Danfoss erweitert MP1-Plattform um Verstellmotor

Hydrostatische Fahrantriebe kompakter Arbeitsmaschinen müssen unterschiedliche Anforderungen miteinander verbinden: hohe Zugkraft beim Anfahren und Arbeiten, feinfühlige Regelbarkeit, ausreichende Endgeschwindigkeit und möglichst geringe Verlustleistung. Danfoss will diese Anforderungen künftig stärker mit einem modular aufgebauten System aus seiner MP1-Baureihe abdecken. Im Mittelpunkt einer Demonstration bei den PS Days 2026 stand der neue Verstellmotor MP1MV 38/45. Präsentiert wurde die Lösung von Dieter Könemann, Senior Sales Development Manager Hydrostatics; die Demonstrationsmaschine steuerte Anton Tomic, Subsystem Product Application Engineer Hydrostatics.

Die bisherige MP1-Pumpenfamilie umfasst Axialkolben-Verstellpumpen für den geschlossenen Kreislauf in zwei Baugrößen mit 28/32 sowie 38/45 cm³. Für die Pumpen nennt Danfoss einen maximalen Arbeitsdruck von 350 bar und einen maximalen Druck von 380 bar, jeweils als Differenzdruck. Ein wesentliches Element der Plattformstrategie ist die gemeinsame Reglerfamilie mit den größeren H1P-Pumpen.

Weniger Varianten, mehr gemeinsame Komponenten

Bei der Weiterentwicklung der MP1-Familie verfolgt Danfoss einen Plattformansatz. Pumpen und Motoren sollen soweit möglich auf gemeinsamen Triebwerken, Schnittstellen und Reglerkonzepten basieren. Nach Angaben des Herstellers soll dies sowohl die Zahl der Varianten als auch den Lagerbestand bei Maschinenherstellern und Vertriebspartnern reduzieren.

Die MP1P ist entsprechend modular aufgebaut. Wellen, Speisepumpen, Zusatzantriebe und unterschiedliche Regelungsvarianten lassen sich vergleichsweise einfach an die jeweilige Anwendung anpassen. Auch die gemeinsame Reglerarchitektur mit der H1-Baureihe soll die Integration vereinfachen. Danfoss nennt als Ziel eine möglichst schnelle Konfiguration einer vorhandenen Pumpe für unterschiedliche Maschinenprojekte. Die Präsentation hebt dabei insbesondere gemeinsame Plattformen und Komponenten sowie die Möglichkeit hervor, bei geringer Lagerhaltung unterschiedliche Konfigurationen abzubilden.

Ein weiteres Konstruktionsziel war eine kurze Bauform. Die MP1P 28/32 kommt laut Hersteller auf eine Länge von 206 mm, die vergleichbare Wettbewerbsbauform in der Präsentation auf 215 mm. Bei der Baugröße 38/45 stehen 231 mm den dort genannten 240 mm gegenüber. Standardisierte Anschlussvarianten sowie eine möglichst frei von Kundenschnittstellen gehaltene Gehäuseseite sollen die Integration in enge Maschinenräume erleichtern.

Wirkungsgrad soll Wärmeverluste reduzieren

Danfoss stellt bei der MP1-Familie zudem den Gesamtwirkungsgrad in den Vordergrund. Nach den bei der Veranstaltung gezeigten Vergleichsmessungen soll die 28/32-cm³-Ausführung aufgrund ihres Triebwerksdesigns eine um bis zu sechs Prozent höhere mechanische Effizienz gegenüber einer nicht näher bezeichneten Wettbewerbsalternative erreichen. Als weitere Einflussgröße nennt der Hersteller einen niedrigeren Steuerdruck. Weniger Verlustleistung bedeutet zugleich weniger Wärme, die aus dem Hydrauliksystem abgeführt werden muss. Auch für die 38/45-cm³-Pumpe zeigt Danfoss einen entsprechenden Vergleich. Dort kommt ein Triebwerk mit elf Kolben zum Einsatz. In der Präsentation erreicht die Pumpe bei mittleren Differenzdrücken einen Gesamtwirkungsgrad von über 90 Prozent. Die Vergleichswerte wurden ohne Speisepumpe, bei 80 °C und mit einer Pumpeneingangsdrehzahl von 3.000 min⁻¹ ermittelt.

