhanden.