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Optimierte Wechselspiele

Nachrüstbare Hydrauliksteuerung für unterschiedliche Werkzeuge
Optimierte Wechselspiele

Viele Arbeitsmaschinen in der Bau- und Forstwirtschaft oder Kommunalfahrzeuge sind mit einer leistungsfähigen Hydraulikanlage ausgestattet. Das verbessert die Einsatzfähigkeit, da sich unterschiedliche Werkzeuge anbauen lassen. Allerdings unterscheiden sich die Betriebsdaten vieler Werkzeuge bei Druck und dem nötigen Volumenstrom oft drastisch, die serienmäßige Hydrauliksteuerung des Werkzeugträgers aber bietet meist nur begrenzte Steuerungsmöglichkeiten. So kann ein Werkzeug überlastet oder nur mit unzureichender Leistung betrieben werden. Eine leicht nachrüstbare Steuerung schafft hier Abhilfe. Sie erlaubt, unterschiedliche Werkzeuge mit den jeweils optimalen Werten für Druck und Volumenstrom einzuprogrammieren. Der Fahrer wählt dann per Knopfdruck das seinem Werkzeug entsprechende Programm aus. Er kann so das volle Potenzial nutzen und Überlastungen werden sicher vermieden.

 

Exklusiv in KEM Die Autoren: Christoph Lindemann, Vertrieb Wessel-Hydraulik GmbH, Wilhelmshaven, und Andreas Zeiff, Redaktionsbüro Stutensee

Wechselwerkzeuge an mobilen hydraulischen Maschinen sind heute das Mittel der Wahl, um eine möglichst breite Einsatzpalette für das Grundgerät zu erreichen. Über Schnellwechselkupplungen lassen sich unterschiedliche Vorsätze schnell und sicher anschließen. Ein Schwachpunkt dieser Methode lag bisher in den unterschiedlichen Anforderungen, die die Werkzeuge an die Hydraulik stellen. Die serienmäßige Bord-Hydrauliksteuerung ist aber oft auf wenige Einstellmöglichkeiten beschränkt.
Der Spezialist rund um die mobile Maschinenhydraulik, Wessel aus Wilhelmshaven, schafft hier nun Abhilfe. Mit seiner Hydrauliksteuerung Toolcontrol plus können bis zu 16 unterschiedliche Werkzeuge exakt nach den Herstellerangaben an der Hydraulik betrieben werden . An einem Kettenbagger soll die Nachrüstmöglichkeit veranschaulicht werden.

Werkzeuge zügig wechseln

Schnellwechsler mit Hydraulikkupplungen sind die Schnittstelle. Damit kann man zügig Werkzeuge wechseln. Allerdings lassen sich die Einstellungen der Hydraulik so noch nicht vornehmen. Bei einem Bagger beispielsweise werden häufig Hämmer, Verdichter, Rammen, Fräsen usw. abwechselnd betrieben. Jedes Vorsatzgerät hat aber einen spezifischen Betriebsbereich, sprich Druck und Volumenstrom müssen zwingend in einem exakt spezifizierten Bereich liegen. Nur so lässt sich zum einen die maximale Leistung erreichen und zum anderen sicherstellen, dass eine Überlastung ausgeschlossen ist.
Kuhn, der Spezialist für Komatsu Baumaschinen, wollte daher für seine in Europa vertriebenen Bagger eine dem hiesigen Markt entsprechende Universallösung für den schnellen Werkzeugwechsel. Zusammen mit den Wilhelmshavener Spezialisten wurde daher ein Kettenbagger mit der Hydrauliksteuerung ausgerüstet.
In der Grundausführung bot die leistungsfähige Hydraulik des Baggers noch nicht die notwendigen Einstellmöglichkeiten. Zwei Druckbereiche ließen sich vorwählen und eine manuelle Verstellung des Volumenstromes war vorhanden. Nach Analyse der bestehenden Anlage wurde ein spezifisches Konzept erstellt, alle Komponenten zusammengestellt, fehlende eingebaut sowie die Steuerung programmiert und die Werkzeuge eingemessen. Die Kennlinien für Volumenstrom und Druck wurden aufgenommen. Nun ist per Knopfdruck der optimale Betrieb für die in diesem Fall acht Wechselwerkzeuge sichergestellt.

