Elektrohydraulische Kompaktantriebe mit schaltbarar Übersetzung
Aufgabe / Zielsetzung
Downsizing durch umschaltbare Übersetzung
Ziel des Forschungsvorhabens ist die systematische Erarbeitung von Strukturen zur Umsetzung einer schaltbaren Übersetzung in elektrohydraulischen Kompaktantrieben mit hermetisch abgeschlossenem Ölkreislauf. Durch umschaltbare Übersetzung lässt sich in Anwendungen mit klar unterscheidbarem Eil- und Kraftgang ein signifikantes Downsizing des elektrischen Antriebs erzielen. Wesentliche Herausforderungen bestehen in der Kompensation des Pendelvolumens bei asymmetrischen Zylindern in Kombination mit unterschiedlichen Umschaltprinzipen sowie in der Beherrschung eines störungsarmen Umschaltvorgangs zwischen verschiedenen Übersetzungsstufen. Der Nachweis der Funktionalität sowie des zu erwartenden Downsizing-Potentials ist im Versuch zu erbringen.
Lösungsweg
Lösungsraum umschaltbarer Kompaktantriebe
Nach der methodischen Abschätzung des Downsizing-Potentials in Abhängigkeit eines vorliegenden Zyklus erfolgt die systematische Untersuchung des Lösungsraumes zur diskreten Übersetzungsumschaltung. Es werden generatorische (variables Effektiv-Fördervolumen durch Verschaltung mehrerer Pumpen) und aktorische (variable Effektivfläche durch Verschaltung mehrerer Zylinderflächen) Umschaltprinzipien unterschieden und in allgemeingültiger Weise beschrieben. Prinzipien zur Verdrängersteuerung eines Differentialzylinders im geschlossenen Kreis finden bei der Auswahl von Vorzugskonzepten und Konstruktion von Demonstratoren Anwendung. Ein Steuerungs- und Regelungskonzept für anregungsarme Umschaltvorgänge wird erarbeitet und die Gesamtheit aus Funktionsprinzip und Ansteuerung im Versuch validiert.
Die präsentierten Forschungsarbeiten erfolgten innerhalb des Projektes "Elektrohydraulische Kompaktantriebe mit schaltbarar Übersetzung"(Förderkennzeichen 703490). Die Autoren danken dem Forschungsfonds Fluidtechnik im VDMA für die Förderung und freundliche Unterstützung.