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Mobile Maschinen 6/2015

Mobile Maschinen 6/2015

SPS IPC DRIVES I SPECIAL

SPS IPC DRIVES I SPECIAL Eine Stufe besser Kundenspezifische Drehgeber für stufenlose Traktorgetriebe Halle 7A Stand 506 Markus Brunner Auch wenn Landmaschinen auf den ersten Blick massiv und schwerfällig wirken, setzten sie ihre Kraft und Performance hochpräzise und genau dosiert ein. Die passende Antriebstechnik sorgt hier für das stufenlose „Fingerspitzengefühl“. Drehgeber von Kübler unterstützen dabei. Seit über 20 Jahren sind CVT-Getriebe aus mobilen Maschinen nicht mehr wegzudenken. Landwirtschaftliche Traktoren fungieren hier als Vorreiter. Zwei der weltweit führenden Traktorhersteller verwenden Kübler Drehgeber in ihren CVT–Systemen: ein Drehgeber-Einsatz in einer speziellen Branche mit hochspezialisierten Anforderungen. Traktoren strotzen widrigsten Wetterbedingungen und durchfurchen die lehmigsten und steinreichsten Böden. Dabei hieven, schleppen oder schneiden sie tonnenweise Erntegut. Auf Kundenwunsch entwickelt Kurzum: Drehgeber für solche Anforderungen stehen nicht im Katalog. Beide Drehgeber, die heute in modernen Traktoren zuverlässig positionieren, sind jeweils Ergebnisse umfangreicher Entwicklungsprojekte – auf strikte Kundenvorgaben hin. Die eingesetzten Drehgeber leisten einen wesentlichen Beitrag zur Maschinenperformance; integriert in den Servoaktuator, der aus perfekt aufeinander abgestimmten Komponenten, Elektromotor mit Getriebe und Drehgeber, besteht. Hier läuft die Präzision und die Intelligenz der Maschine zusammen: Die drei Komponenten des Aktuators bilden gemeinsam die Kommunikationsschnittstelle. Die technische Zielsetzung bei Arbeitsmaschinen ist eine Kombination aus der Verbesserung des Wirkungsgrades und des Energieverbrauchs in Verbindung mit einer Maximierung der sogenannten Flächenleistung, also der Leistung an Arbeitssystemen und Längsantrieb. Die eigentliche Herausforderung auf dem Weg zum passenden Drehgeber innerhalb dieses Projekts bestand in einem Kompromiss zwischen hoher Genauigkeit und Wiederholbarkeit, bei gleichzeitig völliger Magnetfeldfestigkeit und Resistenz gegenüber Schocks und Dauervibration. Auch ein weiter Temperaturbereich mit zuverlässigem Schutz gegen Nässe und Feuchtigkeit gehörten zu den Grundvoraussetzungen des Projektes. Kübler Drehgeber leisten innerhalb eines Servoaktuators ihren Beitrag dazu, dass die eingesetzten CVT-Getriebe die gesetzten Bewegungsabläufe mit hohen Drehmomenten noch flüssiger machen. Traktoren lassen sich auf diese Weise noch präziser steuern. Zudem entfällt gemeinsam mit den Schaltvorgängen auch der damit verbundene Leistungsabfall, und es werden konstante Motordrehzahlen erreicht. Doch wie genau? Zuverlässig bei schwierigsten Bedingungen Folgendermaßen: Ein Servoaktuator wandelt die Signale eines Steuergeräts in die gewünschte Getriebeübersetzung am Fahrzeug um. Hier verschmelzen Präzisionsgetriebe und Servomotor mit Drehgeber zu einer Einheit. Beim Einsatz in Traktoren muss er durch Drehmoment und Verdrehsteifigkeit den gesamten Temperatur- und Versorgungsspannungsbereich zuverlässig bewältigen. Erschwerend ist bei der Aufgabe zudem, dass die Werte unter wechselnden Lastsituationen sicher gestellt Markus Brunner, Global Industry Manager bei Kübler in Villingen-Schwenningen Teamwork führt zum Erfolg Als Komponentenhersteller für die neueste Traktorgeneration zweier renommierter Produzenten durchlief Kübler das gesamte Produktionsteil-Freigabeverfahren PPAP, den sogenannten Production Part Approval Process. Dabei handelt es sich um ein strukturiertes Bemusterungsverfahren für Serienteile im Automotive-Umfeld und stellt umfassende Anforderungen an die Qualitätsvorausplanung. Bei Kübler fungiert dabei der Projektleiter als Hauptschnittstelle zum Kunden. Mit im Boot, auch vor Ort bei den Milestone Reviews, war das abteilungsübergreifende Team aus Konstrukteuren, Elektronikentwicklern, QM- Management - immer unterstützt durch die Kollegen der Arbeitsvorbereitung und des Einkaufs. 68 Mobile Maschinen 6/2015

