Hydrostatisch leistungsverzweigtes Getriebe optimiert Reach Stacker

Hydrostatisch leistungsverzweigtes Getriebe optimiert Reach Stacker
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Juli 2016

 

Für die Neuauflage seiner erfolgreichen Reach-Stacker-Baureihe Gloria suchte Kalmar nach einem höchst energieeffizienten Hybridantrieb. Die Lösung brachte ein neuer Antriebsstrang mit bewährten hydrostatischen und hydrostatisch-mechanischen Komponenten zusammen mit intelligenter Programmierung.

Der schwedische Cargo-Spezialist Kalmar, ein Unternehmen von Cargotec mit Stammsitz in Helsinki, ist Pionier im energieeffizienten Containerhandling. Jeder vierte Container in den Terminals rund um den Globus wird von einer Kalmar-Maschine umgeschlagen. Ein Erfolgsprodukt ist die Reach-Stacker-Baureihe Gloria. Sie bewältigt bis zu 130 Tonnen Traglast.

Megatrend Energieeffizienz

Bei der Neuentwicklung der aktuellen fünften Generation war eine der wichtigsten Anforderungen ein reduzierter Kraftstoffverbrauch ohne Verlust an Fahrdynamik und Produktivität. Gleichzeitig sollten ein verbesserter Fahrkomfort und eine erhöhte Umschlags- und Arbeitsleistung bei bester Manövrierfähigkeit erreicht werden. „Zum einen ist dies den mit Tier IV eingeführten strengeren Emissionsgrenzen geschuldet“, sagt Stefan Johansson, Direktor Vertrieb und Marketing bei Kalmar, „zum anderen dem Streben nach geringeren Kosten für den Fahrzeugbetreiber.“

Teamwork für Topresultate

Dem Entwicklerteam bei Kalmar war schnell klar, dass die Ansprüche ein neues, innovatives Getriebekonzept erfordern. Gemeinsam mit Dana Rexroth Transmission Systems im italienischen Arco (siehe Infobox) und dem Motorenlieferanten Volvo Penta wurde das Entwicklungsprojekt aufgesetzt. Dort war intensives Teamwork gefragt. „Eine enge Zusammenarbeit mit den Zulieferern ist angesichts der weitreichenden Integration unabdingbar“, betont Johansson. „Wer ein hocheffizientes Komplettsystem entwickeln möchte, muss mehr tun, als nur Komponenten zusammenzustecken.“ Alvin Anthony, Leiter Vertrieb und Produktmanagement bei Dana Rexroth Transmission Systems, ergänzt: „Eine Herausforderung ist die Feinabstimmung und Harmonisierung der zahlreichen Subsysteme für ein effizientes Ganzes. Dies gelingt nur durch ausführliche Tests im Echtbetrieb in Kooperation mit einem engagierten Pilotkunden wie Kalmar.“

Resultat der gemeinsamen Anstrengungen ist das hydrostatisch-mechanisch leistungsverzweigte Getriebe HVT inklusive der passenden Getriebesteuerung. Für die Reach-Stacker von Kalmar ist die Version HVT-R2 mit einer Getriebeeingangsleistung von 135 bis 195 Kilowatt ausgelegt. Kalmar vermarktet den neuen Antriebsstrang unter dem Markenbegriff „Kalmar K-Motion“. Das Stufenlosgetriebe basiert auf einem eingangsgekoppelten hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigungskonzept. Zudem kommen Getriebe, Kupplungen und hydrostatische Komponenten von Dana Rexroth aus einer Hand – das erleichtert Service und Wartung.

