Liebherr baut Batterie-Drehbohrgerät

KIEL, 02.12.2019 – Auf einer der größten Straßenbaustellen Westösterreichs ist das erste akkubetriebene Großdrehbohrgerät im Einsatz: das LB 16 „unplugged“ von Liebherr. Sein lokal emissionsfreier Antrieb ist ein Novum auf einer Baustelle im Spezialtiefbau.

von Hendrik Stellmach

Liebherr-Drehbohrgerät LB 16 unplugged
Genauso leistungsstark wie die Diesel-Version, aber viel leiser und emissionsfrei im Betrieb: das LB 16 „unplugged“ von Liebherr, hier bei seinem Pilot-Einsatz im österreichischen Bürs. | Foto: Liebherr
Für den ersten Praxiseinsatz hat die Liebherr-Werk Nenzing GmbH eine Baustelle sozusagen direkt vor der Haustür gefunden: im Nachbarort Bludenz. An der Anschlussstelle der A14-Autobahn Bludenz-Bürs errichtet die österreichische Infrastrukturgesellschaft ASFINAG bis Ende 2021 einen großen Kreisverkehr mit zwei Brücken über die A14 sowie zwei neue Anbindungen an Landesstraßen, ebenfalls mit einem Kreisverkehr und einer Gewässerschutzanlage. Für die Gründungsarbeiten setzt das Vorarlberger Unternehmen i+R das weltweit erste Bohrgerät auf dem Markt ein, das auf der Baustelle keinerlei Abgase ausstößt: Das Liebherr-Bohrgerät LB 16 „unplugged“ hat ein elektrohydraulisches Antriebskonzept und kann durch den Akku auch kabellos eingesetzt werden, also „unplugged“. i+R erstellt im Rahmen des Projektes 148 Pfähle mit einem Durchmesser von 900 mm und bohrt insgesamt 1.742 Meter in den Boden. Die Tagesleistung der Maschine liegt bei etwa zwei Pfählen pro Tag.
Motorraum des Liebherr-Drehbohrgeräts LB 16 unplugged
Gewöhnungsbedürftig: Im Motorraum des LB 16 „unplugged“
fehlen die Diesel-typischen Wartungsstellen. Stattdessen thronen
über den Elektrokomponenten sozusagen als „Gehirn“ des Bohr-
geräts Niederspannungsverteiler und Steuerungsplatine. | Foto: B_I

Elektromotor arbeitet leiser

Das Fehlen eines Verbrennungsmotors hat zwei besondere Vorteile: Das LB 16 „unplugged“ verursacht zum einen keine lokalen Abgase und zum anderen deutlich weniger Lärm.

„Man muss nicht die ganze Zeit schreien. Man kann normal reden, dann hört das der Kollege auch, wenn er weiter weg steht. Ansonsten die Motoren, wenn die auf Volllast laufen, sind die schon sehr laut, und man muss seine Stimme immer erheben und hat selber dann die Belastung“, erklärt Vorarbeiter Sebastian Timpe. Außerdem könne man dadurch leicht überhören, was sonst auf der Baustelle passiere. Die ruhigere Umgebung ist daher im laufenden Baustellenbetrieb auch ein sicherheitsrelevanter Aspekt.

Das Gerät hat keine Einschränkungen in Leistung und Anwendung gegenüber der konventionellen Ausführung. Der Akku ist für die Dauer eines Arbeitstages von zehn Stunden ausgelegt und kann über einen herkömmlichen Baustellenanschluss (32 A, 63 A) über Nacht geladen werden.

