Integration in die Landwirtschaft*
Integration von elektrischen Zylindern auf landwirtschaftlichen Maschinen
Die elektrischen Zylinder setzen sich im Agrarsektor zunehmend als saubere, präzise und einfache Alternative zu herkömmlichen Hydrauliksystemen durch. Ihre Integration in ein mobiles Gerät (Traktor, Agrarroboter, angehängtes Werkzeug usw.) erfordert jedoch einen sorgfältigen Ansatz, sowohl elektrisch, mechanisch als auch umwelttechnisch.
Elektrische Versorgung
Die in landwirtschaftlichen Anwendungen verwendeten elektrischen Zylinder werden in der Regel von einem Lithium-Batteriepack gespeist — oft mit LFP (Lithium-Eisen-Phosphat) oder NMC (Nickel-Mangan-Kobalt) Technologie — mit einer Nennspannung von 48 bis 51,2 V DC.
Um die Sicherheit und Zuverlässigkeit des Systems zu gewährleisten:
Installieren Sie eine DC-Sicherung auf der Plusleitung, möglichst nahe an der Batterie, um den Stromkreis gegen Kurzschlüsse oder Überströme zu schützen.
Planen Sie einen Trennschalter oder Notschalter ein, der eine schnelle Abschaltung der Leistung im Falle eines Eingriffs oder Fehlers ermöglicht.
Beachten Sie die Polaritäten und verwenden Sie Steckverbinder, die für die Spannung und den Strom des Zylinders geeignet sind.
Steuerung und Regelung
Die Steuerung des Zylinders kann auf zwei Arten erfolgen:
Über einen externen dedizierten Controller, der mit dem Steuerbus des Fahrzeugs verbunden ist.
Oder über einen Zylinder mit integriertem Controller, was die Verkabelung und Steuerung erheblich vereinfacht.
Je nach Art der Anwendung sind verschiedene Steuerungsschnittstellen möglich:
CAN-Bus: für eine direkte Integration in ein eingebettetes Kommunikationsnetzwerk.
PWM (Pulsweitenmodulation): für eine einfache proportionale Steuerung.
Ein-/Ausgänge TOR (Alles oder Nichts): für grundlegende Betätigungsfunktionen (Ausfahren/Einfahren).
Zylinder mit integriertem Controller bieten auch erweiterte Funktionen wie Strombegrenzung, Rampensteuerung oder Positionsrückmeldung, ideal für automatisierte landwirtschaftliche Maschinen.
Mechanische Integration
Die mechanische Integration eines elektrischen Zylinders muss mit der gleichen Sorgfalt wie bei einem Hydrauliksystem erfolgen:
Verwenden Sie Gabelköpfe und Gelenke, die auf die maximale Kraft des Zylinders ausgelegt sind, unter Berücksichtigung eines Sicherheitsfaktors (×1,3 bis ×1,5), um Stöße und Reibung auszugleichen.
Vermeiden Sie das Knicken der Stange: Der Zylinder muss nur in axialer Druck- oder Zugrichtung arbeiten.
Planen Sie seitliche Führungen ein, um Querkräfte auf die Stange und die Lager zu eliminieren.
Integrieren Sie Endlagendämpfer oder Elastomerpuffer, um Stöße zu begrenzen und die Mechanik zu schonen.
Eine schlechte mechanische Konstruktion kann zu vorzeitigem Verschleiß der inneren Schrauben, Verformung der Stange oder irreversiblen Ausfällen führen.
Dichtigkeit und Umweltschutz
Landwirtschaftliche Maschinen arbeiten in anspruchsvollen Umgebungen: Staub, Schlamm, Regen, Hochdruckreinigung usw.
Es ist daher wichtig:
Wählen Sie einen Zylinder mit einem geeigneten Schutzgrad (IP), typischerweise IP65 bis IP69K je nach Einsatzbedingungen.
Schützen Sie die Steckverbinder mit Kappen oder wasserdichten Hülsen.
Positionieren Sie den Zylinder so, dass Wasseransammlungen oder direkte Einwirkung von Waschstrahlen vermieden werden.
Fügen Sie nach Möglichkeit einen Stangenbalg hinzu, um das Eindringen von Staub zu verhindern und die Lebensdauer des Mechanismus zu verlängern.
Verkabelung und elektrische Installation
Die Verkabelung ist ein kritischer Punkt für die Zuverlässigkeit eines eingebetteten Systems:
Verwenden Sie möglichst kurze Kabellängen, um Spannungsabfälle zu begrenzen.
Dimensionieren Sie die Kabelquerschnitte entsprechend dem Nennstrom und der Länge der Strecke (Referenz: IEC-Norm oder Hersteller).
Beachten Sie die minimalen Biegeradien der Kabel, um mechanische Belastungen zu vermeiden.
Befestigen Sie die Kabel mit vibrationsbeständigen Befestigungen und schützen Sie die Durchführungen mit Schläuchen und Kabeldurchführungen.
Beachten Sie die empfohlenen Anzugsmomente für Klemmen und Steckverbinder, um Erwärmung oder Lockerung zu vermeiden.
Zusammenfassung
| Aspekt | Gute Praktiken |
| Stromversorgung | LFP/NMC-Pack 48–51,2 V, Sicherung und Trennschalter erforderlich |
| Steuerung | Zylinder mit integriertem Controller oder über externen Controller (CAN/PWM/IO) |
| Mechanik | Dimensionierte Gabelköpfe, Führungen, Dämpfung, keine Seitenkräfte |
| Dichtigkeit | IP65–IP69K, Schutz der Steckverbinder, Balg empfohlen |
| Verkabelung | Angepasste Querschnitte, kurze Wege, kontrollierte Anzugsmomente, robuste Befestigungen |
Fazit
Die Integration von elektrischen Zylindern auf landwirtschaftlichen Maschinen ermöglicht die Kombination von Präzision, Sauberkeit und Energieeffizienz bei gleichzeitiger Reduzierung des Wartungsaufwands.
Eine sorgfältige Konstruktion — sowohl im mechanischen als auch im elektrischen Bereich — gewährleistet eine erhöhte Langlebigkeit und optimale Zuverlässigkeit, selbst in den anspruchsvollsten Umgebungen der Landwirtschaft.
*: Die in diesem Artikel präsentierten technischen Informationen sind unverbindlich. Sie ersetzen nicht die offiziellen Anleitungen der Hersteller. Vor jeder Installation, Handhabung oder Nutzung konsultieren Sie bitte die Produktdokumentation und beachten Sie die Sicherheitsanweisungen. Die Website Torque.works kann nicht für eine unsachgemäße Verwendung oder eine falsche Interpretation der bereitgestellten Informationen verantwortlich gemacht werden.