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Mobile Maschinen 2/2015

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Know-how für die

Know-how für die E-Mobilität Elektrische Fahrzeugantriebe müssen oft anspruchsvolle Umgebungsbedingungen meistern Hans-Jürgen Brauneiser, Susanne Aufmuth Die üblichen Einsatzfälle bei mobilen Arbeitsmaschinen erfordern eine besondere Auslegung der verwendeten Motoren. Sie müssen nicht nur schwankenden Temperaturen, Luftfeuchtigkeit oder Staub trotzen, sondern auch ständige Erschütterungen ertragen. Hier ist spezielles Know-how gefragt. Hans-Jürgen Brauneiser und Susanne Aufmuth sind bei der Baumüller Nürnberg GmbH in 90482 Nürnberg beschäftigt Steigende Rohstoffpreise und die Sorge vor dem Klimawandel lenken das Auge der Öffentlichkeit immer weiter in Richtung E-Mobilität. Fahrzeugbauer werden sich in Zukunft mehr und mehr mit dem Ausbau und der Optimierung elektrisch mobiler Angebote beschäftigen müssen, um einsatzfähige Konzepte auf den Markt zu bringen. Der Nürnberger Antriebsspezialist Baumüller nutzt seine langjährige Erfahrung aus der Entwicklung von Elektromotoren für die mobile Antriebstechnik. Baumüller bietet Lösungen und Komponenten für den Einsatz in mobilen Nutzfahrzeugen, der Intralogistik, Pedelecs und Schiffen und treibt unter anderem mit dem System powerMELA® die mobile Antriebstechnik voran. Das Know-how, das der Motorenspezialist Baumüller aus der industriellen Antriebstechnik mitbringt, ist für die Entwicklungen mobiler Antriebskonzepte unverzichtbar und dennoch gilt es, der besonderen Anforderungen an Elektromotoren im mobilen Bereich Rechnung zu tragen. Vom Pistenbully bis zum Hybridschiff Fahrzeuge mit elektrischer Antriebstechnik bewegen sich bereits in zahlreichen Umgebungen und sind dabei den unterschiedlichsten Einflüssen ausgesetzt. Ein Pistenbully im Hochgebirge hat unter völlig anderen Bedingungen zu funktionieren, als ein elektrischer Bus im Stadtverkehr oder gar ein Hybridschiff. Mobile Antriebe müssen auf diese Gegebenheiten eingestellt werden und sollten dabei möglichst flexibel einsetzbar sein. Baumüller und Sensor-Technik Wiedemann haben das Antriebskonzept powerMELA® mittlerweile in den drei Leistungsklassen 140 kW, 80 kW und 40 kW im Angebot, so dass das Anwendungsspektrum über Hauptantriebe für große Fahrzeuge bis hin zu Hilfsantrieben für Lüfter oder Anhänger reicht. Für den kleineren Leistungsbereich zum Beispiel in Erntehelfern, der Intralogistik oder als Nebenantriebe setzt Baumüller seine Scheibenläufermotoren ein, die besonders flach gebaut sind. Zusammen mit dem Regler b maXX mobil steht somit zum Beispiel für Radnabenantriebe eine hochdynamische und kompakte Komplettlösung zur Verfügung. Beim Bau hybrider Binnenschiffe haben sich DST2- High-Torque-Elektromotoren für den Antrieb der Schiffsschrauben als effizient und umweltschonend erwiesen. Das Antriebskonzept powerMELA® bietet den Vorteil, dass der Hochleistungsantrieb mit integriertem Frequenzumrichter wahlweise als Generator oder als Motor funktioniert und sich daher für hybride und voll- 24 Mobile Maschinen 2/2015

