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O+P Fluidtechnik 3/2020

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O+P Fluidtechnik 3/2020

AGRITECHNICA FORSCHUNG

AGRITECHNICA FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG NEUHEITEN IM BEREICH HYDRAULIK UND ANTRIEBSTECHNIK Die AGRITECHNICA konnte auch 2019 ihre „herausragende Stellung als die Weltleitmesse der Landtechnik“ beweisen. Mit diesen Worten zog Dr. Reinhard Grandke (DLG Hauptgeschäftsführer) ein positives Fazit nach der Messe. Unter dem Leitthema „Global Farming Local Responsibility“ präsentierten sich zwischen dem 10. und 16. November 2 820 Aussteller aus 53 Ländern und lockten knapp 450 000 Besucher (inklusive der Schätzungen für den letzten Tag) auf das Messegelände. Dieser Artikel gibt einen Überblick zu den präsentierten Produktneuheiten und aktuellen Trends der Hydraulik und Antriebstechnik im Agrartechniksektor. 36 O+P Fluidtechnik 3/2020

AGRITECHNICA Der Trend der Elektrifizierung von Antriebssystemen als Alternative oder Ergänzung zur Hydraulik hält weiter an, was sich zunehmend in den vorgestellten Maschinenkonzepten auf der AGRITECHNICA widerspiegelt. Dieser drückte sich dieses Jahr auch in der einzigen verliehenen Goldmedaille aus. John Deere präsentierte mit dem eAutoPowr ein elektrisch-mechanisch leistungsverzweigtes Getriebe, welches das konventionell hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe im Traktor ersetzt. Das eingangsgekoppelte Fahrgetriebe verfügt über je fünf Fahrbereiche vorwärts und rückwärts, wobei im Autoren: Jihao Guo, Hans Norbert Kossen, Hagen Neurath, Malte Otten, Michaela Pußack, Kerstin Ritters, Philipp Winkelhahn, wissenschaftliche Mitarbeiter am Institut für mobile Maschinen und Nutzfahrzeuge (IMN), Technische Universität Braunschweig, Prof. Dr. Ludger Frerichs, Institutsleiter ersten Fahrbereich eine rein elektrische Leistungsübertragung stattfindet. Der elektrische Leistungspfad besteht aus zwei permanenterregten Synchronmaschinen mit einer Leistung von je 140 kW mit zugehöriger Leistungselektronik und Zwischenkreiskondensatoren. Aus dem DC-Zwischenkreis kann zusätzlich zur Leistungsversorgung des Fahrantriebs auch elektrische Leistung von bis zu 100 kW zur Verfügung gestellt werden, wodurch sich elektrische Prozessantriebe auf Anbaugeräten realisieren lassen. Als Schnittstelle wird der aktuell noch im Normungsprozess befindliche AEF- Stecker genutzt (ISO 23316). Im präsentierten Anwendungsbeispiel wurde ein Güllewagen des Herstellers Joskin mit zwei Triebachsen ausgestattet, die von einer E-Maschine angetrieben werden. Die angetriebenen Achsen ermöglichen eine Schlupfregelung des Gespanns (Bild 01). Das Getriebe soll in zwei Jahren in Serie gehen. Ein vergleichbares Konzept wurde auf der AGRITECHNICA auch von ZF Friedrichshafen vorgestellt. Das eTERRAMATIC ist ebenfalls ein elektrisch-mechanisch leistungsverzweigtes Traktorgetriebe, welches die Bereitstellung elektrischer Leistung für Anbaugeräte ermöglicht. Als Schnittstelle wird auch hier der AEF- Stecker genutzt. Die Leistungsverzweigung basiert auch bei diesem Konzept auf einer Eingangskopplung. Ein wesentlicher Unterschied zum John Deere-Getriebe besteht in den ins Getriebe hoch integrierten elektrischen Maschinen. Bei ZF wurden zwei permanenterregte Synchronmaschinen eingebaut, welche hier jeweils eine Leistung von etwa 50 % der Getriebeeingangsleistung aufweisen. Beiden Konzepten gemein ist die Motivation, Komponenten und damit Kosten einzusparen und den Wirkungsgrad weiter zu verbessern. Dies wird durch die Integration eines elektrischen Pfades in das Fahrgetriebe und die gleichzeitige Bereitstellung elektrischer Leistung für Anbaugeräte erreicht. Im Vergleich zu hydraulisch-mechanisch leistungsverzweigten Getrieben bietet sich dem Kunden damit ein unmittelbarer Mehrwert. Durch die Funktionsintegration kann auf zusätzliche Generatoren am oder im Traktor, wie sie beispielsweise in der TERRA+ Baureihe von ZF bereits vor zwei Jahren vorgestellt wurden, verzichtet werden. Bis zur serienmäßigen Verfügbarkeit solcher leistungsverzweigter Getriebekonzepte stellen die Generatoreinheiten jedoch eine praktikable Übergangslösung dar. Parallel zur Weiterentwicklung einer mobilen elektrischen Leistungsversorgung wird das Portfolio kompakter elektrischer Motoren weiter ausgebaut. Insbesondere Antriebe im Bereich von 5 bis 20 kW, die auf Niederspannungsniveau realisiert werden können, rücken zunehmend in den Fokus einer Elektrifizierung. Neben elektrischen Direktantrieben wird parallel an dezentralen Hydraulikversorgungen gearbeitet. Sonceboz stellte beispielsweise eine kompakte Motor-Pumpeneinheit vor. Die Nennleistung des passiv gekühlten BLDC Motors, der auf 48 V oder 24 V Niveau betrieben werden kann, liegt bei 3 kW. Kurzzeitig stellt der Motor bis zu 5,4 kW bereit, womit die Versorgungseinheit eine hydraulische Peak­ Leistung von 4,7 kW besitzt. Bucher Hydraulics präsentierte einen Kompakt-Linear-Antrieb unter der Serienbezeichnung CLA für den Kurzzeitbetrieb S2/S3. Der verbaute 24 V Gleichstrommotor ermöglicht es dem Aktor, Druckkräfte von bis zu 25 kN und Zugkräfte bis maximal 13 kN bereitzustellen. Die zunehmende Elektrifizierung hydraulischer Antriebe lässt sich auch dieses Jahr wieder anhand der Firmenübernahmen ablesen. Wie bereits vor zwei Jahren zu sehen war, holen sich etablierte Branchenvertreter zunehmend Elektrotechnik-Know-how ins Unternehmen. So baute HAWE seine Elektrotechnikkompetenz mit der Übernahme von Mattro aus. Hierdurch soll die Entwicklung energieeffizienter Hydrauliksysteme vorangetrieben werden, was eine ganzheitliche Betrachtung erfordert. Mit den hohen und ausgeprägten Wirkungs­ O+P Fluidtechnik 3/2020 37

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