O+P Fluidtechnik 6/2021

VENTILTECHNIK PRODUKTE

VENTILTECHNIK PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL VENTILTECHNIK BEI ELEKTRO-HYDRAULISCHEN LASTHALTEFUNKTIONEN Autoren: Peter Bruck, Alexander Streit und Dr. Nora Nägele, Hydac 16 O+P Fluidtechnik 2021/06 www.oup-fluidtechnik.de

VENTILTECHNIK Das exakte Senken von Lasten, besonders wenn sie wie bei Radladern und Traktoren in Vorhalteposition sind, ist keine einfache Aufgabe. Beim Einsatz von Senk-Brems- Sperrventilen sind Energieeffizienz und Stabilität kaum unter einen Hut zu bringen. Elektrohydraulische Lasthaltefunktionen können hier Vorteile bieten. POINTIERT ELEKTRO-HYDRAULISCHES LASTHALTEN BIETET DIE VOLLE KONTROLLE SOFTWARE KANN HIER DEN ZULAUFDRUCK AUF MINDESTNIVEAU HALTEN BESONDERS EFFEKTIV BEI STARK WECHSELNDEN LASTZUSTÄNDEN NOTWENDIG SIND DAFÜR SPEZIELLE VENTILE Bei heutigen Lösungen zum präzisen Senken bei vorauseilenden Lasten mit Senk-Brems-Sperrventilen stehen Maschinenhersteller vor der Wahl zwischen Energieeffizienz und Stabilität: Während Energieeffizienz ein hohes Aufsteuerverhältnis (φ) voraussetzt, wird ein stabiles Lastsenken erfahrungsgemäß durch kleinere φ begünstigt. Ventile mit kleinem φ (für höhere Stabilität) benötigen jedoch beim Absenken von Lasten einen hohen pumpenseitigen Zulaufdruck, wodurch eine hohe Energiemenge vernichtet wird. Das führt im Endeffekt zu einer Erwärmung des Öls, die wiederum mit einer Steigerung der Kühlleistung ausgeglichen werden muss. Ventile mit großem φ sind hingegen zwar energieeffizienter, führen allerdings besonders bei schwingungsanfälligen Systemen auf Grund des reaktiven Verhaltens zu instabilem Lastsenken. Als Folge stehen Maschinenhersteller vor dem Dilemma, einen Kompromiss zwischen Energieeffizienz und Stabilität eingehen zu müssen. ENERGIEEFFIZIENZ ZUNEHMEND WICHTIGER Der Aspekt der Energieeffizienz rückt durch die wachsende Bedeutung der Elektrifizierung auch in mobilen Arbeitsmaschinen zunehmend in den Vordergrund. Diese steht hier besonders im Fokus der Betrachtung, weil sie im direkten Zusammenhang mit der Batterieauslegung der elektrifizierten Maschine steht. Diese stellt wiederum einen wesentlichen Kostentreiber auf Seite der Maschinenhersteller dar. Das Dilemma einen Kompromiss zwischen Energieeffizienz und Stabilität beim Lasthalten eingehen zu müssen, rückt folglich in den Vordergrund. Aktuelle Lösungsansätze von Maschinenherstellern konzentrieren sich vermehrt auf elektro-hydraulisches Lasthalten. on vermieden und dadurch bleibt die volle Kontrolle der Senkbewegung erhalten. Der hydraulische Teil des Regelkreises (Bild 01: Vergleich konventionelles vs. elektro-hydraulisches Lasthalten) wird realisiert, indem das konventionelle Senk-Brems-Sperrventil (1) im Ablauf durch ein vorgesteuertes Proportional Drosselventil in Sitzausführung (PWS) ersetzt wird (2) und die Systemzustände zum Beispiel über die Sensorik (3)–(4) erfasst werden. VERRINGERTER ZULAUFDRUCK Bild 02 zeigt noch einmal deutlich Energieeinsparpotentiale der elektro-hydraulischen Lasthaltefunktion im Vergleich zu konventionellen Lösungen. Wenn bei geringen vorauseilenden Lasten große Volumenströme benötigt werden, ist die Verlustleistung bei konventionellen Systemen am größten, weil der benötigte Steuerdruck hier am höchsten ist. Beim elektro-hydraulischen Lasthalten hingegen kann die Verlustleistung auf einem geringen Niveau gehalten werden, indem der Zulaufdruck möglichst niedrig bleibt. 01 Vergleich konventionelles vs. elektro-hydraulisches Lasthalten ELEKTRO-HYDRAULISCHE LASTHALTE- UND SENKFUNKTIONEN Auch bei elektro-hydraulischem Systemen bleibt die grundsätzliche Funktion des konventionellen Lastsenkens, bei der die Geschwindigkeit des Aktuators durch den Zulauf-Volumenstrom geregelt wird, erhalten. Jedoch besteht hier die Möglichkeit über Software den Zulaufdruck immer auf dem situativ notwendigen Mindestdruckniveau einzuregeln. Im Endeffekt wird so Kavitati- www.oup-fluidtechnik.de O+P Fluidtechnik 2021/06 17