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O+P Fluidtechnik 6/2017

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5445<br />

06 Juni <strong>2017</strong><br />

ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS<br />

FLUIDTECHNIK IM VDMA<br />

FLUIDTECHNIK<br />

OPTIMIERTE MONTAGESICHERHEIT<br />

UND BEDIENBARKEIT<br />

24 I Rohrumformsystem im<br />

Einsatz an einer Hydraulikpresse<br />

08 I LOUNGE<br />

Technologie zu gestalten<br />

und diese im Markt zu<br />

realisieren, reizt mich<br />

38 I DIESELGATE<br />

IM TANKROHR<br />

Zeitgemäße Auslegung des<br />

Rücklaufs zum Tank<br />

Bruno Hartmann<br />

oup-fluidtechnik.de


TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE<br />

R E P O R T<br />

ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS<br />

FLUIDTECHNIK IM VDMA<br />

ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS<br />

FLUIDTECHNIK IM VDMA<br />

KONSTRUKTIONS-JAHRBUCH<br />

9 Print-Ausgaben im Jahr<br />

+ Sonderausgabe <strong>O+P</strong> Report (1x jährlich)<br />

+ Sonderausgabe <strong>O+P</strong> Konstruktionsjahrbuch<br />

(1x jährlich)<br />

Überblick:<br />

Das aktuelle<br />

Produktangebot der<br />

<strong>Fluidtechnik</strong><br />

DAS BASISKOMPENDIUM<br />

FÜR DEN INGENIEUR IN<br />

PLANUNG, KONSTRUKTION<br />

UND BETRIEB. KLAR GEGLIEDERT.<br />

MIT ALLEN LEISTUNGSDATEN.<br />

34 | DURCHLEUCHTET –<br />

SICHERE UND EFFZIENTE<br />

SCHLAUCHVERBINGUNDEN<br />

COMMUNITY GRUNDLAGEN<br />

PRODUKTKATALOG<br />

Exportweltmeister<br />

trotz schwierigem<br />

Marktumfeld<br />

oup-fluidtechnik.de<br />

Wichtige Hinweise für<br />

die Projektierung fluidtechnischer<br />

Anlagen<br />

Das gesamte Angebot der<br />

Hydraulik und Pneumatik<br />

in Tabellenform<br />

FIRMENVERZEICHNIS<br />

Alle wichtigen<br />

Informationen von rund<br />

550 Anbietern<br />

OUP_KJB_SO_Parker_Titel_2016.indd 1 11.10.2016 10:51:46<br />

Produktgruppen:<br />

Pumpen und Pumpenaggregate<br />

Antriebe<br />

oup-fluidtechnik.de<br />

Antriebe<br />

Effektives Biegen<br />

und Umformen von Rohren<br />

Steuerungen und Regelungen<br />

Mess- und Prüftechnik<br />

Weitere Systemkomponenten<br />

ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS<br />

FLUIDTECHNIK IM VDMA<br />

FLUIDTECHNIK<br />

54 I FORSCHUNG<br />

IM DIALOG<br />

Experten diskutieren<br />

Erfolgsprojekt STEAM<br />

12 I BREXIT<br />

Welche Auswirkungen hat<br />

der Austritt auf die Branche?<br />

08 I MENSCHEN<br />

UND MÄRKTE<br />

„Mich faszinieren die Dynamik<br />

und der Facettenreichtum<br />

der <strong>Fluidtechnik</strong>“<br />

Peter-Michael Synek (VDMA)<br />

OUP_SO_Titel_VOSS_2016_08.indd 1 11.10.2016 10:33:46<br />

+<br />

Abo-Begrüßungsgeschenk:<br />

Der Bluetooth-Lautsprecher<br />

CALIBER HSG 301BT<br />

inkl. Zubehör; kompatibel mit Bluetooth-Smartphones, Tablets,<br />

PCs und Notebooks,<br />

360° omni-direktionalen Sound, 4 Std. Akkulaufzeit<br />

Sichern Sie sich den lückenlosen Bezug wertvoller Informationen!<br />

6 Telefax: 06131-992/100 @ E-Mail: vertrieb@vfmz.de Internet: engineering-news.net & Telefon: 06131-992/147<br />

Ja, ich möchte die Zeitschrift „<strong>O+P</strong>“ abonnieren<br />

Das Jahresabonnement umfasst 9 Ausgaben und kostet € 159,- (Ausland € 179,- netto) inkl. Versandkosten. Als Begrüßungsgeschenk<br />

erhalte ich den Bluetooth-Lautsprecher. Das Abonnement verlängert sich jeweils um ein weiteres Jahr, wenn es nicht spätestens<br />

4 Wochen zum Ende des Bezugsjahres schriftlich gekündigt wird.<br />

Die Bestellung kann innerhalb von 14 Tagen ohne Begründung bei der Vereinigte Fachverlage GmbH widerrufen werden. Zur Wahrung der Frist genügt die rechtzeitige Absendung.<br />

Ihre Daten werden von der Vereinigten Fachverlage GmbH gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise von ausgewählten Unternehmen<br />

genutzt, um Sie über berufsbezogene Produkte und Dienstleistungen zu informieren. Dieser Speicherung und Nutzung kann jederzeit schriftlich beim Verlag widersprochen werden (vertrieb@vfmz.de).<br />

Name/Vorname<br />

Position<br />

Firma<br />

Abteilung<br />

Straße oder Postfach<br />

PLZ/Ort<br />

Telefon/E-Mail<br />

Datum, Unterschrift<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH . Vertrieb . Postfach 10 04 65 . 55135 Mainz . Telefon: 06131/992-0 . Telefax: 06131/992-100<br />

E-Mail: vertrieb@vfmz.de . Internet: www.engineering-news.net<br />

„<strong>O+P</strong>“ ist eine Zeitschrift der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz, HRB 2270, Amtsgericht Mainz,<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz


EDITORIAL<br />

SICHERHEIT –<br />

ALLES RELATIV<br />

Angesichts der in allen Lebenslagen präsenten, stetig wachsenden<br />

Bedrohungen steigt der verständliche Wunsch nach Sicherheit.<br />

Doch gibt es diese überhaupt? Leider nicht zu 100 %, aber<br />

Bedrohungsanalyse und Risikobewertung können helfen.<br />

Laut Wikipedia kann man Sicherheit nur als relativen Zustand der<br />

Gefahrenfreiheit ansehen, der stets nur für einen bestimmten<br />

Zeitraum, eine bestimmte Umgebung oder unter bestimmten<br />

Bedingungen gegeben ist. Im Extremfall können sämtliche Sicherheitsvorkehrungen<br />

versagen, etwa bei Vorkommnissen, die sich nicht<br />

beeinflussen oder voraussehen lassen. Sicherheit bedeutet also nicht,<br />

dass Beeinträchtigungen vollständig ausgeschlossen sind, sondern<br />

nur, dass sie hinreichend unwahrscheinlich sind. Dass diese Definition<br />

absolut richtig ist, beweisen die Vorkommnisse der jüngsten<br />

Vergangenheit zum Beispiel um Ransomware nur allzu deutlich.<br />

Dies nahm die Redaktion <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> zum Anlass, das<br />

wichtige Thema Sicherheit im Schwerpunkt IT Security<br />

aufzugreifen. Unter anderem erfahren Sie, liebe Leserinnen und<br />

Leser, ab Seite 12, was anerkannte Experten in unserer Umfrage<br />

dazu sagen. Fazit: Sicherheit kommt nicht von selbst, sie kann nie<br />

allumfassend sein und es gibt sie nicht kostenlos!<br />

Kraft<br />

ist<br />

unser<br />

antrieb<br />

TOX ® -<br />

Kraftpaket<br />

2 – 2000 kN<br />

Welche Erfahrungen haben Sie gesammelt? Wie gehen Sie mit<br />

dieser Thematik um? Auf Ihre Antworten freut sich schon jetzt<br />

Ihr<br />

Michael Pfister<br />

m.pfister@vfmz.de<br />

Wir lassen stetig<br />

innovative Ideen in<br />

unsere bewährten<br />

pneumohydraulischen<br />

Antriebe einfließen.<br />

Das kraftvolle geniale<br />

Prinzip ist zigtausendfach<br />

gleich geblieben.<br />

TOX ® GmbH &<br />

PRESSOTECHNIK Co. KG<br />

D-88250 Weingarten<br />

info@tox-de.com<br />

www.tox-de.com


INHALT<br />

12<br />

28<br />

38<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

PERSONALIEN<br />

05 Vorstandvorsitzender der<br />

SmartFactoryKL bestätigt<br />

BIG PICTURE<br />

06 Innovation für die<br />

Forstwirtschaft<br />

<strong>O+P</strong> LOUNGE<br />

08 Bruno Hartmann: „Technologie<br />

zu gestalten und diese im Markt<br />

zu realisieren, reizt mich“<br />

SERVICE<br />

10 Kastas startet neues B2B-Portal<br />

<strong>O+P</strong> UMFRAGE<br />

12 Cyber-Attacken, Ransomware &<br />

Co.: Wie real ist die Bedrohung?<br />

IT SECURITY<br />

14 WannaCry – Das unendliche<br />

Katz- und Mausspiel<br />

15 Kommentar: Jenseits ethischer<br />

Normen<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ANTRIEBE<br />

16 Hydraulik und Elektromechanik<br />

werden eins<br />

20 Antriebszylinder: Presskraft auf<br />

den Punkt<br />

22 Drehbohrgerät: Einer für alles<br />

TITEL UMFORMMASCHINEN<br />

24 Sicher und komfortabel in Form<br />

kommen<br />

STEUERUNGEN UND<br />

REGELUNGEN<br />

28 Baggereinsatz in virtuellen<br />

Wänden<br />

<strong>O+P</strong> VOR ORT<br />

30 Blasenspeicher: Doppelte<br />

Leistung<br />

32 Interview mit Ahmet Güven zur<br />

neuen Generation Hydrauliköle<br />

von Shell<br />

36 Die am schnellsten zu konfektionierende<br />

Energiekette der Welt<br />

MARKTPLATZ<br />

19 Produktinnovationen und mehr<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

VERBINDUNGSELEMENTE<br />

38 Dieselgate im Tankrohr –<br />

falsche Auslegung kann zu<br />

Beschädigungen der Anlage<br />

durch Kavitation, Druckschläge<br />

und Diesel-Effekte führen<br />

ANZEIGE<br />

SERVICE<br />

03 Editorial<br />

34 Impressum<br />

35 Inserentenverzeichnis<br />

50 <strong>O+P</strong> Final<br />

TITELBILD<br />

Walter Stauffenberg GmbH & Co. KG<br />

Werdohl<br />

4 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


PERSONALIEN<br />

Mehr über die Mitgliederversammlung<br />

lesen Sie hier:<br />

bit.ly/SmartKL<br />

VORSTANDVORSITZENDER DER SMARTFACTORYKL BESTÄTIGT<br />

Die Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V. hat auf ihrer Mitgliederversammlung Prof. Dr. Detlef Zühlke, Initiator und Gründer der<br />

SmartFactoryKL, als Vorsitzenden des Vorstandes im Amt bestätigt. Das Bild zeigt (v.l.n.r.) den vierköpfigen Vorstand: Dr. Thomas<br />

Bürger, Prof. Dr. Detlef Zühlke, Andreas Huhmann und Klaus Stark (Foto: SmartFactoryKL).<br />

www.smartfactory.de<br />

ALBERTO<br />

BARTOLI<br />

EDWIN<br />

MARINGKA<br />

ARNOLD<br />

BÜSCHER<br />

MARÍA BELÉN<br />

ARANDA COLÁS<br />

ULRICH<br />

JOCHEM<br />

ist neuer CEO von<br />

Gefran. Seine Vorgängerin<br />

Maria-Chiara<br />

Franceschetti (48),<br />

Tochter des Gründers<br />

Ennio Franceschetti und<br />

seit 2014 an der<br />

Unternehmensspitze<br />

des Sensorik- und<br />

Automatisierungsspezialisten,<br />

rückt nun in den<br />

Aufsichtsrat. Bartoli (57)<br />

hatte vor seinem<br />

Wechsel zu Gefran die<br />

Position des CEO bei<br />

einem italienischen<br />

Thermostat- und<br />

Brennerproduzenten<br />

inne.<br />

hat mit Wirkung zum 1.<br />

März <strong>2017</strong> die Bereichsleitung<br />

Materialwirtschaft<br />

bei der Hansa-<br />

Flex AG in Bremen<br />

übernommen. Der<br />

bisherige Abteilungsleiter<br />

Einkauf ist damit<br />

auch für die beiden<br />

Zentrallager in Bremen<br />

und Geisenfeld bei<br />

Ingolstadt verantwortlich.<br />

Darüber hinaus<br />

wird der Diplom-Ökonom<br />

seine bisherige<br />

Leitungsposition im<br />

Einkauf beibehalten und<br />

beide Positionen in<br />

Personalunion ausfüllen.<br />

hat die Geschäftsführung<br />

für den Vertrieb Deutschland<br />

der U.I. Lapp GmbH<br />

übernommen. Zuvor war<br />

Büscher in unterschiedlichen<br />

Führungspositionen<br />

bei renommierten<br />

Industrieunternehmen<br />

tätig. Internationale<br />

Erfahrungen sammelte<br />

er unter anderem als<br />

Geschäftsführer der<br />

Rittal Corp. in den USA.<br />

Zuletzt verantwortete er<br />

als Geschäftsführer der<br />

Weidmüller GmbH & Co.<br />

KG die Geschäfte in<br />

Deutschland und<br />

Zentraleuropa.<br />

ist Engineer Powerwoman<br />

<strong>2017</strong>. Die Referentin<br />

der Geschäftsführung der<br />

Robert Bosch GmbH setzt<br />

sich für neue Technologien<br />

ein, die die Verkehrssicherheit<br />

erhöhen und<br />

hat sich auf Kongressen<br />

oder in Arbeitskreisen für<br />

das automatisierte<br />

Fahren stark gemacht.<br />

Gleichzeitig engagiert<br />

Aranda sich als Mentorin<br />

und ermuntert junge<br />

Mädchen und Studentinnen<br />

dazu, sich von<br />

der Technik faszinieren<br />

zu lassen und ihren<br />

eigenen Weg zu gehen.<br />

ist neuer General<br />

Manager der Parker<br />

Hydraulic Controls<br />

Division Europe. Damit<br />

ist er ab sofort verantwortlich<br />

für die Entwicklung<br />

und Fertigung von<br />

Industriehydraulik-Komponenten<br />

am Stammsitz<br />

in Kaarst, in den Werken<br />

in Oberndorf am Neckar<br />

und im finnischen<br />

Tampere sowie im<br />

italienischen Cellatica.<br />

Jochem, der auf Hansgeorg<br />

Kolvenbach folgt,<br />

berichtet an den Vice<br />

President Operations der<br />

Parker Hydraulics Group.<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 5


MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

6 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


INNOVATION FÜR DIE FORSTWIRTSCHAFT<br />

Ende Mai fand in Hannover die LIGNA <strong>2017</strong> statt. Die<br />

Holzbe- und -verarbeitungsmesse ist mit einem neuen<br />

Flächenkonzept an den Start gegangen, um das<br />

Zusammenwachsen von Handwerk und Industrie bei<br />

der Anwendung von Technologien zu spiegeln. Dazu<br />

wurde ein Vorführgelände eingerichtet, das in<br />

Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für Waldarbeit<br />

und Forsttechnik e. V. (KWF) auf einem etwa 1 500<br />

Quadratmeter großen Parcours täglich mehrere<br />

moderierte Technikpräsentationen zeigte.<br />

Auf unserem Big Picture ist der<br />

Harvester Ponsse Scorpion King<br />

dort in Aktion zu sehen. Zur<br />

LIGNA <strong>2017</strong> kamen insgesamt<br />

93 000 Besucher, davon 42 000<br />

internationale Besucher aus<br />

mehr als 100 Ländern.<br />

www.ligna.de<br />

Besuchen Sie unsere neue<br />

Website und überzeugen<br />

Sie sich von der Vielfalt<br />

unserer hochpräzisen<br />

Mikrohydraulik-<br />

Komponenten!<br />

THE LEE COMPANY SINCE 1948


TECHNOLOGIE ZU GESTALTEN<br />

UND DIESE IM MARKT ZU<br />

REALISIEREN, REIZT MICH<br />

Bruno Hartmann ist seit über 25 Jahren Teil<br />

des Rexroth-Konzerns. Er durfte die<br />

<strong>Fluidtechnik</strong> aus verschiedensten<br />

Perspektiven kennenlernen, vom Einkauf<br />

bis zum Vertrieb. Heute ist er Leiter Vertrieb<br />

und Branchenmanagement Bagger bei<br />

Bosch Rexroth. Er freut sich auf die<br />

Verschmelzung der Hydraulik mit anderen<br />

Technologien. So können Maschinen und<br />

Prozesse neu gedacht werden.<br />

Herr Hartmann, bitte<br />

stellen Sie sich kurz vor;<br />

wie sind Sie zu Ihrer<br />

derzeitigen Position<br />

gekommen?<br />

Als ich vor über 25 Jahren als junger Wirtschaftsingenieur im Einkauf eines mittelstän dischen<br />

