Capabile să deplaseze tone de pământ pentru activităţi de peisagistică, pe şantiere industriale şi de construcţii, încărcătoarele Bobcat® au reprezentat un mic cal de povară timp de peste 40 de ani. De-a lungul anilor, Bobcat Company a introdus un număr de modele şi modificări pentru a creşte puterea şi performanţele. Un astfel de produs este încărcătorul pe şenile, cunoscut pentru capacitatea de a se opri şi a se roti la 360 de grade pe loc, permiţând exploatarea în spaţii înguste şi limitate. Pentru a îmbunătăţi aceste performanţe, Bobcat lucrează la un concept inovator, prin care va creşte manevrabilitatea şi eficienţa direcţiei încărcătoarelor sale.

Pentru a transforma această idee în realitate, Bobcat avea nevoie de senzori de viteză şi de poziţie a volanului. Prin urmare, Bobcat s-a adresat Timken, având în vedere experienţa sa în tehnologia senzorilor. Soluţiile de detecţie Timken şi Bobcat au condus la una dintre cele mai importante inovaţii pentru încărcătoare de la invenţia încărcătorului cu şenile – direcţionare pe toate roţile.

„Cunoşteam succesul Timken în tehnologia senzorilor în aplicaţii auto sau de alte tipuri”, spunea Jason Osborn, inginer de proiect la Bobcat. „I-am sunat şi i-am întrebat dacă pot să proiecteze un senzor magnetic care să funcţioneze la un bun raport calitate-preţ în condiţiile dificile din mecanismul de direcţie al unui Bobcat. Restul este istorie”.

Provocarea Bobcat

Ideea Bobcat pentru un nou concept de direcţie părea destul de simplă în teorie: implementarea a patru roţi direcţionale şi manevrabile independent. Echipa tehnică Bobcat dorea un senzor fără contact, proiectat pentru durată de viaţă lungă şi rezistenţă ridicată, care să poată măsura unghiurile de bracare cu extremă precizie într-un sistem cu toleranţe schimbătoare.

Lucrând împreună, inginerii de la Bobcat şi Timken au conceput un proiect inovator, caracterizat de senzori fără contact introduşi în pivotul de direcţie al fiecărui ansamblu de roată al unui Bobcat. Rezultatul este un sistem de senzori integrat în pivotul de direcţie.

Succesul tehnologiei senzorilor Timken provine din utilizarea magneţilor şi a efectului Hall, prin care se transmit informaţiile de la fiecare roată pe baza cărora se determină unghiul roţii. Efectul Hall se bazează pe principiul conform căruia un câmp magnetic influenţează tensiunea din interiorul unui conductor metalic. Prin introducerea unui senzor şi a unui magnet direct în sistemul roţii, direcţia şi intensitatea câmpului magnetic sunt măsurate permanent, pentru a se identifica poziţia exactă a fiecărei roţi. Pe baza acestor informaţii, sistemul de direcţie poate indica cu precizie unghiul roţii.

Timken a proiectat senzori de viteză pentru încă un produs Bobcat pentru condiţii dificile, utilajul utilitar Toolcat™ 5600. Senzorii de viteză monitorizează mişcarea unui magnet inelar multipolar care se roteşte pe osiile frontale şi posterioare, cu ajutorul unui codificator adaptat ASIC cu senzor cu circuit integrat. Când roata se mişcă, senzorul detectează multiplii poli nord şi sud din interiorul magnetului inelar, citind şi comunicând viteza către sistemul de direcţie. Sistemul de direcţie foloseşte aceste informaţii pentru a controla viteza de rotaţie a roţilor.

