Dynamisch, effizient, präzise, vielseitig

Inhalt

März 2014

 

Sekundärgeregelte Antriebe erobern sich ein weites Anwendungsfeld.

 

Voraussetzung für diese enorme Leistung sind hochdynamische sekundärgeregelte Antriebe. Das einzigartige Antriebskonzept von Rexroth überzeugt auch in Prüfständen, im Maschinenbau sowie in der Förder- und Transporttechnik mit seiner hohen Drehzahl-, Drehmoment- und Positionierungsgenauigkeit. In Sachen Umweltfreundlichkeit und Effizienz ist es unschlagbar: Mit der Sekundärregelung lässt sich eine Energierückgewinnung von bis zu 75 Prozent der benötigten Antriebsleistung realisieren.

 

1. Aufbau

Ein sekundärgeregelter Antrieb wird an einem Hochdrucknetz betrieben. Es besteht aus mindestens einer Hydropumpe (Primäreinheit), einem Hydrospeicher und einem Verbraucher (Sekundäreinheit).

Der Hydrospeicher dient zur Speicherung der Energie, die von der Sekundäreinheit im Pumpbetrieb in das hydraulische Netz zurückgespeist wird. Im Lastbetrieb deckt die gespeicherte Energie Verbrauchsspitzen ab. Zusammen mit der druckgeregelten Primäreinheit und dem Betriebszustand der Sekundäreinheit bestimmt der Ladezustand des Hydrospeichers den Systemdruck.

 

 

Während konventionelle Antriebe mit der Kopplung über den Volumenstrom arbeiten, sind sekundärgeregelte Antriebe mit dem eingeprägten Betriebsdruck gekoppelt. Das Hubvolumen des Verbrauchers ist daher nicht einer genau definierten Drehzahl zugeordnet, sondern einem bestimmten Drehmoment.

Gibt ein Automatismus oder der Bediener die für eine Aktion erforderliche Drehzahl vor, sucht sich der Verbraucher innerhalb von Millisekunden selbstständig das nötige Drehmoment, um beim jeweils vorhandenen Betriebsdruck diese Drehzahl halten zu können.

 

2. Alleinstellungsmerkmale

  • Auch beim Anschluss beliebig vieler Verbraucher mit unterschiedlichen Lasten ist die bei konventionellen offenen Systemen erforderliche Drosselung energieführender Leitungen bei sekundärgeregelten Antrieben nicht notwendig. Die Leistungsentnahme oder Rückgabe von Energie an das Versorgungsnetz erfolgt bedarfsgerecht durch die Anpassung des Hubvolumens der Maschine an den jeweiligen Belastungsfall. Daher lassen sich selbst in offenen Systemen beliebig viele als Motor oder Pumpe arbeitende Einheiten parallel schalten, ohne dass dies die insgesamt hervorragende Energiebilanz negativ beeinflusst.

  • Selbst weite Entfernungen zwischen Sekundär- und Primäreinheit, die mit langen Hydraulikleitungen überbrückt werden müssen, haben bei sekundärgeregelten Antrieben keinerlei Einfluss auf die Regelgüte.

  • Der Einsatz von Hydrospeichern erlaubt die Speicherung von riesigen Energiemengen. Dabei werden Leistungen im MW-Bereich über mehrere Sekunden aufgenommen beziehungsweise abgegeben.
 

3. Anwendungsbeispiele

 

Beim Seegangskompensations-System ermöglichen die hohe Drehzahlkonstanz und die hervorragende Regelgüte sekundärgeregelter Antriebe einen Kompensationswert von bis zu 95 Prozent.

 

Der Giant Crane 120 von Sarens ist mit seinen 3.200 Tonnen Hubkraft sowie einem Radius von 120 Metern der größte Kran der Welt. Seine sechs kompakten sekundärgeregelten Winden können im Gleichlauf betrieben werden und positionieren Lasten millimetergenau.

 

Auf dem Universalprüfstand der Internationalen Hydraulik Akademie (IHA) in Dresden werden individuelle Pumpen zusammen mit den zugehörigen Systemkomponenten untersucht. Die sekundärgeregelten hydraulischen Antriebe ermöglichen eine Energierückgewinnung von bis zu 70 Prozent.

 

4. Vorteile auf einen Blick

  • Dynamisch und präzise: Die Dynamik des Antriebs erfüllt höchste Anforderungen hinsichtlich Positions-, Drehzahl- und Drehmomentgenauigkeit.

  • Effizient: Hydraulische Energie lässt sich mit höchstem Wirkungsgrad in mechanische Energie umwandeln und umgekehrt.

  • Energiesparend: Bremsenergie wird genutzt und ohne Zwischenschaltung von Ventilen in Hydrospeichern gespeichert.

  • Vielseitig: Ein Vierquadrantenbetrieb (Beschleunigung vorwärts – Bremsen vorwärts; Beschleunigung rückwärts – Bremsen rückwärts) ist selbst im offenen Kreislauf problemlos möglich.

 

5. Anwendungsfelder

 

Prüfstandstechnik

Prüfstände für Motoren, Getriebe, Gelenkwellen, Rotorblätter; Flachbahn-, Radführungs-, Verspannungs-, Crashprüfstände

 

Schiffbau

Antriebe für Seegangskompensation, Winden, Krane

 

Förder- und Transporttechnik

Antriebe für Winden, Drehwerke sowie Fahrantriebe

 

Maschinenbau

Felgendrückmaschinen, Schleifmaschinen, USV, Säge-, Andrückrollen- und Zentrifugenantriebe sowie Pressen

 

6. Prinzip der Energierückgewinnung

 

Der sekundärgeregelte Antrieb in einem Kran arbeitet sowohl als Pumpe als auch als Motor.

1 Anheben: Die Winde wickelt sich auf, um die Last anzuheben. Die Antriebseinheit arbeitet als Motor und verbraucht Energie.

2 Absenken: Die Winde wickelt sich ab, um die Last abzusenken. Die Antriebseinheit arbeitet im Pumpenbetrieb und speist die Energie zurück ins hydraulische System.