GKN Walterscheid ICVD-Fahrantriebe setzen sich in der Praxis durch

In den vergangenen Jahren wurden Antriebskonzepte für selbstfahrende Land- und Baumaschinen deutlich weiterentwickelt. Hier geht der Trend ganz klar zu stufenlosen Systemen, die entscheidende Vorteile haben. GKN Walterscheid, Teil der OffHighway Division des internationalen GKN Konzerns, bietet mit ICVD (Integrated Continuously Variable Drive) einen stufenlosen hydrostatischen Fahrantrieb an, der speziell für den Einsatz in selbstfahrenden Land- und Baumaschinen entwickelt wurde. Das System wird in unterschiedlichen Fahrzeugtypen erfolgreich eingesetzt.

Selbstfahrende Land- und Baumaschinen, wie beispielsweise Rad- und Teleskoplader, müssen nicht nur hohe Zugkräfte aufbringen, sondern in bestimmten Einsatzbereichen auch größere Strecken in möglichst hoher Geschwindigkeit zurücklegen. Stufenlosigkeit lautet deshalb die Forderung bei Fahrzeugbauern und Anwendern. Mit ICVD kann der gesamte Geschwindigkeitsbereich ohne Zugkraftunterbrechung durchfahren werden. Darüber hinaus ist es gelungen, eine einfache Fahrt- und Drehmomentumkehr und eine automatische Anpassung des Leistungsbedarfs zu realisieren. Dies optimiert laut Hersteller den Wirkungsgrad des Antriebs und senkt den Kraftstoffverbrauch.

Das System ist kompakt und modular aufgebaut. Damit sollen sich in der Praxis sehr flexible und kostengünstige Antriebslösungen realisieren lassen. ICVD besteht aus einer Steuerung, dem Getriebe (mechanischer Antrieb) und einem Hydromotor. Diese kompakte Baugruppe ist im Fahrzeug direkt an der Achse oder am Rahmen des Fahrzeugs universell und in jeglicher Position einbaubar. Zudem stehen verschiedenste Leistungsklassen mit unterschiedlichen Drehmomenten zur Verfügung. So können Hersteller alle Maschinenklassen ausstatten. Vorgegebene Leistungsparameter wie Zugkraft, Motorleistung und Geschwindigkeit sind ausschlaggebend für die jeweilige ICVD-Variante, die dann aufgrund fahrzeugspezifischer Parameter ausgelegt wird.

Obwohl zahlreiche Systeme derzeit einen stufenlosen Antrieb versprechen, ist ICVD laut GKN Walterscheid heute die einzige Lösung mit 45 Grad Großwinkeltechnik. Damit steht bei ICVD ein deutlich erweiteter Wandlungsbereich zur Verfügung als bisher mit konventionellen Systemen möglich war. In der Praxis bedeutet dies, so der Hersteller, eine über 30 Prozent erhöhte und zuverlässig verfügbare Variabilität. Das System ermöglicht, den gesamten Geschwindigkeitsbereich eines Fahrzeugs ohne Zugkraftunterbrechung zu durchfahren. Die permanente Verfügbarkeit der Zugkraft sorgt für eine hochdynamische Beschleunigung. Hilfssysteme oder -aggregate, wie zum Beispiel Doppelkupplungen oder Zwei-Stufen-Getriebe, sind nicht notwendig.

Als ein Praxisvorteil erweist sich, so GKN Walterscheid, dass deutlich höhere Endgeschwindigkeiten bei kontinuierlicher Zugkraft realisiert werden können. ICVD wird bereits in Serienmodellen mit 80 Kilometer pro Stunde eingesetzt. Bei Telehandlern, Radladern und Baggern konnte ohne konstruktiven Mehraufwand die Fahrgeschwindigkeit erheblich gesteigert werden. Ein weiterer Vorteil ist die Möglichkeit, das Fahrzeug feinfühliger und präziser zu steuern. Der Fahrer wird durch die vollautomatische Getriebetechnik entlastet, da kein Schalten mehr notwendig ist. Arbeitsprozesse werden vereinfacht und automatisiert, die Produktivität erhöht sich deutlich. Die moderne 45 Grad Technik sorgt laut Hersteller für mehr Effizienz; ein wesentlicher Vorteil im Hinblick auf die neuen TIER 3 und TIER 4 Emissionsrichtlinien. Die meisten Hersteller setzen auf deutlich leistungsfähigere Motoren, um die Vorgaben zu erfüllen. Ein erhöhter Kraftstoffbedarf ist die Folge. ICVD kann hier laut GKN Walterscheid notwendige Einsparungspotentiale bringen, da das System eine effektive Energieumsetzung vom Dieselmotor zum Rad ermöglicht. Praxiserfahrungen zeigen, so GKN Walterscheid, dass Fahrzeuge mit ICVD einen bis zu 15 Prozent reduzierten Kraftstoffbedarf im Vergleich zu herkömmlichen hydrostatischen Getrieben haben. Aufgrund des höheren Wirkungsgrades des Gesamtsystems können laut Hersteller zudem Kühler deutlich kleiner ausgelegt werden. Auch dies spart Kosten und Kraftstoff.

Praxiserfahrungen zeigen, so der Hersteller, dass bei Baggern das System im offenen Kreis vor allem als Fahrantrieb zahlreiche Vorteile bietet. So können Fahrgeschwindigkeiten bis 40 Kilometer pro Stunde dargestellt werden, was eine Verdopplung der praxisüblichen Werte darstellt.
Bei Telehandlern und Radladern werde vor allem die deutlich verbesserte Schubkraft von Anwendern gelobt. Diese steht permanent im gesamten Arbeitsbereich zur Verfügung. Praxistests haben laut GKN Walterscheid ergeben, dass durch die hochdynamische Beschleunigung Beladezeiten verkürzt werden können, wodurch die Effizienz der gesamten Maschine steigt.
Neueste Anwendung: ICVD wird auch bei Forwardern eingesetzt. Systemdrücke bis 480 bar können in einem geschlossenen System realisiert werden. Durch die flexiblen Einbaumöglichkeiten sollen die Fahrzeuge eine höhere Bodenfreiheit erreichen. Zudem sorge das System für eine komfortable Bedienung. Der Fahrer werde entlastet und kann sich auf die wesentlichen Arbeitsprozesse konzentrieren.
Bei modernen Geräteträgern können mit ICVD mittlerweile Fahrgeschwindigkeiten bis 80 Kilometer pro Stunde ohne Zusatzaggregate erreicht werden.