Tagtäglich, oft rund um die Uhr und auch an Wochenenden, bewegen zig Tausende Muldenkipper von Caterpillar rund um den Globus in unzähligen Untertage- und Tagebaubetrieben unvorstellbare Massen, um den enormen Rohstoffbedarf unserer Zivilisation zu decken. Hinzu kommen weitere Tausende von Lkw mit Cat Motoren, die mit ihren Gütertransporten in vielen Ländern der Welt nicht minder fleißig sind. Die Transportmöglichkeiten sind bei Caterpillar ungewöhnlich breit gefächert, beginnen sie doch bei Untertagedumpern mit höchsten Nutzlasten, reichen über knickgelenkte Muldenkipper für Bau und Gewinnung bis hin zu den größten Nutzlastriesen, die gleich in mehreren Antriebsvarianten oder sogar vollautomatisch anrollen.
Doch hat die Vielfalt hier noch längst kein Ende: Hinsichtlich der verfügbaren Nutzlasten und Optionen, besonders bei Mulden und Antrieben, bietet Caterpillar mehr Bandbreite zur Auswahl als jeder andere Hersteller. Die Kunden und Betreiber haben daher ausreichende Wahlmöglichkeiten, für jeden Einsatz das passende Transportfahrzeug zu wählen und maßgeschneidert konfigurieren zu können.
Bei all dieser Vielfalt sollten die Sonderaufbauten auf Muldenkipper-Fahrgestellen nicht übersehen werden. Bei den Knickgelenkten sind das Wassertanks, Wechselcontainer, Röhren- und Holztransporter, bei den Starrrahmenkippern neben Wassertanks auch Wartungs- und Serviceaufbauten oder aufgesattelte Tieflader.
Als größtes mobiles Tankfahrzeug der Welt gilt ein Cat 793B mit 2 086 PS Leistung für 218 Tonnen Nutzlast und einem Wassertank, der auf dem Chassis montiert wurde: Der Tank fasst 196 840 Liter. Rekordverdächtig ist nicht nur er, sondern auch ein Tieflader, der von einem modifizierten Cat 793B gezogen wird und bis zu 500 Tonnen schwere Bagger und andere Maschinen im Tagebau umsetzt. Der 36 Meter lange Sattelzug kommt mit der Zugmaschine auf 40 Kilometer pro Stunde Geschwindigkeit.
Ebenfalls anders als bei den meisten Herstellern werden Untertagedumper, knickgelenkte und Starrrahmenkipper, ob diesel- mechanisch oder diesel-elektrisch, von Cat Motoren angetrieben, die im Unternehmen entwickelt und daher bestmöglich auf das jeweilige Transportfahrzeug abgestimmt wurden.
Die bis heute ungebrochene Erfolgsgeschichte dieser Motoren begann bereits 1929. Damals wurde eine Entscheidung getroffen, die weltweit beträchtlichen Einfluss hatte: Ab 1931 stellte Caterpillar als erster Hersteller der Welt dieselgetriebene Raupenschlepper vor. Der erste Dieselmotor namens „Old Betsy“ mit 18 Litern Hubraum und 87 PS Leistung wird heute im Nationalmuseum der US-Hauptstadt Washington ausgestellt. Bald darauf wurden bei zahllosen Motoranwendungen die Vorteile des kleinen und wartungsarmen Cat Diesels ersichtlich, und schon schnellte der Bedarf in die Höhe. Der zu jener Zeit noch völlig ungewohnte Dieselmotor war im harten Arbeitseinsatz, unter kalten und heißen Bedingungen und im Baubetrieb Benzinmotoren klar überlegen. Deshalb wurden die Cat Motoren schon ab 1932 als Industriemotoren auch für den Antrieb von Baggern, Kompressoren, Bohrgeräten, Lokomotiven, Schiffen und Lkw, zur Stromerzeugung, in der Land- und Forstwirtschaft und für Schiffsantriebe verwendet. Die Erfolge sprachen für sich: 1939 entwickelte Caterpillar einen mit Generator ausgestatteten Diesel-Stromerzeuger und einen eigens für den Antrieb von Lkw konzipierten Dieselmotor. Schon 1941 wurde die Produktion eines Diesels mit Turboaufladung aufgenommen, 1958 folgte die Ladeluftkühlung – beide Technologien sind heute selbstverständlich. Seit jenen Jahren gelten die Diesel auf der ganzen Welt als Symbol für Zuverlässigkeit und Kraft, heute übrigens auch als Antriebe für Lokomotiven und Schiffe.
Ähnlich erfolgreich verlief der Werdegang der Cat Muldenkipper. 1963 präsentierte das Unternehmen mit dem 769 für 32 Tonnen Nutzlast seinen ersten Muldenkipper. Schon er bot diverse außergewöhnliche Merkmale wie das von Caterpillar konstruierte und gefertigte Lastschaltgetriebe mit automatischer Umschaltung zwischen Wandler- und Direktantrieb, hydropneumatische Federung und von Caterpillar entwickelte ölgekühlte Lamellenbremsen. Im 769 steckten sechs Jahre Entwicklung. Die ersten Prototypen wurden täglich 20 Stunden Härtetests unterworfen, die Fahrwegstöße, scharfe Kurven, schnelles Beschleunigen bis zum Höchsttempo, Anfahren auf 20-prozentiger Steigungen und Abstoppen auf 18-prozentigem Gefälle umfassten.
