Hydraulik Hydraulikspeicher verbessern Wirkungsgrad von Antrieben mobiler Arbeitsmaschinen

Zur Steigerung des energetischen Wirkungsgrads von Antrieben mobiler Arbeitsmaschinen bieten sich Hydraulikspeicher an. Grund dafür ist die relativ einfache Technik der Energiespeicherung und -entnahme. Außerdem ermöglicht eine hohe Leistungsdichte die Glättung von Leistungsspitzen, so dass man den eigentlichen Antriebsmotor kleiner auslegen kann. Frank Bauer

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Hybride Antriebskonzepte sind bei weitem keine Modeerscheinung, sondern eine technische Finesse, die aus „normalen“ Antrieben echte Hightech-Lösungen mit wirtschaftlich attraktiven Eigenschaften macht. Im Zuge der Energiediskussion findet nämlich eine starke Konzentration auf neue Antriebskonzepte statt, die allesamt die systematische Energieeinsparung als wirtschaftlich darstellbaren Wettbewerbsvorteil zum Ziel haben.

Nutzfahrzeugbereich hat Vorbildfunktion

Ein gutes Beispiel dafür, wie trendy Hybridantriebe sind, liefern die derzeitigen Aktivitäten im Nutzfahrzeugbereich. So war auf der vergangenen 62. Fachmesse IAA Nutzfahrzeuge in Hannover kaum ein Hersteller oder Zulieferer vertreten, der sich nicht mit dem Thema beschäftigt hat. Obwohl die elektrische Antriebstechnik in der Öffentlichkeit als Mentor der Hybridtechnik angesehen wird, erweist sich die Hydraulik in sehr vielen Anwendungsfällen als der bessere Partner (Bild 1).

Der Grund dafür ist die vergleichsweise einfache Technik zur Energiespeicherung oder -entnahme über Hydraulikspeicher. Die häufigsten Bauarten sind dabei Kolben-, Blasen- und Membranspeicher, die mit Drücken bis 1000 bar oder mehr „aufgeladen“ werden können. Im Vergleich zu elektrischen Energiespeichern wie Lithium-Ionen-Batterien und Doppelschicht-Kondensatoren haben Hydrospeicher demnach eine erheblich höhere Leistungsdichte (kW/kg). Das prädestiniert sie für viele Anwendungen in Bussen, Müllfahrzeugen und anderen mobilen Arbeitsmaschinen. In diesen Anwendungen dient die Speicherhydraulik nicht nur zur Energierückgewinnung, damit können insbesondere Lastspitzen geglättet werden.

Energierückgewinnung mit Blasenspeicher bei Staplern

Aus technischer wie auch wirtschaftlicher Sicht gilt es nämlich zwei grundlegende Vorteile zu nutzen: Hydraulische Speichersysteme liefern die Unterstützung, um die eigentlichen Antriebsmotoren kleiner auslegen zu können. Außerdem sind die Hydraulikspeicher in der Lage, über die Energiespeicherung im Bremsbetrieb oder beim Senken von Lasten den Gesamtenergieverbrauch merklich zu verringern.

Ein typisches Beispiel dafür sind Flurförderzeuge. In diesen mobilen Arbeitsmaschinen, zum Beispiel Gabelstaplern, werden bereits Blasenspeicher zur Energierückgewinnung eingebaut. Wird die Last abgesenkt, lädt sich der Hydraulikspeicher durch das Freiwerden der potenziellen Energie auf. Dieses Energiepotenzial steht dann jederzeit wieder zur Verfügung. Auf diese Weise können bis zu 30% der Hubarbeit als Energie zurückgewonnen und im Endeffekt eingespart werden.

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