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Mobile Maschinen 5/2015

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STEUERUNGEN UND

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN I HYDRAULIKVENTILE Die nächste Generation Weiterentwickelte Cartridgeventile verbessern Übertragungseffizienz Cynthia Mackin-Fawcett Antriebe, Dieselmotoren und Getriebe für mobile Maschinen müssen robust und effizient sein. Die Produkte der Zulieferindustrie müssen diese Qualitäten ebenfalls mitbringen. Hydraforce hat die nächste Generation seiner Cartridgeventile (G3) im Drop-In Stil entwickelt. Sie sind speziell auf die Anforderungen mobiler Maschinen zugeschnitten. Im Vergleich zu konventionellen Einschraub-Cartridgeventilen haben Ventile im Drop-In Design für den Vorteil, noch kompakter zu sein und einen angeschlossenen Flansch zu besitzen, der es einfach macht, sie zu installieren und auch unter Druck zu fixieren und dicht zu halten. Da ein typisches System 2-16 Ventile haben kann, ist eine Leckageminimierung wichtig. Eine Reduzierung von Leckagen von bis zu 80 % kann bei diesen Anwendungen zu Energieeinsparungen von 0,3 kW führen. Hydraulikventile in Antriebsanwendungen müssen in sehr heißen Umgebungen und manchmal mit niedrigeren Spannungsniveaus funktionieren. Genauso müssen sie auch funktionstüchtig bleiben, wenn erhebliche Verschmutzungen im Hydrauliköl vorhanden sind. Um diesen Anforderungen gerecht zu werden, muss die durch den magnetischen Aktuator erzeugte Kraft so groß wie möglich sein. Erfolgreiches Engineering Um die in ihren Ventilen erzeugten Kräfte zu analysieren, machte Hydraforce ausgiebigen Gebrauch von theoretischer Model- Ganz einfach zur elektrohydraulischen Steuerung Hydraforce bietet weitere Zusatzkomponenten für Getriebe- oder Pilotsteuerungsprojekte, indem elektronischen Steuerungen mit Ventilblöcken kombiniert werden. Dank eines geschlossenen Regelkreises bei der Kupplungsbetätigung bietet die Elektronik Komfort und Kraftstoffeffizienz sowie kurze Einkuppelzeiten. Die neu vom Hersteller am Markt etablierten ETDR- und EVDR-Ventiltreiber können die Steuerung einer Kupplung oder einer zusätzlichen Vorsteuerungsanwendung weiter vereinfachen. Ihre bedienungsfreundliche Schnittstelle macht das Programmieren eines komplexen Regelalgorithmus für die Kupplung oder die Vorsteuerungsanwendungen unnötig. Cynthia Mackin-Fawcett, Marketing, HydraForce, Zweibrücken 46 Mobile Maschinen 5/2015

