Dankzij de volledig elektrische actuator van Cascade Drives AB kunnen stuurbekrachtigingsystemen in zware trucks en bussen voortaan gebouwd worden zonder hydraulische systemen met olietanks. De motor voor de stuurbekrachtiging hoeft dan ook niet meer permanent te draaien. Dat bespaart veel energie en CO2-uitstoot.
Als het aan de ingenieurs van de Zweedse start-up Cascade Drives AB ligt, rijden zelfs de zwaarste vrachtwagens en bussen straks alleen nog maar met volledig elektrisch aangedreven stuurbekrachtigingsystemen. Dat betekent dat de hydraulische installaties eruit gaan en er geen olie meer aan te pas komt. “Een groot voordeel”, zegt sales engineer Max Mårtensson van Cascade Drives, omdat de elektrische actuators die nodig zijn voor de stuurbekrachtiging gemiddeld genomen veel minder energie verbruiken en dus ook veel minder CO2 uitstoten dan nu toegepaste hydraulische systemen.
Geen hydraulische olietank meer nodig
Bij hydraulische stuurbekrachtiging is een tank met hydrauliekolie nodig. De olie wordt gebruikt als drukvloeistof die bij het sturen gebruikt wordt om een stuurstang tussen de wielen van links naar rechts en omgekeerd te duwen. De motor van de pomp die de druk op de vloeistof regelt als het stuur naar links of rechts buigt moet de hele tijd draaien. Ook als een truck of bus eindeloos lang rechtdoor rijdt op de snelweg.
De elektrische actuator van Cascade Drives werkt niet met olie maar met rondsels (een soort tandwielen) en een tandheugel (rails met ribbels waarover het tandwiel voortbeweegt, zie inzet video). De tandwielen bewegen om de as van een elektrisch aangedreven roterende pin over de tandheugel. Zo duwen ze de staaf van naar links of rechts. De toepassing van een rondsel over een tandheugel om draaiende beweging om te zetten in rechte beweging is natuurlijk niet nieuw, zegt Mårtensson. Het probleem tot nu toe van deze techniek was echter dat voor zware voertuigen deze ofwel te weinig kracht opleverde, ofwel dat het de benodigde kracht te langzaam leverde.
Meer tandwielen, meer kracht
Dat kwam doordat er maar één rondsel over de tandheugel heen en weer rolde. Het geheim van de technologie van Cascade Drives is dat de actuator gebruik maakt van meerdere rondsels op een tandheugel (‘pinions’ en ‘rack’), zegt Mårtensson. Daardoor is de kracht waarmee een staaf in de actuator naar links of rechts geduwd wordt veel groter dan als er maar een rondsel inzit terwijl de snelheid niet omlaag gaat. “Daardoor is onze elektrische actuator inzetbaar voor elk type bus of vrachtwagen, hoe zwaar deze ook is.” Er is ook een flexibel element aan de actuator toegevoegd waardoor deze niet breekt, zegt Mårtensson. De actuator is gecertificeerd volgens de geldende richtlijnen voor vrachtwagens en bussen. “Maar ze moeten nog wel een aanvullende procedure doorlopen om te voldoen aan de regels van de landen waarin ze geproduceerd worden.”
Vrachtwagenproducenten werken aan model met Cascade Drives
Op dit moment werken twee grote Europese producenten van commerciële voertuigen ontwerpen uit waarbij de elektrische actuator van Cascade Drives mogelijk ingebouwd wordt. Is het dan niet een hele spannende tijd voor de Zweedse ingenieurs omdat die ontwerpen dus ook door de lokale regelgeving moeten komen?, is de vraag. “Ik heb in het verleden zelf lange tijd vrachtwagens gecertificeerd”, zegt Mårtensson.
“Meestal zijn er wel een aantal specifieke aanmerkingen op het ontwerp die dan verwerkt moeten worden voordat er toestemming wordt verleend voor de toepassing. Dat is normaal. Maar ik verwacht geen grote verrassingen. De actuator is tenslotte gecertificeerd volgens R-79, de Europese regels die gelden voor besturingssystemen van voertuigen.”
Verschillende applicaties
Cascade drives levert ook oplossingen voor het vervangen van hydrauliek in de voedsel industrie. Door de toepassingen van een elektrische actuator is er geen behoefte meer aan hydraulische olie, wat een groot veiligheidsvoordeel oplevert. Ook andere industriële toepassingen op het gebied van bijvoorbeeld waterjet snijden lenen zich bij uitstek voor het gebruik van de oplossingen van Cascade Drives.
Cascade Drives
Cascade Drives AB is een Zweedse scale-up die is opgericht in 2014. Cascade heeft het patent op een ‘true electric’ actuator voor heavy duty toepassingen. Deze actuators worden toegepast in commerciële voertuigen zoals vrachtwagens en bussen, industriële voertuigen zoals vorkheftrucks en industriële machines. De toepassing van Cascade’s elektrische actuator in commerciële voertuigen leidt tot een zeer precieze besturing, een belangrijke voorwaarde voor betrouwbare, autonoom rijdende voertuigen. Bij de toepassing van Cascades actuators in vorkheftrucks wint een ingebouwde generator energie terug als de lift omlaag gaat. Gemiddeld levert de toepassing van de elektrische actuator van Cascade Drives vergeleken met een hydraulisch systeem een energiebesparing van 25 procent op waardoor ook de CO2-uitstoot fors lager is.
EIT InnoEnergy
Zonder innovatie, geen energietransitie. Maar hoe breng je de benodigde innovaties (versneld) naar de markt, beperk je de risico’s die daarmee gepaard gaan en zet je sterke businesscases neer? Daar specialiseert EIT InnoEnergy zich al tien jaar in. De publiek-private onderneming heeft een bewezen staat van dienst in het ondersteunen van start-ups, scale-ups en consortia, die innovatieprojecten op het gebied van energie naar de markt proberen te brengen. Tevens ondersteunt InnoEnergy het opzetten van industriële waardeketens, bijvoorbeeld op het gebied van batterijen en groene waterstof. EIT InnoEnergy is een van de investeerders in Cascade Drives.
Meer informatie: www.innoenergy.com
Contact: Benelux@innoenergy.com
