Mobilhydraulik, Bild: Sonceboz

Mobilhydraulik im Einsatz: Das neu entwickelte System entkoppelt die Vorsteuerung vom Fluidkreislauf der Arbeitshydraulik. Das steigert letztlich den Wirkungsgrad des Systems. Bild: Sonceboz

Überdimensionierte, direkt an den Motor gekoppelte Hydraulikpumpen gehören der Vergangenheit an. Die Zukunft gehört passend ausgelegten und genau geregelten Aggregaten, zum Beispiel dem sogenannten Load-Sensing, wobei über die Ventile der Pumpe ein Feedback über den Leistungsbedarf gegeben wird. Viele Ventile mit der richtigen Größe für die Mobilhydraulik, also für eine Flussmenge von mehr als 50 Liter pro Minute, werden nicht mehr direkt über Hubmagnete angesteuert, sondern benötigen eine Vorsteuerstufe. Ein solches Vorsteuer-System, das aus einem kleinen Ventilschieber und Hubmagneten besteht, regelt über eine hydraulische Kraftverstärkung den Hauptschieber.

Die Pumpe des Hydrauliksystems generiert den Vorsteuerdruck, der immer anliegen muss, auch wenn die Arbeitshydraulik nicht im Einsatz ist. Das verursacht Energieverluste im passiven Betrieb. Zudem nutzt dieses Ventilsystem denselben Fluid-Kreislauf wie die Hauptverbraucher der Hydraulik. Druckschwankungen im System, Verunreinigungen im Fluid und dessen schlechtere Fließfähigkeit bei niedrigen Temperaturen haben daher negative Auswirkungen auf die Vorsteuerstufe und die Regelungsfähigkeit und -güte des Ventils. Bei vorwiegend mechanisch betriebenen Ventilblöcken – beispielsweise in Traktoren mit mechanischen Ventilen verbunden mit einem elektrischen Kraftheberventil – erhöht sich durch den Steuerdruck im Öl-Kreislauf die Systemkomplexität. Zudem sind Ventile, die nicht aus derselben Baureihe stammen, häufig nicht zueinander kompatibel, da die mechanischen Ventile meist keine Bohrungen für den Steuerdruck-Öl-Kreislauf haben. All dies verursacht Mehrkosten für Hersteller und Anwender.

Ventilregelung ohne Vorsteuerstufe

Der Anbieter Sonceboz hat sich mit diesen Problemen beschäftigt. Ziel war es, eine Arbeitshydraulik mit Ventilen zu realisieren, ohne den Steuerdruck über einen separat verbundenen Niederdruck-Öl-Kreislauf anzulegen. Das Ergebnis sind Ventile mit bis zu 120 Liter pro Minute Durchfluss bei 250 Bar ohne Vorsteuerstufe. Sie lassen sich schnell und präzise regeln und sind unabhängig vom Fluid-Kreislauf.

Das mechatronische System basiert auf einem bürstenlosen elektrischen Motor mit integrierter Elektronik und wird über den CAN-Bus angesteuert. Der intelligente Stellantrieb bringt genug Kraft auf, um den Hauptschieber des Hydraulikventils direkt zu betätigen. Die Vorsteuerstufe entfällt. Durch die rein elektrische Regelung sind Zuverlässigkeit und Präzision abgekoppelt vom Öl-Kreislauf. Und die Hydraulikpumpe muss keine Leistung zur Generierung des Steuerdrucks bereitstellen, wenn die Arbeitshydraulik nicht läuft. Das erhöht den Wirkungsgrad des Systems. Zudem sind durch das elektrische Ventil mit Smart-Aktuator keine Durchgangsbohrungen für die Steuerdruck-Leitungen erforderlich. Die Integration in einen mechanischen Ventilblock ist daher ohne Erweiterungen am Systemaufbau möglich.