Pumpenherstellers unter dem Dach von Mannesmann Rexroth landete, war das eher zufällig.<br />

Mich hat die Hydraulik sehr schnell fasziniert, daher wechselte ich in die Anwendungstechnik<br />

und projektierte hydrostatische Fahrantriebe für Radlader und Stapler. Von da entwickelte sich<br />

mein Weg in verschiedene Management-Positionen.<br />

Als ich zuletzt die Strategie-Abteilung unseres Teilkonzerns leitete und mir das Angebot gemacht<br />

wurde, das neu geschaffene Branchen-Management für Bagger zu übernehmen, musste ich nicht<br />

lange überlegen. Technologie zu gestalten und diese im Markt zu realisieren, das hat mich gereizt.<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Was fasziniert Sie an der<br />

Hydraulik und ihrer<br />

Anwendung in der<br />

Maschine Bagger?<br />

Sie arbeiten seit vielen<br />

Jahren im selben Konzern.<br />

Wurde Ihnen das nie<br />

langweilig?<br />

Mich fasziniert zum Beispiel, wenn Mobilkrane tonnenschwere Brückenelemente millimetergenau<br />

positionieren. Oder wenn Radlader mit unbändiger Kraft in Schüttgut einfahren und kurz<br />

danach mit unglaublicher Feinfühligkeit Paletten positionieren. Hydraulik steht für Kraft, Präzision,<br />

Kosteneffizienz, Robustheit und Leistungsdichte in einer einzigartigen Dosierung. Bagger sind<br />

natürlich ganz besondere Maschinen, so ein wenig die Königsklasse wenn es um die Vielfältigkeit<br />

von Aufgaben geht. Ob als Mini-Bagger im Einsatz mit unterschiedlichsten Anbaugeräten, ob im<br />

Standard-Bagger beim klassischen Graben, oder als Mining-Shovel im Materialumschlag als Teil<br />

einer Prozesskette: jede Anforderung ist unterschiedlich. Viele Bewegungsachsen müssen simultan<br />

so zusammenspielen, dass die Aufgabe bestmöglich erfüllt wird und der Bediener intuitiv das<br />

Richtige tut. Wir werden gerade bei den Baggern durch den Einsatz von Elektronik viele neue<br />

Ideen realisieren können, die die Produktivität verbessern, die Zuverlässigkeit steigern und den<br />

Spritverbrauch weiter senken werden. Solche Aufgaben wünscht man sich doch als Ingenieur.<br />

Mir war es vergönnt, unser Geschäft von vielen verschiedenen Perspektiven kennenzulernen,<br />

sei es im Einkauf, im Vertrieb, oder beim Einsatz im Ausland. Ich durfte auch<br />

immer wieder ganz vorne mit dabei sein, wenn die Grenze des technisch Machbaren<br />

verschoben wurde: stangenlose Flugzugschlepper zum Beispiel, die scheinbar mühelos<br />

8 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>


„Hydraulik ist Kraft, Präzision,<br />

Kosteneffizienz, Robustheit<br />

und Leistungsdichte in<br />

einzigartiger Dosierung“<br />

Bruno Hartmann<br />

Jumbos bewegen, wurden möglich durch unsere elektronischen Antriebs-<br />

Schlupfregelungen. Wir haben den Trend hin zur Joystick-Steuerung bei Kompaktladern<br />

mitgestaltet. Oder zuletzt die Herausforderungen seitens der Diesel-<br />

Abgas-Gesetz gebung: auch hier konnten wir mit pfiffigen Ideen helfen, wie zum<br />

Beispiel dem hydrostatischen Hochleistungsbremsen. Uns ist immer wieder<br />

etwas Neues eingefallen, um Probleme unserer Kunden zu lösen. Darüber hinaus<br />

gibt es natürlich in einem Konzern immer wieder Veränderungen und Visionen,<br />

die es gilt an die Realitäten am Markt und bei unseren Kunden anzunähern. Auch<br />

das ist immer wieder enorm spannend und fordernd für Führungsteams. Nein,<br />

langweilig wurde es mir bisher noch nicht.<br />

Was sind Ihrer Meinung<br />

nach die größten Herausforderungen<br />

der <strong>Fluidtechnik</strong><br />

hinsichtlich ihrer<br />

Zukunftsfähigkeit?<br />

Die ganze Welt spricht von elektrischen Antrieben und Vernetzung und man fragt<br />

sich: Wo bleibt die Hydraulik? In Zukunft werden Antriebstechniken zunehmend<br />

verschmelzen, um die jeweiligen Stärken bestmöglich zu nutzen. Es gilt somit, Faktoren<br />

wie Leistungsdichte und Kosteneffizienz der Hydraulik in der Kombination<br />

mit anderen Technologien weiterzudenken. Wie so etwas geht, haben wir eindrucksvoll<br />

bei hydro-mechanischen Antriebskonzepten gezeigt. Ähnliche Revolutionen<br />

stehen uns in Verbindung mit elektrischen Antrieben, Elektronifizierung,<br />

Hybridisierung und Vernetzung bevor. Hier bieten sich jede Menge Möglichkeiten,<br />

insbesondere mit dem Technologie-Wissen von Bosch im Rücken, nicht nur<br />

Hydraulik und Maschinen neu zu denken, sondern auch Prozesse völlig anders zu<br />

konzipieren. Die Herausforderung wird sein, das nötige technologie-übergreifende<br />

Wissen aufzubauen und junge Ingenieure und Software-Entwickler für diese neue<br />

Antriebstechnik zu gewinnen.<br />

www.boschrexroth.de<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 6/<strong>2017</strong> 9


SERVICE<br />

KASTAS STARTET<br />

NEUES B2B-PORTAL<br />

Im Rahmen der kontinuierlichen Aktivitäten, den<br />

Zugang zu den eigenen Produkten zu verbessern,<br />

hat Kastas den Start des neuen B2B-Portals<br />

seal-Link angekündigt; seal-Link wird einen<br />

One-Stop-Shop für Kastas-Kunden darstellen.<br />

Auf seal-Link.com können Kunden nach den gewünschten<br />

Produkten zu suchen, die Lagerverfügbarkeit überprüfen,<br />

Aufträge erstellen, ihre Bestellhistorie nahtlos digital verfolgen<br />

und Produktdokumentationen abrufen. Kastas<br />

wurde schon immer für die ständige Verfügbarkeit ab Lager geschätzt.<br />

Das Unternehmen unterhält für alle Standardprodukte einen<br />

großen Lagerbestand an sieben Standorten in der Türkei und in<br />

Deutschland, da kurze Vorlaufzeiten kritisch für das eigene Unternehmenswachstum<br />

und den Erhalt der positiven Beziehung zu<br />

Partnern sind.<br />

Mit dem neuen B2B-Portal will Kastas die Lagerverfügbarkeit mit<br />

einem effizienten Bestellvorgang kombinieren. Indem das Unternehmen<br />

diese umfassende digitale Plattform für Kunden anbietet,<br />

können zeitnahe und fortlaufende Leistungen für den globalen<br />

Kundenstamm aus 20 Zeitzonen angeboten werden. seal-Link ist<br />

eine maßgeschneiderte Lösung, die mit der SalesForce-Plattform für<br />

Kastas aufgebaut wurde. SalesForce ist ein CRM-basierter Lösungsanbieter,<br />

der global als Marktführer anerkannt ist. Die Flexibilität<br />

und Stabilität der SalesForce-Plattform waren Schlüsselfaktoren bei<br />

der Entscheidung, seal-link auf dieser Technologie aufzubauen.<br />

Das seal-Link-Portal startet ab Mai <strong>2017</strong> über Kastas Europe in<br />

Deutschland und soll bis Ende des zweiten Quartals <strong>2017</strong> global<br />

vollständig verfügbar sein.<br />

www.seal-link.com<br />

www.kastas.com<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Bircan Atilgan,<br />

International<br />

Marketing<br />

Manager bei<br />

Kastas Sealing<br />

Technologies<br />

ZEIT SPAREN UND SCHNELL ZUM PRODUKT<br />

Bircan Atilgan, International Marketing Manager bei Kastas Sealing Technologies,<br />

fasst die Anforderungen von Kunden sowie Kastas an das Portal<br />

zusammen: "Wir haben einen vielseitigen Kundenstamm mit Blick auf die<br />

Marktsegmente, Geschäftsfelder und die geografische Verteilung. Als<br />

Reaktion auf die einzelnen Bedürfnisse bieten wir unsere Produkte und<br />

Lösungen globalen Vertriebsorganisationen, lokalen Vertriebspartnern,<br />

globalen Maschinenherstellern, Zylinderproduzenten, Maschinenbauunternehmen<br />

und vielen anderen an. Diese Kunden haben alle eines gemeinsam:<br />

Sie wollen Zeit sparen. Sie wollen das Produkt, das sie brauchen, schnell<br />

finden, ihre Bestellung umgehend aufgeben, die Lieferbedingungen prüfen<br />

und ihre Sendung so schnell wie möglich erhalten. Weiterhin ist es für uns als<br />

dynamisches Unternehmen, das mehrere neue Designs einführt und<br />

hunderte neuer Abmessungen zu seinem Produktangebot hinzufügt, sehr<br />

wichtig, dass wir diese Artikel umgehend zum Verkauf anbieten. Über<br />

seal-Link können unsere Kunden auf diese neuen Ergänzungen zugreifen,<br />

sobald sie im Lager vorhanden sind."


FRANCHISESYSTEM VON PIRTEK IST JETZT „PREMIUM“<br />

Pirtek hat zum dritten Mal in Folge für sein<br />

Franchisesystem den silbernen F&C-Award<br />

erhalten, das Gütesiegel des Deutschen Franchiseverbandes.<br />

Der Verband bewertet dafür in Kooperation<br />

mit Igenda, der Gesellschaft für Unternehmens-<br />

und Netzwerkevaluation, die Unternehmensstandards,<br />

prüft Franchisevertrag und<br />

-handbuch juristisch und analysiert die Zufriedenheit<br />

der Franchisenehmer. Pirtek wird bei Igenda<br />

nun als „Premium-System“ geführt. Das Gütesiegel<br />

ist drei Jahre gültig. Pirtek hat aktuell deutschlandweit<br />

72 Franchise-Niederlassungen und führt mit<br />

mobilen Werkstätten schnelle und flexible Hydraulikschlauchreparaturen<br />

vor Ort durch.<br />

www.pirtek.de<br />

ZYLINDERDRUCKSENSOREN ALS EIGENES ANGEBOT<br />

Sensor-Technik Wiedemann tritt zukünftig<br />

eigenständig am Markt für Zylinderdrucksensoren<br />

auf. Durch eine Zusammenarbeit<br />

mit Herstellern großer Motoren sollen<br />

dabei neueste Anforderungen bei der<br />

Weiterentwicklung von Messsystemen<br />

berücksichtigt werden. Dazu zählen neben<br />

neuen Herausforderungen an die Robustheit<br />

von Messsystemen, z. B. durch größer<br />

werdende Spitzendrücke, auch Datenmanagement-Lösungen<br />

in maritimen und<br />

stationären Motorenanwendungen. Der<br />

Hersteller<br />

produziert bereits Zylinderdruck- und Common-Rail-Sensoren<br />

zur Verwendung in großen Diesel-, Gas- und Zweistoffmotoren<br />

auf Basis der eigenen Dünnschichttechnologie.<br />

www.sensor-technik.de<br />

26.-29. JUNI <strong>2017</strong>, MÜNCHEN<br />

HALLE A3, STAND 248<br />

Kostenspar-<br />

Ventil<br />

Bott Standard-Rückschlagventile<br />

sparen Zeit und Geld.<br />

Denn sie sind immer und sofort<br />

lieferbar: Sie wählen aus unserem<br />

umfassenden Baukasten<br />

die benötigten Varianten,<br />

Größen und Gewindearten.<br />

Sie bestellen per E-Mail oder<br />

Telefon. Und wir versenden<br />

oft am selben Tag.<br />

Das ist ganz schön smart.<br />

www.smart-hydraulics.de<br />

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LEE MIT NEUER WEBSITE<br />

Lee Hydraulische<br />

Miniaturkomponenten<br />

hat seinen<br />

Internetauftritt<br />

www.lee.de neu<br />

strukturiert und<br />

designt. Sie zeigt<br />

die aktuellen<br />

Produkte und<br />

Leistungen. Dazu<br />

gehören auch<br />

Neu- und Weiterentwicklungen<br />

im<br />

Bereich der<br />

Miniaturbauweise<br />

sowie Links und<br />

Downloads von<br />

Produktdatenblättern.<br />

Ein Messekalender,<br />

ein<br />

Terminologie-Glossar<br />

für die Produktbeschreibung<br />

und eine Suchfunktion runden das Online-Angebot<br />

ab. Die Website ist auch auf die Darstellung auf Endgeräten wie<br />

Tablets und Smartphones eingestellt.<br />

www.lee.de<br />

MULTILINE E – DIE<br />

NEUE ANSCHLUSSVIELFALT<br />

DER M12-STECKER:<br />

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FLUIDTECHNIK<br />

CYBER-ATTACKEN,<br />

RANSOMWARE & CO.<br />

WIE REAL IST DIE BEDROHUNG?<br />

UND WIE KANN ICH MEINE ANLAGEN<br />

IM ZWEIFELSFALL SCHÜTZEN?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Durch Industrie 4.0 mit Digitalisierung, Vernetzung und Verteilung der Intelligenz im<br />

System steigen die Möglichkeiten eines Angriffs über die IT auf die Automationssysteme.<br />

Damit ist Security eines der zentralen Themen bei Industrie 4.0 und muss<br />

über den gesamten Lebenszyklus und auf allen Implementierungsebenen von<br />

Anfang an mit beachtet werden. Welche Security Maßnahmen jeweils zu ergreifen sind,<br />

sollte in einer Bedrohungsanalyse ermittelt werden. Aus ihr können notwendige Fähigkeiten<br />

wie zum Beispiel Authentifizierung, Benutzer- und Rollenverwaltung, sichere Kommunikation,<br />

Logging der security-relevanten Änderungen etc. abgeleitet werden. Zukünftig müssen<br />

– zum Beispiel in Plug&Work Szenarien – die Security Fähigkeiten maschinenlesbar beschrieben<br />

sein, damit Komponenten und Systeme selbstständige Kooperationen untereinander<br />

