Besser steuern ohne Druck

Elektrohydraulische Vorsteuerung kennzeichnet moderne Maschinentechnik

Garching (ABZ). – Sie ist nach Aussage des Herstellers das Aushängeschild der neuesten Cat-Baumaschinengeneration – ob bei Cat-Ketten- oder -Mobilbaggern sowie bei den zukünftigen Radladern: die elektrohydraulische Vorsteuerung. Die Technologie bildet die Grundlage für den Einsatz von Assistenzsystemen, Fernsteuerungen und eines Tages sogar völlig autonomen Baumaschinen, so die Aussage des Unternehmens. Damit erreichten diese einen Vorsprung gegenüber dem Wettbewerb, bedingt durch eine höhere Effizienz, eine bessere Kontrolle und eine höhere Produktivität.
Caterpillar Ausstattung & Zubehör
Die elektrohydraulische Vorsteuerung dient Unternehmensangaben zufolge als Grundlage für den Einsatz von Assistenzsystemen. Die Cat-Kettenbagger der neuen Generation machen den Anfang. Foto: Zeppelin

Die Hydrauliksysteme würden noch besser, indem sie die Leistung nach Bedarf bereitstellen und eine verbesserte Kraftstoffeffizienz liefern. Caterpillar legt damit den Grundstein innerhalb der Maschinenarchitektur, um mehr und mehr elektrohydraulische Steuerungen zur Steuerung der verschiedenen Subsysteme einzusetzen.

Neue Technologien nutzen

Die Gestaltung dieses technologischen Konzepts und die Integration sowie Implementierung neuer Technologien in Cat-Baumaschinen basiert auf einer gründlichen Betrachtung der aktuellen und zukünftigen Herausforderungen. Der Prozess werde auch durch den Input und das Feedback der Kunden geprägt. Ziel sei es, Lösungen zu entwickeln, welche die Kundenbedürfnisse heute und in Zukunft erfüllen. "Wir denken bei der Konstruktion konsequent langfristig", erklärt Vijay Ramasamy, Chefingenieur bei Caterpillar Construction Industry Digital und Technology Development in Peoria/USA. "Neue Technologien und Entwicklungen helfen uns nicht nur dabei, bestehende Konstruktionen zu verbessern und bessere Lösungen für die unmittelbaren Bedürfnisse unserer Kunden anzubieten, sondern positionieren uns auch für die zukünftige Fähigkeit, Mehrwert für die Anwender zu schaffen. Eine langfristige Betrachtungsweise ist wichtig, weil nur der Einsatz zukunftsfähiger Technologien eine permanente Weiterentwicklung mit Blick auf die Forderungen des Marktes ermöglicht."

Die Technologie, die Caterpillar um die elektrohydraulischen Lösungen herum aufbaut, klingt zwar komplex, vereinfacht nach Angaben des Unternehmens aber das Gesamtsystem und erhöht die Fähigkeit, maßgeschneiderte Lösungen für entsprechende Kundenbedürfnisse anzubieten. "Ein Beispiel: Unsere frühere hydraulische Vorsteuerung erforderte die Verlegung von Hydraulikleitungen in die Kabine und machte die Gesamtkonstruktion der Kabine komplexer. Indem wir die Vorsteuerleitungen aus dem Gesamtsystem entfernten, wuchs der Innenraum der Kabine. Dadurch können wir mehr den Bedürfnissen der Fahrer gerecht werden und ihnen zusätzlichen Komfort bieten", so Ramasamy.

Beflügelt hat die Technologie weitere Funktionen. "Diese Entwicklung ist wirklich ein Technologie-Enabler", ist Ramasamy überzeugt und ergänzt: "Dass die elektronisch gesteuerten elektrohydraulischen Systeme es ermöglichen, Baumaschinen im Laufe der Zeit mit intelligenten Sensoren, neuen softwarebasierten Assistenzfunktionen und verbesserter Konnektivität weiterzuentwickeln und so die Produktivität und Sicherheit auf den Baustellen unserer Kunden kontinuierlich zu verbessern."

