Gépipari forradalom: merőben új megoldások a rakodógépeknél

Az ellátási lánc megszokott gépeinél – óriás targoncák, átrakó gépek, homlokrakodók – teljesen új műszaki megoldások rajzolódnak ki és terjedhetnek el hamarosan, a klasszikus hidraulikus rendszerek helyett. A fejlesztéseket az energiatakarékosságra, a költséghatékonyságra, a környezetvédelemre alapozzák.

Az ipari robotok jellemzően gyors, könnyű, elektro-mechanikus meghajtásokkal rendelkeznek, és relatíve kis tömegeket mozgatnak meg, emelnek vagy illesztenek helyükre. Igaz, vannak nagy teljesítményűek is, akár sűrített levegős vagy hidraulikus működtetéssel is, vagy mindhárom kombinációjával. Az ipari termelésben alkalmazott ipari robotok típustól függően akár 1300 kilogramm teherbírásúak is lehetnek. Ez adta az ötletet, hogy lehetőség szerint, a különböző rakodógépek bizonyos funkcióit, hidraulika helyett például elektro-mechanikus megoldások vegyék át. Sőt, akár acélszövet-erősítésű gumiszíjak, a vízszintes irányú mozgásokhoz.

A másik két ötletadó terület a speciális, gépkocsiszállító-felépítmények és a járműjavító műhelyek emelőberedezései, ahol igen gyakoriak a villanymotoros-csavarorsós mozgatások.

 Az egyesült-államokbeli RISE Robotics már több mint negyven éve foglalkozik különféle mechanikus rendszerek fejlesztésével, tervezésével és gyártásval, többek közt a megszokott hidraulikus munkahengerek kiváltásra. Igaz, azért vannak bizonyos korlátok – legfőbbképpen teherbírás vagy emelési magasság –, hogy hol és milyen célokra alkalmasak az akár kétszer gyorsabb elektro-mechanikus megoldások. Például nem tudja kiváltani, a többtagos hidraulikus munkahengereket vagy nem egy bányaipari óriás kotrógépben kell elképzelni ezeket a rendszereket. Ellenben egy emelőgémes vagy emelőtornyos, akár húsz tonna teherbírású, ipari- vagy konténerrakodó villástargoncában már komoly alternatíva lehet olyan funkcióknál, mint például a kormánymű, a toronydöntés vagy villatávolság-állítás, de még akár a tehermelés is.

A RISE a munkahengerének megalkotásakor egy, a történelem homályába vesző, műszaki megoldást gondolt újra és tervezett át, amelyet Chinese Windlass-nak „kínai csörlőnek“ hívank. Minden bizonnyal Ázsia magas fennsíkjain és a Selyemút menti mély, sivatagi kutakon alkalmazták eredetileg, a csigakerékre függesztett vödör fel-le mozgatására. A tengely egyik fele nagyobb átmérőjű, mint a másik, a lefutó kötélzet a tengely vastagabb felére csavarodik fel forgás közben. Emeléskor pedig a kisebb átmérőjű részre tekeredik a kötél, így bizonyos áttétel is megvalósúl megkönnyítve a teher emelését. És ami a legnagyszerűbb ismérv, hogy a teher, a két végpont között, a kívánt helyzetben stabilan megáll, mindenféle rögzítés nélkül.

A legnagyobb trükk azonban a RISE hengerben, hogy egy speciális áttételezéssel az eddigi függőleges mozgást, vízszintesen valósítja meg. A kétágú rudazot – amely funkciója ugyanaz, mint a hidraulikus munkahenger dugattyújának – egy szénkefe nélküli, karbantartásmentes villanymotor mozgatja, minimális kenőolajban futó, acélszövetes gumihevderrel, amely leginkább egy vezérműszíjhoz hasonlítható.

Mi az előnye? Lényegesen kisebb a villanymotor teljesítményigénye, a rendszer szintű energiamegtakarítás legalább ötven százalékos, nem kell hidraulikaolaj és szivattyú, a vezérműtömbök egy része megspórolható a szintén drága hidraulikatömlőkkel együtt. Nincs olajcsere, nincs szivárgás vagy tömlőlyukadás és –40°C-ig működőképes. A RISE munkahenger javíthatósága teljesen hasonló egy hidraulikus munkahengerhez.

 Gyártója a 2014-ben alapított, kaliforniai székhelyű Terzo Power Systems, ők egy szintén meglévő megoldás továbbfejlesztésén dolgoztak és dolgoznak. Mobil szervizkocsikban, műhelyekben vagy műszaki mentő járművekben nem ismeretlen a hidraulikaolaj-tartályba épített, nagy teljesítményű elektromos szivattyú, különböző mobil vagy fix hidraulikus berendezések, szerszámok működtetéséhez. Ezt továbbgondolva született meg a rakodógépes, munkagépes alkalmazáshoz való – még teszt alatt álló prototípus – kiváltva a megszokott dízelmotort és hidraulikatartályt, valamint a nagyteljesítményű szivattyút.

A HydraPulse egységből akárkettő, sőt három is beépíthető egy tisztán elektormos üzemű gépbe. Mindíg csak a szükséges egység működik, és a lehető legrövidebb csővezetéken jut el az olaj a munkahengerekhez; szükség esetén olajhűtővel is kiegészíthetők.

A szokványos dízel-hidraulikus gépek hatásfoka legfeljebb harminc százalék (motortól a működtetési végpontig), míg a HydraPulse esetében ez elérheti a nyolcvan százalékot. A szivattyúk csak a szükséges ideig működnek, csökkentve az áramfogyasztást, nincs üresjárati kopás és teljesítményfelvétel, amikor halad a gép. Ebből adódóan az üzemi hőmérséklet sem lesz több +71°C-nál, ezért ötven százalékkal kisebb hűtőfelület is elegendő. Továbbá, a pillanatnyi terheléshez igazodva működhetés akár a munkagép különböző részeibe önállóan is beépíthetők.

A vezérműtömbök helyébe előbb-utóbb a legmodernebb mechatronikus egységek lépnek, összehangolt elektronikus egységet alkotva a rakodógépek teljes vezérlésével.