eingehen können.<br />

www.boschrexroth.com<br />

Martin Hankel, Projektleiter Industrie 4.0 Technik, Bosch Rexroth AG<br />

12 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


UMFRAGE<br />

Dass jemand durch Sabotage oder<br />

ähnliche Angriffe einem spezifischen<br />

Maschinen- oder Anlagenbauer<br />

Schaden zufügen möchte, um damit<br />

den Aktienkurs zu manipulieren, halten wir für<br />

ein geringes Risiko für die IT des Unternehmens.<br />

So wie es sich auch mit anderen Risiken<br />

für Unternehmen verhält, die man nicht selbst<br />

in der Hand hat. Zum Beispiel Erdbeben,<br />

Windhosen oder Selbstmordattentäter.<br />

Natürlich müssen entsprechende Security-<br />

Maßnahmen ergriffen werden. Natürlich sind<br />

Abwehrmaßnahmen notwendig. Aber bitte<br />

dabei auch die Kirche im Dorf lassen. Ein<br />

gesundes Maß an Risikomanagement zeigt<br />

schnell, dass der Know-how-Diebstahl,<br />

Ransomware oder menschliches Fehlverhalten<br />

weit größere Risiken darstellen. Die<br />

dagegen notwendigen Schutzmaßnahmen<br />

zeigen die Leitfäden des VDMA für ISMS und<br />

Industrie 4.0 Security und die Lernkurse von<br />

University4Industry.<br />

Übrigens gilt für Strafverfolger bei Aktienmanipulationen<br />

das Motto: „Follow the money“. Der<br />

hochregulierte Markt für Finanztransaktionen<br />

macht anonyme Aktionen nahezu unmöglich<br />

und Täter identifizierbar. Das gilt jedoch nicht<br />

für Bitcoin, hier ist Anonymität oberstes Prinzip.<br />

Ransomware (Erpressung) ist gerade deshalb so<br />

erfolgreich.<br />

industrialsecurity.vdma.org<br />

Steffen Zimmermann, Leiter Competence Center<br />

Industrial Security, VDMA<br />

Die Ransomware-Attacke WannaCry, die Mitte Mai für<br />

Schlagzeilen sorgte, hat bei den bekannten Opfern vor<br />

allem IT-Systeme aus Office-IT Umgebungen befallen<br />

und sich dort ausgebreitet. Bislang ist noch kein Fall<br />

bekannt, bei dem auch die Steuerungs-Anlagen von Maschinen<br />

beispielsweise in Produktionsunternehmen betroffen waren. Das<br />

Szenario, dass die Steuerungstechnik einer Maschine Ransomware<br />

zum Opfer fällt, ist allerdings angesichts der zunehmenden<br />

Vernetzung von Office IT und Industrial IT ein durchaus realistisches.<br />

Zudem existiert bereits Ransomware, die ganz gezielt<br />

solche Steuerungen befällt und in Geiselhaft nimmt. Dazu gehört<br />

zum Beispiel die LogicLocker Ransomware. Sie nutzt eine<br />

Scan-Software, um nach bekannten Schwachstellen in der<br />

eingesetzten SCADA-Software zu suchen. Hier hilft auch Patch-<br />

Management nicht weiter. Erstens war das von Microsoft zur<br />

Verfügung gestellte Update für Windows XP erst im Mai<br />

verfügbar, also als die Attacken schon weltweit Systeme befallen<br />

hatten. Zweitens laufen immer noch viele IT-Systeme mit<br />

Windows XP, die nicht in jedem Fall sofort gepatcht werden<br />

können. Software, die zur Steuerung von Maschinen eingesetzt<br />

wird, ist zumeist speziell konfiguriert worden. Bei jedem Update<br />

muss also manuell nachgebessert werden, damit die Konfigurationen<br />

nicht verloren gehen und die zu steuernde Maschine auch<br />

nach dem Update weiter wie gewünscht ihre Aufgabe erfüllt.<br />

Mit dieser Form der Attacke versuchen die Cyber-Kriminellen<br />

jedoch nicht nur Lösegeld zu erpressen. Von Fall zu Fall kann es<br />

auch lukrativ für die Angreifer sein, die „Bänder“ stillzulegen,<br />

also die Produktion künstlich anzuhalten, um dem betroffenen<br />

Unternehmen zu schaden. Bei dieser Vorgehensweise handelt es<br />

sich um Cyber-Sabotage. Darunter versteht sich z.B. politisch<br />

motivierter Cyber-Vandalismus, der auf die Prosperität der<br />

verwundbaren Wirtschaftsinfrastrukturen der Industrienationen<br />

abzielt. Hinweise darauf lassen sich unter anderem im Quellcode<br />

von WannaCry finden. Allerdings gilt hier zu<br />

beachten, dass die Urheber ihre Spuren<br />

bewusst verwischen wollen und falsche<br />

Fährten legen.<br />

Darüber hinaus muss eine solche<br />

Software auch nicht unbedingt sofort<br />

eine Steuerung lahmlegen. Es ist<br />

ebenfalls denkbar, dass eine Gruppe von<br />

Cyberkriminellen eine Ransomware<br />

nutzt, um weitere Spyware nachzuladen,<br />

die dann Informationen über die Steuerungssoftware<br />

ausliest und diese Daten<br />

zurückspielt, ohne, dass das betroffene<br />

Unternehmen davon weiß.<br />

www.t-systems.com<br />

Bernd König,<br />

CISSP, Principal<br />

Evangelist Cyber<br />

Security,<br />

T-Systems<br />

International<br />

GmbH<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 13


IT SECURITY<br />

WANNACRY – DAS UNENDLICHE<br />

KATZ- UND MAUSSPIEL<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Die Erpressersoftware WannaCry hat sich in den<br />

Tagen nach dem 12. Mai dieses Jahres wie ein<br />

Lauffeuer verbreitet. Über 200 000 Rechner in<br />

insgesamt über 150 Ländern sind infiziert<br />

worden. Die Ursache dieser rasanten<br />

Infektionswelle liegt in den Algorithmen der<br />

etablierten IT-Sicherheitslösungen: Sie schützen<br />

ausschließlich vor bereits bekannten Gefahren<br />

– und sind machtlos gegen unbekannte oder<br />

modifizierte Angriffe. Welche Konsequenzen<br />

sind daraus zu ziehen?<br />

Sandro Gaycken, Leiter des Digital Society Institute an der<br />

inter nationalen Business School ESMT Berlin, warnte angesichts<br />

WannaCrys in einem Interview mit dem TV-Nachrichtensender<br />

n-tv vor dem grundlegenden Problem der gängigen<br />

Sicherheitsstrategien. „Es kann natürlich sein, dass die Angreifer<br />

den [Angriffsmechanismus] jederzeit anpassen, oder dass es<br />

irgendwelche anderen Mechanismen gibt, die man übersehen hat“,<br />

erklärt der IT-Sicherheitsexperte die Schwebe, in der Unternehmen<br />

stets stecken. Die Gefahr sei noch nicht gebannt. Wie auch? Seit<br />

Jahrzehnten basieren IT- Sicherheitslösungen auf einer riesigen<br />

Liste bekannter Gefahren. Das Ergebnis ist ein nicht enden wollendes<br />

Katz- und Mausspiel.<br />

NEUARTIGE ANGRIFFSKONZEPTE<br />

Wanna Decryptor, wie die Schadsoftware ursprünglich heißt, ist ein<br />

Verschlüsselungsprogramm. Das Schadprogramm installiert sich<br />

auf einem Rechner, verschlüsselt die Daten und Zugänge und gibt<br />

diese nur gegen ein Lösegeld wieder frei. Diese sogenannten<br />

Erpresserprogramme oder Ransomwares arbeiten in der Regel<br />

langfristig und treten meist vereinzelt auf. Das Ausmaß und die<br />

Geschwindigkeit der Ausbreitung von WannaCry sind bis dato einzigartig<br />

– und vermutlich nur der Anfang neuer Angriffsvektoren<br />

und Cyberkriminalitätsaktivitäten.<br />

POINTIERT<br />

WANNACRY OFFENBART GRENZEN KLASSI-<br />

SCHER IT-SICHERHEITSSTRATEGIEN<br />

INDUSTRIEUNTERNEHMEN BENÖTIGEN KON-<br />

TINUIERLICHE ÜBERWACHUNGSLÖSUNG…<br />

…DIE NICHT NUR GEFAHREN, SONDERN<br />

JEGLICHE ANOMALIE ERKENNT UND MELDET<br />

„Die rasante Verbreitung des jetzt stattfindenden Erpressungsangriffs<br />

lässt sich damit erklären, dass das Programm nicht nur über<br />

den typischen Weg von Emails bzw. deren Anhängen oder kontaminierte<br />

Webseiten auf die Rechner gelangte, sondern sich dann<br />

selbst aktiv über SMB-Kommunikation (Server Message Block, ein<br />

Netzwerkprotokoll, Hinweis der Redaktion) verbreitete.“ Das<br />

konstatiert Dr. Frank Stummer, Mitbegründer von Rhebo, einem<br />

Technologieunternehmen, das sich auf die Ausfallsicherheit<br />

industrieller Steuersysteme mittels Überwachung der Datenkommunikation<br />

spezialisiert hat. „Durch diese Kombination mit<br />

einem Wurm, der sich nach der Installation aktiv an andere Rechner<br />

im Netzwerk und Kontakte des infizierten Nutzerkontos<br />

versendet, konnte WannaCry auch auf andere Netzwerkebenen<br />

überspringen, was in verschiedenen Industrieunternehmen und<br />

Kritischen Infrastrukturen zu Produktions- und Infrastrukturausfällen<br />

geführt hat.“<br />

DAS UNBEKANNTE ERKENNEN<br />

Klassische Sicherheitslösungen wie Firewalls und Virenscanner<br />

sind gegen diese Form des Angriffsmechanismus nicht gefeit. Sie<br />

erkennen weder unbekannte Gefahren – sogenannte Anomalien –<br />

noch hätten sie in jedem Fall ausreichend Einblick in die eigentliche<br />

Code-Struktur der Schadprogramme.<br />

„Industrieunternehmen müssen sich von der Illusion verabschieden,<br />

dass sie mit Firewalls, Virenscanner und Intrusion Detection-Systemen<br />

ihre Steuernetze ausreichend absichern können.<br />

Die Angriffsvektoren der Cyberkriminellen werden immer spezifischer<br />

und ausgeklügelter. Die Detektion wird oft erst möglich, wenn<br />

das Kind schon in den Brunnen gefallen ist“, kritisiert Stummer die<br />

Defizite gängiger Sicherheitslösungen.<br />

Vielmehr hilft Industrieunternehmen eine Lösung, die das Steuernetz<br />

kontinuierlich auf Anomalien überwacht und jede Abweichung<br />

von der Standardkommunikation im Steuernetz meldet. Auch das<br />

Bundesministerium für Sicherheit in der Informationstechnologie<br />

(BSI) bezeichnete die selbstlernende Anomalie erkennung auf<br />

der diesjährigen Hannover Messe als eine zentrale Sicherheitsstrategie<br />

für das industrielle Internet der Dinge und die Industrie<br />

4.0. Mit diesem Ansatz hätte auch der Angriff durch<br />

WannaCry frühzeitig erkannt werden können. Er wäre sofort<br />

als abweichende Kommunikationsstruktur im Netzwerk<br />

gemeldet worden, so dass Gegenmaßnahmen frühzeitig<br />

eingeleitet hätten werden können.<br />

„Die Überwachung muss lückenlos erfolgen.<br />

Das heißt, wirklich jede verdächtige Aktion im<br />

Steuernetz muss gemeldet werden – ganz<br />

unabhängig davon, ob diese bereits als<br />

Gefahr gelistet ist oder nicht. Alles andere<br />

wird in Zukunft unzureichend<br />

sein. WannaCry hat soeben diese<br />

Zukunft eingeläutet“, ist Dr.<br />

Stummer überzeugt.<br />

www.rhebo.com<br />

14 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


JENSEITS<br />

ETHISCHER<br />

NORMEN<br />

Die selbstlernende Anomalieerkennung soll<br />

Angriffen auf die Steuernetze von Industrieunternehmen<br />

in Zeiten von Industrie<br />

4.0 vorbeugen. Ein solches System hätte<br />

die Einleitung von Maßnahmen gegen Wanna Cry<br />

deutlich beschleunigt, so das Bundesministerium für<br />

Sicherheit in der Informationstechnologie (siehe<br />

nebenstehender Artikel). Ist dies wirklich die abschließende<br />

Lösung im Kampf gegen Cyberangriffe?<br />

Muss man nicht eher die Frage nach der Entwicklung<br />

unserer Gesellschaft stellen?<br />

Ziel von WannaCry waren unter anderem Krankenhäuser.<br />

Durch die Dateiverschlüsselung mit paralleler<br />

Lösegeldforderung hat die Ransomware die Behandlung<br />

vieler Patienten verlangsamt und behindert. Indirekt<br />

könnte dies sogar Menschenleben in Gefahr<br />

gebracht haben. Wer tut so etwas aus Habgier?<br />

Ins Bild passt hier auch der Anschlag auf den<br />

Mannschaftsbus von Borussia Dortmund vom 11. April dieses<br />

Jahres. Wenn auch nicht mit den Waffen der Cyberkriminellen aus-<br />

FLUIDTECHNIK<br />

geführt, war auch in diesem Fall Habgier das Motiv. Laut den<br />

Ermittlern soll der festgenommene Tatverdächtige mit seinem<br />

Angriff versucht haben, dem börsennotierten Fußballclub einen<br />

größtmöglichen Schaden zuzufügen. Der Aktienkurs sollte einbrechen<br />

und der Tatverdächtige wollte sich durch sogenannte Put-<br />

Optionsscheine bereichern, so die zuständigen Behörden. In<br />

diesem Fall soll der Personenschaden somit sogar integraler Teil<br />

des Plans zur persönlichen Gewinnmaximierung gewesen sein.<br />

In welch einer Welt leben wir, in der für ein paar Euro Menschenleben<br />

gefährdet werden? Sollte nicht eher eine Debatte über<br />

Moral und Anstand angestoßen werden, um solchen Angriffen<br />

vorzubeugen, anstatt über immer neue Abwehrmechanismen zu<br />

diskutieren? Ich glaube, langfristig hilft nur präventiv aufzuklären:<br />

Das heißt, den jungen Menschen unserer Gesellschaft vor<br />

Augen zu führen, wie jämmerlich und niederträchtig ein solches<br />

Vorgehen ist.<br />

Kurzfristig braucht es natürlich dennoch wirksamen Schutz. Auf<br />

IT-Ebene muss in Zeiten der vernetzten Produktion neu gedacht<br />

werden. Die genannten Beispiele der jüngeren Vergangenheit haben<br />

gezeigt, dass die Angreifer jenseits der ethischen Normen unserer Gesellschaft<br />

agieren und vor Nichts und Niemandem Halt machen. Auch<br />

im Maschinen- und Anlagenbau sind Szenarien denkbar, in denen<br />

Menschenleben gefährdet werden könnten, um einem Unternehmen<br />

Schaden zuzufügen. Ich schätze, gerade kleinere Unternehmen im<br />

Maschinen- und Anlagenbau setzen noch auf „herkömmliche“ IT-<br />

Sicherheitssysteme, wie sie nebenstehend erläutert werden. Es gilt<br />

also, sich schlau zu machen und ein geeignetes System zu finden, mit<br />

dem Ihr Unternehmen solchen Attacken Einhalt gebieten kann.<br />

Peter Becker, Redaktion <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong><br />

Hinweis des Autors: Ich will mit diesem Kommentar in keiner<br />

Weise andere Arten von Attacken als gerechtfertigter darstellen als<br />

die oben genannten.


ANTRIEBE<br />

HYDRAULIK UND ELEKTROMECHANIK<br />

WERDEN EINS<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Hydraulisch oder elektromechanisch? Vor dieser<br />

Frage stehen Konstrukteure im Maschinen- und<br />

Anlagenbau, wenn es um die auszuwählende<br />

Antriebstechnologie geht. Dass eine hybride Lösung<br />

als rentable Option viele Vorteile bieten kann, zeigt<br />

das Konzept des elektrohydrostatischen Aktuators.<br />

Das Unternehmen Moog setzt dies gemeinsam mit<br />

Maschinenherstellern um. Betreiber profitieren<br />

davon durch System- und Kostenvorteile.<br />

Konstrukteure stehen vor der Herausforderung, neue Maschinen<br />

und Anlagen zu entwickeln, die ein deutliches Plus<br />

an Energieeffizienz, Produktivität und Wettbewerbsfähigkeit<br />

bieten. Doch wie kann es gelingen, eine Maschine so zu<br />

konstruieren, dass sie in allen Bereichen das Optimum leistet? Ein<br />

großes Potenzial liegt in der verwendeten Antriebstechnik. Je nach<br />

Leistungsklasse ist diese in der Regel elektrohydraulisch oder elektromechanisch<br />

ausgeführt. Beide Technologien bieten systembedingte<br />

Vor- und Nachteile. Welches Konzept eignet sich für die<br />

jeweilige Anwendung am besten? Kommt eine Hybridlösung in<br />

Frage? Der elektrohydrostatische Aktuator bildet die Symbiose<br />

beider Technologien. Als kompakter Hybrid vereint er die Vorteile<br />

beider Seiten und umgeht gleichzeitig ihre Nachteile. Dies sorgt<br />

später im laufenden Betrieb der Maschine für mehr Energieeffizienz<br />

und Produktivität und spart zudem Betriebskosten ein.<br />

Autoren: Dr.-Ing. Achim Helbig, Dr.-Ing. Christoph Boes, Moog GmbH<br />

DAS BESTE AUS ZWEI WELTEN IN<br />

EINER BAUGRUPPE<br />

Das elektrohydrostatische Antriebssystem (EAS) verbindet hydraulische<br />

und elektrische Konstruktionselemente zu einem in sich geschlossenen<br />

System. Dazu zählen ein Frequenzumrichter, ein Servomotor,<br />

eine Radialkolbenpumpe, ein Hydraulikzylinder und Sensorik<br />

für die Achsregelung. Der Pumpenantrieb ist drehzahlgeregelt<br />

und für den Vier-Quadranten-Betrieb ausgelegt. Alle Komponenten<br />

sind in der Regel in die Aktuatorbaugruppe integriert. Damit ist das<br />

EAS vollständig autonom. Das System benötigt lediglich eine Stromquelle.<br />

Im Gegensatz zu einem elektrohydraulischen Aktuator<br />

kommt das EAS ohne Hydraulikleitungen aus, was die Kosten erheblich<br />

senkt, die Zuverlässigkeit steigert und das Risiko für Umweltbelastungen<br />

drastisch minimiert. Zudem benötigt es weder Spindeloder<br />

andere mechanische Getriebe – was ihn vom elektromechanischen<br />

Antrieb unterscheidet. Im EAS arbeitet zwischen Elektromotor<br />

und Hydraulikzylinder ein hydrostatisches Getriebe. Der Antriebsmotor<br />

dreht sich nur, wenn am Abtrieb eine Bewegung gefordert ist.<br />

Das EAS-Designkonzept verbindet das Beste aus beiden Welten:<br />

die Vorteile des Hydraulikzylinders bei der Kraftübertragung, den<br />

Kosten und der Robustheit mit den energetischen Vorteilen des elektromechanischen<br />

Antriebs mit der typischen Eigenschaft, „Power on<br />

Demand“. Damit folgt der elektrohydrostatische Antrieb dem aktuellen<br />

Trend, bei der Maschinenkonstruktion besonderes Augenmerk<br />

auf Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit zu richten. Auch<br />

muss das verwendete Hydrauliköl aufgrund des hohen Wirkungsgrades<br />

und den damit verbundenen geringen Verlusten nur wenig<br />

Wärme aufnehmen. Es erreicht in der Regel nur etwa 40 bis 60 °C Betriebstemperatur.<br />