Für die Praxis ist der thermische Effekt durchaus relevant: Jede hydraulische Verlustleistung muss letztlich als Wärme abgeführt werden. Insbesondere bei kompakten mobilen Maschinen, in denen Bauraum für Kühler und Luftführung begrenzt ist, kann ein höherer Wirkungsgrad deshalb nicht nur den Energieverbrauch, sondern auch die Auslegung des Kühlsystems beeinflussen.

Verstellmotor ergänzt das System

Der eigentliche technische Schwerpunkt der Vorführung war jedoch der MP1MV. Mit dem neuen Verstellmotor erweitert Danfoss die bisherige MP1-Familie um eine Motorlösung mit 38 beziehungsweise 45 cm³ maximalem Schluckvolumen. Der Motor kann sowohl in offenen als auch in geschlossenen Kreisläufen eingesetzt werden und ist mit elektrischer und hydraulischer Zweipunktverstellung sowie PCOR-Regelung erhältlich. Als typische Anwendungen nennt Danfoss unter anderem Straßenfertiger, Walzen, Spritzen, Spezialerntemaschinen und Mini-Radlader. Der Marktstart war in der Präsentation für das dritte Quartal 2026 angegeben.

Technisch unterscheiden sich die beiden Baugrößen bei den zulässigen Drücken. Für den MP1MV 38 nennt Danfoss einen maximalen Arbeitsdruck von 385 bar Differenzdruck und einen maximalen Druck von 415 bar. Beim MP1MV 45 sind es 350 beziehungsweise 380 bar. Die Nenndrehzahl liegt bei 3.300 min⁻¹, maximal sind 3.900 min⁻¹ vorgesehen.

Das Optionsportfolio umfasst unter anderem SAE-B- und Cartridge-Anbauvarianten, unterschiedliche Wellen, Zweipunktregelungen mit 12 oder 24 V sowie hydraulische Regelungen. Hinzu kommen PC- und PCOR-Varianten, optional mit BPD-Funktion. Das minimale und maximale Schluckvolumen kann über unterschiedliche Schwenkwinkel konfiguriert werden. Für die Drehzahlerfassung stehen neben einem Sensor mit elf Impulsen pro Umdrehung perspektivisch auch höher auflösende Varianten zur Verfügung.

PCOR verändert das Schluckvolumen druckabhängig

Für das Fahrverhalten besonders relevant ist die Funktion „Pressure Compensator Override“, kurz PCOR. Steigt der Systemdruck über einen definierten Wert, verstellt der Motor sein Schluckvolumen vom kleinen in Richtung des größeren Wertes. Die Änderung erfolgt proportional zum anliegenden Druck.

Der Effekt: Bei geringem Leistungsbedarf kann mit kleinem Motorschluckvolumen eine höhere Fahrgeschwindigkeit erreicht werden. Steigt dagegen beim Anfahren oder beim Einfahren in ein Haufwerk die erforderliche Zugkraft, vergrößert die Regelung das Schluckvolumen und damit das verfügbare Drehmoment.

Die zweite Funktion ist BPD, „Brake Pressure Defeat“. Sie verhindert, dass sich der Motor während des hydrostatischen Bremsens aufgrund des steigenden Drucks ungewollt auf ein großes Schluckvolumen verstellt. Ohne diese Funktion könnte sich die Bremswirkung sprunghaft erhöhen. Bei der Demonstration blieb der Motor beim Verzögern deshalb auf dem kleineren Schluckvolumen. Genau diese Kombination aus Drehzahlsensor, elektrischer Zweipunktverstellung, proportionaler PCOR-Funktion, BPD und Spülventil bezeichnet Danfoss als voll ausgestattete Variante des MP1MV 38/45. 

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Kleiner Radlader als Demonstrator

Wie sich dieses Zusammenspiel auf eine Maschine auswirkt, zeigte Danfoss an einem kompakten Radlader. Die Demonstrationsmaschine wog unbeladen rund zwei Tonnen, beladen etwa 2,7 Tonnen. Als Antrieb diente ein 24-kW-Dieselmotor. Im hydrostatischen Fahrantrieb waren eine MP1P-Pumpe mit 32 cm³ und ein MP1MV-Motor mit 45 cm³ installiert.

Bemerkenswert war dabei die Dimensionierung der Pumpe. Nach Angaben der Entwickler war ursprünglich eine 45-cm³-Pumpe in der Maschine verbaut. Für den Demonstrator wurde sie durch die kleinere 32-cm³-Einheit ersetzt. Das zusätzliche Übersetzungsverhältnis des Verstellmotors soll die dadurch eigentlich eingeschränkte Fahrgeschwindigkeit kompensieren.

