Gabelstapler Umweltfreundliche Gabelstapler dank Hybridantrieb

Der stinkende und dröhnende Dieselstapler ist nahezu ausgestorben. Dank strenger werdender Abgasvorschriften und eines zunehmenden Umweltbewusstseins seitens der Hersteller und Betreiber

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Der stinkende und dröhnende Dieselstapler ist nahezu ausgestorben. Dank strenger werdender Abgasvorschriften und eines zunehmenden Umweltbewusstseins seitens der Hersteller und Betreiber konnten die Geräusch- und Schadstoffemissionen verbrennungsmotorisch angetriebener Flurförderzeuge bereits auf erträgliche Maße reduziert werden. Kein Grund jedoch für Staplerbauer wie den Weltmarktführer Toyota, nicht nach noch besseren Konzepten zu forschen.

Die Toyota-Gruppe beschäftigt sich seit den frühen 70er Jahren intensiv mit der Entwicklung von umweltschonenden Antrieben und Fahrzeugen. Ziel ist die Entwicklung des ultimativen, umweltfreundlichen Fahrzeugs. Dazu wurden beispielsweise parallel Abgaswerte bei Diesel- und Ottomotoren deutlich reduziert, Dieselpartikelfilter und neue Motorsteuerungen eingeführt und an der Entwicklung von Brennstoffzellen- und Hybridfahrzeugen gearbeitet. Dabei hat jeder Schritt den Konzern dem großen Ziel der Abgasfreiheit einen Schritt näher gebracht. Insofern sind Hybridfahrzeuge bei Toyota nur einer von mehreren Teilbereichen.

Langjährige Erfahrung mit Hybridantrieben

Nach ersten Überlegungen 1971 und anschließenden Tests mit 80 verschiedenen Hybridtypen stellte Toyota 1975 mit dem Century GT 45 sein erstes Hybridkraftfahrzeug vor. 1997 kam mit dem Prius das erste Hybrid-Serienauto auf den Markt. Mittlerweile rollen weltweit mehr als 1 Mio. Fahrzeuge der Konzernmarken Toyota und Lexus mit dem Antrieb der Zukunft über die Straßen.

Die Entwicklungen der Antriebstechniken beschränken sich bei Toyota nicht nur auf den Automobilbereich, sondern werden innerhalb der gesamten Gruppe auf andere Geschäftsbereiche übertragen, wiewohl natürlich die Anforderungen oft recht unterschiedlich sind. Das prominenteste Beispiel aus dem Bereich Gabelstapler ist der auf der Cemat 2005 erstmals präsentierte Brennstoffzellenstapler FCHV-F.

Die erste Studie eines Hybrid-Gabelstaplers stellte die Toyota Industries Corporation, damals noch Toyota Automatic Loom Works, auf der Logis-Tech 1998 in Tokio vor. Im Herbst 2006 wurde am selben Ort ein weiterentwickelter Prototyp gezeigt.

Auch wenn zwischen diesen beiden Versionen mehr als sieben Jahre vergangen sind, ist es nicht möglich, einen konkreten Zeitpunkt für die Einführung eines serienmäßigen Hybridstaplers von Toyota zu nennen. Gemäß dem für alle Konzernbereiche geltenden Toyota-Prinzip werden Produkte nur dann eingeführt, wenn die umfangreichen Tests alle zur vollkommenen Zufriedenheit abgeschlossen sind. Diese Vorgehensweise ist Bestandteil des Toyota-Produktionssystems (TPS) und trägt wesentlich zum hohen Qualitätsniveau im Automobil- und Staplerbereich bei.

Hybridantrieb steigert Gabelstapler-Leistung bei reduzierten Abgaswerten

Nach den Erfahrungen umfangreicher Versuche mit verschiedenen Hybridtypen gilt, dass ein Hybridkraftfahrzeug von Toyota nur einen sogenannten seriell-parallelen Hybridantrieb haben kann. Dieser Hybridantrieb, bei dem Verbrennungs- und Elektromotor sowohl einzeln als auch zusammen arbeiten können und gleichzeitig auch noch die Batterie aufgeladen werden kann, wird allgemein als Vollhybrid bezeichnet, bei Toyota als Hybrid-Synergy-Drive (HSD). Nur ein Vollhybridantrieb kann im Straßenverkehr den Forderungen nach Reduzierung der Abgaswerte bei gleichzeitiger Steigerung der Leistungsdaten gerecht werden.