In Abhängigkeit von den Einsatzbedingungen und<br />

dem Lastprofil kommt das EAS entweder mit einer Konvektionskühlung<br />

des hydrostatischen Getriebes aus oder erfordert einen Kühlkreislauf<br />

kleiner Leistung. Die platz- und energieraubende Kühlung<br />

klassischer hydraulischer Aggregate kann entfallen. Ein weiterer Vor­<br />

16 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


ANTRIEBE<br />

POINTIERT<br />

DAS EAS VERBINDET HYDRAULISCHE UND<br />

ELEKTRISCHE KONSTRUKTIONSELEMENTE<br />

BASIS FÜR DIE UMSETZUNG DEZENTRALER<br />

ANTRIEBSKONZEPTE<br />

BESONDERES AUGENMERK AUF ENERGIE­<br />

EFFIZIENZ UND UMWELTFREUNDLICHKEIT<br />

teil: Die Ölalterung wird auf ein Minimum beschränkt aufgrund des<br />

Sauerstoffabschlusses, des wesentlich reduzierten Wärmeeintrags<br />

und den nicht vorhandenen Scherbelastungen im Ventil.<br />

VORTEILE FÜR KONSTRUKTEURE<br />

HOHE ROBUSTHEIT UND<br />

„POWER ON DEMAND“<br />

Die autonome und platzsparende Baugruppe des EAS bildet die<br />

Basis für die Umsetzung dezentraler Antriebskonzepte. Damit wird<br />

dem zunehmenden Wunsch von Maschinenherstellern und Betreibern<br />

entsprochen, zentrale Antriebe wie eine elektrohydraulische<br />

Lösung mit aufwendiger Zentralhydraulik und Versorgungsaggregat<br />

zu vermeiden. Elektromechanische Antriebe sind für dezentrale<br />

Lösungen ebenso geeignet, haben aber den entscheidenden Nachteil<br />

der Kraftlimitierung und scheiden daher bei Maschinen, die hohe<br />

bis sehr hohe Kräfte benötigen, als Antriebsquelle aus. Für den<br />

Konstrukteur ist die Integration eines EAS in ein geplantes Antriebssystem<br />

einfach, da es einem elektromechanischen Antrieb<br />

sehr nahe kommt. Wie bei einem elektromechanischen Antriebssystem<br />

benötigt es die gleichen mechatronischen Kenntnisse, z. B.<br />

den Aktuator auszulegen oder die dynamische Performance des<br />

Antriebs zu optimieren. Auch die Antriebssteuerungen und die verwendeten<br />

Feldbussysteme (z. B. EtherCAT) sind identisch.<br />

Zieht der Konstrukteur ein klassisches elektrohydraulisches Antriebssystem<br />

in Betracht, so ist zu beachten, dass dies einen hohen<br />

infrastrukturellen Aufwand erfordert: Pumpen, Steuerblöcke, Servoventile,<br />

Filter, Sensoren und Verbindungselemente (Rohre,<br />

Schläuche, Kupplungen) müssen ausgelegt und installiert werden.<br />

All dies entfällt beim elektrohydrostatische Antrieb: Er ist eine einfach<br />

zu handhabende Plug & Play-Lösung welche z. B. die Filtrie-<br />

rung bereits enthält. Die Implementierung eines EAS-Antriebssystems<br />

wird zusätzlich durch eine besondere Modulbauweise erleichtert.<br />

Moog unterscheidet hier Standardkomponenten von anwenderspezifischen<br />

Komponenten. Zu den Standardkomponenten<br />

zählen Frequenzumrichter und elektrohydrostatische Pumpen Einheiten<br />

(EPU), die in verschiedenen Baugrößen verfügbar sind. Die<br />

anwenderspezifischen Komponenten sind Steuerblöcke und Hydraulikzylinder,<br />

die je nach Anwendung individuell ausgelegt werden.<br />

So kann einerseits für jede einzelne Maschinenapplikation eine<br />

maßgeschneiderte EAS-Antriebslösung konstruiert werden, andererseits<br />

ermöglicht das Konzept die Schnittstelle zum Anwender<br />

den Anforderungen entsprechend zu gestalten.<br />

ANWENDUNGSSZENARIEN UND<br />

RENTABILITÄTSANALYSE<br />

Der Einsatz der EAS-Technologie ist besonders prädestiniert für folgende<br />

Anwendungsfelder:<br />

n Maschinen mit elektromechanischem Antrieb, die die hohe Kraftaufnahme<br />

und Kraftdichte der Hydraulik für eine begrenzte Anzahl<br />

von Achsen benötigen, z. B. Spritzgießmaschinen.<br />

n Alle hydraulisch angetriebenen Maschinen mit mehreren hydraulischen<br />

Bewegungsachsen mit aufwendiger Infrastruktur für die<br />

Zentralhydraulik, z. B. Pressen, Walzwerke und Dampfturbinen.<br />

Für Volumenströme größer als 450 l/min ist es möglich mehrere<br />

EPU parallel zu schalten.<br />

Aus ökonomischer Sicht ist das EAS eine lohnende Option. Je<br />

nach Applikation liegt er in den Anschaffungskosten möglicherweise<br />

zunächst höher, was aber im Vergleich zur elektrohydraulischen<br />

Antriebslösung durch die hier anfallenden Kosten der hydraulischen<br />

Infrastruktur und die höheren Betriebskosten wieder ausgeglichen<br />

wird. Eine Rentabilitätsanalyse ist empfehlenswert. Sie<br />

schließt den Energieverbrauch der in Betrieb genommenen Maschine<br />

ein und ermittelt die Gewinnschwelle.<br />

EAS MITTELS EPU BEI DER<br />

MASSIVUMFORMUNG – EIN FALLBEISPIEL<br />

Die SMS group GmbH, der führende Hersteller von Ringwalzmaschinen<br />

beauftragte Moog mit der Entwicklung eines neuen Antriebskonzepts<br />

für eine Radial-Axial-Walzmaschine (RAW). Die Bedarfsanalyse<br />

zeigte folgende Kernpunkte: Auf eine Zentralhydraulik<br />

sollte vollständig verzichtet werden. Ziel war eine vereinfachte und<br />

verkürzte Installation und schnellere Inbetriebnahme der Ringwalzmaschinen<br />

beim Endkunden. Der Wegfall der Zentralhydraulik<br />

sollte zugleich den Geräuschpegel minimieren sowie mögliche<br />

01 ELEKTROHYDROSTATISCHER ANTRIEB (EAS)<br />

01 Prinzipieller Aufbau eines<br />

elektrohydrostatischen Antriebssystems<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 17


ANTRIEBE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Sicherheits- und Umweltgefährdungen<br />

durch Leckage oder<br />

Brand reduzieren. Die Maschine<br />

sollte darüber hinaus deutlich<br />

energieeffizienter produzieren.<br />

Die zentrale Antriebslösung<br />

der bisher gefertigten Maschinen<br />

basierte auf einer Konstantdruckquelle,<br />

die speziell im Teillastbetrieb<br />

nicht energieeffizient<br />

arbeitete. In der Speicherhydraulik<br />

arbeiteten die Pumpen ständig<br />

gegen hohen Druck. An den<br />

Walzachsen befand sich eine<br />

hochauflösende Servohydraulik,<br />

die mit Steuerblöcken und Servoventilen<br />

umgesetzt wurde. Der<br />

Energie- bzw. Leistungsfluss<br />

wurde über die Servoventile gesteuert.<br />

Hieraus resultierten systembedingt<br />

teils erhebliche<br />

Drosselverluste, die sich auch<br />

nachteilig auf die Gesamteffizienz<br />

der RAW auswirkten. Die Positions-<br />

und Kraftregelung sind<br />

durch schnelle Eilgangbewegungen<br />

und hochauflösende, aber<br />

extrem langsame Bewegungen<br />

unter wechselnder Kraftrichtung<br />

gekennzeichnet.<br />

Für SMS group GmbH schied<br />

eine rein elektromechanische<br />

Lösung aus, weil hohe Kräfte<br />

(> 1 MN) für den Ringwalzprozess<br />

erforderlich sind. Dies ist die<br />

Stärke hydraulischer Antriebe.<br />

Aber auch der EAS-Antrieb kann<br />

diese Kräfte mit seinem hydrostatischen<br />

Getriebe umsetzen.<br />

Der Ringwalzmaschinenhersteller<br />

entschied sich für das EAS-<br />

Konzept und realisierte dies gemeinsam<br />

mit den Experten von<br />

Moog an einem neuen Maschinentyp<br />

RAW ecompact. Die EAS-<br />

Antriebe wurden als Direktantriebe<br />

an den fünf translatorischen<br />

Achsen zur Formgebung<br />

der Ringe montiert. Die EPU<br />

(elektrohydrostatische Pumpen 03<br />

Einheit) zur Energieumwandlung<br />

wurde raumsparend an den<br />

Steuerblock bzw. Zylinder geflanscht. Der Steuerblock erfüllt damit<br />

nur noch eine Überlast- und Sperrfunktion. Sowohl die Eilgänge<br />

mit hoher Geschwindigkeit als auch die Arbeitsgänge mit sehr<br />

niedriger Geschwindigkeit werden jetzt direkt aus der drehzahlgeregelten<br />

4-Quadranten-EPU gefahren.<br />

ENERGIE- UND INVESTITIONSKOSTEN<br />

DRASTISCH GESENKT<br />

Die Möglichkeiten, mit dem EAS-Konzept Energie einzusparen, sind<br />

enorm: Im Vergleich zu herkömmlichen Ringwalzmaschinen kann<br />

der Energieverbrauch bis zu 40 Prozent reduziert werden. Die Anschlussleistung<br />

sank um 50 Prozent, die Kühlleistung sogar um 70<br />

Prozent. Durch den Wegfall der Zentralhydraulik sinkt das Ölvolumen<br />

von 3 000 auf nur noch 200 l. Hinzu kommt, dass durch das neue Anla-<br />

VERGLEICH DER ANTRIEBSTECHNOLOGIEN<br />

02 Vor- und Nachteile der Antriebstechnologien<br />

03 Moog verfügt über ein breites Produktportfolio für<br />

Frequenzumrichter, elektrohydrostatische Pumpen Einheiten<br />

(EPU) und anwenderspezifische EAS-Komponenten<br />

gendesign die komplette Maschinen- und Fundamentverrohrung<br />

entfällt. Die benötigte Aufstellfläche für eine zusätzliche Hydraulikstation<br />

entfällt ebenfalls. Weil kaum noch Hydrauliköl erforderlich ist,<br />

spart das erheblich Hilfs- und Betriebsstoffe ein. Leckagen werden<br />

durch die hohe Integration aller Hydraulikkomponenten vermieden.<br />

Fotos: Aufmacher Courtesy of SMS group GmbH, 01-03 Moog GmbH<br />

www.moog.de<br />

02<br />

18 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


HOCHDRUCK-EDELSTAHLFILTER<br />

FÜR EXTREME UMGEBUNGEN<br />

Die Hochdruckfilter<br />

der Reihe HFL<br />

von Argo-<br />

Hytos mit<br />

einem<br />

korrosionsbeständigen<br />

Filtergehäuse<br />

aus Edelstahl<br />

sind für<br />

Anwendungen<br />

in<br />

extremen<br />

Umgebungen<br />

geeignet. Typische Bereiche sind die Energieund<br />

Entsorgungswirtschaft, die Bergbauindustrie<br />

und Offshore-Anwendungen. Es gibt<br />

sie in drei Gehäuselängen und mit verschiedenen<br />

Filterfeinheiten. Filterelemente mit<br />

sterngefaltetem Filtermaterial sorgen für<br />

niedrigste Druckverluste und eine hohe<br />

Schmutzaufnahme. Das hat lange Wartungsintervalle<br />

und hochwertige Ergebnisse in<br />

puncto Ölreinheit zur Folge. Eine optische<br />

Verschmutzungsanzeige signalisiert den<br />

Zeitpunkt der Filterwartung.<br />

www.argo-hytos.com<br />

INTELLIGENTE DISPLAYS FÜR<br />

MOBILE MASCHINEN<br />

Die Displayfamilie Interact VSX für<br />

mobile Arbeitsmaschinen von Sensor-<br />

Technik Wiedemann unterstützt<br />

sicherheitsgerichtete Anwendungen<br />

nach SIL2. Sie bietet eine Toolchain zur<br />

grafischen Programmierung und<br />

weitreichende skalierbare Funktionalität.<br />

Die Modelle VSX-8, VSX-10 und VSX-12<br />

gibt es im 4:3-Format und in verschiedenen<br />

Ausbaustufen. Auf den mobilen<br />

Einsatz zugeschnitten sind sie mit einem<br />

robusten Gehäuse, einer gegen elektromagnetische<br />

Einflüsse beständigen<br />

Elektronik und einem Touchscreen, der<br />

auch mit Handschuhen oder feuchten<br />

Fingern bedienbar ist. Für den flexiblen<br />

Einbau werden die Montage-Varianten<br />

Panel- und RAM-Mount unterstützt.<br />

www.sensor-technik.de<br />

MARKTPLATZ<br />

MIT WENIG KRAFTAUFWAND<br />

SPANNEN<br />

Um große<br />

Werkstücke<br />

an schwer<br />

zugänglichen<br />

Positionen<br />

zu befestigen,<br />

bietet<br />

Enemac die<br />

Kraftspannmuttern<br />

ESB und<br />

ESD an. Sie sind in einem Außengehäuse<br />

versteckte Planetengetriebe, die per<br />

Außensechskant ohne großen Kraftaufwand<br />

angetrieben werden. Hierdurch<br />

wird das Innengewinde etwas eingezogen<br />

und das Gegenstück fest gespannt.<br />

Mit ihnen kann eine Kraft von 6 bis 20 t<br />

manuell ausgeübt werden. Die ESB ist für<br />

Werkstücke mit gleicher Bauteilstärke<br />

konzipiert. Für Bauteile mit unterschiedlichen<br />

Abmessungen gibt es die ESD mit<br />

Durchgangsgewinde, die über einen<br />

unbegrenzten Hub verfügt. Sondervarianten<br />

gibt es z. B. für Hochtemperaturoder<br />

Hygienebereiche.<br />

www.enemac.de<br />

Öl-/Luftkühler OAC<br />

Kunden, die diesen Artikel gekauft haben, kauften auch:<br />

Elastische Klauenkupplung<br />

ROTEX ® Standard<br />

Pumpenträger-Fußflansch-<br />

Kombi, gedämpft<br />

Alubehälter<br />

BAK<br />

Tankheizung<br />

EHP<br />

Plattenwärmetauscher<br />

PHE<br />

ktr.com


ANTRIEBE<br />

01 Das TOX-Kraftpaket<br />

mit ZKPr, angebaut an<br />

einem Einpressbügel<br />

zum Setzen von<br />

Stanzmuttern<br />

PRESSKRAFT<br />

AUF DEN<br />

PUNKT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Mit dem pneumohydraulisch arbeitenden<br />

Presskraft-Antriebszylinder TOX-Kraftpaket hat<br />

das süddeutsche Technologie-Unternehmen TOX<br />

Pressotechnik GmbH & Co. KG vor fast 40 Jahren<br />

eine Standard-Antriebslösung geschaffen, die sich<br />

bis heute in nahezu allen bearbeitenden und<br />

montierenden Industriezweigen durchgesetzt hat.<br />

Der Antriebszylinder TOX-Kraftpaket sorgt weltweit mit seiner<br />

kombinierten Presskraft-/Hubfunktion für rationelle<br />

Abläufe bei solchen Prozessen, die „Presskraft auf den<br />

Punkt“ benötigen. Dazu zählen viele Verfahren zum mechanischen<br />

Bearbeiten von Blech wie Stanzen, Umformen, Prägen,<br />

Markieren, Umbördeln und dergleichen sowie vor allem auch<br />

verbindungstechnische Prozesse wie Fügen/Clinchen, Nieten,<br />

Clinchnieten, Verstemmen, Montieren und Einstanzen von Funktionselementen.<br />

Bei diesen Verfahren und Prozessen handelt es sich<br />

immer um Anwendungen, bei denen eine zu überwindende Gegenkraft<br />

existiert. Dabei ist aber nicht nur einfach die besagte<br />

Gegenkraft zu überwinden, sondern in vielen Fällen ist die gewünschte<br />

Presskraft buchstäblich auf den Punkt genau, sprich exakt<br />

in einer bestimmten (End)Position, einzubringen. Und dies so-<br />

POINTIERT<br />

GEREGELTE TOX-KRAFTPAKET-<br />

ANTRIEBSZYLINDER<br />

INTELLIGENTE KRAFTHUB-REGELUNG FÜR<br />

PRÄZISE PROZESSE<br />

MEHR PROZESSSICHERHEIT AUFGRUND<br />

PUNKTGENAUER PRESSKRAFT<br />

HOHE ENERGIEEFFIZIENZ DURCH PNEUMO-<br />

HYDRAULISCH ERZEUGTE PRESSKRAFT<br />

20 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


ANTRIEBE<br />

02<br />

02 Das Schema der Regelungsfunktion<br />

Phase 1 und Phase 2<br />

03 Die Logik der Krafthub-Regelung<br />

Zur Gewährleistung der Umschaltung über ein<br />

Wegsignal ist die Hubabfrage mittels der entsprechend<br />

zugehörigen Sensoren (Zubehör<br />

ZHU) vorbereitet. Alternativ kann dafür auch ein<br />

innen oder außen am TOX-Kraftpaket integriertes<br />

Wegmesssystem (Zubehör ZKW/ZHW) verwendet<br />

werden.<br />

wohl in der Einzelstück-Fertigung als auch in der Serien- und Großserien-Produktion.<br />