Lokal emissionsfrei

Weil auch die Anlieferung des Betons teilweise mit einem Liebherr-Betonmischer ETM 905 mit elektrischem Trommelantrieb erfolgt und auch der Kompaktbagger auf der Baustelle mit Batterien ausgestattet ist, wird erstmals eine Baustelle im Spezialtiefbau mit fast ausschließlich elektrisch angetriebenen Maschinen umgesetzt: wirtschaftlich, effizient und umweltverträglich. Auf ein Jahr hochgerechnet können so etwa 35.000 Liter Diesel eingespart und ein CO2-Ausstoß von mehr als 92 Tonnen vermieden werden. „Die Baustelle bei Bludenz-Bürs ist eine Win-Win-Situation für alle: mehr Sicherheit und weniger Staus für die Vorarlberger Bevölkerung und umweltschonender Einsatz von Baumaschinen auf der derzeit größten ASFINAG-Baustelle in Vorarlberg“, sagt Andreas Fromm, Geschäftsführer der ASFINAG Bau Management GmbH.

Disruptive Entwicklung

Schon 2017 nahm Liebherr ein elektrisch angetriebenes Großdrehbohrgerät in seine Produkt-Roadmap auf. „Es gab starke Nachfrage im Markt nach einem elektrisch betriebenen Bohrgerät“, sagt Holger Streitz, der als technischer Geschäftsführer der Liebherr-Werk Nenzing GmbH für Entwicklung und Konstruktion in den Produktreihen Hydro-Seilbagger, Raupenkrane sowie Ramm- und Bohrgeräte zuständig ist. „Gleichzeitig bezweifelten wir aber, dass die Kunden eine kabelgebundene Lösung akzeptieren würden. Weil sie einfach nicht so flexibel ist: Ein Bohrgerät muss von Bohrloch zu Bohrloch bewegt werden.“ Deshalb habe Liebherr den ziemlich radikalen Ansatz verfolgt – Streitz spricht auch vom disruptiven Potenzial der Liebherr-Entwicklung –, ein batteriebetriebenes Bohrgerät mit zehn Stunden Laufzeit zu entwickeln.

Holger Streitz, Liebherr-Werk Nenzing GmbH
Liebherr hat mit seinem Akku-Bohrgerät bewusst einen sehr weitreichenden Ansatz gewählt und damit auch die Wettbewerber überrascht: „Die First-Mover-Strategie hat funktioniert“, sagt Holger Streitz, Geschäftsführer der Liebherr-Werk Nenzing GmbH. | Foto: B_I

In nur elf Monaten entwickelte Liebherr das Gerät von der Idee zum Prototypen. Dass das so schnell ging, haben die Nenzinger maßgeblich der Züricher Suncar HK AG, einem Spin-Off der dortigen Hochschule, zu verdanken. Das Tochterunternehmen des österreichischen Baumaschinenhändlers Huppenkothen GmbH hat schon elektrische Antriebslösungen mit anderen Baumaschinenherstellern entwickelt – zuletzt zum Beispiel drei Modelle der von Huppenkothen vertriebenen Marke Takeuchi und den Achttonnenbagger ZE85 von Hitachi – und Liebherr bei der Integration des Elektroantriebs in ihr Bohrgerät geholfen.

Akkupakete des Liebherr LB 16 unplugged
Batterien huckepack: Was anfangs noch etwas klobig aussah,
wurde von den Liebherr-Konstrukteuren und -Designern schließ-
lich zu einer recht ansehnlichen Maschine entwickelt. | Foto: B_I

Akkus auf dem Maschinendach

Vor allem die Positionierung der nicht eben geringen Zahl von Batterien in der Maschine stellte die Entwickler vor Probleme. Um herauszufinden, wie viel Akkukapazität auf Basis der gewünschten zehn Stunden Laufzeit überhaupt erforderlich war, werteten die Liebherr-Entwickler die Arbeitskollektive von 34 dieselbetriebenen LB 16 aus und definierten auf dieser Grundlage einen Referenz-Arbeitstag.

