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Extrem robust – der LA36 muss im Feldhäcksler einiges aushalten Neben der hydraulischen Verstellung haben sich elektrische Linearaktuatoren für die Verstellung von Baugruppen in landwirtschaftlichen Ma- schinen längst etabliert. In den Feldhäckslern des Landmaschinenherstellers Krone aus Spelle verstellen Linearaktuatoren von LINAK die Rück- wand des Wurfbeschleunigers und die Walzen des Corn-Conditioners. Digitalisierung und Automatisierung werden in der Landwirtschaft immer wichtiger. Die exakte millimeter- genaue Verstellung von unterschiedlichen Baugruppen ist in vielen Arbeitsschritten unumgänglich. Gleichzeitig müssen die Landmaschinen extrem viel aushalten und unter schwierigen Bedingungen volle Leistung bringen. Das gilt auch für die verbauten Komponenten. Der Ein- satz von Hydraulik hat in Landmaschinen eine lange Tradition und gilt für viele Aufgaben als Standardlö- sung. Gegenüber Hydraulikzylindern mussten elektri- sche Verstellsysteme in den vergangenen Jahrzehnten zunächst beweisen, dass sie Vibrationen, Staub oder extreme Temperaturbedingungen ebenso standhalten können und viele Aufgaben viel besser bewältigen als hydraulische Systeme. LINAK hat bereits im Jahr 2004 Jan Keuter erläutert, welche Aufgaben die LINAK Aktuatoren im Feldhäcksler Big X erledigen. den Linearaktuator LA36 auf den Markt gebracht, der für die Aufgaben in landwirtschaftlichen Maschinen gut gerüstet ist. Grundidee bei der Konstruktion des Antriebs war: Er muss hohe Schutzklassen erfüllen und extrem robust sein. Seitdem hat der dänische Hersteller LINAK diesen und alle weiteren Antriebe immer weiter optimiert und mit zusätzlichen Merkmalen ausgestat- tet, um den hohen Anforderungen des Marktes gerecht zu werden. Im Feldhäcksler Big X von Krone sind die Anforderun- gen an den Aktuator ebenfalls sehr hoch. Über eine Kinematik verstellt der Antrieb die beiden Walzen des Corn-Conditioners zwischen 0,5 und 7,0 Millimeter. Dabei muss er zum einen den hohen Kräften standhal- ten, die auf die Walzen wirken. Zum anderen muss er trotz der hohen Vibrationen und Erschütterung direkt an der Walze eine exakte Verstellung ermöglichen. „Die Maschine hat mit einer Schnittbreite bis zu maximal 10,5 Metern einen Durchsatz von bis zu 400 Tonnen in der Stunde. Das erfordert viel Leistung und alle einge- setzten Bauteile müssen extrem robust sein“, erläutert Jan Keuter, verantwortlich für den Bereich Elektrokon- struktion im Unternehmen Krone. Für ihn gewinnt die elektrische Verstellung in Landmaschinen mehr und mehr an Bedeutung. „Elektrik steht in Konkurrenz zu Hydraulik. Wobei Hydraulik immer vorhanden ist und oftmals die naheliegende Lösung ist.“ Allerdings habe sich eine elektrische Verstellung in den vergangenen Jahren ebenso als Standard durchgesetzt. „Iso-Bus und ein 50 Ampere Anschluss sind fast auf allen Maschinen serienmäßig verbaut“, so Keuter ergänzend. Steigt der Grad der Automatisierung, können elektri- sche Verstellsysteme ihre Vorteile ausspielen. Das bestä- tigt auch Jan Keuter: „Wenn wir beispielsweise unter- schiedliche Positionen anfahren müssen und dafür eine exakte Lagerückmeldung benötigen, ist es meistens günstiger und vor allem in der Konstruktion einfacher, 2 | LINAK NEWS | TECHLINE 02-2022 Weitere Informationen über LINAK Lösungen für Landmaschinen finden Sie hier .
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einen elektrischen Antrieb zu verwenden.“ Genau dies ist der Fall bei der Verstellung der beiden Walzen des Corn-Conditioners. Über eine Kinematik verstellt der Antrieb den Abstand der beiden Walzen stufenlos. Die optimale Einstellung der Walzen zum Aufbrechen der Maiskörner ist nur mit Hilfe einer exakten Positionsrückmeldung möglich. Hierfür kommen Potentiometer zum Einsatz, die bereits in dem Antrieb integriert sind. „Die Ansteuerung für die Bewegung des Aktuators kommt in diesem Fall von der Steuerung des Maishäckslers“, erläutert Jan Keu- ter. Allerdings kann er sich vorstellen, in Zukunft einen Aktuator mit integrierter Steuerung und Leistungselek- tronik zu nutzen. Das hätte unter anderem den Vorteil, dass man dadurch Kabel einsparen könnte und die ei- gene Steuerung zusätzlich entlasten würde. LINAK hat bereits eine Vielzahl von Aktuatoren mit einer integrier- ten Steuerung und Leistungselektronik im Programm. Diese erlauben zahlreiche Möglichkeiten, die Anforde- rungen an komplexe Bewegungen umzusetzen. Unter anderem gibt es Schnittstellen zu unterschiedlichen Bus-Systemen, wie beispielsweise LINbus oder CAN SAE J1939. Auch ein paralleles Verfahren der Antrie- be ohne externe Steuerung ist mit LINAK IC Antrieben möglich. Ein weiterer Vorteil ist das Auslesen der Daten aus dem Antrieb. Das betont auch Jan Keuter: „Der Service wird in Zukunft eine noch wichtige- re Rolle spielen. Deswegen ist es wichtig, den Zustand der Maschine überwachen zu können. Beispielsweise die Temperatur in bestimmten Bereichen der Maschine oder die Anzahl der Zyklen, die der Aktuator ge- fahren hat.