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  E-Hydraulischer Aktuator



Das ist ein elektrohydraulisches Stellglied, das über CAN-Bus angesteuert wird und im schweren Lkw die Kupplung hydraulisch betätigt. Ein mit 24 Volt betriebener, bis zu 350 W starker Elektromotor bringt über eine passende Hydraulik über 6000 N auf, um einen Nehmerzylinder maximal weit mehr als 20 Zentimeter zu bewegen. Am Ende kommt also Brems-, Hydraulikflüssigkeit oder Mineralöl heraus, die z.B. auf ein Kupplungssystem wirkt mit dem Zweck, diese auszurücken.

Entsprechend den Dimensionen beim Lkw ist das Bauteil 33 Zentimeter lang und 8 Kilogramm schwer. Es kann auch außen an einen Verbrennungsmotor angeflanscht werden, denn es verträgt Temperaturen bis 110°C. So, wie es sich hier darstellt, kann es nicht nur an hydraulisch betätigten Kupplungen eingesetzt werden, sondern im Prinzip alle Steller-Aufgaben mit elektrischer Ansteuerung erfüllen.

Das könnte dann auch das Einlegen einer schaltbaren Differenzialsperre oder die Kupplungsbetätigung in automatisierten Schaltgetrieben sein, in Ausführung mit zwei Kolben auch bei Doppelkupplungsgetrieben. Wichtig ist, dass hier ein kontrollierter Druckaufbau stattfindet, was diesen Aktuator auch z.B. für eine Schlupfregelung prädestiniert. Bis zu 200 bar Druck sind möglich.

Der Gleichstrommotor arbeitet bürstenlos, was seiner Lebensdauer und Baulänge zugute kommt. Über eine Art kugelgelagerte Spindel und eine bestimmte Übersetzung treibt er im Innern einen Hydraulikkolben an. Der Druckaufbau geschieht in einem Kunststoffgehäuse und ist sensorüberwacht. Die Regelelektronik ist platzsparend untergebracht.

Der Antriebsmotor wird auch BrushLess Direct Current-Motor genannt, was soviel wie bürstenloser Gleichstrommotor heißt. Er ist im Kraftfahrzeug inzwischen weit verbreitet, allerdings meist als Kleinantrieb mit weniger Leistung. Und mit der Zunahme von Energieeinsparung und Hinwendung zu elektrischen Antrieben wird die Zahl noch zunehmen. Natürlich spielen Kleinantriebe auch eine sehr wichtige Rolle bei Komfort und eine minder wichtige im Sicherheitsbereich.

Der hier agierende E-Antrieb ist ein typischer Kurzzeitläufer. Während dieser kurzen Zeitspanne muss er allerdings ein hohes Drehmoment präzise geregelt einsetzen. Schon Fahrschüler lernen, dass es zu den eher schwierigen Aufgaben gehört, eine Kupplung einrücken zu lassen, denn der Vorgang darf weder zu schnell noch zu langsam erfolgen.

Beim Rückwärts-Einparken der ersten Fahrzeuge mit elektrischer Kupplung war das deutlich zu sehen. Generell haben es ohnehin die Stellantriebe schwerer gegenüber Dauerläufern, umso mehr, wenn große Lasten wie hier beim Lkw bewegt werden. Hier wirkt übrigens die Hydraulik auch in gewisser Weise etwas dämpfend.

Ohne Elektronik ist der bürstenlose E-Motor nicht machbar. Sie steuert über entsprechende Schalter die jeweils über Leistungstransistoren zu bestromende Spulen als Teil der Statorwicklung. Dabei auftretende Wechselstromanteile werden über einen Kondensator eliminiert. Das Statorfeld unterscheidet sich je nachdem, ob es sich um einen Dauer- oder Kurzzeitläufer handelt. Oft ist auch noch eine Strombegrenzung durch eine bestimmte Länge aufeinander folgender Ein- und Ausschaltvorgänge (Pulsweitenmodulation) nötig.

Ein wesentlicher Nachteil des leistungsstarken Gleichstrommotor ohne Bürsten ist sein höherer Preis. Das wird alleine schon daran deutlich, dass z.B. die Fa. Bosch auch moderne Klein-Starter im kostensensitiven Segment mit herkömmlichem Kommutator herstellt. 01/14




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