Um nun die erwähnte Presskraft-/Hub-Kombination<br />

zuverlässig und reproduzierbar zur Verfügung stellen zu können,<br />

haben die Entwicklungs-Ingenieure eine Zusatzfunktion realisiert<br />

und damit dem TOX-Kraftpaket mehr Intelligenz implementiert.<br />

KRAFTHUB-SERVOREGELUNG BIS 150 KN<br />

ALS ERSTAUSRÜSTUNG ODER NACHRÜSTUNG<br />

Neben dem grundsätzlichen Vorteil, dass die neue Zusatzfunktion<br />

auf der hunderttausendfach bewährten robusten Mechanik aufbaut,<br />

zeichnen sich die per Krafthub-Regelung durch Servoventil<br />

intelligenteren TOX-Kraftpakete durch folgende Leistungsmerkmale<br />

aus: Einstellbare Geschwindigkeit sowie Weg und Verläufe im<br />

Krafthub, einstellbarer Anschlag auf absolute oder relative Position,<br />

weniger Luftverbrauch, durch Hydraulikuntersetzung robustes Regelverhalten,<br />

Überlastsicherung über die Software, einfache und<br />

kostengünstige Regelung, nachrüstbar an vielen TOX-Kraftpaket-<br />

Typen. Wie bei den Standardtypen des TOX-Kraftpakets, wird die<br />

Funktion in zwei Phasen angesteuert, nämlich Phase 1 = Eilhub und<br />

Phase 2 = Krafthub. Die Ansteuerung des Eilhubs erfolgt mit einem<br />

5/2-Wege-Ventil. Die Ansteuerung auf Krafthub, mit Hilfe des Übersetzerkolbens,<br />

erfolgt jeweils erst nach dem ausgefahrenen Eilhub.<br />

Zur Zuschaltung des Krafthubs wird der Übersetzerkolben mit<br />

einem 5/3-Wege-Ventil wie ein doppelt wirkender Pneumatik-<br />

Zylinder, jedoch unabhängig vom Arbeitskolben, angesteuert. Die<br />

Zuschaltung des 5/3 Wege-Servoventils zur Krafthub-Regelung geschieht<br />

elektrisch über ein Wegsignal oder einen TOX-Kraftsensor.<br />

03<br />

GEREGELTE KRAFTPAKET-AN-<br />

TRIEBSZYLINDER: ANWENDUNGS-<br />

POWER IM KOMPAKTFORMAT<br />

Dass es mit der kreativ-pfiffigen Krafthub-Regelung<br />

gelungen ist, die pneumohydraulischen Antriebszylinder<br />

noch effizienter und für weitere<br />

Anwendungsgebiete attraktiv zu machen, belegt<br />

das folgende Einsatzbeispiel aus dem Bereich Automobilindustrie<br />

bzw. Zulieferteile-Produktion.<br />

Die Herausforderung bei diesem Projekt, bei dem<br />

es um das Einpressen verschiedener Stanzmuttern<br />

an einem Blechbauteil geht, war die extrem<br />

schlechte Zugänglichkeit der Einpresspositionen.<br />

Die sehr kompakte Bauweise der Presskraftantriebe<br />

TOX-Kraftpaket X-K 008 und X-K 015 mit<br />

Krafthub-Servoregelung, die Technologie- und<br />

Verfahrens-Kompetenz sowie das vielfach nachgewiesene<br />

Knowhow für rationelle Einpress-Systemlösungen<br />

überzeugten auch einen bayerischen<br />

Anlagenbauer, die Prozesse „Automatisches<br />

Setzen von Stanzmuttern M 6, M 8 und<br />

M 10 an Blechbauteilen“ als komplette Lieferleistung<br />

aus einer Hand an TOX Pressotechnik zu<br />

vergeben. Die drei Stationen zum vollautomatischen<br />

Einpressen der Stanzmuttern bestehen<br />

jeweils aus einem Einpressbügel EMB aufgebaut auf einem Ständer,<br />

einem Presskraft-geregelten Antriebszylinder TOX-Kraftpaket<br />

X-K 008 für die Station M 6 bzw. jeweils einem Kraftpaket X-K 015 für<br />

die Stationen M 8 und M 10. Vervollständigt wird das Ganze durch<br />

Matrizenhalter, Stanzmuttern-Setzkopf, Zuführeinheit zum Bunkern,<br />

Sortieren, Vereinzeln und Einbringen der Stanzmuttern sowie je einer<br />

TOX-Steuerung STE mit Prozessüberwachung für die drei Komplettsysteme.<br />

Beim Einstanz- und Setzprozess wird eine Stanzmutter<br />

zunächst lagerichtig dem Setzkopf zugeführt und dann in das Bauteil<br />

(Blechdicken 2,5, 3 und 5 mm) eingepresst. Der beim Stanzen entstehende<br />

Butzen wird dabei pneumatisch ausgestoßen und außerdem<br />

erfolgt per integrierte Sensorik noch eine Prüfung des Innengewindes<br />

jeder einzelnen Stanzmutter.<br />

RESÜMEE<br />

Mit den geregelten Presskraft-Zylindern TOX-Kraftpaket mit der Zusatzfunktion<br />

ZKPr Krafthub-Servoregelung werden zum einen alternative<br />

Antriebsmöglichkeiten geboten. Zum anderen ergibt sich über<br />

die reproduzierbar exakte und positionspräzise darstellbare Presskraft<br />

eine hohe und bei Bedarf (z. B. mit dem TOX-Einpressüberwachungssystem<br />

EPW) auch lückenlos dokumentierbare Bauteil-Qualität.<br />

Des Weiteren gewährleistet die präzise auf den Punkt gebrachte<br />

(Einpress-)Kraft hinsichtlich der Antriebstechnik eine hohe Prozesssicherheit,<br />

und die pneumohydraulisch erzeugte Presskraft sorgt bei<br />

geringem Druckluftverbrauch für eine hohe Energieeffizienz.<br />

www.tox-de.com<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 21


ANTRIEBE<br />

EINER FÜR<br />

ALLES<br />

Schwerlastbaumaschinen galten in der<br />

Vergangenheit nicht als technologischer Vorreiter.<br />

Gesundheits - und Sicherheitsaspekte sowie die<br />

steigende Nachfrage nach Mehrzweckgeräten und<br />

Rückverfolgbarkeit führten aber dazu, dass<br />

inzwischen selbst die schwersten Maschinen über<br />

innovative Funktionalitäten verfügen, die eher mit<br />

den neuesten Pkw als mit herkömmlichen<br />

Baumaschinen in Verbindung gebracht werden.<br />

Das hydraulische Drehbohrgerät SR 75 von Soilmec verdeutlicht,<br />

was mit variablen, elektronisch betriebenen Komponenten<br />

unter rauen Baubedingungen erreicht werden kann. „Einer der<br />

wichtigsten Impulse für die technische Entwicklung in unserem<br />

Bereich war der Bedarf an Mehrzweckgeräten“, so Mark Nelson, Geschäftsführer<br />

von Soilmec in Großbritannien. „Glücklicherweise spiegelt<br />

sich das auch bei unseren Technologiepartnern wider. So bietet Bosch<br />

Rexroth multifunktionale, miteinander verbundene Antriebssteuerungen,<br />

Pumpen und Hydraulik an.“<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

FÜNF FUNKTIONEN OHNE KOMPROMISS<br />

Das Drehbohrgerät SR 75 verfügt über fünf hoch spezialisierte Bohrfunktionen:<br />

Kelly bohrverfahren für Bohrungen mit großem Durchmesser,<br />

Endlosschneckenbohrer (CFA) für sofortige Betoneinspritzung,<br />

verkleidete Kleinbohrpfähle bzw. überschnittene Pfahlwände (CAP/<br />

CSP), wenn eine zusätzliche Abstützung erforderlich ist, Verdrängungspfähle<br />

(DP und TCT), wenn der Bediener eine Bodenabförderung vermeiden<br />

möchte, und Turbojet (TJ), mit der eine verfestigte Bodensäule<br />

erzeugt werden kann. In der Vergangenheit waren für diese Spezialbohrtechniken<br />

einzelne Maschinen erforderlich, wobei ein Fahrzeug<br />

höchstens zwei bis drei Funktionen abdeckte. „Durch die Entwicklung<br />

auf Bauteil und Systemebene können wir nun alle fünf<br />

Funktionen umsetzen, ohne bei einem Bereich Abstriche<br />

machen zu müssen“, erklärt Nelson.<br />

Für Kevin Follows, Regionalleiter Anwendungstechnik bei<br />

Bosch Rexroth in Großbritannien, ist der Multifunktionsansatz<br />

mit fünf Möglichkeiten und einer hohen Präzision<br />

das Ergebnis der stärkeren Elektronifizierung: „Die neuesten<br />

Entwicklungen bei variablen elektrischen Antrieben und<br />

Steuerungen ermöglichen, dass wir jede beliebige Anzahl an<br />

Funktionen auf der Steuerungsebene programmieren. Soilmec<br />

hat diese Technologie aufgegriffen und skaliert, um eine Maschine<br />

zu entwickeln, die eine Reihe von Bohrfunktionen bequem abdecken<br />

kann. Mit einer mechanischen Herangehensweise wäre das äußerst<br />

schwierig oder gar unmöglich gewesen.“


POINTIERT<br />

DREHBORGERÄT MIT FÜNF HOCH<br />

SPEZIALISIERTEN BOHRFUNKTIONEN<br />

MULTIFUNKTIONALES PARALLELOGRAMM<br />

AUS VIER HYDRAULIKZYLINDERN<br />

TELEMATIKLÖSUNG ERMÖGLICHT<br />

FERNÜBERWACHUNG UND -STEUERUNG<br />

01<br />

Herzstück der Ausführung des SR 75 ist das multifunktionale<br />

Parallelogramm an der Stirnseite der Maschine. Es besteht aus vier<br />

Hydraulikzylindern, die das Anheben und Nivellieren des Mastes<br />

des hydraulischen Drehbohrgeräts sowie die Positionierung und<br />

Steuerung des Kraftdrehkopfs regeln. Das von Soilmec Ingenieuren<br />

entwickelte Parallelogramm befähigt die Maschine, sich durch den<br />

von Rexroth Steuerventilen geregelten Anschluss automatisch auszugleichen.<br />

Vom Hauptschaltschrank aus regeln die Rexroth Steuerblöcke<br />

die Zylinder, bedienen den Kraftdrehkopf sowie die Winde<br />

und positionieren das Parallelogramm.<br />

EINFACHE BEDIENUNG<br />

Die hohe, übergreifende Funktionalität ist mit einer leicht zu handhabenden,<br />

reaktionsschnellen Maschinenschnittstelle verbunden,<br />

die eine präzise Steuerung durch die Bediener erlaubt. Steve<br />

Joynson, Werks und Fertigungsleiter bei Cementation Skanska, einem<br />

Kunden von Soilmec, erläutert: „Aus Sicht des Endanwenders<br />

kann der Maschinenbediener in die Rexroth Steuerung eingeben,<br />

welche genaue Menge an Druck über die ferngesteuerten Entlastungsventile<br />

und Elektroventile abgegeben werden soll. Das Wesentliche<br />

ist, dass die Touch Control Schnittstelle mit den Rexroth<br />

Komponenten interagiert, um präzise Funktionen zu ermöglichen.<br />

Das haben wir auf die gesamte Maschine ausgedehnt.“<br />

Die hohe Funktionalität beschränkt sich nicht nur auf die Fahrerkabine:<br />

Moderne Telematik bedeutet, dass dem Bauunternehmen<br />

Echtzeitdaten und Zeichnungen mit Details zum Pfahl, zur Tiefe,<br />

zum Durchmesser, zur verwendeten Menge an Beton und des hinzugefügten<br />

Stahls sowie zum Standort bereitgestellt werden.<br />

02<br />

01 Das hydraulische Drehbohrgerät SR-75 von Soilmec mit<br />

Antrieben, Steuerungen, Pumpen und Hydraulik von Rexroth<br />

FERNSTEUERUNG<br />

02 Die Steuerventileinheit des SR-75, die die<br />

Funktionen des Kraftdrehkopfs regelt<br />

Das Drilling Mate System (DMS), mit dem weltweit auf Fahrzeuge zugegriffen<br />

werden kann, und die Monitoringsysteme werden für Käufer<br />

des SR 75 automatisch mitgeliefert. Für Nelson liegt der Nutzen für<br />

die Endanwender auf der Hand: „Sämtliche Informationen zu jedem<br />

einzelnen Pfahl können innerhalb von wenigen Minuten abgerufen<br />

werden.“ Dies schafft nicht nur zum Zeitpunkt der Installation Sicherheit,<br />

dass alles gemäß den Spezifikationen abläuft, sondern auch<br />

noch 30 Jahre später. Denn sollte sich das Gebäude absenken, kann<br />

auf die Daten zugegriffen werden und das Bauunternehmen ist abgesichert.<br />

Falls am Gebäude zusätzliche Fundamentarbeiten zu einem<br />

späteren Zeitpunkt ausgeführt werden müssen, sind die Hintergrundinformationen<br />

dazu ebenfalls vorhanden und abrufbar. „Praktisch<br />

bedeutet dies, dass wir innerhalb von fünf bis zehn Minuten,<br />

nachdem ein Pfahl aufgestellt wurde, bereits alles über ihn wissen.<br />

Wir können auch auf den Steuerungsbildschirm zugreifen, damit wir<br />

genau das sehen, was auch der Bediener sieht. Ganz gleich, wo auf<br />

der Welt sich dieser gerade befindet“, so Nelson.<br />

Die Telematiklösung ist nicht nur auf Monitoring und Aufzeichnung<br />

beschränkt. Die übergreifende Funktionsfähigkeit der Maschine<br />

bedeutet, dass Monitoring und Steuerung mit dem SR 75<br />

auch aus der Ferne möglich sind, wie Nelson erläutert: „Wir können<br />

vom Computer per Fernzugriff Anweisungen an die Pfahlmodule<br />

geben, die dann elektronische Signale an die Rexroth Elektroventile<br />

der Proportionalregler schicken. Diese wiederum leiten Öl zu den<br />

Steuerkolbenblöcken, damit sich alle Winden mit einer bestimmten<br />

Leistung oder Geschwindigkeit in Bewegung setzen.“<br />

Für Joynson ist das SR 75 im Bereich Fernüberwachung und<br />

-steuerung ein großer Schritt nach vorn. Er merkt an: „In Bezug auf<br />

den Betrieb handelt es sich hierbei um den höchsten Automatisierungsgrad,<br />

den es bisher gab. Wir können so den Arbeitsplan in die<br />

Maschine einspeisen und kostspielige Fehler vor Ort vermeiden.<br />

Dies ist bei den üblicherweise geringen Toleranzen, mit denen wir<br />

arbeiten, entscheidend.“<br />

Bilder: Bosch Rexroth AG<br />

www.boschrexroth.de<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 23


UMFORMMASCHINEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />

03 Die Maschine ist über ein<br />

Touchpad leicht zu bedienen<br />

SICHER UND KOMFORTABEL<br />

IN FORM KOMMEN<br />

01 Das Ende eines kaltgezogenen<br />

Präzisionsrohrs wird umgeformt<br />

02 Über neun Monate wurde die Transferpresse mit zwölf Stationen<br />

für einen kanadischen Automobilzulieferer in Slowenien hergestellt<br />

04 Der Wechsel der Formstutzen<br />

erfolgt über einen Bajonettverschluss<br />

Der slowenische Hydraulik-Dienstleister Pisnik setzt das neue Rohrumformsystem Stauff<br />

Form bei der Verrohrung einer hydraulischen Großpresse zur Bearbeitung von Blechteilen<br />

für die Automobilindustrie ein. Die Presse wurde nach Kanada geliefert, wo Mitarbeiter von<br />

Pisnik die Anlage zurzeit verrohren. Das Rohrumformsystem überzeugt insbesondere durch<br />

die hohe Montagesicherheit und die intuitive Bedienbarkeit der Umformmaschine.<br />

24 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


POINTIERT<br />

MIT STAUFF FORM UND CONNECT GEFÜGTE<br />

VERBINDUNGEN SIND LECKAGEFREI UND …<br />

… ÜBERTREFFEN MIT 800 BAR FÜR AUSGE-<br />

WÄHLTE TYPEN DIE STANDARD-VORGABEN<br />

KURZER DREHWEG UND GERINGER<br />

KRAFTAUFWAND BEI ENDMONTAGE<br />

GERINGE GERÄUSCHENTWICKLUNG UND<br />

EINFACHE KOMMUNIKATION<br />

Die Pisnik d.o.o. mit Sitz im slowenischen Vuzenica hat sich in den vergangenen<br />

