O+P Fluidtechnik 7-8/2019

MESSERÜCKBLICK PRODUKTE

MESSERÜCKBLICK PRODUKTE UND ANWENDUNGEN über die Maschinensteuerung mittels CANopen oder IO-Link auslesen. So lassen sich unter anderem auch Betriebszustände vor und nach Modifikationen des Systems vergleichen. Durch die Speicherung der Extremwerte haben Hersteller im Schadensfall die Möglichkeit, die Einhaltung der vorgeschriebenen Maximalparameter zu überprüfen. Des Weiteren sind Events definierbar, bei deren Erreichung der Sensor automatisch eine Informationsmeldung schickt. Durch das umfangreiche Funktionsangebot können diese Smart-Sensoren dabei helfen, nahezu systemunabhängig die Robustheit und damit die Verfügbarkeit einer Maschine zu erhöhen und Condition Monitoring- beziehungsweise Predictive Maintenance-Lösungen sinnvoll weiter auszubauen. E-BAUMASCHINEN WERDEN ECHTE ALTERNATIVE Der anhaltende Trend der Elektrifizierung von Fahrzeugen ging auch an der bauma 2019 nicht vorüber. Verschiedene Anbieter mobiler Arbeitsmaschinen demonstrierten, dass auch Bagger und Radlader sinnvoll elektrifiziert werden können. Aufgrund der geringen Geräuschabstrahlung dieser emissionsfreien Maschinen sind sie prädestiniert für den Einsatz in dicht besiedelten Gebieten oder für Arbeiten in der Nähe von Krankenhäusern und Schulen. Dem Trend der Elektrifizierung folgend stellten u.a. Caterpillar, Komatsu und Volvo vollelektrifizierte Arbeitsmaschinen vor. Dabei konzentrierten sich die Hersteller auf Kompaktbagger und Radlader. Mit dem Konzeptfahrzeug „906 Concept Electric Compact Wheel Loader“ stellte Caterpillar einen durch einen Lithium-Ionen-Akku gespeisten elektrifizierten Radlader vor. Mit einer Leistung zwischen 41 und 60 KW können gängige Arbeiten über einen angemessenen Zeitraum ausgeführt werden. So sind mit einer Akkuladung Ladearbeiten von einer Dauer von drei Stunden und Erdbewegungen von fünf Stunden möglich. Mit dem R1700 XE stellt Caterpillar ein weiteres elektrifiziertes Fahrzeug vor. Dieser akkubetriebene Sauberlader erreicht gegenüber dem R1300 (das dieselbetrieben Pendant) eine Reduktion der Gesamtenergiekosten bis um den Faktor 10, und eine Reduktion der erzeugten Abwärme nahezu um den Faktor 8. Durch die Elektrifizierung des Antriebsstranges wird außerdem die Geräuschbelastung für den Bediener reduziert. Komatsu stellte einen elektrifizierten Kompaktbagger mit einer Leistung von 18,2 kW vor. Dieser liefert eine Performanz, welche mit dem entsprechenden Verbrenner-Model vergleichbar ist. Mit einer vollen Akkuladung von 36 kWh kann eine Arbeitszeit von 2 bis 6 Stunden, abhängig von den Einsatzbedingungen, erreicht werden. Mit dem ECR25 und L25 stellte Volvo einen elektrifizierten Kompaktbagger und einen elektrifizierten Radlader vor. Beide Fahrzeu- 04 05 ge sind mit Lithium-Ionen-Akkus und Elektromotoren ausgestattet. Die Akkus speichern jeweils genug Energie um die Maschine acht Stunden lang in den gängigsten Anwendungen zu betreiben. Beide Maschinen verfügen über integrierte Ladegeräte, die ein Aufladen über Nacht über eine normale Haushaltssteckdose ermöglichen. Eine Schnell-Ladeoption, die einen leistungsfähigeren Netzzugang erfordert, wird ebenfalls verfügbar sein. Die Neuheiten auf der bauma 2019 zeigten, dass die Elektrifizierung mobiler Arbeitsmaschinen fortschreitet und die Hersteller innovative Lösungen entwickeln. Die Hersteller präsentierten Produkte, welche in der Performanz mit bisherigen dieselbetriebenen Maschinen mithalten können. Da die elektrifizierten Maschinen keine unmittelbaren Schadstoffe ausstoßen und geräuschärmer sind besitzen diese großes Potential im