Senzorii magnetici fără contact şi codificatorul ASIC sunt capabili să producă semnale de înaltă rezoluţie comparabile cu cele provenite de la senzorii de contact şi codificatorii optici mai mari şi mai puţin rezistenţi. În plus, dimensiunile sale compacte şi rezistenţa îi permit să funcţioneze în aplicaţii în care spaţiul redus făcea detectarea imposibilă până atunci, şi în care condiţiile dificile, precum temperaturile ridicate, uleiul, noroiul, unsoarea şi apa puteau avaria senzorii optici, provoca erori în senzorii optici şi de contact şi ameninţa eficacitatea senzorilor de poziţie înclinată. Alături de durabilitatea şi precizia crescute, noii senzori nu necesită componente electronice externe pentru a funcţiona. Acest sistem inovator îmbunătăţeşte dramatic manevrarea şi funcţionarea generală a ambelor vehicule Bobcat, care devin mai eficiente şi mai uşor de condus.

„Inginerii Bobcat au venit cu aceste provocări, iar noi le-am răspuns”, spunea John Santos, lider de echipă la Timken pentru produse şi sisteme inteligente. „Clienţii noştri au nevoie tot mai mult de capacităţi de detecţie electronică, iar noi avem o tradiţie în a le oferi soluţii verificate şi utile. În schimb, succesul lor este succesul nostru”.

Activitatea de proiectare

Senzorii de înclinaţie şi de viteză produşi de Timken sunt utilizaţi la Toolcat 5600 şi la încărcătorul cu patru roţi direcţionale (AWS) Bobcat A300. Această serie A a fost prima care a oferit două moduri de bracare selectabile. Senzorii sunt esenţiali pentru a permite sistemului să comute între AWS şi blocare selectivă printr-o simplă apăsare de buton.

În modul de blocare selectivă, fiecare parte funcţionează independent de partea opusă, permiţând operatorului să întoarcă în loc pentru un maxim de manevrabilitate. Alternativ, moodul AWS permite fiecărei roţi să se rotească independent, pentru o coordonare precisă a tuturor celor patru roţi. Aceasta permite roţilor interioare să se rotească în unghiuri mai ascuţite şi la viteze mai reduse decât roţile exterioare. Atunci când ambele laterale funcţionează în acest fel, durata de viaţă a pneurilor creşte, deoarece nu mai alunecă pe asfalt sau pe alte suprafeţe dure. Aceeaşi mişcare care reduce uzura pneului permite maşinii să ruleze lin pe iarbă sau pe alte suprafeţe pe care este preferabilă o denivelare cât mai redusă. De asemenea, întoarcerea cu AWS este mai uşoară, crescând confortul operatorului şi reducând riscul de cădere al materialelor nesecurizate.

„Începând din 1958, încărcătoarele noastre pe şenile au ajutat la schimbarea manierei de lucru”, a spus Osborn. „Suntem mândri că am reuşit să continuăm să ne îmbunătăţim performanţele produselor. Acum, prin incorporarea tehnologiei senzorilor Timken, am dus funcţionarea eficientă la următorul nivel”.

Fiecare încărcător AWS utilizează şase senzori, doi pentru viteză şi patru pentru unghiul roţii. În timp ce senzorul pentru unghi furnizează informaţii precise privind direcţia pe baza acţionării coordonate a celor patru roţi, senzorii pentru viteză sunt utilizaţi pentru a optimiza coeficientul corect de viteză a roţii necesar pentru întoarcerea încărcătorului. Senzorii de viteză ai încărcătorului AWS monitorizează viteza roţilor de pe partea dreaptă şi stângă, în timp ce senzorii de viteză de pe Toolcat 5600 sunt utilizaţi pentru a monitoriza viteza roţilor faţă şi spate.

Compania poate aproviziona Bobcat cu coloane de direcţie, rulmenţi cu role conice, rulmenţi cu bile, tacheţi pentru came, rulmenţi cu ace, ansambluri de precizie şi cuzineţi.

„Expertiza pe care o aducem continuă să dezvolte şi să întărească relaţia noastră cu Bobcat”, a spus Brad Baldwin, inginer de vânzări regional la Timken. „Succesul senzorilor noştri a deschis şi alte uşi, tranformându-ne dintr-un furnizor de produse într-un furnizor de soluţii pentru Bobcat”.

(Toate fotografiile sunt furnizate de Bobcat)