„Wir entschieden uns, die Maximalwerte zu ignorieren, da diese in Summe einen kleinen Zeitanteil ausmachten. So definierten wir die maximal mögliche Batteriegröße für den zur Verfügung stehenden Bauraum. Rund 80 Prozent aller gemessenen Bohreinsätze können so kabellos in einer zehn Stunden andauernden Schicht ermöglicht werden“, erklärt Streitz. „Es war klar, dass einige Batterietröge auf dem Maschinendach positioniert werden mussten. Die anfänglich etwas klobigen Abdeckungen wurden professionell gestaltet. Die teilweise hitzigen und kontroversen Diskussionen der Liebherr-Konstrukteure mit den Designern führten aber letztendlich zu einem sehr gelungenen Maschinendesign.“

Sexy wie ein Tesla habe das Bohrgerät werden sollen, sagt Gerhard Frainer, Geschäftsführer Vertrieb der Liebherr-Werk Nenzing GmbH. Nun, die 360 PS der Maschine – 60 mehr übrigens als in der Dieselversion – dürften schon geeignet sein, Fahrerherzen höher schlagen zu lassen. Und ausdauermäßig muss sich das LB 16 „unplugged“ hinter der Ikone der Elektromobilität sowieso nicht verstecken: Siebenmal so viel Strom wie der schnittige Amerikaner speichern die Akkus des LB 16. Wäre das LB 16 ein Auto, könnte man ohne Aufladen rund 3.000 Kilometer weit damit fahren. Das LB 16 spricht aber nicht in erster Linie Emotionen an, sondern vor allem die wirtschaftliche Vernunft: Der Betreiber spart nicht nur bis zu 100.000 Liter Diesel im Jahr, sondern durch den Wegfall sämtlicher am Dieselmotor notwendiger Wartungsmaßnahmen weiteres Geld.

Ladekabel am Liebherr-Drehbohrgerät LB 16 unplugged
Je nachdem, welche Stromquelle auf der Baustelle verfügbar ist,
kann das LB 16 „unplugged“ mit 32, 63 oder 125 Ampere aufge-
laden werden. | Foto: B_I

Die Zukunft wird elektrisch

„Das LB 16 ist unser kleinstes Bohrgerät und gut für einen Elektroantrieb geeignet. Die größeren Maschinen können wir im Moment noch nicht elektrisch antreiben. Je größer die Maschine, desto länger wird sie auch in Zukunft noch mit einem Dieselmotor angetrieben werden – einem sauberen Dieselmotor, wohlgemerkt“, sagt Streitz. Aber die Entwicklung gehe weiter, technologisch passiere im Batteriebereich einiges, so würden die Akkus weiterhin kleiner und günstiger. „Die Entwicklung“, so Streitz, „verläuft nicht linear. Das muss man in die Überlegungen einbeziehen.“

Noch jedoch kostet das elektrische LB 16 erheblich mehr als die Dieselversion. Damit dies nicht zum Ausschlusskriterium für den Elektroantrieb wird, will Liebherr neben dem Kauf weitere Geschäftsmodelle ausprobieren und zum Beispiel die Batterien auch auf pay-per-use-Basis anbieten. Noch adressiert Liebherr mit dem LB 16 „unplugged“ ganz bewusst die sogenannten „early adopters“. Aber, so Streitz, „ich rechne damit, dass sich das mindset ändern wird.“ In Zukunft werde es immer wichtiger, die durchschnittlichen Emissionen von Baustellen zu verringern, und dazu könnten elektrische Bohrgeräte ihren Teil beitragen. In vielen öffentlichen Bauausschreibungen wird heute schon „zero emission“ gefordert – Betreiber des akkubetriebenen LB 16 haben dort einen Vorteil.

„Egal welche Technologie sich in den nächsten Jahren durchsetzen wird“, sagt Streitz, „es wird zunehmend ‚elektrisch‘ werden, und dieses erste Jahr an Erfahrung kann man uns nicht mehr nehmen.“ Liebherr sucht nun Kunden für weitere Einsätze des LB16 „unplugged“ und will derartige oder ähnliche Antriebskonzepte auch in anderen Liebherr-Maschinen entwickeln.