Die Belgierin hatte in der ersten Runde Sydney-Olympiasiegerin Venus Williams (USA) ausgeschaltet.
Nach 1:32 Stunden verwandelte Stuttgart-Finalistin Siegemund auf Außencourt 4 ihren ersten Matchball und zeigte die Siegerfaust. In einem unterhaltsamen Spiel suchte die 28-Jährige immer wieder den Weg ans Netz - und wurde für ihren Mut belohnt.
Siegemund trifft am Mittwoch in der Partie um den Sprung ins Halbfinale entweder auf French-Open-Gewinnerin Garbine Muguruza (Spanien/Nr. 3) oder Monica Puig (Puerto Rico).
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Am Dienstagnachmittag Ortszeit hat Angelique Kerber die Chancen, Siegemund ins Viertelfinale zu folgen. Die an Position zwei gesetzte Kielerin trifft auf die frühere US-Open-Siegerin Samantha Stosur (Australien/Nr. 13). Bei den Sommerspielen 2012 in London war Kerber im Viertelfinale gescheitert.
In der ersten Runde von Rio waren bereits vier der sieben gestarteten deutschen Profis ausgeschieden. Pech hatten bei ihrer Olympia-Premiere Philipp Kohlschreiber (Stressfraktur im Fuß) und Dustin Brown (doppelter Bänderriss), die sich schwere Blessuren zuzogen.