innerstädtischen Bereich. VENTILSTEUERUNG MIT AUFGELÖSTEN STEUERKANTEN Teleskoplader erfüllen ein breites Einsatzspektrum und werden häufig auf Baustellen oder in der Landwirtschaft eingesetzt. Sie kommen überall dort zu Einsatz, wo schwere Lasten sicher und schnell bei wechselnden, schwer zu befahrenden Untergründen transportiert werden müssen. Über Anbauten und unterschiedliche Schaufeln bieten Teleskoplader einen weiten Anwendungsbereich. Längst reichen eine hohe Ladekapazität oder Reichweite des Teleskopladers nicht mehr aus, um Kunden zu begeistern. Vielmehr stehen Maschineneigenschaften wie Bedienerkomfort, Geschwindigkeit und Produktivität im Vordergrund. HydraForce stellte auf der diesjährigen Bauma ein Systemkonzept mit aufgelösten Steuerkanten eigens für die Anforderungen in Teleskopladern vor. Die aufgelösten Steuerkanten erlauben eine bestmögliche Performance sowohl bei der Zulauf- und Ablaufsteuerung (Meter-In / Meter- Out). Im Steuerblock sind druckkompensierte Proportional-Stromregelventilen der neusten Generation HSPEC integriert. Die Kombination verbindet die Vorteile einer unabhängigen Steuerung des Zylinders mit aufgelösten Steuerkanten und einem LS-System mit nachgeschalten Druckwaagen und lastunabhängiger Druckverteilung. Mit einfach integrierbaren Zusatzfunktionen, wie zum Beispiel das Absenken des Auslegers mithilfe der Schwerkraft (GLS - Gravity Lowering System), wird die Zykluszeit verkürzt und damit die Produktivität der Maschine gesteigert. Kombiniert mit der elektrischen Maschinensteuerung von HydraForce können die einzelnen hydraulischen Arbeitsfunktionen auf die Maschine oder die Anwendung abgestimmt werden. Darüber hinaus kann über die elektrische Ansteuerung der Ventile die Performance der Maschine an die Fähigkeiten des Fahrers angepasst werden. 36 O+P Fluidtechnik 7-8/2019

MESSERÜCKBLICK VENTILBAUKASTEN ERHÖHT FLEXIBILITÄT Die von der Bosch Rexroth AG vorgestellte weiterentwickelte Systemlösung Virtual Bleed Off (VBO) bietet eine zukunftssichere Alternative für Baumaschinen wie Bagger mit Raupen- oder Radantrieb, Bohrgeräte, usw. Dabei setzt das System in Hinblick auf den aktuellen Trend der Hybridisierung und automatisierten Funktionen vor allem auf Effizienz und Flexibilität. Das VBO-System ist ein Closed-Center-Baggersystem, bei dem die Verluste des Neutrallaufes eines Open-Center-Systems vermieden werden. Es besteht aus den folgenden neuen Schlüsselkomponenten: einer Verstelldoppelpumpe vom Typ A28VO, einem Hauptsteuerventil, den elektrischen Hand- und Fußpedalgebergeräten und einem elektrischen Steuergerät. Dabei hervorzuheben ist das neue Hauptsteuerventil RCS. Es ist eine Closed-Center-Konstruktion, welche sowohl vertikal als auch horizontal eingebaut werden kann. Das RCS-Konzept basiert auf zwei parallelen, unabhängigen Pumpenkanälen mit geringen Druckverlusten. Die Funktionsachsen lassen sich in Anzahl, Reihenfolge und Größe für die notwendige Funktion konfigurieren. Die RCS-Ventilplattform ist in drei Nenngrößen verfügbar und kann z.B. für Bagger von 20 bis 400 t verwendet werden. Die erhöhte Flexibilität wird hierbei mit einem modularen Ventilbaukasten realisiert, welcher individuell an die Aufgaben im Feld angepasst werden kann. Bei jeder Funktionsachse können Rückschlagventile, Anti-Drift-Ventile, Rexroth eValves bzw. Lasthalteventile und hydraulische oder elektrohydraulische Steuerdeckel anwendungsspezifisch konfiguriert werden. Durch die vereinfachte Systemarchitektur kann eine Reduktion von Schläuchen bzw. Verrohrungen und somit des Montageaufwandes erreicht werden. Die elektrohydraulische Ausführung