Linde Hydraulics: Hydraulik vereinfacht Mechanik
Intelligente "Mobilmachung"
Schnell, clever und energieeffizient. Diese drei Adjektive treffen auf einen neuartigen Fahrantrieb zu, dessen Arbeitsweise Linde Hydraulics auf der Sonderschau „Intelligente Fluid- und Antriebstechnik“ während der Hannover Messe 2018 demonstrierte.
Der Produktname ist Programm: „Shift in Motion“ nennen die Aschaffenburger den neuartigen Fahrantrieb, mit dem sich sogenannte mehrstufige Stillstandsschaltgetriebe bei fahrender Maschine schalten lassen. „Das Besondere ist die elektrohydraulische Synchronisierung“, erklärt Moritz Kelm von der Abteilung „Products & Markets“ bei der Linde Hydraulics GmbH & Co. KG, Aschaffenburg. „Im Gegensatz zur mechanischen Synchronisierung werden hier weder Synchronringe noch Kupplungen benötigt.“ Die Anpassung der Drehzahlen zwischen Getriebeein- und -ausgang läuft lastfrei ab. Das macht den Schaltvorgang verschleißfrei und steigert den Nutzungsgrad.
Linde Hydraulics simulierte auf der Sonderschau den Fahrbetrieb eines Radladers. Neben den Shift in Motion-Komponenten und einem 2-Gang-Stillstandsschaltgetriebe stellte beim Demonstrator ein Schwungrad die Fahrzeugmasse dar. Eine mechanische Bremsanlage diente zudem als variable Last, die zusätzlich aufgeschaltet werden konnte und das System, ähnlich einer Fahrt an Steigungen, beeinflusst.
„Der Besucher sah auf einem Monitor alle relevanten Betriebsparameter wie Fahrgeschwindigkeit, Gangwahl und Drehzahlen“, sagt Kelm. „Ein weiterer Monitor zeigte die Parameter der Synchronisierung gegenüber dem zeitlichen Verlauf - z. B. die Stellung der Schaltgabel.“ Wichtig war dabei die Demonstration der gleichermaßen schnellen wie exakten Positionierung von Verstellmotor und Schaltaktuator. So brauche Shift in Motion für einen Schaltvorgang lediglich 0,6 Sekunden.
Für den Neuling spreche, dass er die gesamte kinetische Energie einer fahrenden Maschine effizient nutze. „Normalerweise muss ein Fahrzeug mit Stillstandsschaltgetriebe zum Schalten in den anderen Gang stehen bleiben“, erläutert Kelm. „Daher müsste der zweite Gang stets so ausgelegt sein, dass sich in ihm wieder anfahren lasse. Aufgrund der dazu nötigen Untersetzung des Getriebes sind höhere Fahrgeschwindigkeiten nicht oder nur in Verbindung mit sehr hohen Drehzahlen des Hydromotors möglich.“ Weil sich mit Shift in Motion dagegen während des Fahrens schalten lässt, muss in den höheren Gängen kein hohes Anfahrtsdrehmoment mehr anliegen. Dies begünstigt zum einen eine Getriebeauslegung für höhere Endgeschwindigkeiten, zum anderen kann der Antriebsdiesel in einem verbrauchsgünstigeren Bereich betrieben werden.
Legt man beispielsweise ein Szenario zugrunde, in dem ein Radlader mit einem konventionellen 40 kW-Industrie-Diesel-Motor statt mit 2500 U/min durch eine begünstigte Getriebeauslegung um 700 U/min abgesenkt werden kann, wirkt sich dies bereits signifikant auf Kraftstoffkosten und Geräuschbelastung aus, was zum einen die Betriebskosten senkt und zum anderen für eine hohe Akzeptanz beim Kunden sorgt. Die neue Form der intelligenten Mobilmachung eignet sich besonders für Fahrzeuge, die häufig zwischen Transport- und Arbeitsgang wechseln.
Gedacht ist der mit einem maximalem Nenndruck von 450 bar arbeitende Antrieb für Fahrzeuge mit einer Antriebsleistung von 40 bis 300 Kilowatt, die mit hoher Zugkraft arbeiten und mit einer hohen Endgeschwindigkeit von über 25 Kilometern pro Stunde fahren. Dazu zählen - grob umfasst - mobile Land- und Baumaschinen.
Voraussetzung für die Nutzung von Shift in Motion ist zum einen ein Stillstandsschaltgetriebe mit zwei oder mehr Gängen. Zum anderen sollte eine Zugkraftunterbrechung von weniger als 0,7 Sekunden während eines Schaltvorganges zulässig sein. Gegenüber einem konventionellen Fahrantrieb, bestehend aus Verstellpumpe und Verstellmotor, wird Shift in Motion nur um eine elektronische Steuerung und einen Schaltaktuator bei Getrieben mit zwei Gängen bzw. zwei Aktuatoren bei Getrieben mit mehreren Gängen ergänzt.
Somit lässt sich die Innovation mit wenig Platzbedarf leicht nachrüsten. Der Schaltaktuator wird mit Kugel- oder Gabelkopf an das Getriebe angekoppelt und die Linde-Steuerung kann dank CAN-Bus-Anbindung in das Kommunikationsnetz des Fahrzeugs integriert werden. Bewährt hat sich der Antrieb beispielsweise bei Maschinen der CLAAS KGaA mbH aus Harsewinkel und der Welte Fahrzeugbau GmbH aus Umkirch, bei denen sich die Nachrüstung nur am Fehlen eines Schalters im Cockpit erkennen lässt.
Mehr Informationen zu Linde Hydraulics:
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Linde Hydraulics GmbH & Co. KG |
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Wailandtstrasse 13 |
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63741 Aschaffenburg |
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Tel.: +49 6021 150 00 |
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E-Mail: info@linde-hydraulics.com |
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www.linde-hydraulics.com |
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