Jahren als Dienstleister für Hydraulikverrohrungen und als Hersteller kompletter<br />

hydraulischer Systeme und Aggregate auch grenzübergreifend einen<br />

hervorragenden Namen gemacht – sowohl mit mobilen Services als auch mit<br />

einer leistungsfähigen, modernen und gut ausgestatteten Fertigung. Als einer der ersten<br />

Abnehmer weltweit hat sich Pisnik schon früh, noch vor der eigentlichen Markteinführung<br />

im Jahr 2015, für die Anschaffung einer StauffForm-Rohrumformmaschine<br />

entschieden und setzt das System seitdem erfolgreich für die Herstellung hochwertiger<br />

Verrohrungen ein.<br />

Jernej Pisnik, Produktions- und Vertriebsleiter: „In Stauff Form sahen wir die Möglichkeit,<br />

unseren Kunden eine leistungsfähige und montagefreundliche Alternative für<br />

anspruchsvolle Anwendungen anzubieten, die bislang vielfach mit aufwändigen<br />

Schweißverbindungen realisiert wurden.“ Pisnik erhielt eine detaillierte Einweisung vor<br />

Ort, erprobte das neue Umformsystem über mehrere Wochen und gab seine Praxiserfahrungen<br />

im Rahmen eines konstruktiven Dialogs an Stauff weiter. Viele dieser Anregungen<br />

konnten noch vor der Markteinführung seitens Stauff bei der Gestaltung der Maschine<br />

berücksichtigt werden.<br />

EINSATZ IN DER PRAXIS<br />

Zu den ersten Kunden, für die Pisnik Stauff Form eingesetzt hat, gehört ein international<br />

führender Hersteller von hydraulischen und mechanischen Pressen für die Stahl- und<br />

Blechbearbeitung. Das Unternehmen, das Pressen mit Kräften von 400 bis 40 000 kN und<br />

Tischlängen von bis zu 8 m für internationale Kunden konzipiert, legt grundsätzlich großen<br />

Wert auf Sicherheit und Langlebigkeit seiner Anlagen. Der Einsatz von Stauff Form<br />

war ein wichtiges Kriterium bei der Auftragsvergabe an die F irma Pisnik. Der Auftrag<br />

enthielt die komplette Hydraulikverrohrung einer Mehrstößel-Transferpresse für einen<br />

kanadischen Automobilzulieferer. Die Presse mit zwölf Stationen<br />

wurde für die bis zu 9-stufige Herstellung von Außengehäusen<br />

für Automatikgetriebe konzipiert.<br />

Die bei Stauff ermittelten Testergebnisse der Rohrverbindungen<br />

hinsichtlich Belastbarkeit und Langlebigkeit sprachen<br />

für sich: Die Druckbeständigkeit der mit Stauff Form<br />

in Verbindung mit Verschraubungskomponenten der<br />

Baureihe Stauff Connect umgesetzten Verbindungen<br />

übertrifft mit 800 bar für ausgewählte Typen und<br />

Baugrößen die Vorgaben der DIN 2353 und ISO 8434-1<br />

deutlich. Dank der hochwertigen Zink/Nickel-Oberfläche<br />

bieten die Komponenten mit mehr als 1200<br />

Stunden Beständigkeit gegen Rotrost/Grundmetallkorrosion<br />

im Salzsprühnebeltest nach DIN EN ISO 9227<br />

einen hervorragenden Korrosionsschutz, der die bisherigen<br />

Marktstandards deutlich übertrifft. Die verbesserte<br />

DAS UMFORMSYSTEM HAT<br />

UNSERE ERWARTUNGEN<br />

VOLL ERFÜLLT<br />

Jernej Pisnik<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 25<br />

Dr-Breit.indd 1 06.08.2012 13:59:15


UMFORMMASCHINEN<br />

05<br />

05 Durch die spezielle Kontur des umgeformten Rohres wird in<br />

Verbindung mit dem Stauff Formring und einem herkömmlichen<br />

Verschraubungskörper der einzig mögliche Leckagepfad abgedichtet<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />

Abnutzungsbeständigkeit und Verschleißfestigkeit, die dank der<br />

plastischen Verformbarkeit der Oberfläche erzielt werden kann,<br />

trägt ebenfalls zur Langlebigkeit bei. Um die geltenden Standards<br />

bzw. Werksnormen für diesen Anwendungsfall zu erfüllen, wäre<br />

alternativ nur die Verwendung von Schweißverschraubungen in<br />

Frage gekommen. Die Montage wäre dann aber deutlich aufwändiger<br />

und zeitintensiver gewesen.<br />

Insgesamt werden allein an dieser Anlage 1200 m Hydraulikrohre<br />

verbaut, die mit über 800 Stauff-Form-Verbindungen<br />

angeschlossen oder fest miteinander verbunden wurden. Nachdem<br />

der Auftraggeber von den Vorteilen des Umformsystems<br />

überzeugt war, wurde kein Unterschied mehr zwischen den<br />

Verbindungen von Druck- und Rücklaufleitungen gemacht. Das<br />

gesamte hydraulische System wurde mit Stauff Form, die Druckluft-<br />

und sonstigen Versorgungsleitungen mit herkömmlichen<br />

Schneidringen aus dem Stauff-Connect-Programm realisiert.<br />

HOHE QUALITÄT, STATIONÄR WIE MOBIL<br />

06<br />

Die Anlage wurde über einen Zeitraum von neun Monaten in Slowenien<br />

hergestellt, in Teilen nach Kanada verschifft und wird dort zurzeit<br />

von Mitarbeitern der Firma Pisnik endmontiert. Jernej Pisnik:<br />

„Aus unserer Sicht ist Stauff Form die beste Lösung für anspruchsvolle<br />

Stationärhydraulik. Wir sehen aber auch viele Möglichkeiten in<br />

der Mobilhydraulik. In beiden Bereichen können wir unseren Kunden<br />

jetzt Verrohrungen in höchster Qualität und nach höchsten<br />

Sicherheitsstandards bis zu einem Rohrdurchmesser von 42 mm<br />

bieten. Dass die Maschine transportabel ist, ist für uns ein weiterer<br />

Vorteil, denn wir erledigen viele Montagen vor Ort beim Kunden.<br />

Zudem erfolgt das Umformen sehr zeitsparend und effizient.“<br />

Mit dem neuen Umformsystem hat Stauff Form sein Komplettangebot<br />

der Rohrverbindungstechnik um die „Königsklasse“ erweitert.<br />

An das Ende eines nahtlos kaltgezogenen Präzisionsrohrs aus Stahl,<br />

Edelstahl oder alternativen Werkstoffen und Legierungen wird in einer<br />

elektrohydraulischen Maschine die für das System spezifische Kontur<br />

angeformt. Auf das Rohrende wird der Stauff Formring mit fest verbundener<br />

und somit unverlierbarer Elastomerdichtung aufgeschoben. In<br />

Kombination mit einem herkömmlichen Verschraubungskörper mit<br />

06 Ein deutlicher Vorteil vor allem in engen Einbausituationen ist der<br />

kurze Drehweg von nur 15 bis 20°. Das Montageende wird durch einen<br />

deutlich spürbaren Drehmomentanstieg angezeigt.<br />

24°-Innenkonus und einer Überwurfmutter gemäß ISO 8434-1 entsteht<br />

so eine formschlüssige Verbindung, die am einzig möglichen Leckagepfad<br />

sicher, dauerhaft und wartungsfrei abdichtet. Die Dichtwirkung<br />

wird vom Systemdruck der Hydraulikanlage unterstützt, so dass das<br />

neue Rohrumformsystem hervorragend für Hochdruck-Anwendungen<br />

geeignet ist. In solchen Einsatzbereichen profitiert der Anwender<br />

darüber hinaus von einer erhöhten Ausreißfestigkeit – ein klarer<br />

Sicherheitsvorteil angesichts von Druckschlägen und vibrierenden<br />

Belastungen, die typisch sind für viele Hydraulikanlagen. Für Pisnik<br />

und den Endkunden war dies ein entscheidendes Argument. Jernej<br />

Pisnik hierzu: „Bei Rohrverbindungen sind vor allem die Druckspitzen<br />

eine große Belastung. Mit Stauff Form können wir zuverlässige, weil<br />

dauerhaft leckagefreie Verbindungen realisieren.“<br />

INTUITIV BEDIENBAR UND LEISE<br />

In Anbetracht der kompakten Bauweise vieler mobiler und stationärer<br />

Maschinen ist auch der kurze Drehweg der Überwurfmutter bei<br />

der Endmontage ein Vorteil. Dieser beträgt nur 15 bis 20° nach Erreichen<br />

des Festpunktes und kann mit geringem Kraftaufwand und in<br />

der Regel ohne Umsetzen des Gabelschlüssels erfolgen. „Unsere<br />

Monteure bestätigen, dass das Montageende durch einen deutlich<br />

spürbaren Drehmomentanstieg angezeigt wird und die Gefahr von<br />

Über- oder Untermontagen praktisch ausgeschlossen werden kann“,<br />

berichtet Jernej Pisnik aus der Praxis. Ein wichtiges Kriterium bei der<br />

Entscheidung für Stauff Form war für Pisnik außerdem die Umformmaschine<br />

selbst: „Ihre Nutzung ist denkbar einfach und schnell zu<br />

lernen. Im Rahmen der detaillierten Einweisung durch Stauff Mitarbeiter<br />

vor Ort konnten die wenigen Fragen der Monteure umgehend<br />

beantwortet werden.“ Die Maschine ist über ein Touchpad sogar mit<br />

Handschuhen zu bedienen. Die Formstutzen werden bei Wechsel<br />

des Rohrdurchmessers oder der Wandstärke über einen Bajonettverschluss<br />

im Handumdrehen ausgetauscht. Dies erfolgt wie der Wechsel<br />

der Klemmbacken, die das Rohr während des Umformvorgangs<br />

in Position halten, komplett ohne Werkzeuge. Ein weiterer wichtiger<br />

Aspekt für Jernej Pisnik: „Die geringe Geräuschentwicklung schützt<br />

unsere Beschäftigten vor Gesundheitsschäden, verbessert die<br />

Sicherheit am Arbeitsplatz und erleichtert die Kommunikation<br />

untereinander.“ In Zukunft kann die Umformmaschine um ein<br />

zusätzliches Modul zur Fernwartung und „Live-Unterstützung“ der<br />

Anwendungstechniker durch den bei Stauff zuständigen technischen<br />

Kundenberater erweitert werden. So können beispielsweise<br />

Softwareupdates durchgeführt oder abweichende Rohrparameter,<br />

etwa für den Einsatz anderer Werkstoffe als Stahl und Edelstahl,<br />

kundenspezifisch programmiert werden. „Das setzt dem ohnehin<br />

hervorragenden Stauff Service gewissermaßen die Krone auf“,<br />

beurteilt Pisnik diese zusätzliche Ausstattung.<br />

www.stauff.com<br />

STAUFF LINE IM VIDEO:<br />

Wir waren bei Stauff auf der<br />

Hannover Messe und haben mit<br />

Jörg Deutz über das neue Konzept<br />

Stauff Line gesprochen:<br />

http://bit.ly/MDA_Stauff<br />

26 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


HARDWARE FÜR<br />

EXTREME<br />

BEDINGUNGEN<br />

Die Steuerungshardware Indra<br />

Control XM2201 ist von sechs<br />

europäischen und amerikanischen<br />

Klassifikationsgesellschaften<br />

für den Einsatz auf Schiffen<br />

und Offshore-Installationen<br />

auch unter extremen Umgebungsbedingungen<br />

zugelassen<br />

worden. Die Reihe Indra Control<br />

XM ist eine Hardware-Basis nach<br />

Schutzart IP20 der Embedded-<br />

Steuerungen für SPS-Programme<br />

und Motion-Control-Aufgaben.<br />

Sie regelt elektrische,<br />

hydraulische und elektrohydraulische<br />

Antriebe. Die modulare<br />

Steuerungshardware kann auch<br />

z. B. in der Metallurgie oder der<br />

Holzverarbeitung in allen<br />

Klimazonen eingesetzt werden.<br />

www.boschrexroth.com<br />

MARKTPLATZ<br />

MAGNETO-INDUKTIVE WEGSENSOREN MIT GROSSEM MESSBEREICH<br />

Die neuen Modelle aus der Reihe der magnetoinduktiven<br />

Wegsensoren aus dem Hause Micro-Epsilon<br />

zeichnen sich durch ihre robuste Bauform kombiniert<br />

mit moderner Sensortechnologie aus. Der Aufbau des<br />

Messsystems ist zuverlässig und langlebig. Die Vorteile<br />

liegen außerdem in der extrem kompakten Bauform.<br />

Die neuen Sensoren der Serie MDS-40-D18-SA sind in<br />

ein robustes Edelstahlgehäuse integriert und wurden<br />

z. B. für Anwendungen am Hydraulikzylinder mittels<br />

Klemmbefestigung konzipiert. Neu sind auch die<br />

magneto-induktiven Sensoren der Serie MDS-35-M12-<br />

SA-HT, die in ein robustes Edelstahlgehäuse integriert sind und für erhöhte Umgebungstemperaturen<br />

bis 120 °C entwickelt wurden. Diese sind sowohl mit integriertem Kabel als auch mit Stecker<br />

verfügbar. Die Sensoren werden z. B. in der Weg- und Abstandsmessung eingesetzt.<br />

Kastaş İlan - De<br />

www.micro-epsilon.de<br />

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VERZÖGERUNGSFREI<br />

UND HOCHGENAU<br />

Kastas führt sein<br />

neues B2B-Portal<br />

Einfache<br />

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Der Neigungssensor Positilt<br />

PTK29 von ASM liefert auch<br />

unter Bewegung, Schocks und<br />

Vibrationen präzise Messergebnisse.<br />

Mit gyrokompensierter<br />

Mems-Technologie werden die<br />

Signale verzögerungsfrei und<br />

mit einer statischen Linearität<br />

bis 0,05° ausgegeben. Die<br />

Sensor-Elektronik ist in einem<br />

hermetisch dichten Edelstahlgehäuse<br />

untergebracht. Das<br />

10 mm flache und maximal<br />

49,5 mm breite Gehäuse kann<br />

flexibel auch in enge Räume<br />

installiert werden. Für Sicherheitsanwendungen<br />

ist er in<br />

einem Gehäuse mit Platz für<br />

redundante Elektronik verfügbar.<br />

Für Anwendungen in<br />

Bewegung unter harten<br />

Umweltbedingungen ausgelegt,<br />

findet er besonders in<br />

mobilen Maschinen Einsatz.<br />

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Robert-Bosch-Str. 11-13,<br />

25451 Quickborn / Deutschland<br />

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Vollständiges<br />

Produktangebot<br />

Flexible<br />

Logistik<br />

Zeiteffizienz


BAGGEREINSATZ IN<br />

VIRTUELLEN WÄNDEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Im Internet sieht man es immer wieder:<br />