“ Direkt über dem Antrieb für die Verstel- lung der Walzen des Corn-Conditioners sitzt ein weiterer elektrische Linearaktu- ator von LINAK, der die Rückwand des Wurfbeschleunigers verstellt. Durch die Verstellung der Rückwand wird der Wurf- kanal verjüngt und dadurch die Wurfwei- te erhöht. Auch wenn dieser Antrieb we- niger Kraft aufbringen muss, so ist doch extremen Erschütterungen ausgesetzt. „Wir testen unsere Maschinen und die verwendeten Komponenten in unserem eigenen Validierungs-Testzentrum. Hier müssen auch die Antriebe von LINAK ihre Qualität unter Beweis stellen. Wir wollen als Premiumanbieter nur Produkte von höchster Qualität einsetzen und diesen Anspruch erfüllt LINAK seit vielen Jah- ren“, so Jan Keuter abschließend. Neues aus der Produktwelt LA36 Mobile mit neuem Steckerkonzept Geplant war, auf der Agritechnica in Hannover den Besuchern einen spannenden Einblick auf die kom- menden LINAK Produkte zu gewähren. Leider fällt die Messe aus. Einen Ausblick auf zukünftige Produkte gibt es an dieser Stelle. Zu den Neuigkeiten zählt der LA36 Mobile, der sich durch ein neues Steckerkonzept auszeichnet. Direkt am Gehäuse ist nun ein 18-poliger Stecker integriert. Dadurch bietet dieser Antrieb noch mehr Ein- und Ausgänge und eine höhere Adressierungsmöglich- keit im CAN-Bus-System. Für den Entwickler der Landmaschine bietet der LA36 Mobile eine bessere Möglichkeit, die interne Kommunikation zwischen den Komponenten der Maschine zu nutzen. Selbst- verständlich erfüllt der LA36 auch in dieser Variante die Schutzklasse IP69K in statischen und IP66 im dy- namischen Zustand. Das Gehäuse wurde nochmals optimiert Trotz der bereits hohen Qualität wurde das Gehäuse des LA36 noch einmal optimiert, um den Antrieb ge- gen Stöße und Vibrationen noch unempfindlicher zu machen. Das Antriebsgehäuse ist mit noch geringeren Toleranzen zusammengefügt, so dass die einzelnen Komponenten wie Motor und Getriebe noch fester an ihrem Platz sitzen und so unempfindlicher gegen Erschütterungen sind. Gerade im rauen Alltag einer Landmaschine können die Produkte von LINAK so ihre Vorteile ausspielen. Zero-Point – mehr Möglichkeiten durch flexiblere Initialisierung Um einen elektrischen Aktuator zu initialisieren, musste er bislang in die Endlage gefahren werden. Mit einer Initialisierung lässt sich das Positionierungssystem ka- librieren. Um eine zuverlässige Lagerückmeldung zu erhalten, ist das regelmäßige Anfahren der Endlage notwendig, da sich ansonsten die Positionierungstole- ranz erhöhen könnte. Schwierig wird dieser Vorgang jedoch, wenn aus konstruktiven Gründen die Endlage nicht angefahren werden kann. LINAK hat mit Zero- Point ein neues Kalibrierungssystem entwickelt, bei dem das Anfahren der Endlagen nicht mehr notwen- dig ist. Eine Initialisierung ist jetzt auch während des Verfahrens des Antriebs zwischen 40 und 60 Millime- ter möglich. Erhältlich ist die Zero-Point Technologie bislang ausschließlich für den Linearantrieb LA36 von LINAK, sowohl für LIN-Bus, die CAN-Bus Variante als auch für CANopen. 48 Volt, Long Life und I/O Plattform – ideale Voraussetzungen für Feldroboter Digitalisierung und eine noch höhere Automatisie- rung – Hersteller von landwirtschaftlichen Maschi- nen stehen vor großen Herausforderungen. Eine viel diskutierte Lösung ist der verstärkte Einsatz von Feldrobotern speziell für die Aussaat und die Un- krautbekämpfung. Gerade hier können elektrische Aktuatoren ihre Vorteile gegenüber hydraulischen und pneumatischen Systemen ausspielen. Elektri- sche Aktuatoren bieten zwar weniger hohe Kräfte im Vergleich zu Hydraulikzylindern, aber Vorteile im Bereich der Positionierungsgenauigkeit und der Integration in ein elektronisches Steuerungssystem. Auch der geringe Wartungsaufwand und die hohe Energieeffizienz sprechen für sich. Linearantriebe von LINAK bieten beste Vorausset- zungen für den Einsatz in modernen Feldrobotern: Mit seinem bürstenlosen Gleichstrommotor verfügt der LA36 Long Life über eine extrem hohe Lebens- dauer von mindestens 200.000 Zyklen. Die 48-Volt Technologie und die unterschiedlichen Schnittstel- len wie CAN SAE J1939 oder LIN-Bus sind ebenfalls beste Voraussetzungen für den Einsatz in zukunfts- weisenden landwirtschaftlichen Roboter-Systemen. Neben der Positionierungssteuerung bietet der Bus-Antrieb die Möglichkeit, Servicedaten aus dem Antrieb abzurufen und eine Diagnose des Systems durchzuführen. Auch die Alternative LIN-Bus wird von LINAK Aktua- toren unterstützt. LINAK bietet eine Reihe von Line- arantrieben mit integrierter LIN-Bus Schnittstelle an. Erfahren Sie mehr auf der LA36 Produkt-Webseite LINAK NEWS | TECHLINE 02-2022 | 3