ANTRIEBE UND ANTRIEBSELEMENTE www.elgo.de elektrische Anwendungen gleichermaßen eignet. Im ersten Fall erzeugt ein Dieselmotor mit Hilfe des Generators eine Gleichspannung, welche in das Bordnetz eingespeist wird und angeschlossene Elektromotoren antreiben kann. Bewährt hat sich diese Variante schon seit längerem in hybriden Landmaschinen oder Nutzfahrzeugen. Auch in rein elektrischen Fahrzeugen wurde der Antrieb bereits erfolgreich integriert. Weil die Route immer gleich bleibt und damit der Energiebedarf sehr genau berechnet werden kann, eignen sich zum Beispiel Linienbusse besonders gut für den Einsatz mobiler Antriebe. Prinzipiell ist es wie auch im industriellen Bereich wichtig, bereits von Beginn an bei der Konstruktion der Antriebe Parameter wie Leistungsbedarf oder Umweltanforderungen zu berücksichtigen. Besondere Umgebungsbedingungen Zu den bedeutendsten Unterschieden zwischen industrieller und mobiler Antriebstechnik gehören die Umwelteinflüsse. Schwankende Umgebungsbedingungen sind bei mobilen Antrieben eher die Regel als die Ausnahme und können sogar in extreme Bereiche abweichen. Im mobilen Einsatz ist mit stark vergrößerten Temperaturspannen zu rechnen. Der im allgemeinen Fahrzeugbau geforderte Temperaturbereich liegt zwischen -40 und +85 °C. In manchen Fällen kann die Umgebungstemperatur auch noch höher sein, beispielsweise wenn der Motor bzw. Generator direkten Kontakt zu einem Verbrennungsmotor hat. Auch eine hohe Luftfeuchtigkeit müssen Maschinenbauer einplanen. Diese bewirkt eine Betauung des Motors, die sich nicht vermeiden lässt und geeignete Abdichtmaßnahmen sowie einen Luft- und Luftdruck-Austausch zwischen der Umgebung und dem Motorinneren erfordert. Der Motor muss durch eine hohe Schutzart für die hohen Umweltbelastungen bei mobilen Maschinen geeignet sein unter denen etwa auch die Staubbelastung eine Rolle spielt. Es gilt aber auch über den Motor hinaus zum Beispiel die Wellendurchführung vor Staub zu schützen, was durch geeignete Maßnahmen, wie zum Beispiel durch Wellendichtringe erfolgt. Unterschiede in der mechanischen Auslegung Temperatur, Luftfeuchtigkeit oder Staub sind bei weitem nicht die einzigen Faktoren, die auf Fahrzeugmotoren einwirken. Es ist deshalb generell empfehlenswert, eine hohe Schutzart anzustreben. In Industrieantrieben variiert diese abhängig von der Anwendung meist zwischen IP23 und IP67. In vielen Fällen kann bei Fahrzeugantrieben ebenfalls die Schutzart IP65 ausreichen, bei freistehenden Antrieben etwa ist allerdings auch die notwendige Forderung nach IP6K9K zu beachten: „6K“ bedeutet laut der Norm DIN 40050 (Teil 9) des Deutschen Instituts für Normung „staubdicht“ und „vollständiger Schutz gegen Berührung“, „9K“ steht für „Schutz gegen Wasser bei Hochdruck-/Dampfstrahlreinigung, spezifisch für Straßenfahrzeuge“. Da Fahrzeuge ständigen Erschütterungen ausgesetzt sind, ist auch die Schwing- und Schockbelastung ein wichtiger Punkt. Die Klassifizierung der Umgebungsbedingungen findet auf Grundlage der Europäischen Norm EN 60721 statt. Industriemotoren Berühungslose Messtechnologien Zuverlässig Positionieren Weg Winkel Magnetische Wegmesssysteme, absolut und inkremental Magnetische Winkelmesssysteme Neigung Inklinometer 01 Das kompakte Antriebskonzept powerMELA® besteht aus einem Hochleistungsantrieb mit integriertem Frequenzumrichter und arbeitet wahlweise als Motor oder Generator Drehzahl Magnetisch rotative Messsysteme

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