Veelzijdige mobiele machines dankzij elektronische aansturing van open systeem pompen

Met de eOC (elektronische Open Circuit) hydraulische architectuur, kunnen machinefabrikanten volledig profiteren van het potentieel dat hun mobiele machines bieden. Het Rexroth eOC-portfolio omvat software en hydraulische componenten voor het dynamisch aansturen van de werkhydrauliek en de rijaandrijving.

  • Commercieel aantrekkelijke hydraulische installaties voor machines
  • Software en componenten optimaliseren het potentieel van machines
  • In de toekomst: rij- en werkhydrauliek gecombineerd in één systeem

Fabrikanten van mobiele machines moeten besluiten welke functie zij gebruiken om pompen aan te sturen; druk, koppel of draaihoek. Dit zal altijd een compromis betekenen in het eindresultaat.  Hetzelfde geldt voor tal van andere parameters die eenmalig voor de hardware zijn gedefinieerd en gelijk blijven gedurende de levensduur van de machine. De nieuwe elektro/hydraulische oplossing van Bosch

Rexroth tackelt dit probleem door de besturing te verplaatsen van de hydromechanische aansturing naar de software. Dit maakt de machines nog veelzijdiger en flexibeler. Tegelijkertijd profiteren ze van een vergrote productiviteit en een lager energieverbruik.

De eOC pomp – het centrale component

De elektro hydraulische eOC pomp met zwenkhoeksensor en druksensoren is het centrale onderdeel in de eOC-architectuur. Hierdoor worden diverse setpoints voor koppel, druk en flow gewaarborgd. De pomp biedt een  dynamische regeling met een nauwkeurigheid tot op de milliseconde, om bijvoorbeeld de druk te moduleren. In combinatie met de eOC software kunnen kenmerken zoals de dynamiek en vermogensregeling worden ingesteld, gewijzigd en gecombineerd.

eOC software voor machine optimalisatie

Bestuurd via een CAN-interface, maakt de eOC software het mogelijk om verschillende parameters flexibel in te stellen. Met hydromechanische besturingsfuncties en interfaces verplaatst naar de software, kunnen besturingsmodes individueel aangepast en gecombineerd worden tijdens gebruik en kan de pompdynamiek variabel ingezet worden. Met vooraf gedefinieerde parameters werkt de pomp optimaal, als onderdeel van het hydraulische systeem, ongeacht de functie.

Via de CAN-bus interface, kunnen setpoints en parameters dynamisch aangepast worden om extra functies mogelijk te maken en machines aan te passen naar specifieke klantwensen en diverse werktaken.

De eOC software kan geïnstalleerd worden op een Rexroth BODAS-controller of een controller van een externe producent. Het past constant het hydraulische vermogen tot het beschikbare motorkoppel aan, wat dynamisch nauwkeurig werk mogelijk maakt, dat uiteindelijk de algehele productiviteit van de machine verhoogt. Het energieverbruik van het gehele hydraulische systeem is geoptimaliseerd, wat resulteert in een lager brandstofverbruik of een beter batterijgebruik.

Commercieel machineconcept

In massa geproduceerde machines profiteren al van de nieuwe hydraulische architectuur, zoals een compacte graafmachine die in de eerste helft van 2021 in massa productie is gegaan. Voor intensieve graafwerkzaamheden is er een speciale power mode ontwikkeld. Deze instelling maakt maximale druk en koppel evenals maximale variabele drukdynamiek mogelijk, bijvoorbeeld bij het legen van de bak. Tegelijkertijd heeft de machine een verfijnde modus die een schokvrije en soepele werking realiseert, bijvoorbeeld bij het leggen van leidingen.

De eOC architectuur is ook ideaal voor gebruik in wielgraafmachines. Om in het verleden het vermogen van deze multifunctionele machines aan te passen naar een specifieke taak waren er diverse extra ventielen nodig. De overstap naar de eOC architectuur reduceert de hardware lay-out aanzienlijk, vermindert kosten en vermijdt potentiële schakelfouten.

Lopende ontwikkelingen

Als schaalbare oplossing, maakt de Rexroth eOC portfolio een stapsgewijze implementatie mogelijk – van de elektro hydraulische eOC pomp met zwenkhoeksensor en druksensoren tot de optie om het gehele hydraulische systeem aan te sturen. Een eOC-ventielenblok en een elektrische joystick zijn hierbij voorzien.

Bosch Rexroth heeft nu een breed scala aan axiale plunjerpompen en tal van nieuwe functies zijn toegevoegd aan het bestaande basisconcept. Bijvoorbeeld de eOC-architectuur maakt het nu mogelijk om de druk, hoek- en koppelvariaties dynamisch te regelen. Dit betekent dat de pomp niet alleen een specifieke doelwaarde haalt – de drukvariaties die nodig zijn om dit te bereiken zijn ook al vastgesteld. Dit maakt een soepelere en zachtere beweging mogelijk, vooral aan het begin van een beweging.

Automatische kalibratie waarbij een onderdeel gekalibreerd wordt, in de machine zelf, is een nieuwe eOC functie. Kalibratie is dus niet meer plaatsgebonden aan het einde van de productielijn van de OEM’ers – het wordt in plaats daarvan cyclisch uitgevoerd, terwijl de machine actief is. De eOC software registreert specifieke kalibratiegegevens iedere keer dat de machine start. Andere gegevens worden geregistreerd wanneer de werkomstandigheden van de machine dit toelaten. In dit geval worden actuele gegevens die rekening houden met verouderingseffecten of temperatuurverschillen bijvoorbeeld genoteerd en de parameters worden automatisch naar behoren aangepast. De machinebewegingen worden beter reproduceerbaar en het volledige pompvermogen is altijd beschikbaar. De relevante en accurate informatie met betrekking tot de pomp is beschikbaar voor verdere verwerking op machine niveau.

Rijaandrijving in beeld
De Rexroth eOC architectuur opent niet alleen nieuwe mogelijkheden in het gebied van werkhydrauliek – het maakt ook een nieuwe aanpak mogelijk als het gaat om de rijaandrijvingsystemen, met name als het gaat om de compacte machines.  Deze machines rijden middels de eOC-functies met een secundaire ventielenblok. Dit combineert de functionaliteit van een gesloten-systeem rijaandrijving met de fysieke lay-out van een open-systeem waardoor er slechts één pomp nodig is voor rij- en werkfuncties.

Als gevolg hiervan zijn rij- en hydrauliekfuncties uit compacte machines combineerbaar in één hydraulisch circuit. Alle roterende verbruikers zijn direct verbonden met de pers. Een secundair systeem zonder extra ventielen regelt de verstelling van de hydraulische motoren en uitgangskoppel om de gewenste rotatiesnelheid te bereiken. Het eOC concept vereist minder componenten in de machine en vereenvoudigt de hydraulische architectuur. De complexiteit van het hydraulische systeem wordt verplaatst naar de software. Rijrichtingsventielen en remkleppen zijn niet meer nodig. Tevens maakt de combinatie van werk- en rijfuncties in een hydraulisch systeem het mogelijk om hydraulische energie terug te winnen tijdens het remmen of laten zakken en zorgt er voor dat optimaal gebruik gemaakt wordt van het aandrijfvermogen.