Bei auf 45 cm³ eingestelltem Motor erreichte die Maschine in der Demonstration rund 10 km/h. Nach dem Umschalten auf etwa 25 cm³ stieg die Geschwindigkeit auf rund 18 km/h. Der Nutzen eines Verstellmotors liegt damit nicht nur in einer größeren Spreizung zwischen Zugkraft und Fahrgeschwindigkeit. Er eröffnet grundsätzlich auch die Möglichkeit, die Pumpe kleiner zu dimensionieren. In der Präsentation wurde daraus sogar die Option abgeleitet, von 32 auf 28 cm³ Pumpenvolumen zurückzugehen.

Elektronik verbindet Pumpe und Motor

Die hydraulischen Komponenten allein bilden jedoch noch keinen vollständigen Fahrantrieb. Für die Demonstrationsmaschine kombinierte Danfoss Pumpe und Motor mit dem Controller PC036 und einer Automotive-Control-Software. Sie unterstützt die Zweipunktmotor-Technologie sowie PCOR und ist sowohl für mechanisch geregelte als auch für CAN-geregelte Dieselmotoren ausgelegt.

Zum Funktionsumfang gehören unter anderem Überdrehzahlschutz für Motor und Hydraulikmotor, temperaturabhängige Leistungsreduzierung, Anti-Stall-Funktion, Lastbegrenzung, Kaltstartschutz und mehrere Fahrmodi. Komfortfunktionen wie Tempomat, Eco-Betrieb bei Höchstgeschwindigkeit, Feststellbremsenansteuerung oder Fahrerpräsenz-Erkennung können ebenfalls integriert werden.

Gerade die Anti-Stall-Regelung wurde beim Einfahren des Radladers in ein Haufwerk sichtbar. Obwohl die Räder an der Haftgrenze arbeiteten, wurde der vergleichsweise kleine 24-kW-Dieselmotor nicht abgewürgt. Pumpe, Motor und Verbrennungsmotor werden dabei so aufeinander abgestimmt, dass die verfügbare Motorleistung nicht überschritten wird.

Vom Einzelbauteil zum abgestimmten Fahrantrieb

Die MP1-Erweiterung zeigt einen generellen Trend in der Mobilhydraulik: Die Optimierung verlagert sich zunehmend vom einzelnen Bauteil auf das Zusammenspiel von Hydraulik, Sensorik, Steuergerät und Software. Ein Verstellmotor erweitert den nutzbaren Übersetzungsbereich eines hydrostatischen Fahrantriebs erheblich. Gleichzeitig steigen jedoch die Anforderungen an die Regelung.

Bei der Demonstration standen deshalb nicht allein Pumpen- und Motorwirkungsgrad im Mittelpunkt. Danfoss zeigte auch Reversiervorgänge mit leerer und beladener Schaufel sowie Anfahren, Anhalten und erneutes Anfahren auf einer Steigung von 30 Prozent. Die auf der Veranstaltung vorgestellten Versuche umfassten darüber hinaus Geschwindigkeitsregelung über Pumpenschluckvolumen und Motordrehzahl, PCOR-Betrieb und typische Ladezyklen eines Radladers.

„Wir müssen uns auf der Systemseite differenzieren“

Daniel Winter, President von Danfoss Power Solutions, spricht im exklusiven Interview mit fluid über die Strategie „Leap 2030“, den Wettbewerb mit chinesischen Anbietern, den gezielten Einsatz künstlicher Intelligenz und die wirtschaftlichen Hürden der Elektrifizierung.

Ragna Sonderleittner

Für Maschinenhersteller dürfte dabei vor allem die Systemperspektive interessant sein: Verstellpumpe, Verstellmotor und Software können so aufeinander abgestimmt werden, dass kleinere hydraulische Komponenten eingesetzt werden können, ohne zwangsläufig auf Zugkraft oder Fahrgeschwindigkeit verzichten zu müssen. Ob sich die von Danfoss gezeigten Wirkungsgrad- und Packaging-Vorteile im jeweiligen Einsatzfall realisieren lassen, hängt allerdings von Lastprofil, Fahrzyklus und Maschinenarchitektur ab. Die Demonstration macht dennoch deutlich, welches Potenzial in der regelungstechnischen Nutzung des zusätzlichen Freiheitsgrades eines Verstellmotors steckt. 

Quelle: Danfoss Power Solutions, bearbeitet von: Sabine Königl