Altra Industrial Motion: Antriebslösungen für autonome Landmaschinen
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Altra Industrial Motion: Antriebslösungen für autonome Landmaschinen

Auf autonome Fahrzeuge zugeschnittene Antriebsstrangkomponenten
Altra Industrial Motion: Antriebslösungen für autonome Landmaschinen

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Autonome Landmaschinen verheißen Produktivitätssteigerungen im Agrarwesen, was die Weiterentwicklung dieser Technologie schnell vorantreibt. Zahlreiche Hersteller haben autonome Landmaschinen in der Erprobung oder bereits auf dem Markt. Damit sie optimale Leistungen erreichen, benötigen diese neuen Maschinenklassen entsprechende Lösungen für den Antriebsstrang. Altra Industrial Motion, ein weltweit tätiger Experte für Antriebstechnik, bietet eine ganze Reihe von Lösungen an, die auf die Anforderungen der jeweiligen Maschine zugeschnitten sind.

David Brooksbank, Director of Marketing, Altra Industrial Motion, South Beloit, Illinois, USA

Inhaltsverzeichnis

1. Kleine, autonome Elektrofahrzeuge
2. Impulsbremse SSPB reduziert Leistungsaufnahme der elektromagnetischen Bremse auf ein Minimum
3. Autonome Dieselfahrzeuge
4. Motormanagement ist Spezialgebiet von Jacobs Vehicle Systems
5. Autonome, dieselelektrische Hybridfahrzeuge

 

Dank Laser- oder GPS-Tracking sind Landmaschinen heutzutage in der Lage, Aufgaben des Feldanbaus und der Ernte selbsttätig zu verrichten. Technologien wie die Schwarmrobotik, wobei ein Verband von Maschinen intelligent interagiert, ermöglichen die Bewirtschaftung selbst größter Betriebe mit autonomen Fahrzeugen. Die Hersteller verfolgen derzeit noch ganz unterschiedliche Konzepte für die Antriebsstränge ihrer neuen, autonomen Maschinen und müssen die Komponenten hierfür sorgfältig auswählen, um den Anforderungen der komplexen Maschinenparks der Zukunft gerecht zu werden.

Kleine, autonome Elektrofahrzeuge

Im Agrarsektor geht der Trend zu kleinen, standardisierten Elektrofahrzeugen, die mit unterschiedlichen Anbaugeräten ausgestattet werden können. Auf diese Weise kann ein einzelner Roboter mehrere Aufgaben effizient ausführen. Im Durchschnitt schaffen diese Maschinen bis zu sechs Arbeit auf dem Feld, abhängig von der Kapazität der verbauten Batterie.

Energieeffizienz ist der maßgebliche Faktor für die wirtschaftliche Tragfähigkeit dieser Fahrzeuge, das heißt die Fahrzeugsysteme müssen so verbrauchsarm wie möglich ausgelegt werden. Herkömmliche elektromagnetische Bremsen benötigen eine konstante Stromversorgung, um offen zu bleiben. Daher verspricht die Optimierung des Bremssystems ein großes Einsparpotenzial.

Impulsbremse SSPB reduziert Leistungsaufnahme der elektromagnetischen Bremse auf ein Minimum

Mit der Impulsbremse SSPB hat Warner Electric, eine Marke der Altra Industrial Motion Corporation, eine Lösung entwickelt, die die Leistungsaufnahme der elektromagnetischen Bremse auf ein Minimum reduziert. Die Bremse eignet sich hervorragend für die alltäglichen Beanspruchungen beim Anhalten vor Hindernissen oder beim Wechsel von Anbaugeräten. Als weltweit aktiver Anbieter von elektromagnetischen Bremsen hat Warner Electric die SSPB unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz entwickelt.

Die SSPB unterscheidet sich von anderen elektromagnetischen Bremsen dadurch, dass sowohl das Ansprechen als auch das Lüften durch einen Stromimpuls gesteuert werden. Hierdurch kann die Leistungsaufnahme des Bremssystems stark reduziert werden, sodass elektrisch betriebene Landmaschinen mit begrenzter Batteriespeicherkapazität länger auf dem Feld bleiben können.

Automatische Zugregelung kombiniert Bremse und einen neuen Sensor

Autonome Dieselfahrzeuge

Angesichts der Einschränkungen der Batterietechnologie ist die vollständige Elektrifizierung ab einer bestimmten Maschinengröße und -leistung nicht mehr sinnvoll. So würde die Batterie für den achtstündigen Feldeinsatz eines 250 PS starken Traktors etwa 15 Tonnen wiegen, was jeglichen Effizienz- oder Komfortvorteil des reinen Elektrobetriebs zunichtemachen würde.