Dabei wurden die ersten Veröffentlichungen und Versuche Toyotas zu Hybridantrieben in den 70er und 80er Jahren von vielen Wettbewerbern belächelt und als nicht realisierbar bezeichnet. In der Folge werden heute Systeme angeboten, die zwar den Namen Hybrid in den Vordergrund stellen, ihn aber eigentlich nicht verdienen. Denn die Vereinten Nationen haben schon 2003 im Rahmen der Bemühungen um den weltweiten Schutz der Umwelt den Begriff klar definiert.

Danach sind in einem Hybridfahrzeug mindestens zwei Energieumwandler mit entsprechenden Energiespeichersystemen vorhanden, normalerweise ein Verbrennungsmotor mit Treibstofftank und ein Elektromotor mit Batterie. So kann ein Fahrzeug entweder mit nur einem dieser Systeme oder auch mit beiden zusammen angetrieben werden.

Toyotas HSD erfüllt diese Forderung in vollem Umfang, anders als sogenannte Mildhybriden. Das sind Fahrzeuge, die zum Beispiel bei einem Ampelstopp den Motor abstellen und dann beim Anfahren einen kleinen Elektromotor zuschalten, um dabei das Drehmoment zu erhöhen und Treibstoff einzusparen. Ansonsten werden sie aber nur über einen Verbrennungsmotor angetrieben.

Mit Hybridsystemen lässt sich bei Gabelstaplern Energie rückgewinnen

Hybridsysteme bieten gegenüber anderen Antriebssystemen eine ganze Reihe von Vorteilen:

• Verringerung von Energieverlusten: Das System schaltet sich beim Erreichen der Leerlaufdrehzahl automatisch ab. Dies spart sonst verschwendete Energie ein.
• Energierückgewinnung: Energie, die beispielsweise beim Bremsen als Wärme entsteht, wird in elektrische Energie umgewandelt und in der Batterie gespeichert, sodass sie später zum Fahren mit dem Elektromotor wieder genutzt werden kann.
• Antriebsunterstützung: Der Elektromotor unterstützt den Verbrennungsmotor beim Anfahren und beim Beschleunigen.
• Effizienzsteigerung: Das System verbessert die Effektivität des Fahrzeugs durch die Zuschaltung des Elektromotors in Fahrsituationen, in denen die Effektivität des Verbrennungsmotors niedrig ist. Es generiert elektrische Energie, wenn der Motor mit höheren Drehzahlen arbeitet.

Hybridantriebe in Gabelstaplern erreichen höhere Wirkungsgrade

Sowohl Toyota- und General-Motors-Studien als auch das renommierte Massachusetts Institute of Technology (MIT) verdeutlichen die Nutzen von Hybridsystemen:

• Hybridsysteme tragen mehr als alle anderen eingesetzten Antriebssysteme zur Verringerung von Schadstoffemissionen bei.
• Vollhybridsysteme sind bei der Betrachtung der Gesamtenergiebilanz vom „Bohrloch auf die Straße“ (Well-to-Wheel-Efficiency) in Bezug auf den Wirkungsgrad das Nonplusultra. Der Wirkungsgrad, Maßstab für die tatsächliche Energieausnutzung, beträgt beim Antrieb mit Otto- und Dieselmotoren 18% beziehungsweise 19%. Bei Toyota-Hybridantrieben hingegen werden 29% der eingesetzten Energie umgesetzt. Das entspricht einer Steigerung von über 50% im Vergleich zum Dieselantrieb und über 60% zum Benzinmotor. Dies spiegelt sich natürlich am Ende in Euro und Cent wider. MM

Dipl.-Ing. Franz Josef Tolle ist Manager für Marketing & Planning bei der Toyota Gabelstapler Deutschland GmbH in 47228 Duisburg

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