des RCS in Kombination mit der oben genannten neuen Pumpengeneration wird den kostenintensiven Optimierungsprozess zur Serieneinführung reduzieren und die Diagnose und Wartung im Feld vereinfachen. Messreihen haben gezeigt, dass das neue VBO in den Bereichen Energieeffizienz, Steuerbarkeit und Produktivität sehr gute Ergebnisse in seiner Klasse erzielt. Auch die Software-Pakete sind modular und individuell anpassbar. Die VBO-Software bietet dabei die Möglichkeit einer freien Programmierung der Mengenverteilung zu den verschiedenen Verbrauchern. Durch Anwahl verschiedener Arbeitsmodi während des Betriebs kann der Bediener die Charakteristik der Maschine verändern. Hierbei hat der OEM die Wahl, ob er die VBO-Software- Komplettlösung einsetzt, oder sich innerhalb des modularen Softwarebaukastens bedient. REVOLUTIONÄRE KOLBENMASCHINE Eine innovative Neuentwicklung im Bereich hydraulischer Pumpen und Motoren stellte Bucher Hydraulics auf der bauma vor: die Hydraulikmaschine AX. Verdrängermaschinen nach dem Kolbenprinzip sind Bestandteil fast jeden Hydraulikkreislaufs, glänzen die Axialkolbenmaschinen doch angesichts ihres verhältnismäßig einfachen Aufbaus und ihrer prinzipbedingten Vorteile. Nachteilig an diesem Funktionsprinzip sind minimale Drehzahlgrenzen und unterschiedliche große Verlustleistung je Betriebsbereich. In Kombination mit modernen elektrischen Antrieben zeigt sich zudem die Geräuschabstrahlung als nachteilig. Bucher vermeidet diese Nachteile in seiner Maschine AX durch ein neuartiges Funktionsprinzip. Dabei ist die AX keine Evolution der bestehenden Maschinen, sondern eine Revolution für die Verdrängermaschinen. Die Pumpe besteht aus zwei Kolbeneinheiten mit jeweils 12 Kolben, sodass Volumenstrom- und Druckpulsation der gesamten Maschine sehr gering sind. Weiterhin gleichen sich die inneren Kräfte der zwei Kolbeneinheiten nahezu aus, sodass die Axialkraft der Maschine auf ein Minimum reduziert ist. 06 07 04 Steuerblock mit aufgelösten Steuerkanten 05 Einsatz vollelektrifizierter mobiler Arbeitsmaschinen auf einer innerstädtischen Baustelle 06 Modulares Hauptsteuerventil für Bagger 07 Revolutionäre Kolbenmaschine mit extrem hohem Wirkungsgrad Die Maschinen sind auf einen Druckbereich bis 500 bar ausgelegt und können auch im niedrigen Drehzahlbereich verwendet werden, sodass diese als Pumpen für drehzahlvariable E-Antriebe geeignet sind. Die Kolbenzahl ermöglicht zudem den Motorbetrieb mit Drehzahlen bis zu 1 Umdrehung pro Minute. Der Gesamtwirkungsgrad liegt im Bereich von 92 bis 94 %. Weiterhin ermöglicht das Funktionsprinzip einen mechanischen Wirkungsgrad von 99 % beim Anlaufen, sodass bei Verwendung als Motor fast das vollständige Drehmoment zur Verfügung steht. Dies wird durch reibungsarme Kontakte von Kolben und Buchse sowie geringer Reibung in den Wälzlagern aufgrund der niedrigen Axialkraft realisiert. Die niedrige Verlustleistung schont auf elektrifizierten Arbeitsma schinen die Batteriekapazität und reduziert die Erwärmung der Komponente. Weiterhin ist das Geräuschniveau niedriger als bei konventionellen Axialkolbenmaschinen. Bucher führt die Maschine AX in den Baugrößen 18 bis 76 cm 3 . In Zukunft sollen auch Einheiten bis 115 cm³ und verstellbare Maschinen angeboten werden. Aufgrund ihrer Vorteile ist die Bucher AX insbesondere für den Einsatz in elektrifizierten Maschinen sowie für als Antrieb für Winden und als Radmotor geeignet. Fotos: Aufmacher Messe München, 01 Liebherr, 02 und 05 Volvo, 03 Hydac, 04 Hydraforce, 06 Bosch Rexroth, 07 Bucher Hydraulics www.bauma.de www.ifas.rwth-aachen.de O+P Fluidtechnik 7-8/2019 37