Caterpillar feiert 130 Jahre Erdbewegungsinnovation in South Milwaukee, Wisconsin

T Das Jahr – 1893. Nur 44 der heute 50 Staaten gründeten die Union und Grover Cleveland wurde zum 24. Präsidenten des Landes gewählt. College-Basketball steckte noch in den Kinderschuhen und veranstaltete sein erstes offizielles Spiel. Und die Bucyrus Steam Shovel and Dredge Company eröffnete eine neue Produktionsstätte in South Milwaukee, Wisconsin, USA, um ihre Produktionsanlagen zu verbessern und zu erweitern.

Seit diesem Zeitpunkt in der Geschichte haben die Managemententscheidungen und die in South Milwaukee hergestellte Ausrüstung nicht nur die Bau- und Bergbauindustrie, sondern auch den Lauf der Geschichte verändert. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts leistete die von Bucyrus hergestellte Ausrüstung einen wichtigen Beitrag zu den monumentalen Ausgrabungsprojekten dieser Zeit.

„Bagger wurden im Rahmen des kalifornischen Goldrauschs eingesetzt, und Schaufeln waren Teil der riesigen Mesabi Iron Ranges“, erinnert sich Shawn Paap, kaufmännischer Leiter von Cat Electric Rope Shovels (ERS). „Beim Projekt zur Erweiterung des Binnenschiffkanals des Staates New York, dem größten Erdbewegungsprojekt der USA zwischen 1902 und 1912, wurden auch Bucyrus-Bagger eingesetzt.“

Die 40 bis 50 Tonnen schweren dampfbetriebenen Schaufelbagger des Unternehmens spielten eine bedeutende Rolle beim Bau des Panamakanals, einem der aufregendsten Projekte der Menschheitsgeschichte. Im Laufe des Projekts wurden 77 in South Milwaukee hergestellte Schaufeln für den Bau des Kanals verwendet. In Kombination mit den Schaufeln der Marion Steam Shovel Company, einem Traditionsunternehmen aus Bucyrus, stammten 101 der 102 im Projekt verwendeten Schaufeln aus Bucyrus.

Im Zweiten Weltkrieg kam es in Europa zu einer beispiellosen Nachfrage nach Baggern, und praktisch 100 % der gesamten Produktion des Unternehmens von 1942 bis 1945 waren für Kriegsanstrengungen bestimmt. Nach dem Krieg startete das Unternehmen ein 2-Millionen-Dollar-Projekt zur Steigerung der Anlagenkapazität um 20 %. Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts war Bucyrus ein globales Unternehmen mit einem erweiterten Produktangebot und mehr als 74.000 Bucyrus-Maschinen wurden hergestellt und in über 166 Ländern eingesetzt.

Im Mittelpunkt der Strategie der Produktionsverlagerung nach South Milwaukee stand die Steigerung der Fertigungseffizienz seiner wichtigsten Großmaschinen wie Seilschaufeln und Schleppkübelbagger. In den letzten 130 Jahren wurden an diesem Standort mehr als 32.000 Maschinen hergestellt, und bis heute werden im Werk riesige Cat®-Elektro-Seilschaufeln hergestellt.

Die Geschichte der heutigen Cat-Modelle 7495 und 7495HF, die im Bergbau eingesetzt werden, begann als Eisenbahnbagger. Zwischen 1882 und 1930 wurden mehr als 1.850 Eisenbahnschaufeln hergestellt. Die ersten Modelle waren nach heutigen Maßstäben nicht mobil und wurden auf Schienen oder Rollen geschoben. Dieser manuelle Prozess zum Bewegen der riesigen Maschinen entsprach nicht den Effizienzanforderungen des Bergbaus.

Eine Reihe früher Innovationen aus dem Werk in South Milwaukee trugen dazu bei, die Effizienz und Haltbarkeit der Seilschaufel zu verbessern. In Anlehnung an die Technologie von Caterpillar aus den 1920er-Jahren verfügten die dampfbetriebenen Schaufelbagger über rotierende Riemen im Raupenstil, um die Mobilität deutlich zu erhöhen. Vor den 1930er Jahren war die gesamte Seilschaufelstruktur genietet, diese Nieten wurden jedoch durch Schweißnähte ersetzt, um die Haltbarkeit zu verbessern.

Ein wichtiger Wandel für Seilschaufeln und die Industrie war die Umstellung von Dampfkraft auf Elektroantrieb. Bucyrus war bereits vor mehr als 100 Jahren, bereits im Jahr 1917, Pionier der Nutzung von Elektrizität als Energiequelle. Die Einführung eines neuen Gleichstromsystems im Jahr 1919 leitete die Kinderschuhe des heutigen modernen ERS-Designs und den Übergang von Dampfkraft zu Elektrizität ein wurde 1939 fertiggestellt.

„Da sich die heutige Bergbauindustrie zunehmend auf die Elektrifizierung von Geräten konzentriert, um CO2-Emissionen zu reduzieren und die Effizienz zu steigern, ist Caterpillar stolz darauf, Marktführer bei einem Produkt zu sein, das seit mehreren Jahrzehnten elektrifiziert wird“, sagt Flor Rivas, Product Value Stream Manager bei Caterpillar.