Steuerung schnell erweitert

Nach der ersten Ausführung des Systems lassen sich nun alle vergleichbaren Bagger schnell und einfach aufrüsten. Das serienmäßig im Bagger verbaute schaltende Sekundärdruckbegrenzungsventil konnte sogar beibehalten und per Vorsteuerventil zur proportionalen Steuerung weiterverwendet werden. Die Einbindung der Steuerung in die elektrischen Systeme des Baggers per vorkonfektioniertem Kabelbaum ist ebenfalls schnell erledigt.
Dabei verwendet das System weitgehend die im Bagger eingesetzte serienmäßige Ausrüstung wie Fußpedal oder Joystick. Die Bedienelemente lassen sich sogar wahlweise verwenden. Die Toolcontrol plus steuert dann mit ihren Ausgängen die vorhandenen oder im Einzelfall auch nachgerüsteten Ventile des Hydrauliksystems. Für die erste Installation und Inbetriebnahme unterstützen die Experten aus Norddeutschland den Nachrüster vor Ort. So wird die optimale Systemlösung gefunden.
Bei den Baggern wird die Steuerung des Sekundärdruckes in der Arbeitsleitung statt wie bisher in zwei Schaltstufen in einem weiten Bereich von 100 bis 320 bar variabel gesteuert. Der Volumenstrom wird über Wechselventile entweder per Fußpedal, Taster oder Proportionalgeber vorgegeben. Die Steuerung sorgt dabei dafür, dass immer ein bestimmter Volumenstrom geliefert bzw. dieser auf einen vorgegebenen maximalen Wert begrenzt wird. Eine Freischaltung des Rücklaufs, bei dem der Volumenstrom direkt an der Hauptsteuerung vorbei in den Tank gelangt, schaltet die Steuerung über das serienmäßige Vorsteuerventil.
Nach der Installation der Steuerung wurden für acht Werkzeuge die Betriebsparameter programmiert. Der Fahrer kann nun durch einfachen Knopfdruck die jeweils optimalen Werte für das gewählte Werkzeug abrufen. In diesem Fall liegen die baggerbedingten Werte für einen Hammer, vier unterschiedliche Verdichter, eine Fräse, eine Ramme und einen Sortiergreifer zwischen 70 und 200 l/min bzw. 140 bis 320 bar.

Daten zur Steuerung

Die frei programmierbare Toolcontrol plus ist für alle Hydraulik- und Steuerungssysteme mit einer Bordspannung von 12 oder 24 V geeignet. Je nach Aufgabenstellung wird sie mit Ventilen als separates System aufgebaut oder in die bestehende Vorsteuerung der Maschine integriert. Mit vier beliebig konfigurierbaren Ein- und sechs Ausgängen lassen sich bis zu 16 Werkzeuge individuell ansteuern. Die Abmessungen des Steuerungsgehäuses mit robuster, leicht zu reinigender Folientastatur betragen 130 mm x 135 mm x 50 mm. Ein Schnellverschluss an der Rückseite erlaubt einen sekundenschnellen Ausbau, z. B. für nachträgliche Werkzeugprogrammierung.
Die Bedienung des Baggers ist nun schnell und sicher: Die Steuerung schaltet sich mit der Zündung automatisch ein. Ein Selbsttest startet und wird per Tonsignal bestätigt. Danach kann mit dem letztgewählten Werkzeug sofort gearbeitet werden. Wünscht der Maschinist ein anderes Werkzeug, wählt er es per Pfeiltasten aus und bestätigt mit Enter. Ab dann ist das neue Werkzeug einsatzbereit.
Die leicht nachrüstbare Hydrauliksteuerung ist eine preiswerte Möglichkeit, hydraulische Wechselwerkzeuge mit den jeweiligen Werten für Druck und Volumenstrom sicher zu betreiben. So wird die Einsatzbreite der mobilen Hydraulik gesteigert und gleichzeitig die Leistung der Werkzeuge optimal genutzt. Damit verbessert sich die Wertschöpfung hydraulischer Geräte, wie sie in Land- und Forstwirtschaft oder im Bauwesen betrieben werden, erheblich bei vergleichsweise geringen Nachrüstungskosten. In Zeiten, in denen Flexibilität und geringe Betriebskosten zählen, ist dies ein nicht zu unterschätzender Vorteil.
Wessel-Hydraulik, Tel.: 04421 9911-0, E-Mail: info@wessel-hydraulik.de

Stationäre und mobile Hydrauliklösungen
Über 50 Jahre Erfahrung
Die Wessel-Hydraulik GmbH, Wilhelmshaven, ist ein international tätiges, mittelständisches Unternehmen mit mehr als 50 Jahren Erfahrung bei der Entwicklung und Herstellung von stationären und mobilen Lösungen in der Hydraulikbranche. Die Firma entwickelt und produziert teilweise kundenspezifische Sonderventile für mobile und stationäre Anwendungen sowie Ventilsysteme. Schwerpunkte der Produktpalette sind Ventile, die Sicherheitsfunktionen in stationären und mobilen Anwendungen übernehmen, Ventile für den Betrieb von hydraulischen Werkzeugen an Baumaschinen, komplexe Ventilsteuerungen inklusive Sensorik, Ansteuerelektronik und Software.
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