Motor Abtrieb Joystick Hydraulikmotor Servo- Aktuator Planetengetriebe Hydraulikpumpe 02 Funktionsprinzip eines CVT-Getriebes und dargestellt werden müssen. Ein Servoaktuator ist darüber hinaus Teil einer Gesamtlösung. Mit im Spiel bei der komplexen Aufgabe war daher ein Verbund hochspezialisierter Unternehmen, der durch gemeinsame Arbeit die entscheidenden Impulse zur Produktneuheit bis hin zur Serienreife leistete. Neben den Sensorikund Elektroniklieferanten zählten zu den Ideengebern die Entwickler der Elektromechanik, der Software und der Motoren. Das Ergebnis der gemeinsamen Arbeit: Beschleunigungs- und Bremsvorgänge lassen sich mit dem CVT-Getriebe so gut wie ohne Verstellzeiten realisieren. Die von Kübler speziell für den Einsatz in Servoaktuatoren für die Landtechnik entwickelten hochgenauen optischen Singleturn Drehgeber basieren auf einer Kombination zweier Schnittstellen: Einer inkrementellen mit 2 000 Impulsen und der parallelen 5 Bit Grey Code Abtastung. Durch ihre hohe, optische Auflösung liefern sie exakte Messwerte, sind gleichzeitig aber auch extrem robust. Dazu runden die kundenspezifische Montageoption von Flansch und Welle den, speziell für die Aktuator-Integration sehr kompakten und flachen, Aufbau des Gebers ab. Die Spezialausführung setzt sich fort bis hin zum Kabel, das wiederum flacher als üblich ausgeführt wurde. Der Aktuator setzt einen CAN Bis Befehl mit hoher Präzision in die Winkelposition der Axialkolbenpumpe um, der Drehgeber liefert das Feedbacksignal an die Steuerung. Ausgelöst wird dieser über einen Joystick in der Fahrzeugkabine. Die Winkelposition entscheidet dann über die Menge an Durchsatz von Hydrauliköl. Diese Öl-Menge schließlich regelt die Drehzahl des Hydraulikmotors und damit die Getriebeübersetzung stufenlos. Mit Sicherheit guter Service Ad_Sensor_104x145mm_de_Pfade.indd 1 15.10.2015 09 Rheintacho.indd 1 16.10.2015 Innerhalb des Antriebs kommt dem Aktuator als Überwachungsschnittstelle auch in punkto Sicherheit eine große Bedeutung zu. Ungewollte Stellbewegungen, die zu Fahrbewegungen aus dem Stillstand führen können oder eben auch ausbleibende Stellbewegungen, die sich schlimmstenfalls in nicht ausgeführte Bremsvorgängen äußern, gehören zu den Gefahrenquellen, die zu Schäden von Mensch und Maschine führen können. Die Kommunikation zwischen Getriebesteuerung und Verstelleinheit basiert auf einem sicherheitsgerichteten CAN-Bus Protokoll. Integriert sind dabei zahlreiche Diagnosefunktionen und Plausibilitätsprüfungen, wie etwa Überwachung der Temperatur, der Spannung und des Stroms. Sicherheit innerhalb dieses Prozesses entsteht im richtigen Verständnis der Anforderungen: Auf der Basis langjähriger Erfahrung kann Kübler seine Kunden bei Fragen nach Funktionaler Sicherheit begleiten. Der Sensorikspezialist bietet zudem ein umfassendes Portfolio an Dienstleistungen rund um alle Sicherheitsaspekte. www.kübler.com Hydraulik-Sofortservice – 24h sofort vor Ort Unsere 280 Einsatzfahrzeuge des Hydraulik-Sofortservice sind rund um die Uhr für Sie im Einsatz. Bei einem Maschinenausfall werden alle Arbeiten direkt ausgeführt – persönlich, schnell und zuverlässig. Mit unserer flächendeckenden Fahrzeugflotte sind wir sofort vor Ort – ein Anruf genügt: 0800 77 12345. 24h Hydraulik Service 0800 77 12345 Online-Shop hansa-flex.com/shop Ihr Weg zu uns hansa-flex.com/app

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