Bildstrecken von umgestürzten Baggern oder von<br />

Gebäuden, denen dank nur eines unachtsamen<br />

Moments eines Maschinenbedieners ganze<br />

Stücke fehlen. Um solchen Unfällen<br />

vorzubeugen, entwickelt die englische Firma<br />

Prolec Ltd. Sicherheits- und Steuerungssysteme<br />

für Baumaschinen. Hansa-Flex liefert die<br />

Hydraulik für diese Systeme.<br />

Die Firma Prolec Ltd., Teil der James Fisher PLC Group of<br />

Companies, mit Sitz in Poole, Großbritannien ist einer<br />

der weltweit führenden Hersteller von Sicherheitssys<br />

temen für Baumaschinen. Mittels Sensortechnologie<br />

überwachen diese das Anheben oder Schwenken der Ausrüstung<br />

einer Baumaschine und senden bei Gefahr ein Signal<br />

an die Hydraulik. Hansa-Flex hat die Ventilblöcke für die<br />

Systeme entwickelt und liefert sie seit 2010 zusammen mit den<br />

dazugehörigen Schlauchleitungssätzen an den Hauptsitz von<br />

Prolec in England.<br />

ANWENDUNGSBEISPIEL: BAGGER IM GLEISBAU<br />

Für Baggerführer im Gleisbau gibt es viel zu beachten: Der Bagger<br />

darf die Ausrüstung nicht so hoch heben, dass er mit der stromführenden<br />

Oberleitung in Kontakt kommt. Zugleich gilt es, den Abstand<br />

zum benachbarten Gleis zu beachten, wo häufig trotz der angrenzenden<br />

Gleisarbeiten noch Züge fahren. Die Sichtfreiheit des<br />

Maschinenbedieners ist durch das Führerhaus jedoch eingeschränkt.<br />

Prolec unterstützt den Baggerführer bei dieser Herausforderung.<br />

Die Sicherheitslösungen von Prolec bestehen aus einer Zentraleinheit,<br />

in welche die kompletten Geometriedaten der Baumaschine<br />

eingespeist werden. Die dazugehörige Software errechnet den<br />

am weitesten entfernt oder höchstgelegenen Punkt. Mit einem<br />

Display kann der Maschinenbediener so den gesamten Arbeitsbereich<br />

des Baufahrzeugs überwachen. Zudem verhindert das<br />

System das Herausschwenken des Oberwagens aus einem vorher<br />

festgelegten Winkelbereich oder einer „virtuellen Wand“. Bei einem<br />

entsprechenden Signal der Zentraleinheit schaltet die Hydraulik<br />

automatisch alle gefährlichen Bewegungen ab, während sichere<br />

Bewegungen weiterhin erlaubt sind. Der Strom wird vom Ventil<br />

genommen, die entsprechende Baggerbewegung kommt zum<br />

Erliegen. Die Winkelbegrenzung, ab der die Sensoren Alarm schlagen,<br />

wird je nach Einsatzbereich des Fahrzeugs anders definiert.<br />

Der Baggerführer kann also sicher sein, dass seine Maschine die<br />

Oberleitung und die Gleise nicht berührt und bei Einsatz als mobiler<br />

Kran durch eine Überlast nicht umfällt.<br />

28 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

01 Jürgen Reineke, Prolec, (l.) und Rainer Lüdeking,<br />

Hansa-Flex, inspizieren die Steuerung.<br />

02 Die kundenspezifische Hydraulik des Systems<br />

liefert Hansa-Flex<br />

01<br />

02<br />

MOBILER SOFORTSERVICE<br />

Die Beratungskompetenz hat Hansa-Flex inzwischen in weiteren Bereichen<br />

unter Beweis gestellt. Mit seinem mobilen Hydraulik-Sofortservice<br />

unterstützten die Spezialisten Prolec bei einem Kundentermin vor Ort.<br />

Hansa-Flex fertigte kurzfristig die benötigten Schlauchleitungen und<br />

baute sie in die Baumaschine des Kunden ein.<br />

KUNDENSPEZIFISCH AUS EINER HAND<br />

„Bevor wir die Hydraulik von Hansa-Flex bezogen, setzten wir<br />

lediglich Einzelventile in unseren Systemen ein“, erklärt Jürgen<br />

Reineke, Sales Manager im Prolec Central Europe Office. „Die<br />

kompletten Ventilblöcke sind jedoch flexibler und ihre Beschaffung<br />

ist besser einplanbar, da die Grundkomponente immer die gleiche<br />

ist.“ Die Basis für die Ventilblöcke bildet ein Multifunktionsblock,<br />

den Hansa-Flex kundenspezifisch herstellt und bestückt.<br />

Von den Steuermöglichkeiten des Fahrzeugs hängt es ab, ob der<br />

Kunde den Ventilblock in 3-, 4- oder 5-fach-Ausfertigung benötigt<br />

oder für sehr komplexe Systems gar zwei Blöcke in Reihe. „Der Ausleger<br />

eines Baggers besitzt zwei oder drei Gelenke“, erläutert Reineke,<br />

„Müssen wir z. B. nur die Hubhöhe oder das Schwenken begrenzen,<br />

wird ein 3-fach-Block eingebaut. Gibt es noch weitere Stufen für<br />

unterschiedliche Höhen- und Schwenkbewegungen, kommt ein 4-<br />

oder 5-fach-Block zum Einsatz.“<br />

VARIABLE INTEGRATION<br />

Der Ventilblock wird in den Vorsteuerkreis einer Baumaschine<br />

eingebaut, der die Haupthydraulik bewegt. Die Sensorkabel des<br />

Prolec-Sicherheitssystems führen vom Baggerarm nach hinten zur<br />

zentralen Steuerung und von dort zu den Ventilblöcken, die<br />

geschützt vor Wasser und Hitze im Inneren der Baumaschine angebracht<br />

sind. „Je nach Kunde müssen die Blöcke anders ins System<br />

POINTIERT<br />

SENSORTECHNOLOGIE VON PROLEC ÜBER-<br />

WACHT BAUMASCHINENBEWEGUNGEN<br />

VERHINDERT ANHEBEN UND SCHWENKEN<br />

IN GEFAHRENBEREICHE<br />

VENTILBLÖCKE FÜR DAS SYSTEM<br />

LIEFERT HANSA-FLEX<br />

ENGE ZUSAMMENARBEIT FÜHRT ZU INDIVI-<br />

DUELLEN PRODUKTEN FÜR PROLEC-KUNDEN<br />

integriert, die Schläuche unterschiedlich vom Block abgeführt<br />

werden“, sagt Reineke. „Das Spektrum ist dabei sehr groß.“<br />

Die beratungsintensive Zusammenarbeit ist auch der Grund,<br />

weshalb Prolec sich die Hydraulik eigens aus Deutschland schicken<br />

lässt. „Wir kennen inzwischen alle Kunden von Prolec und können<br />

unser Produkt dadurch wie maßgeschneidert an ihre Bedürfnisse anpassen“,<br />

erläutert Rainer Lüdeking vom Hansa-Flex Außendienst.<br />

„Seit 2010 haben wir die Blöcke immer wieder für aktuelle Anforderungen<br />

optimiert. Durch das Feedback der Prolec-Kunden, das an<br />

uns weitergegeben wird, können wir die Systeme laufend verbessern.“<br />

www.hansa-flex.de<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 29


DOPPELTE<br />

LEISTUNG<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Vom Standard-Membranspeicher bis zu<br />

kundenspezifischen Speicheranlagen mit mehr<br />

als 100 000 l Gasvolumen erfüllen Druckspeicher<br />

von Roth Hydraulics vielfältige Aufgaben in allen<br />

Anwendungen der Hydraulik. Nun erweitert der<br />

Hersteller sein Sortiment an Blasenspeichern.<br />

Blasenspeicher ermöglichen das Speichern und Freisetzen von<br />

hydraulischer Energie. Durch einströmende Druckflüssigkeit<br />

am ölseitigen Ventil komprimiert sich der Stickstoff, der sich in<br />

der Blase befindet. Hydraulische Energie wird gespeichert. Bei<br />

abfallendem Druck im Hydrauliksystem entspannt sich das Gas, die<br />

Blase dehnt sich aus und drängt die Flüssigkeit aus dem Blasenspeicher<br />

zurück in das Hydrauliksystem. Hydraulische Energie wird freigesetzt.<br />

SORTIMENTSERWEITERUNG<br />

Roth Hydraulics, ehemals Bolenz & Schäfer, ist seit über 60 Jahren führend<br />

in der Speichertechnik. Mit internationalen Zertifizierungen und<br />

Standorten in Deutschland, China und in den USA reagiert der Hersteller<br />

flexibel auf Kundenwünsche. Nun erweitert der Spezialist sein Sortiment<br />

an hydropneumatischen Blasenspeichern. Die neue leistungsstarke<br />

High-Flow-Version verfügt gegensätzlich zu dem Standard über<br />

eine nahezu verdoppelte Entnahmeleistung. Verantwortlich hierfür ist<br />

ein von Roth neu entwickeltes und strömungsoptimiertes Ventil,<br />

welches zudem die Reaktionsfähigkeit optimiert.<br />

„Die Leistungsfähigkeit unserer neuen Baureihe erreicht ein Niveau,<br />

das bisher nur Kolbenspeichern vorbehalten war. Mit unserer neuen<br />

Entwicklung erschließen sich zusätzliche Anwendungsfelder für Roth<br />

Blasenspeicher“, erklärt Harald Velte, Leiter Entwicklung und Konstruktion<br />

bei Roth Hydraulics. Die Roth Blasenspeicher eignen sich für den<br />

Einsatz in Kunststoff-Spritzgießmaschinen, Blasformmaschinen, hydraulischen<br />

Pressen und für die Fertigung von Composite-Bauteilen.<br />

Diese kommen z. B. in der Automobilindustrie zur Anwendung.<br />

FLEXIBLE BLASE<br />

Die Trennung zwischen Gas- und Flüssigkeitsraum bei den Speichern<br />

erfolgt mittels einer flexiblen Blase. Sie ist in den mit Betriebsmedium<br />

gefüllten Druckraum eingebettet. Die Speicher bestehen aus einem<br />

nahtlos geschmiedeten Druckkörper, einer flexiblen Blase mit einvulkanisiertem<br />

Gasanschluss sowie dem fluidseitigen Anschluss aus<br />

C-Stahl oder Edelstahl. Das Produktprogramm von Roth Hydraulics<br />

umfasst neben den High-Flow Blasenspeichern eine Vielzahl weiterer<br />

Versionen mit unterschiedlichen Flüssigkeitsanschlüssen.<br />

Die Blasenspeicher sind mit Volumen von 1 bis 57 l, für einen<br />

Betriebsdruck bis zu 420 bar und für Einsatztemperaturen von -40 bis<br />

+80 °C ausgelegt. Als Blasenwerkstoffe stehen zur Auswahl NBR (Acrylnitril-Butadien-Kautschuk),<br />

TT NBR (für Tieftemperaturen) und ECO<br />

(Ethylenoxid-Epichlorhydrin-Kautschuk). Auf Anfrage bietet der Her-<br />

steller Sonderwerkstoffe an. Für Offshore-Anwendungen sind widerstandsfähige<br />

Lackierungen verfügbar. Auch Kunststoffbeschichtungen<br />

sind möglich.<br />

Roth Hydrospeicher steigern die Effizienz hydraulischer Anlagen<br />

und reduzieren die Betriebskosten. Neben der Abdeckung von Leistungsspitzen<br />

werden die Blasenspeicher u. a. auch zur Pulsationsdämpfung<br />

von kurzhubigen, hochfrequenten Schwingungen und<br />

Druckspitzen sowie für Volumenstromkompensation, hydraulische<br />

Stoßdämpfung oder Federung, Schockabsorption und als Energiespeicher<br />

für Notbetätigung bei Energieausfall eingesetzt. Als Vollsortimenter<br />

liefert Roth Hydraulics eine komplette Technologie-Palette mit<br />

Kolben-, Blasen- und Membranspeichern sowie Speicheranlagen für<br />

verschiedenste Anwendungen.<br />

www.roth-hydraulics.de<br />

POINTIERT<br />

SPEICHERN UND FREISETZEN VON<br />

HYDRAULISCHER ENERGIE<br />

HIGH-FLOW-BLASENSPEICHER MIT NAHEZU<br />

VER DOPPELTER ENTNAHMELEISTUNG<br />

EINSATZ IN KUNSTSTOFFSPRITZGIESS-<br />

MASCHINEN UND HYDRAULISCHEN PRESSEN<br />

Redakteurin Svenja Stenner (rechts) überzeugte sich auf der Hannover<br />

Messe <strong>2017</strong> von den Blasenspeichern mit erhöhter Entnahmeleistung.<br />

Von links nach rechts: Frank Fuchs, Geschäftsführer Roth Hydraulics GmbH<br />

und Christin Roth-Jäger, Geschäftsführerin Roth Werke GmbH<br />

30 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


MARKTPLATZ<br />

EFFIZIENTE UND ZUVERLÄSSIGE FILTRATIONSLÖSUNGEN<br />

Die Filtration Division von Eaton hat Filtrationslösungen<br />

für Hydraulik- und Schmierölanwendungen,<br />

die frischen Wind in Prozesseffizienz<br />

und -zuverlässigkeit bringen. Ein Highlight ist<br />

das Twinfil TWF 4000 Filtrationssystem, das<br />

speziell für den Einsatz in Getriebeschmiersystemen<br />

von Windkraftanlagen neu überarbeitet<br />

wurde. Das seewasserfeste, eloxierte Aluminiumgehäuse<br />

in kompakter Bauform hat eine<br />

hohe Korrosionsbeständigkeit und reduziert das<br />

Gewicht um mehr als 75 Prozent im Vergleich zu Standardausführungen in C-Stahl<br />

oder Gusseisen. Der einfach zu wechselnde TEF 426 Filter wird im Tank montiert<br />

und verhindert, dass Verschmutzungen in den Vorratsbehälter während des<br />

Elementwechsels gelangen und Öl beim Wechsel austritt. Das Kieselgelgranulat im<br />

BFD-Belüftungsfilter absorbiert Feuchtigkeit und schützt das Öl vor Oxidation.<br />

www.eaton.de<br />

INDIVIDUELL ZUSCHNEIDBARE STOSSDÄMPFUNGSPLATTEN<br />

Slab ist eine vielseitige Familie von Stoßdämpfungsplatten und schwingungsisolierenden<br />

Platten von ACE. Es gibt sie neben der Standardgröße 1500 x 800 mm auch<br />

nach kundenspezifischer Anforderung, für die sie in fast beliebiger Form und Größe<br />

zuschneidbar sind. Der Hersteller nutzt dafür eine CNC-Einheit, die beliebige<br />

Plattenmaße und -formen aus den Standardgrößen herauslöst, wobei Radien von<br />

2,5 mm möglich sind. Die Toleranzen beim Zuschnitt betragen z. B. bei einer Länge<br />

von 30 bis 120 mm nur ± 0,3 mm.<br />

www.ace-ace.de<br />

HYDRAULISCHE UND ELEKTRISCHE<br />

ANTRIEBSTECHNOLOGIE VEREINT<br />

Die elektrohydrostatische Pumpeneinheit (EPU)<br />

von Moog ist eine Kombination hydraulischer<br />

und elektrischer Antriebstechnologie, mit der<br />

sich dezentrale Antriebsstrukturen realisieren<br />

lassen. Da sie kein zusätzliches Hydraulikaggregat<br />

benötigt wird, verringert sich der Platzbedarf.<br />

Die Einheit wurde für die einfache Installation<br />

entwickelt und lässt sich direkt an einen<br />

Steuerblock oder Zylinder montieren. Der in sich<br />

geschlossene Antrieb verringert die Gefahr von<br />

Leckagen und Ausfällen. Eingesetzt werden<br />

kann er in der Metallumformung, im Spritz- und<br />

Druckguss, in Gas- und Dampfturbinen oder bei<br />

der Blattverstellung von Windturbinen.<br />

www.moog.de<br />

F<br />

Bio-abbaubar<br />

Energieeffizienz<br />

Öl-Microfiltration<br />

Co2-Reduktion<br />

Langzeitöle<br />

Laborservice<br />

Öl-Sensoren<br />

Die Zeichen unserer Leistung –<br />

seit 1986<br />

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PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

WIR VERSUCHEN,<br />

DER ZEIT EIN BISSCHEN<br />

VORAUS ZU SEIN


INTERVIEW<br />

Die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO) von<br />

Maschinen und Anlagen sind ein entscheidender wirtschaftlicher<br />

Faktor für Industrieunternehmen. Sie standen im Zentrum des<br />

diesjährigen Shell Technology Forums in Amsterdam. Dort hatten wir<br />

Gelegenheit mit Ahmet Güven, Product Application Specialist für<br />

Hydrauliköle, über die neue Generation Hydrauliköle des<br />

Unternehmens sowie ihre Auswirkungen auf die TCO zu sprechen.<br />

Herr Güven, heutzutage<br />

müssen Hydrauliksysteme<br />

rund um die Uhr arbeiten, bei<br />

maximaler Effizienz und<br />

Produktivität sowie unter<br />

extrem hohen Drücken von<br />

bis zu 500 bar. Welche<br />

Auswirkungen hat dies auf<br />

das verwendete Hydrauliköl?<br />

Sie haben kürzlich die<br />

nächste Generation Ihrer<br />

Shell Tellus Hydraulik-Öle auf<br />

den Markt gebracht. Was sind<br />

die Vorteile dieser Produkte?<br />

Wie schwer ist es, eine solche<br />

neue Generation von<br />

Hydraulikölen zu entwickeln?<br />

Wird das falsche Öl in einem<br />

hydraulischen System<br />

genutzt, kann es zum<br />

Maschinenausfall führen,<br />

was wiederum hohe Kosten<br />

nach sich zieht. Die TCO<br />

steigen. Ich schätze, es gibt<br />

einen großen Bedarf an<br />

Service und Support, oder?<br />

Wie sie bereits sagten, die Drücke steigen. Und wenn die Drücke steigen, steigen auch die Temperaturen<br />

und damit die Belastung des Öls. Es gibt die Faustregel: pro Temperaturanstieg um<br />

10 Grad Celsius verdoppelt sich die Oxidation. Also muss das Öl oxidationsresistent sein.<br />

Darüber hinaus gibt es jedoch noch weitere Belastungen, bedingt durch die hohen Drücke.<br />

Wenn das Öl bei solch hohen Drücken durch das Ventil strömt, kommt es zu Druckabfällen, die<br />

sehr große Reibung verursachen sowie zu einer großen Temperaturänderung.<br />

Die Temperatur steigt und fällt also kontinuierlich. Die Temperaturspitzen reichen bis zu 135<br />

Grad Celsius. Und an diesen Stellen kommt der sogenannte Thermal Breakdown ins Spiel, an<br />

dem die Bindungen zwischen den verschiedenen chemischen Elementen des Fluids brechen.<br />

Dies ist eine weitere Belastung für das Hydrauliköl, der es widerstehen muss. Wenn man eine<br />

neuartige Formel für ein Fluid entwickelt, muss man diese drei Dinge beachten: Belastung<br />

durch Druck, Oxidation und Temperatur.<br />

Die Shell Tellus S2 VX und MX Öle sind momentan die einzigen auf dem Markt, die die extrem<br />

anspruchsvollen Anforderungen der Bosch Rexroth Fluid Ratings List RDE 90245 erfüllen. Es kann<br />

bei Drücken bis zu 500 bar eingesetzt werden, bei Drehzahlen bis zu 4000 Umdrehungen pro<br />

