O+P Fluidtechnik 4/2022

MOBILE MASCHINEN
PROPORTIONALVENTILE FÜR GETRIEBESTEUERUNGEN
Bei der Auslegung von modernen Getriebesystemen besteht
die Herausforderung, stets einen Kompromiss zwischen
kontrollierten und dynamischen Schaltvorgängen
unter allen Lastbedingungen zu finden. Bei steigenden
Erwartungen an die Performance gelten folgende Anforderungen
an das Getriebe: Kompaktheit, Energieeffizienz und Einsetzbarkeit
bei kritischen Umgebungsbedingungen.
Zum einen wird bei modernen Arbeitsmaschinen ein kompaktes
und gewichtsoptimiertes Design gefordert. Entsprechend
müssen auch das Getriebe und seine Komponenten durch ihre
Baugröße optimiert sein.
Mit zunehmenden Anforderungen an CO 2
-Einsparungen rückt
zum anderen die Effizienzbetrachtung der Getriebehydraulik zunehmend
in den Fokus. Durch die Verwendung zahlreicher vorgesteuerter
Ventile mit hoher Leckage haben heute übliche Getriebehydrauliken
hohe Energieverluste, welche die Energieeffizienz
des Gesamtsystems der Maschine deutlich verschlechtern.
Zuletzt stellen die kritischen Umgebungsbedingungen (bspw.
niedrige Temperaturen, Verschmutzung) und die Forderung
nach Vereinfachung der Integrierbarkeit einzelner Ventile in die
Steuerung zusätzliche Herausforderungen dar.
HERAUSFORDERUNGEN FÜR VENTILE IN
GETRIEBESTEUERUNGEN
Um hohe Leckageverluste durch internes Vorsteueröl zu vermeiden,
gibt es bereits heute eine Vielzahl von direktgesteuerten
Ventillösungen. Diese haben im Vergleich zu vorgesteuerten Ventilen
eine geringe Leckage und vereinfachte Bauform. Jedoch
wird für die Beherrschung der Strömungskräfte häufig ein sehr
großes Magnetsystem eingesetzt, das durch die erhöhte Induktivität
ein verzögertes Schaltverhalten mit sich bringt.
Andere Lösungen, mit kompakten Magnetsystemen, weisen
hingegen stark abfallende Druckregelkennlinien bedingt durch
geringe Magnetkräfte auf. Diese führen zu Einschränkungen bei
der Beherrschbarkeit des Einkuppelvorgangs. Des Weiteren sind
die limitierten Durchströmungsquerschnitte aufgrund des geringen
Magnethubes beim schnellen Entleeren der Kupplung hinderlich.
PDRC05S30A-17
Hydac hat sich den Herausforderungen angenommen und stellt
passend hierzu drei verschiedene Produktreihen von direktgesteuerten
Proportionaldruckregelventilen für Getriebeanwendungen
mit verschiedenen Volumenstrombedarfen zur Verfügung.
PROPORTIONALVENTILE FÜR ANWENDUNGEN
MIT MITTLEREN VOLUMENSTRÖMEN
Die Lösung unterscheidet sich von den bisher auf dem Markt
existierenden, konventionellen Lösungen mit großen und trägen
Magnetsystemen durch die clevere Integration von kleinen Magneten
ohne Performanceeinschränkungen.
Dadurch kann wiederum die Induktivität des Magneten verringert
und folglich die Schaltdynamik erheblich verbessert werden.
Möglich wird dies durch die optimale Abstimmung zwischen Magnet
und Ventil, bei der das Kraft-Hub-Potential des Magneten
äußert effizient genutzt wird.
Kurze Schaltzeiten und geringe Druckverluste durch Optimierung
der Öffnungsquerschnitte ermöglichen sehr kurze Befüllund
Entlastungzyklen der Kupplung. Die PDR10830-Produktbaureihe
bietet insbesondere bei automatisierten Gruppenwechseln
mit dem Ziel, die Zugkraftunterbrechung durch ein möglichst
schnelles und wiederholbares Trennen der Kupplung auf ein Minimum
zu reduzieren, ohne die Synchronringe zu gefährden, ideale
Lösungen. Zusätzlich bietet die Verkleinerung des Magneten
eine Reduzierung des Bauraums.
Schaltplan eines Getriebes mit vor- und direktgesteuerten Proportional-Druckregelventilen
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