1970, bald nach der Vorstellung des großen Cat Radladers 992, wurde der auf die Ladeleistungen des 992 abgestimmte 45-Tonnen-Muldenkipper 773 vorgestellt. Wie sein kleinerer Bruder 769 erhielt der 773 in nur wenigen Jahren die Zuneigung von Unternehmern und Fahrern aller Nationalitäten. Besonders diese beiden Muldenkipper gelten als außerordentlicher Erfolg und begründeten Caterpillars Ruf als Weltmarktführer bei Muldenkippern.
Bereits Ende der 60er-Jahre wurde mit der Entwicklung eines neuartig angetriebenen 77-Tonners begonnen. Das Resultat war der 777, ein äußerst schnelles, robustes und wendiges Fahrzeug – und eine Sensation, denn bislang wurden Muldenkipper dieser Größenklasse diesel-elektrisch angetrieben. Der 777 wog mit Ladung 133 Tonnen und war damit 1974 die größte Cat Baumaschine. Die 870 PS seines V12- Turbodiesels brachten den beladenen 777 über ein ebenfalls von Caterpillar konstruiertes und gebautes, völlig neues siebenstufiges Automatikgetriebe auf 60 Kilometer pro Stunde Tempo. Durch diese neue Technik übertraf er die Transportleistungen diesel-elektrischer, aber tausend PS starker Muldenkipper der gleichen Nutzlastklasse.
Mit dem Cat 777 erfolgte der Einstieg in die Produktion von Tagebaukippern, ein weiterer Bereich, bei dem das Unternehmen heute als Markführer gilt. 1982 wurden Pläne bekannt, dass Caterpillar seine Baureihe erweitern und am Markt schwerster Muldenkipper partizipieren wolle. 1985 und 1986 präsentierte man die Muldenkipper 785 und 789 mit 109 bis 136 und 154 bis 177 metrischen Tonnen.
Der 789 verfügte dank eines großdimensionierten Drehmomentwandlers über die höchsten Raddrehmomente seiner Klasse, was für ausgezeichnete Beschleunigungseigenschaften sorgte. Sein sechsstufiges Lastschaltgetriebe wurde durch eine Elektronik automatisch geschaltet; in der zweiten bis sechsten Fahrstufe erfolgte die Wandlerüberbrückung für das Fahren im Direktantrieb. An allen Rädern befanden sich ölgekühlte Lamellenbremsen. Damit konnte ein voll beladener 789 von 40 Kilometer pro Stunde Geschwindigkeit innerhalb von 20 Metern – etwas mehr als der doppelten Fahrzeuglänge – zum Stehen gebracht werden, ein damals unerreichter Wert.
Die Erfolgsgeschichte der knickgelenkten Muldenkipper, die Cat heute von 24 bis 41 Tonnen Nutzlast fertigt, begann bereits 1973, als der englische Hersteller DJB die Produktion dieser Fahrzeuge aufnahm und so zu einem Pionier dieser Kippergattung wurde. Die Firma verwendete weitgehend Cat Komponenten wie Motoren, Getriebe, Achsen und Hydraulik. 1986 erwarb Caterpillar die Rechte zur Exklusivfertigung der DJB-Knicklenker und übernahm 1995 die Produktionsstätte gänzlich. Daher konnte das Unternehmen schon damals die mit Abstand größte Auswahl schwerer Transportfahrzeuge anbieten.
Heute decken die Starrrahmenkipper ein noch breiteres Nutzlastspektrum ab, das von 40 bis 363 Tonnen Nutzlast reicht. Flaggschiff ist der 797F, der größte dieselmechanisch angetriebene Muldenkipper der Welt. 2 830 kW (3 849 PS) Leistung aus einem Cat Motor bringen den mit rund 270 Kubikmetern beladenen und 624 Tonnen schweren Koloss auf ein beachtliches Tempo von 68 Kilometer pro Stunde.
Caterpillar ist weltweit der einzige Hersteller, der große Tagebaumuldenkipper sowohl mit diesel-mechanischem als auch diesel-elektrischem Antrieb produziert. Die von den Ingenieuren entwickelte, moderne Wechselstromtechnik (AC-Drive, steht für „alternating current“, also Wechselstrom) hat erhebliche Vorteile gegenüber früheren Gleichstromantrieben, besonders die bessere Regelung und Anpassung an die Fahr- und Einsatzbedingungen.
