Die technische Entwicklung in deb Bereichen Baumaschinen, Kommunaltechnik, Forst- und Landwirtschaft läßt ein Trend zur Automatisierung der Arbeitsabläufe und mehr Unterstützung für die Fahrer der Nutzfahrzeuge und Bediener der Geräte erkennen. Daraus resultiert ein Bedarf für neue und besonders für mobile Arbeitsmaschinen geeignete elektrohydraulische Servoantriebe. Diese Antriebe arbeiten im geschlossenen Regelkreis und erlauben dadurch eine rechnergesteuerte bzw. rechnergestützte Bedienung der Arbeitsmaschinen. Die Aspekte der künftigen hydraulischen Antriebstechnik im Bereich mobiler Arbeitsmaschinen und Roboter werden diskutiert. Als eine Alternativlösung wird der von den Verfassern des vorligenden Beitrag entwickelte verdrängergesteuerte Linearantrieb mit Differentialzylinder vorgestellt. Für den Betrieb des Differentialzylinders im geschlossenen hydraulischen Kreislauf mit einer Servopumpe als Stellglied im Regelkreis sind schaltungstechnische Lösungen für den Ausgleich des Differenzvolumens erforderlich. Die bis dato bekannten Varianten sind wegen ihres hohen Komponentenaufwandes für mobile Maschinen wenig geeignet. Das vorgestellte System setzt ein Niederdruckstellsystem der Servopumpe voraus, was für viele Anwendungen ausreichend ist. Die beschriebene Schaltung kann im Positions-, Geschwindigkeits- und Kraftregelkreis eingesetzt werden. Für den Linearantrieb wurde zunächst ein P-Regler für den Positionsregelkreis entworfen. Im weiteren wurde untersucht, welche Ergebnisse sich bezüglich Bandbreite und Laststeifigkeit des Systems mit höherwertigen Regelungskonzepten erreichen lassen. Basis der Reglerkonfiguration ist das nichtlineare Modell des Systems. Die Funktion der Schaltung in allen vier Quadranten konnte inzwischen in Simulation und Experiment erfolgreich nachgewiesen werden. Für die experimentellen Untersuchungen wurde ein Differentialzylinderprüfstand für verdrängergesteuerte Aktuatoren genutzt. Der Prüfstand erlaubt durch die verwendung zweier Pumpen für Stellsystem und Niederdruckaufprägung von drei unterschiedlichen Druckniveaus für den verdrängergesteuerten Linearantrieb. Die bisherigen Ergebnisse zeigen, daß die zu installierende Gesamtmasse und der notwendige Bauraum je nach Gerät bis zu 30% reduziert werden kann. Im Vergleich zur verlustbehafteten Drosselsteuerung kann mit diesem Konzept eine erhebliche Kraftstoffeinsparung und eine Reduzierung der Schadstoffemission der Antriebsmotoren erzielt werden.
Energiesparender geregelter Linearantrieb mit Differentialzylinder
Energy saving controlled linear drive with differential cylinder
2000
15 Seiten, 10 Bilder, 9 Quellen
Conference paper
German
Trend (Entwicklung) , Stand der Technik , technische Entwicklung , Elektrohydraulik , elektrohydraulisches System , elektrohydraulische Steuerung , Antriebstechnik , Kraftregelung , Positionsregelung , Geschwindigkeitsregelung , Regelkreis , theoretisches Modell , P-Regler , nichtlineares System , dynamisches Verhalten , Übertragungsfunktion , Handhabungstechnik , Kraftstoffeinsparung
Linearantrieb und Treppensteigvorrichtung mit Linearantrieb
European Patent Office | 2015
|LINEARANTRIEB, LÄNGSVERSTELLEINHEIT MIT EINEM SOLCHEN LINEARANTRIEB
European Patent Office | 2024
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