Der Markt für Bucyrus und die gesamte Industrie wurde revolutioniert, als das Maschinendesign vom rudimentären Gleichstromantriebssystem auf wesentlich unkompliziertere Wechselstrom-Elektromotoren umgestellt wurde. „AC-Antriebsmotoren waren einfacher, langlebiger, erforderten weniger Wartung, arbeiteten schneller und effizienter und lieferten mehr Leistung als DC-Motoren“, kommentiert Mike Haws, technischer Leiter für Cat Electric Rope Shovels. „Die Einführung der sicherungslosen IGBT-Technologie (Insulated Gate Bipolar Transistor) führte zur Entwicklung von GTO-Systemen (Digital Gate Turnoff). Und eine Partnerschaft mit Siemens in den 1970er Jahren brachte Bucyrus an die Spitze der AC-Antriebstechnologie und steigerte die Verfügbarkeit von Antriebssystemen auf 99 %.“

Seit Caterpillar im Jahr 2011 die Bucyrus-Produktlinie übernommen hat, wurde ein hervorragendes ERS-Produkt auf die nächste Stufe der Sicherheit, Produktivität und Zuverlässigkeit gehoben, indem es die Maschinen sicherer, leichter zugänglich und wartungsfreundlicher machte, unter extremen Bedingungen eine bessere Leistung erbringt und die Technologie effizient integriert sorgen für eine höhere Verfügbarkeit.

Caterpillar führte kurz nach der Übernahme einen flüssigkeitsgekühlten Bewegungsreglerschrank ein, um die von elektrischen Komponenten erzeugte Wärme effizienter abzuleiten. Dies ermöglichte dem globalen Produkt einen zuverlässigen Betrieb bei extremen Temperaturen von -40 °C/F bis 50 °C (120 °F) und in Höhen bis zu 5.250 m (17.220 ft) ohne Leistungsminderung. Das Unternehmen führte außerdem einen schnelleren Antriebsübertragungsschalter ein, um die Verzögerungszeit um 70 % zu verkürzen und so die Produktivität zu steigern.

Nach intensiver Untersuchung der Gewohnheiten von Fahrern mit unterschiedlichem Qualifikationsniveau stellte Caterpillar 2016 sein erstes Technologie-Fortschrittspaket für die Bagger der Cat-Serie 7495 vor: Operator Assist – Enhanced Motion Control (EMC). Diese Innovation sorgte für Maschinenschutz und vereinfachte Bedienung, um die Langlebigkeit zu erhöhen und die Produktivität zu verbessern. Um den Löffelstiel zu schützen, begrenzte die Software automatisch die Schwenkkräfte, wenn der Bediener versuchte, den Löffelstiel durch das Ufer zu schwenken. Es schützte außerdem die Förderseile und die Bremse und verhinderte das Aufbocken des Auslegers, um die Zykluszeiten und die Produktivität der Maschine zu verbessern.

Heutzutage werden mehr ERS-Technologien zur Verbesserung der Effizienz und zur Senkung der Kosten schneller als je zuvor eingeführt. In diesem Jahr hat Caterpillar zwei neue Technologiepakete für ERS-Modelle auf den Markt gebracht – das Integrated Technology Package (ITP) und das Operator Assist Package (OA).

ITP und seine Module eliminieren die Notwendigkeit zusätzlicher Kabinendisplays aus einmaligen Technologiepaketen und dienen als Grundlage für die Einführung aktueller und zukünftiger Technologien. Es bietet außerdem eine nahtlose Integration und schnellere Installation der Betriebstechnologien von Cat MineStar™ Solutions, die bei der Verfolgung, Überwachung und Verwaltung der Schaufel helfen.

OA bietet einen fortschrittlicheren Maschinenschutz und eine einfachere Bedienung. Es verfügt über ein LiDAR-Bildverarbeitungssystem – ähnlich der Technologie, die bei autonomen Bergbaufahrzeugen zum Einsatz kommt –, um die Vorderseite der Schaufel zu scannen und so versehentliche Kollisionen zwischen Löffelstiel und Maschine zu vermeiden.

Seit der Übernahme hat Caterpillar in South Milwaukee mehr als 200 der ERS-Modelle mit einer Kapazität von 120 Tonnen (134,4 Tonnen) produziert, zunächst unter dem Namen Bucyrus und jetzt als Caterpillar. Die durchschnittliche Lebensdauer heutiger Schaufelbagger vom Typ Cat 7495 beträgt 20 Jahre, wobei die Maschinen unter einigen der härtesten Betriebsbedingungen auf der ganzen Welt arbeiten, von den unter dem Gefrierpunkt liegenden Ölsanden Kanadas bis hin zu den trockenen Wüsten Chiles, wo die durchschnittliche jährliche Niederschlagsmenge weniger als 24,5 mm (1,0 Zoll) beträgt. .

Von 1990 bis 2022 haben rund 237 Maschinen – sowohl die Serien Bucyrus 495 als auch Cat 7495 – mehr als 105 Milliarden Tonnen (116 Milliarden Tonnen) Material bewegt. Wenn diese Menge mit dem 364 Tonnen (400 Tonnen) schweren Cat 797-Muldenkipper bewegt worden wäre, wären 290,1 Millionen Lkw-Ladungen entstanden und hätte bei einem Zyklus von 2,88 Minuten und einer Lkw-Beobachtungszeit über 13,9 Millionen Stunden in Anspruch genommen.

„Wir sind stolz auf unsere lange Tradition in South Milwaukee, auf den Einfluss, den die an diesem Standort hergestellten Geräte in den letzten 130 Jahren auf den Weltmarkt hatten, und auf das talentierte und engagierte Team, das die Tradition der Exzellenz in der Produktion und im Support von Cat fortsetzt.“ elektrische Seilschaufeln und Schleppleinen“, schließt Jeremy Niedens, Facility Manager – South Milwaukee für Caterpillar.

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