Das derzeit größtmögliche Entwicklungspotential für Neuerungen in der Maschinentechnik besteht heute in dem Aufbau von 'intelligenten', komplexen und flexiblen Baugruppen, welche die Sparten Mechanik, Elektronik und Software eng miteinander verknüpfen. Die vorliegende Arbeit soll einen Beitrag dazu leisten, den Begriff der Mechatronik in Bezug auf Anwendungen bei mobilen Arbeitsmaschinen zu präzisieren und ferner zu prüfen, ob die von anderen Branchen erarbeiteten Methoden und Definitionen direkt übernommen werden können oder ob abweichende Zielsetzungen formuliert werden sollten. Bei mobilen Arbeitsmaschinen sind hydraulische Antriebe als Leistungstellglieder führend. Daher stehen mobilhydraulische Aspekte im Vordergrund der Arbeit. Die dargestellten mechatronischen Methoden wurden mit einem praktisch ausgeführten Beispiel untermauert. Es handelt sich hierbei um eine Modifikation des Dreipunktkrafthebers eines Traktors als flexible, mechatronische Geräteschnittstelle. Im Zuge theoretischer Untersuchungen wurde die Festigkeitsprüfung der, mit integrierten Wegsensoren ausgestatteten, Hydraulikzylinder mittels FEM dargestellt. Ferner wurden eine gleichungsorientierte und eine geometrisch orientierte Simulation der Kinematik und Kräfte des Dreipunktgestänges beschrieben und miteinander verglichen. Zusätzlich wurde die Übereinstimmung der gleichungsorientierten Variante mit dem realen Traktor in Echtzeit belegt. Anschließend wurden die Führungs- und Stabilitätseigenschaften sowie die Qualität eines ausgewählten Automatikmodus (Parallelführung) des geregelten Krafthebers experimentell untersucht, sowie die grundsätzliche Einsetzbarkeit des Systems durch Feldversuche nachgewiesen. Die Behandlung besonderer Betriebsbedingungen erfolgte anhand von zwei Beispielen. Bei dem einen Beispiel handelt es sich um das Problem ziehender Lasten bei doppeltwirkenden Zylindern in einem Load-Sensing-System mit konstanter Druckdifferenz, da dieser Lastfall im praktischen Betrieb des modifizierten Krafthebers zwangsläufig auftritt. Bei dem zweiten Beispiel wurde der Gleichlauf der beiden Hubzylinder bei stark unterschiedlicher Last behandelt, weil bei dem modifizierten Hubwerk eine mechanische Kupplung zwischen dem rechten und dem linken Hubzylinder nicht mehr besteht.
Mechatronik für mobile Arbeitsmaschinen am Beispiel eines Dreipunktkrafthebers
2002
135 Seiten, Bilder, 158 Quellen
Theses
German
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