Der neueste Cat Tagebaukipper wurde im vergangenen Jahr vorgestellt und wird ebenfalls diesel-elektrisch angetrieben. Der 794 AC mit 290 metrischen Tonnen Nutzlast gilt als schnellster Muldenkipper seiner Klasse. Für die Kunden stehen drei Antriebsversionen mit 2 050, 2 312 und 2 610 kW (2 750, 3 100 und 3 500 PS) zur Verfügung, um je nach Tagebauprofil und Streckenführung die beste Lösung wählen zu können. Die High Efficiency-Mulde (HE) des 794 AC wird je nach Fragmentierung beziehungsweise Körnung, Abrasivität und Kohäsion des zu fördernden Materials und der Art und Größe des Ladegerätes maßgeschneidert konfiguriert.
Die Transporttechnik von Caterpillar wird keineswegs nur über der Erde geschätzt. Wenig bekannt ist auf dem deutschen Markt, dass das US-Unternehmen nicht nur Muldenkipper für Baustellen und Gewinnungsindustrie produziert, sondern auch Knickgelenkdumper für den untertägigen Hartgestein-Bergbau zur Gewinnung von Rohstoffen aller Art. Eine solche Produktvielfalt für über- und untertägige Einsatzzwecke kann kein anderer Hersteller bereitstellen. Die Cat Untertagedumper AD30, AD45B und AD60 mit 30, 45 und 60 metrischen Tonnen Nutzlast werden rund um den Globus eingesetzt. Dabei gehört der 60 Tonnen tragende AD60 zu den größten Fahrzeugen dieser Art weltweit. Für den Antrieb des AD60 sorgt ein Cat Motor mit 579 kW (776 PS) Leistung, der den Untertagedumper mit 112 Tonnen Gesamtgewicht auf 41,5 Kilometer pro Stunde Geschwindigkeit bringt. Trotz seiner großen Transportleistungen passt der gedrungene, nur 3,48 Meter breite und 3,56 Meter hohe Muldenkipper in bereits vorhandene Stollen, die von 40-Tonnern befahren werden. Daher erspart die Bauweise des AD60 Grubenbetreibern die aufwendige Erweiterung vorhandener Stollenquerschnitte.
Übrigens stellt Caterpillar passend zu den Untertagedumpern, aber auch als eigenständig arbeitende Maschinen eine aus fünf Modellen bestehende Baureihe von Untertageladern zur Verfügung, sogenannte Fahrlader oder LHD. Die Abkürzung steht für „Load-Haul-Dump“ und kann mit der Tätigkeit von Load-and-Carry- Radladern in Steinbrüchen verglichen werden. Die LHD beladen mit ihren 3,1 bis 11,6 Kubikmeter fassenden Fels- und Erzschaufeln entweder Untertage-Dumper oder beschicken, teils auch über weite Distanzen, untertägige Bunker und Fördereinrichtungen.
Viel wird derzeit über computergesteuerte Pkw und Lkw debattiert, doch ist das bei den großen Cat Muldenkippern schon längst ein „alter Hut“. Bereits ab den späten 90er-Jahren unternahm Caterpillar erste Versuche mit GPS-gesteuerten Muldenkippern. Daraufhin wurde das System „Command for Hauling“ entwickelt (siehe dazu auch den weiteren Bericht in dieser Ausgabe auf Seite 11).
Der erste kommerziell verfügbare, völlig autonom fahrende Cat Muldenkipper 793F wog beladen fast 390 Tonnen und wurde schon bald in größeren Stückzahlen eingesetzt. Das Bergbauunternehmen Fortescue Metals Group in Australien stockt aufgrund der überragenden Erfolge seine Flotte fahrerloser Cat Muldenkipper jetzt von 56 auf 68 Stück auf und plant, in einer anderen Mine gleich hundert Stück einzusetzen. Autonome 793F wurden anfänglich auch vom Bergbauunternehmen BHP Billiton in zwei Tagebauen eingesetzt; dort wird die Flotte derzeit auf 50 Stück verdoppelt. Im Januar gab Caterpillar bekannt, dass die Umrüstung konventioneller zu autonomen Muldenkippern auch auf Fremdfabrikate ausgeweitet wird. Grund dafür sind die überaus positiven Erfahrungen, die mit „Command for Hauling“ gewonnen wurden. Zu jenem Zeitpunkt hatten autonom fahrende Cat Muldenkipper in den vergangenen dreieinhalb Jahren insgesamt schon mehr als 360 Millionen Tonnen Material transportiert. Bemerkenswert daran ist, dass diese unvorstellbare Masse sicher, ohne einen Unfall, ohne eine Verletzung und daraus resultierende Zeitverluste bewegt wurde. Durchschnittlich erwiesen sich die autonomen Muldenkipper deutlich produktiver als die herkömmlichen mit Fahrer. Caterpillar wird die zukunftsgerichtete Transporttechnik ab 2018 auch für andere Fabrikate anbieten, allerdings vorerst nur für die größten Tagebaukipper. Die Verwendung auf Baustellen ist derzeit noch nicht vorgesehen.
Der Autor des Beitrags, Heinz-Herbert Cohrs, gilt als renommierter Baufach-Journalist. Seit 1979 widmet sich der studierte Maschinenbauer in Fachbeiträgen der Baumaschinentechnik.
September/Oktober 2017