Mehr Effizienz durch Elektrifizierung

Aus gesellschaftspolitischer Sicht sind Umweltschutz und Nachhaltigkeit zentrale Themen, die sich auf die Technologieentwicklung auswirken. Mit dem Pariser Klimaabkommen der UN-Klimakonferenz 2015 haben sich 197 Staaten verpflichtet, den CO₂-Ausstoß zu reduzieren. In Europa verfolgen Initiativen wie der „European Green Deal“ dieses Ziel. Auch international werden die Emissionen von dieselbetriebenen Baumaschinen zunehmend reglementiert: Die amerikanische Umweltbehörde EPA will mit den „Tier 4“-Vorschriften der Luftverschmutzung entgegenwirken. China hat mit der „CN Stage VI Vorschrift“ die zulässigen Emissionsgrenzwerte in den letzten Jahren sehr stark reduziert. Es wird deutlich, dass die weltweite Gesetzgebung zum Schutz der Umwelt den Trend zur Effizienzsteigerung von Maschinen weiter vorantreibt.

„Heutige Hydrauliksysteme bieten ein großes Potenzial für Verbesserungen. Hier können leichtere Werkstoffe, verbesserte Ventiltechnologien sowie Elektrifizierung und Power-on-Demand-Systeme wesentlich zur Effizienzsteigerung beitragen“, erklärt Thomas Jakob. Zum Beispiel bei der Vorsteuerung von Bau- und Landmaschinen kann durch Elektrifizierung wie mit dem Elektromechanischen Aktuator (EMA) die Effizienz durch präzise Steuerung und Regelung erhöht werden: Der Energiebedarf wird wirksamer geregelt und somit Energie eingespart, denn die Kombination modernster elektronisch vorgesteuerter Ventile oder Aktuatoren stellt den gewünschten Volumenstrom exakt zur Verfügung. Bei Baumaschinen <6t ist zu beobachten, dass der Trend immer mehr zu vollelektrischen Baumaschinen geht; ein Großteil der Hersteller verfügt bereits über vollelektrische Modelle oder arbeitet an Konzepten. 

Product Manager Off Highway Solutions Thomas Jakob prognostiziert: „Sollten weitere Ansätze wie die des Hauptverbandes der Deutschen Bauindustrie (HDB) hinzukommen, das CO₂-Potenzial bei der Vergabe von Bauprojekten zu berücksichtigen, werden vollelektrifizierte Baumaschinen an Marktanteilen gewinnen. Darüber hinaus erkenne ich Trends im Zusammenhang mit der E-Mobilität: Leichtbau und hocheffiziente Antriebe werden – bedingt durch die Leistungsfähigkeit heutiger Batterien – stärker in den Fokus rücken.“

Elektromechanischer Aktuator (EMA)

Autonomie erhöht Sicherheit und Produktivität

Autonome Technologien punkten mit mehr Sicherheit in der Anwendung sowie höherer Produktivität durch verbesserte Abläufe und präziseres Arbeiten. Arbeitsvorgänge können exakt geplant, aufeinander abgestimmt oder zeitgleich ausgeführt werden.
Viele Landwirte klagen über Nachwuchsmangel und steigende Arbeitsbelastung. Teil der Lösung sind beispielsweise vollautomatische Fütterungssysteme, bei denen einzelne Geräte autonom navigierend ihre Arbeit verrichten. Diese Technologien sind längst keine Zukunftsvision mehr, sondern Arbeitsrealität in der modernen Landwirtschaft.
Bei Baumaschinen steht die Sicherheit im Vordergrund: hier werden Sensorsysteme eingesetzt, die Hindernisse oder Gefahrensituationen in Echtzeit erkennen und darauf reagieren, etwa um eine Kollision zu verhindern. Greift die Elektronik aktiv in die Maschinenbedienung ein, ergeben sich zusätzliche Sicherheitsanforderungen. Grundlage für die Realisierung dieser Möglichkeiten ist die Elektrifizierung der hydraulischen Vorsteuerung. Hydraulische Aktuatoren von Thomas, wie z.B. der EHA 2.0 mit integrierten Fail-Safe-Ventilen, bieten zusätzliche Funktionen und Eigenschaften, die höchste Sicherheitsanforderungen erfüllen — ­je nach Anwendung und Kundensystem bis hin zum Safety Performance Level D. Diese Produkte entwickelte Thomas kundennah speziell für autonome und teilautomatisierte Anwendungen. Mit dem aktuellen Produktportfolio bietet die Thomas Group OEMs und Tier 1 alles, was sie zur Realisierung der aktuellen Trends benötigen: zukunftsweisende und innovative Technologien, die die Effizienz und Produktivität steigern und weltweit einen maximalen Mehrwert ermöglichen.

Konnektivität für optimale Kontroll- und Analysefunktionen

Autonom agierende Bau- und Landmaschinen benötigen Konnektivität, die digitale Verbindung zu den Maschinen. So kann der Nutzer die Maschinen in Echtzeit aus der Ferne überwachen und steuern. Auch die Ferndiagnose von Störungen und deren Behebung machen Land- und Baumaschinen leistungsfähiger und produktiver. Darüber hinaus können digitalisierte Maschinen kontinuierlich Daten sammeln und auswerten. Im Sinne von „Predictive Maintenance“ können notwendige Wartungen bedarfsgerecht geplant, Fehlerquellen identifiziert und rechtzeitig behoben werden. So lassen sich teure Ausfallzeiten einer Maschine vermeiden. Auch hier bieten unsere Sense. Think. Act- Produkte wie EMA oder EHA die Basis zur Implementierung dieser Funktionen: Sie dienen als elektrische Schnittstelle zur Hydraulik in beide Richtungen und sind in der Lage, Daten zu erfassen, zu verarbeiten und an die übergeordnete Steuerung weiterzugeben.