Next-Generation-Linie

Cat-Maschinen der nächsten Generation wurden mit Blick auf diese Technologieintegration konstruiert. Die Next-Generation-Hydraulikbagger-Linie startete mit dem Modell 320. Dieses bildet die Grundlage für alle zukünftigen Cat-Bagger. Das Konzept bringe den Vorteil mit sich, dass – einmal eingearbeitet – die Bediener die verschiedenen Maschinen der Produktlinie mit einem Minimum an Schulungsbesuchen bedienen können.

"Sie werden in den nächsten Produktfamilien dieselben Hauptleistungsmerkmale finden. Die Bediener erhalten die gleiche Ergonomie, das gleiche Aussehen und die gleichen Funktionen, unabhängig von der Größe und dem Gewicht der Maschine. Das ist wirklich wichtig, da die Maschinen von Natur aus komplexer werden", erläutert Stefan Ortloff, Leiter des European Excavator Design Centers (EDC) in Wackersdorf. "Allerdings haben die Konstrukteure darauf geachtet, dass die Zugänglichkeit der Komponenten und der Bedienelemente der Maschinen für die Wartung erleichtert wurde. Alle anderen Modelle – und davon gibt es nun eine eng gestufte Reihe im Bereich mit 15 bis 100 Tonnen Einsatzgewicht – sind mit dem gleichen kundenorientierten und technologischen Ansatz konzipiert", fährt der Spezialist fort. "Sie haben das gleiche Styling, das gleiche Komfortniveau, die gleiche Leistung und natürlich die gleiche Technologie. Dadurch können wir eine bessere Leistung, geringere Betriebskosten und einen höheren Fahrerkomfort bieten."

Assistenzsysteme unterstützen

Ein weiterer großer Vorteil der in das Design der Bagger der nächsten Generation integrierten Technologie bestehe in der Möglichkeit, die Software per Fernzugriff zu aktualisieren, um den Nutzen noch einmal zu erhöhen. Sie ermögliche es Caterpillar, die Maschinensoftware zu aktualisieren, die Fehlercodes der Maschine aus der Ferne zu überprüfen und den Servicewert der Produkte zu erhöhen. "Wir hören von unseren Kunden, dass sie unter dem Druck stehen, schneller zu arbeiten, den Job gleich beim ersten Mal richtig zu machen und das Risiko von Zwischenfällen auf der Baustelle zu reduzieren", kommentiert Ortloff die Entwicklung. "Die Assistenzsysteme, die jetzt zur Standardausstattung der Maschinen gehören, tragen dazu bei, Ineffizienzen zu verringern, den Fahrer bei sich wiederholenden Aufgaben zu unterstützen, den Arbeitsplatz sicher zu halten und das Risiko von Schäden zu minimieren. Cat-Grade, -Payload, -E-Fence und weitere Assistenten helfen dabei. Sie sind bereits heute für die meisten Kettenbagger erhältlich und werden bald auch für alle Mobilbagger der neuen Generation verfügbar sein", fügt er hinzu.

Bei den Cat-Baumaschinen sind die Assistenzsysteme ab Werk installiert und können bei Bedarf vom Fahrer aktiviert werden, ohne dass komplexe Hardware hinzugefügt werden muss. Darüber hinaus verfügen die elektrohydraulischen Lösungen von Caterpillar über eine Diagnosefunktion an der Maschine, die bei der Fehlersuche helfen kann, wenn Probleme auftreten.

Die in Baumaschinen ab einer gewissen Größe fast immer vorhandene Vorsteuerung dient als Servo, um mehr Feinfühligkeit, geringere Bedienkräfte und sichere Arbeitsbedingungen sicherzustellen.

Joysticks oder andere Bedienelemente der Arbeitsausrüstung steuern ein hydraulisches Niederdrucksystem, das wiederum die Ventile eines Hochdrucksystems für die Bewegungen der Arbeitsausrüstung ansteuert. Man vermeidet dabei auch, Hochdruck-Hydraulikleitungen mit oft mehr als 300 bar Arbeitsdruck in die Kabine zu führen, um Wärmeübertragung auf die Bedienelemente und hohe Schäden im Falle von Undichtigkeiten zu vermeiden. Die elektrohydraulische Vorsteuerung steuert die Ventile der Hochdruckkreise mit elektrischen Befehlen an. Somit müssen keine Hydraulikleitungen mehr in die Kabine verlegt werden, erläutert der Hersteller.

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