Intensive Feldtests mit Sparrekorden

Bereits in den ersten Feldtests konnte ein seriennaher Reach-Stacker mit HVT Kraftstoffeinsparungen von bis zu 40 Prozent gegenüber einer gleichen, mit konventionellem Wandlergetriebe ausgerüsteten Maschine, erzielen. Der hierzu gefahrene Testzyklus mit dem mehrfachen Umsetzen und Stapeln von unterschiedlich schweren Containern (10, 24 und 30 Tonnen) über eine Distanz von rund 50 Metern wurde von beiden Maschinen in der gleichen Zeit und mit identischer Umschlagsleistung bewältigt. Die vom neuen Antriebskonzept erreichten Sparziele tragen zu einer entscheidenden Minimierung des CO2-Ausstoßes der Stapler bei und werden zwischenzeitlich auch im Alltagsbetrieb realisiert. „Abhängig vom Einsatz erreichen wir bis zu 40 Prozent Verbrauchssenkung“, betont Stefan Johansson. Das überzeugt viele Kunden. Seit dem Verkaufsstart im zweiten Quartal 2015 konnte Kalmar bereits zahlreiche K-Motion-Reach-Stacker verkaufen – nicht nur in Europa, sondern auch in Asien und Ozeanien.

Die hohe Verbrauchsreduzierung resultiert aus der Kombination des höheren Getriebewirkungsgrades ohne Drehmomentwandler mit dem Downsizing des Verbrennungsmotors um rund 20 Prozent. Anstelle des bisher eingesetzten 11-Liter-Dieselmotors mit 250 Kilowatt Leistung genügt nun ein 8-Liter-Diesel mit 201 Kilowatt als Antrieb.

Im Arbeitsmodus am Container zeichnet sich der neue Reach-Stacker von Kalmar durch Komfort, niedrigen Schallpegel und einfache Steuerbarkeit aus.

Im Arbeitsmodus am Container zeichnet sich der neue Reach-Stacker von Kalmar durch Komfort, niedrigen Schallpegel und einfache Steuerbarkeit aus.

 

Viel Performance im Arbeitsmodus

Im Arbeitsmodus am Container, also bei sehr geringen Fahrgeschwindigkeiten, zeichnet sich der neue Reach-Stacker von Kalmar durch Komfort, niedrigen Schallpegel, einfache Steuerbarkeit sowie hohe Positioniergenauigkeit aus. Der rein hydrostatische erste Fahrbereich liefert den Vorteil des nahezu verschleißfreien, stetigen und sehr dynamischen Reversierens ohne notwendigen Schaltvorgang. Das führt zu einer sehr guten Feinpositionierung.

Bei höheren Fahrgeschwindigkeiten im zweiten und dritten Fahrbereich nutzt das Fahrzeug den hohen Wirkungsgrad der eingangsgekoppelten hydrostatisch-mechanischen Leistungsverzweigung. Zwischen den Fahrbereichen wird ohne Zugkraftunterbrechung durch einen synchronen Schaltvorgang der beteiligten Lamellenkupplungen gewechselt. Weiteres Plus: Mit dem vorliegenden Getriebedesign erfolgt das Bremsen in allen Fahrbereichen hydrostatisch gegen das Schleppmoment, also die Bremswirkung des Verbrennungsmotors. Stefan Johansson resümiert: „Mit der energieeffizienten K-Motion als Antrieb treffen wir den Nerv der Kunden. Niedrige Gesamtbetriebskosten und minimale Stillstandszeiten der Reach-Stacker sind auf den Cargoterminals rund um den Globus der Schlüssel zum Erfolg.“

Das Stufenlosgetriebe HVT-R2.

Das Stufenlosgetriebe HVT-R2.

Das Beste aus zwei Welten

Unter dem Namen Dana Rexroth Transmission Systems vermarktet das Joint Venture zwischen der Dana Holding Corporation und der Bosch Rexroth AG seit Oktober 2011 das hydrostatisch-mechanische variable Leistungsverzweigungs­getriebe HVT. Das HVT (Hydromechanical Variable Transmission) kombiniert die Vorteile des mechanischen Antriebs mit denen des hydrostatischen Fahrantriebs. Das senkt Kraftstoffverbrauch und Schadstoffausstoß und verbessert Produktivität sowie Manövrierfähigkeit von Arbeitsmaschinen.