HYDRAULIKVENTILE I STEUERUNGEN UND REGELUNGEN lierung, indem sie Finite-Elemente-Analyse (FEA), numerische Strömungsmechanik (CFD) und magnetische Modellierung miteinbezogen. Mit diesen Werkzeugen gelang es dem Hersteller, die magnetische Effizienz und die Robustheit der G3-Ventile zu optimieren. Im Ergebnis entstand ein Magnetventil mit einer ähnlichen Spulengröße wie Magnetspulen älterer Bauart, das aber imstande ist, mit geringerem Stromverbrauch zwei bis drei Mal so viel Magnetkraft zu erzeugen. Auch ein neues Proportionalventil wurde entwickelt – mit der gleichen Magnetkraft alter Drop-In-Produkte, jedoch mit einer kleineren Spule und geringerem Leistungsverbrauch. Der Aktuator der G3-Ventile ist so konzipiert, dass er nur eine Mindestmenge an Strom nutzt. Während zahlreiche Ventile in der Praxis zwischen 1,0 und 1,3 A benötigen, liegen die G3-Ventile im Bereich von 0,7 bis 0,8 A (bei 12 V Versorgungsspannung) und schaffen somit großes Potenzial für Energieeinsparungen. Zudem zeichnen sich die G3-Ventile durch ihre geringe Hysterese – zwischen 2 % und 3 % – und ihre Widerstandsfähigkeit gegenüber Druckwellen und Stoßbelastungen aus. Flexibel in der Anwendung Die ersten G3-Cartridgeventile der neuen Generation sind zwei 3/2-Wege-, sowie ein 4/2-Wege-Magnetventil. Sie bieten bei Betriebsdrücken von 45 bar Volumenströme von 30 l/min. Die ersten proportionalen Druckbegrenzungs-/Überdruckventile enthalten ein Pilotventil mit optionaler Handbetätigung, ein direkt gesteuertes Ventil für große Volumenströme, sowie ein intern vorgesteuertes Ventil für sehr große Volumenströme. Die Durchflussmengen bei Betriebsdrücken von 30 oder 40 bar sind je nach Konfiguration 4 l/min, 30 l/min und 34 l/min. Die Durchflussbereiche dieser Proportionalventile wurden so gewählt, dass sie unterschiedliche Marktsegmente bedienen. Beispielsweise werden die 4 l/min Ventile in Pilotsteuerungen verwendet, während die Ventile mit 30-34 l/min Kapazität für direktgesteuerte Schaltungen verwendet werden, um ohne zusätzliche Elemente Aktuatoren effizient antreiben zu können. Von Anwendern inspiriert Die G3-Ventile haben mehrere Verbesserungen, die anwendungsorientiert sind. Zum Beispiel ist der Magnetspulenanschluss oben am Ventil anstatt seitlich montiert. Diese Anschlüsse machen das Ventil kompakter, was einen geringeren Abstand zwischen den Ventilen ermöglicht. Zudem wird so der Zugang von oben und somit das Befestigen der Kabelbäume erleichtert. Die Idee der oben angebrachten Anschlüsse kam von Kunden, die im Motorraum Platz einsparen wollten. Eine weitere anwendungsinspirierte Besonderheit der G3-Ventile ist, dass sie für höhere Tankleitungsdrücke bemessen sind, was mehr Flexibilität beim Design der Schaltung bietet. Die Flexibilität der G3-Ventile wird weiterhin durch eine Montageplatte im Flansch-Stil verbessert, die mit vorhandenen Montagelöchern angeschlossen werden kann und damit volle Abwärtskompatibilität bietet. Der runde Flansch ist so konzipiert, dass er erweiterte Optionen für die Ausrichtung der Spule bietet, wodurch Spulenabschlüsse im Hinblick auf die Montagekonfiguration ausgerichtet werden können. Ein zweites Montageplattendesign, das sich derzeit in der Entwicklung befindet, wird das gemeinsame Nachrüsten von zwei oder drei Ventilen für mehrfache Steuerungsfunktionalität ermöglichen. Die ersten G3-Ventile haben ihre Anwendungen bereits bei mehreren großen OEMs gefunden und Hydraforce plant, die Serie in naher Zukunft zu erweitern. Bilder: Hydraforce www.hydraforce.com Haben SIE beim Fahren Ihre Augen überall? Backeye ® 360 ist ein Virtualisierungs- system für Nutzfahrzeuge, das dem Fahrer eine in Echtzeit berechnete Vogelperspektive seines Fahrzeuges bietet. 4 Ultraweitwinkel-Kameras rund um das Fahrzeug, erfassen die Umgebung einschließlich der toten Winkel. Die erzeugten Einzelbilder werden zusammengerechnet und zu einem einzigen verzerrfreien 360°-Bild kombiniert, so dass eine einzigartige Übersicht auf das Fahrzeug erscheint. Satellitenansicht ohne Satellit – eine Idee von BRIGADE ® www.brigade-elektronik.de Informationen unter: 04321-555 360 oder info@brigadegmbh.de Driving Global Safety Für optimale Brigade.indd 1 02.03.2015 11:56:18 Laufkultur. 01 Kompakt und effizient: die G3-Ventile 02 Mit CFD konnte der Druckabfall im Ventil reduziert werden; das Aktuator-Design gewährleistet effiziente Nutzung der Spannung Verzahnungsteile GSC Schwörer GmbH Antriebstechnik Oberbränder Straße 70 79871 Eisenbach www.gsc-schwoerer.de Mobile Maschinen 5/2015 47 GSC-Schwörer.indd 1 07.07.2015 15:25:28

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