Weiterentwicklung und Untersuchung eines innovativen 2-Rad-Laders
Projektdurchführung
QuiMo GmbH
Forschung & Entwicklung
Mühläcker 18
88605 Sauldorf
Zielsetzung
Die Bauwirtschaft steht vor der Herausforderung, ihre Prozesse deutlich klima- und ressourcenschonender zu gestalten. Gerade kompakte Baumaschinen verursachen heute durch hohes Eigengewicht, komplexe Antriebstechnik, lokale Emissionen und aufwendige Transporte vermeidbare Umweltbelastungen. Genau hier setzt das Vorhaben der QuiMo GmbH an: Mit dem neuartigen 2-Rad-Lader entwickelt das Unternehmen ein Maschinenkonzept, das Energieverbrauch, Materialeinsatz, Lärm und CO2-Emissionen im Vergleich zu konventionellen Kompaktladern deutlich reduzieren kann.
Grundlage ist ein neuer Konstruktionsansatz. Statt vier Rädern, Fahrerkabine und festem Gegengewicht nutzt der 2-Rad-Lader eine intelligente Schwerpunktregelung mit aktiv verschiebbarem Gegengewicht und elektrischem Antrieb. Dadurch wird die Maschine leichter, kompakter und wendiger. Das Verhältnis von Nutzlast zu Eigengewicht verbessert sich auf bis zu 1:1, während heutige Kompaktlader meist nur 0,4:1 bis 0,5:1 erreichen. Erste Berechnungen zeigen ein Energieeinsparpotenzial von bis zu 40 Prozent. Zugleich ermöglicht das Konzept kleinere Batteriesysteme, reduziert den Ressourcenverbrauch in der Herstellung und erleichtert den Einsatz auf innerstädtischen Baustellen, in Hallen oder bei Sanierungen im Bestand. Auch der Transport wird vereinfacht, da die Maschine aufgrund ihres geringen Gewichts flexibler verlegt werden kann.
Die QuiMo GmbH bringt hierfür ein interdisziplinäres Team mit ausgewiesener Kompetenz in Maschinenbau, Regelungstechnik, Automatisierung, elektrischen Antrieben und Softwareentwicklung zusammen. In einem vorangegangenen Forschungsprojekt wurde bereits ein funktionsfähiger Proof-of-Concept erfolgreich aufgebaut und erprobt.
Ziel des Vorhabens ist es nun, den 2-Rad-Lader von TRL 3–4 auf TRL 5–6 weiterzuentwickeln und damit den Übergang vom Demonstrator zu einem praxistauglichen Prototypen zu schaffen. Im Mittelpunkt stehen die Optimierung der Stabilitätsregelung, die Weiterentwicklung von Antrieb, Hydraulik und Energiemanagement, die konstruktive Gewichts- und Materialreduktion, die Vereinfachung und Modularisierung der mechatronischen Systeme sowie ein sicheres und intuitives Bedienkonzept. Die Ergebnisse werden in einen verbesserten Prototyp integriert und gemeinsam mit Praxispartnern unter realen Einsatzbedingungen erprobt. So soll eine ressourcenschonende, emissionsarme und wirtschaftlich attraktive Alternative für die Baustelle der Zukunft entstehen.
Arbeitsschritte
Das Vorhaben ist in fünf aufeinander abgestimmte Arbeitspakete gegliedert und führt den bereits validierten Proof-of-Concept des 2-Rad-Laders zu einem praxistauglichen Prototypen weiter. Zunächst werden gemeinsam mit den Praxispartnern die relevanten Einsatzszenarien sowie die technischen, betrieblichen und sicherheitsrelevanten Anforderungen definiert. Diese bilden die Grundlage für die weitere Entwicklung und die späteren Feldtests.
Darauf aufbauend werden Elektronik, Sensorik und Hydraulik vereinfacht, modularisiert und für den Praxiseinsatz ausgelegt. Parallel wird die Konstruktion der Maschine überarbeitet, um Gewicht, Materialeinsatz und Komplexität zu reduzieren sowie Wartung und Fertigung zu verbessern. Auf dieser Basis entsteht ein neuer Prototyp.
Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Optimierung des Betriebsmanagements. Hierzu zählen insbesondere die Weiterentwicklung der Stabilitätsregelung, die Verbesserung von Antrieb, Hydraulik und Energiemanagement sowie die Umsetzung eines sicheren und intuitiven Bedienkonzepts. Die entwickelten Hard- und Softwarelösungen werden schrittweise integriert und technisch validiert.
In der zweiten Projektphase wird der Prototyp gemeinsam mit den Praxispartnern unter realen Einsatzbedingungen erprobt. Die Feldtests dienen dazu, Funktionalität, Robustheit, Bedienbarkeit und Sicherheit zu bewerten und Optimierungsbedarfe frühzeitig zu identifizieren. Die Ergebnisse fließen direkt in die Feinabstimmung des Systems und die Vorbereitung der weiteren Entwicklung ein.
Über den Stand der Technik hinausgeht insbesondere die Kombination aus intelligenter Schwerpunktregelung, aktiv verschiebbarem Gegengewicht, elektrischem Antrieb und modularer Systemarchitektur. Damit schafft das Vorhaben die Grundlage für eine ressourcenschonende, emissionsarme und energieeffiziente Baumaschine.