Größere Landmaschinen werden daher noch geraume Zeit auf Verbrennungsmotoren angewiesen sein. Bei autonomen Fahrzeugen ist der Effizienzhebel in der präzisen Steuerung und Regelung der Motorleistung zu sehen. Die Motorleistung muss ständig angepasst werden, um Steigungen und Gefälle, Arbeitslast und Bodenbeschaffenheit im Hinblick auf die Gesamtkraftstoffeffizienz zu berücksichtigen. Eine sinnvolle Auswertung der großen Menge an Sensordaten verlangt eine enorme On-Board-Rechenleistung zur Steuerung des Motormanagementsystems. Es gibt daher einen Bedarf an Technologien, die einen vorhersehbaren Motorbetrieb gewährleisten, um die für den Betrieb des Fahrzeugs erforderliche Rechenleistung zu reduzieren.

Motormanagement ist Spezialgebiet von Jacobs Vehicle Systems

Motormanagement ist ein Spezialgebiet von Jacobs Vehicle Systems, einer weiteren Marke der Altra Industrial Motion Corporation. Bei Nutzfahrzeugen im Straßenverkehr sind die Lösungen von Jacobs Vehicle Systems schon seit längerer Zeit etabliert. Hierfür entwickelt der Anbieter in enger Zusammenarbeit mit den Motorenherstellern vollintegrierte Technologien für Motorbremsen, Ventilsteuerungen und Zylinderabschaltung.

Leistungsstarke Bremsen von Stromag für Schiffshebewerk

Die Ventilsteuerungen von Jacobs Vehicle Systems ermöglichen exakt kontrollierte, variable Ventilbewegungen und damit eine optimale Feinabstimmung des Motors. Dies trägt zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs bei, optimiert die Verdichtungsverhältnisse, verbessert das Einschwingverhalten, reduziert den Schadstoffausstoß und sorgt vor allen Dingen für ein vorhersehbares Motorverhalten – unabdingbar für autonome Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.

Durch Integration derartiger Technologien bereits in der Designphase können die Motorenhersteller die Wiederholbarkeit und Vorhersagbarkeit des Motorverhaltens gewährleisten, auf das moderne, autonome Landmaschinen angewiesen sind.

Autonome, dieselelektrische Hybridfahrzeuge

Der goldene Mittelweg zwischen voller Elektrifizierung und Dieselantrieb ist der Hybridantrieb. Mit Hybridisierung versuchen die Landmaschinenhersteller, die Umweltfreundlichkeit in Bereichen zu verbessern, in denen aufgrund von Größe und Leistungsbedarf ein vollelektrischer Betrieb nicht infrage kommt.

Hierfür werden flexible Komponenten benötigt, die den Anforderungen beider Antriebsarten gerecht werden. Zum Glück gibt es von Stromag, einem führenden Anbieter industrieller Antriebskomponenten und einer Marke der Altra Industrial Motion Corporation, eine Palette an Two-in-one-Kombinationen einer schaltbaren hydraulischen oder elektromagnetischen Kupplung mit einer flexiblen beziehungsweise dämpfenden Kupplung. Beim Hybridantrieb wird die 2-in-1-Kupplungslösung als Plug-and-Play-Baugruppe zwischen Verbrennungs- und Elektromotor gesetzt. Durch Ein- beziehungsweise Auskuppeln kann das Fahrzeug nun nach Bedarf mit Diesel- oder Elektroantrieb betrieben werden.

Auch bei autonomen Hybridfahrzeugen ist die Batterie ein begrenzender Faktor, das heißt auch hier spielt der Gesamtstromverbrauch eine wichtige Rolle. Durch die Reduzierung des Leistungsbedarfs von Nebenaggregaten wie Klimaanlagen und Hydraulikpumpen kann die Effizienz gesteigert werden. Warner Electric hält eine große Auswahl an elektromagnetischen Kupplungen bereit, die durch präzise Ein- und Ausschaltfunktionalitäten für eine möglichst effiziente Nutzung der verfügbaren Leistung sorgen. (bec)


Kontakt zu Altra Industrial Motion, Warner Electric und Stromag
Altra Industrial Motion
300 Granite Street, Suite 201
Braintree, MA 02184
USA
Tel.: +1 781 9170600
E-Mail: info@altramotion.com
Website: www.altramotion.com

Warner Electric GmbH
Nürtinger Straße 70
72649 Wolfschlugen
Tel.: +49 7022 5040
E-Mail: info@warnerelectric.com
Website: www.warnerelectric.com

Stromag GmbH
Hansastraße 120
59425 Unna
Tel.: +49 2303 102–0
E-Mail: info@stromag.com
Website: www.stromag.com


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