Minute und einer Arbeitstemperatur von 100 Grad Celsius. Somit schützen diese Shell Fluide<br />

selbst unter den oben genannten Einflüssen – Druck, Oxidation, Hitze – die Pumpe vor Verschleiß.<br />

Shell Tellus S2 VX und MX sind zudem von Gruppe 1 in Gruppe 2 der Basisöle aufgestiegen. Das<br />

bedeutet, wir haben eine verbesserte Oxidationsstabilität. Zur Verdeutlichung: Wir haben einen<br />

Reifungstest nach ASTM D943 (Standard-Oxidationstest, Hinweis der Redaktion) mit diesen Produkten<br />

ausgeführt – wir nennen ihn TOST Life Test – und Bosch Rexroth verlangt an dieser Stelle<br />

2500 Betriebsstunden. Wir haben diese Anforderung um das Doppelte übertroffen; unsere Öle<br />

liefen über 5000 Stunden. Die Ölwechselintervalle werden somit deutlich länger und unsere Kunden<br />

können ihre Maschinen nahezu durchgehend betreiben. So steigern unsere Öle die Produktivität<br />

der Anwender und reduzieren Wartungskosten und somit die TCO.<br />

Es ist nicht einfach, denn man muss immer den bestmöglichen Kompromiss finden. Wenn man<br />

beispielsweise den Schutz vor Verschleiß verbessern möchte und ein entsprechendes Additiv<br />

hinzufügt, kann dies unter Umständen negative Effekte für andere Aspekte nach sich ziehen, wie<br />

zum Beispiel einen schlechteren Schutz vor dem Thermal Breakdown Effekt. Dies muss man<br />

alles ausbalancieren.<br />

Zudem fragen nicht alle OEM dieselben Werte nach. Wir erfüllen eine Vielzahl von Spezifikationen,<br />

nicht nur das eingangs erwähnte Bosch Rexroth Fluid Rating. Unter anderem erfüllen Shell<br />

Tellus Öle auch die Anforderungen nach Parker Denison oder Eaton.<br />

Darüber hinaus ist eine der größten Herausforderungen heutzutage auf Seite der Dichtungen zu<br />

finden. Die OEM sind sehr erpicht auf Dichtungskompatibilität. Früher testeten wir die Kompatibilität<br />

über eine Dauer von 100 Stunden, heute sind es über 1000 Stunden. Weiterhin verlangen<br />

die Maschinen- und Komponentenhersteller inzwischen viel mehr Informationen als früher. Vor<br />

einigen Jahren reichte es noch zwei Datensätze zum jeweiligen Öl zu liefern. Inzwischen wollen<br />

die Hersteller alle Daten für alle Basisöl-Kombinationen. Man muss also sehr viele sehr teure<br />

Tests durchführen, um diesen Anforderungen gerecht zu werden.<br />

Dummerweise ist die erste Aufgabe eines hydraulischen Fluids, Kraft von einem Ort zu einem<br />

anderen zu übertragen. Wenn ein Maschinenbetreiber das Hydrauliköl in einem System wechselt<br />

und danach sieht, dass diese Aufgabe der Kraftübertragung befriedigend erfüllt wird, ist er<br />

der Meinung, dass alles in bester Ordnung ist. Je nachdem um welches Öl es sich handelt, kann<br />

er sich jedoch große Probleme einhandeln, selbst wenn die Maschine zunächst wie erwartet<br />

läuft. Sowohl unsere Erfahrungen als auch die von Filter- und Additivherstellern haben gezeigt,<br />

dass mindestens 50 Prozent aller Service-Fälle von Hydrauliksystemen mit der Qualität und<br />

Reinheit des Hydrauliköls in Verbindung gebracht werden können.<br />

Wichtig hierbei: Es fehlt in nahezu allen Fällen an ausreichendem Know-How. Denn die Ausfälle<br />

sind meist mechanischer Natur – man hat z.B. einen Ausfall eines Lagers, eines Zylinders<br />

oder eines Ventils – und beim Check wird genau das festgestellt: ein Problem am Lager, Zylinder<br />

oder Ventil. Aber in Wirklichkeit sind diese meist durch die Qualität des Hydrauliköls bedingt.<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 33


INTERVIEW<br />

Inzwischen weisen sogar die Komponentenhersteller auf die Wichtigkeit des richtigen<br />

Hydrauliköls hin. Nicht alle hydraulische Fluide sind gleich.<br />

Was wird die Zukunft<br />

bringen? Was kann man von<br />

den Shell Hydraulikölen von<br />

morgen erwarten?<br />

Wir glauben, dass wir die Technologieführer am Markt in Sachen Fluide sind. Wir versuchen,<br />

den Anforderungen von heute mindestens einen Schritt voraus zu sein. Wir arbeiten an diversen<br />

Projekten, unter anderem an einem GTL-basierten Fluid (Gas to Liquid). Es wird die Leistungsmerkmale<br />

in Sachen Druck und Temperatur nochmals nach oben verschieben. Wir versuchen<br />

durch Kooperationen mit OEM den sich stetig ändernden und steigenden Anforderungen<br />

nicht nur gerecht zu werden, sondern der Zeit immer ein bisschen voraus zu sein.<br />

Wir arbeiten zum Beispiel an Schmiermittel-Sensoren, um Predictive-Maintenance-Konzepte<br />

umzusetzen. Diese sind bereits in Feldversuchen im Einsatz und sollen die Qualität des<br />

Hydrauliköls überwachen, um frühzeitig vor Problemen im Hydrauliksystem zu warnen.<br />

www.shell.de/lubricants<br />

Das Interview führte Peter Becker, Redaktion <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong><br />

IMPRESSUM<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

FLUIDTECHNIK<br />

erscheint <strong>2017</strong> im 61. Jahrgang, ISSN 0341-2660<br />

Redaktion<br />

Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Michael Pfister<br />

Tel.: 06131/992-352, E-Mail: m.pfister@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<br />

Stv. Chefredakteur: Peter Becker B. A.,<br />

Tel.: 06131/992-210, E-Mail: p.becker@vfmz.de<br />

Redakteurin: Svenja Stenner,<br />

Tel.: 06131/992-302, E-Mail: s.stenner@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz: Melanie Lerch,<br />

Tel.: 06131/992-261, E-Mail: m.lerch@vfmz.de,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371, E-Mail: p.weidt@vfmz.de<br />

Angelina Haas, Gisela Kettenbach, Ulla Winter<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

Herausgeber: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hubertus Murrenhoff,<br />

Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen<br />

der RWTH Aachen, Steinbachstr. 53, 52074 Aachen,<br />

Tel.: 0241/8027511, Fax: 0241/80-22194,<br />

E-Mail: mh@ifas.rwth-aachen.de,<br />

Internet: www.ifas.rwth-aachen.de<br />

Organ: Organ des Forschungsfonds des Fachverbandes<br />

<strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA<br />

Gestaltung<br />

Mario Wüst, Doris Buchenau, Anette Fröder,<br />

Sonja Schirmer<br />

Chef vom Dienst<br />

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Anzeigen<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Annemarie Benthin, Anzeigenverwaltung<br />

Tel.: 06131/992-250, E-Mail: a.benthin@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste Nr. 57: gültig ab 1. Oktober 2016<br />

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vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />

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(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

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Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

Verlag<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH,<br />

Lise-Meitner-Straße 2,<br />

55129 Mainz,<br />

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

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34 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


INDIVIDUALISIERTE PRODUKTE<br />

AUS DER SMART FACTORY<br />

DRUCKLUFTLECKAGEN<br />

SCHNELL ERKENNEN<br />

Eine flexible<br />

automatisierte<br />

Produktion in<br />

Losgröße 1<br />

bieten Pöppelmann<br />

und<br />

Arburg an. Dies<br />

beinhaltet die<br />

Individualisierung<br />

von<br />

Großserienteilen<br />

durch eine<br />

Kombination von<br />

Spritzgießen und<br />

additiver Fertigung und eine lückenlose Rückverfolgbarkeit jedes<br />

Bauteils über ein Leitrechnersystem. Im Webshop von Pöppelmann<br />

können die Produktwünsche eingegeben werden. Aus der<br />

Bestellung wird ein QR-Code generiert, der an das Smartphone<br />

des Kunden gesendet oder ausgedruckt wird. Die Informationen<br />

werden bei Arburg mit einem Scanner ausgelesen und für den<br />

Produktionsablauf auf einen NFC-Chip übertragen. So wird das<br />

Produkt selbst zum Datenträger.<br />

www.poeppelmann.com<br />

DER DIREKTE WEG<br />

<strong>O+P</strong> IM INTERNET: www.oup-fluidtechnik.de<br />

<strong>O+P</strong> ALS E-PAPER: www.engineering-news.net<br />

<strong>O+P</strong>-REDAKTION: m.pfister@vfmz.de<br />

WERBUNG IN <strong>O+P</strong>: a.zepig@vfmz.de<br />

MDA TECHNOLOGIES – FLUIDTECHNIK INTERNATIONAL:<br />

www.en.engineering-news.net<br />

TECHNISCH-WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT<br />

Dr.-Ing. C. Boes, Böblingen<br />

Dipl.-Ing. M. Dieter, Sulzbach/Saar<br />

Prof. Dr.-Ing. A. Feuser, Lohr a. M.<br />

Dr.-Ing. M. Fischer, Kraichtal<br />

Dr.-Ing. G. R. Geerling, Elchingen<br />

Prof. Dr.-Ing. M. Geimer, Karlsruhe<br />

Prof. Dr.-Ing. habil. W. Haas, Stuttgart<br />

Dr.-Ing. W. Hahmann, Kempen<br />

Prof. Dr.-Ing. S. Helduser, Krefeld<br />

Frau Prof. Dr.-Ing. M. Ivantysynova,<br />

Purdue University<br />

Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Jacobs, Aachen<br />

Dipl.-Ing. M. Knobloch, München<br />

Dr. L. Lindemann, Mannheim<br />

INSERENTENVERZEICHNIS HEFT 06/<strong>2017</strong><br />

Bott, SMART HYDRAULICS,<br />

Mössingen11<br />

Breit Hydraulik, Heiligenhaus25<br />

Eisele Pneumatics,<br />

Waiblingen11<br />

EKOMAT, Karben35<br />

Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen<br />

Dr.-Ing. K. Roosen, Kaarst<br />

Dr.-Ing. P. Saffe, Hannover<br />

Dr.-Ing. MBA IMD A. W. Schultz,<br />

Memmingen<br />

Dipl.-Ing. E. Skirde, Neumünster<br />

Prof. Dr.-Ing. C. Stammen, Krefeld<br />

Dipl.-Ing. P.-M. Synek, Frankfurt<br />

Prof. Dr.-Ing. J. Weber, Dresden<br />

Der Vorsitzende und stellvertretende<br />

Vorsitzende des Forschungsfonds<br />

<strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA:<br />

Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen<br />

Dr.-Ing. R. Rahmfeld, Neumünster<br />

KASTAS SEALING TECHNOLOGIES,<br />

Quickborn27<br />

Kleenoil Panolin, Dogern31<br />

KTR Systems, Rheine19<br />

LEE Hydr. Miniaturkomp., Sulzbach7<br />

TOX PRESSOTECHNIK, Weingarten3<br />

Die Reihe LDS 1000 erweitert<br />

das Portfolio programmierbarer<br />

Druckluftmessgeräte mit<br />

I/O-Link von EGE um Messfühler<br />

für Rohrdurchmesser bis<br />

200 mm. Sie messen den<br />

Verbrauch in Druckluftnetzen<br />

nach dem Differenzdruckprinzip.<br />

Der Luftverbrauch<br />

eines Bereichs, Anlagenteils<br />

oder Werkzeugs wird in einem<br />

Display mit Sensortasten<br />

angezeigt. Alternativ erlaubt<br />

ein I/O-Link das Auslesen der<br />

Messwerte durch die SPS und<br />

das Parametrieren des Sensors<br />

vom PC aus. Die Eintauchfühler<br />

liefern neben der Leckage-<br />

Erkennung auch Messwerte zu<br />

Druck und Temperatur. Dazu<br />

kommen eine Dosierfunktion,<br />

Hysterese-Funktion, Manipulationserkennung<br />

und<br />

Ausschaltverzögerung.<br />

www.ege-elektronik.com<br />

DIAGNOSE FÜR<br />

INDUSTRIE-4.0-ANWENDUNGEN<br />

EFFIZIENTES PAKET<br />

FÜR SERVOPUMPEN<br />

Mit seinem Hardware- und<br />

Softwarepaket für Servopumpen-Lösungen<br />

stellt Baumüller<br />

einen leistungsstarken und<br />

effizienten Antrieb für<br />

Kunststoffmaschinen zur<br />

Verfügung. Die Servopumpe<br />

kombiniert die Eigenschaften<br />

der hydraulischen<br />

Leistungsübertragung mit<br />

denen der elektrischen<br />

Servo-Antriebstechnik. Das<br />

Antriebspaket besteht aus<br />

einer Konstantpumpe, einem<br />

Servomotor, einem B Maxx<br />

5000 Umrichter und der im<br />

Umrichter integrierten<br />

Servopumpen-Regelungsfunktion.<br />

Eine Palette an dynamischen<br />

Motoren und Umrichtern<br />

in unterschiedlichen<br />

Kühlungsvarianten bietet<br />

entsprechend des jeweiligen<br />

Lastprofils der Anwendung die<br />

passende Antriebslösung.<br />

www.baumueller.de<br />

Für die digitale<br />

Steuerung von<br />

Pneumatik-Produkten<br />

ist die Feldbus-<br />

Elektronikplattform<br />

der Baureihe 580 von<br />

Asco Numatics um<br />

IO-Link-Module<br />

erweitert worden. Mit<br />

den Ventilinseln der<br />

Baureihe 500 bieten die Module eine einfache, günstige Lösung<br />

zur Steuerung von Magnetventilen. Die Modelle ermöglichen<br />

einen Durchfluss von 400 bis 1400 l/min. Erhältlich ist auch eine<br />

Grundplatte, über die zwei Drücke gleichzeitig verarbeitet werden<br />

können. Durch optimierte Diagnosefunktionen ist eine hohe<br />

Maschinenverfügbarkeit gegeben. Typische Anwendungen sind<br />

Förder- und Robotik-Applikationen, Pick and Place- und Montageautomaten<br />

oder Verpackungsmaschinen.<br />

www.asconumatics.eu/de<br />

Ekomat.indd 1 07.11.2012 07:49:19<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 35


DIE AM SCHNELLSTEN ZU<br />

KONFEKTIONIERENDE<br />

ENERGIEKETTE DER WELT<br />

Zeit ist Geld, sagte schon Benjamin Franklin.<br />

Dieser Regel folgend hat der Kunststoff-Spezialist<br />

igus auf der Hannover Messe die e-Kette 4.1L<br />

mit neuartigem Trennstegsystem vorgestellt.<br />

Dank diesem – und einer neuen Zugentlastung<br />

– soll die Kette bis zu 80 % schneller konfektioniert<br />

werden können als vergleichbare Produkte.<br />

Ich habe mir auf der Messe die wenigen nötigen<br />

Minuten Zeit genommen und den Selbstversuch<br />

gewagt. Wie schnell kann ich als Laie die E4.1L<br />

befüllen und zusammenbauen?<br />

Autor: Peter Becker, Redaktion <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong><br />

16:31 Uhr<br />

Nachdem ich die die Kette vollständig geöffnet habe, geht<br />

es nun an das Einsetzen des neu entwickelten Trennstegsystems.<br />

Damit ist es nun sehr nutzerfreundlich möglich,<br />

Böden zur bedarfsgerechten Innenaufteilung über mehrere<br />

Ebenen einzuschieben. Die Trennstege werden per Hand<br />

eingeklickt. In diesem Fall sind es jeweils drei pro Steg.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

16:30 Uhr<br />

Los geht‘s. Unterstützt von einer igus-Spezialistin hebele ich per<br />

Schraubendreher die obenliegenden Öffnungsstege der E4.1L auf.<br />

Sie sind um 115 Grad aufschwenkbar und rasten in Endposition<br />

ein. Bei Bedarf lassen sie sich auch komplett entnehmen, wieder<br />

einlegen und durch einfaches Zudrücken verschließen.<br />

16:33 Uhr<br />

Nun werden die ersten Leitungen<br />

sowie die ersten Zwischenböden<br />

eingebracht. Die Böden<br />

werden ebenfalls von Hand eingesetzt<br />

und rasten in Endposition<br />

ein. Am unteren Bildrand ist<br />

das neu entwickelte Zugentlastungssystem<br />

zu sehen. Die<br />

wabenförmige Struktur passt<br />

sich den eingelegten Leitungen<br />

und ihren unterschiedlichen<br />

Durchmessern an.<br />

36 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


ENERGIEKETTEN<br />

16:38 Uhr<br />

Mit Hilfe der igus-Expertin lege ich die dritte<br />

Lage, unter anderem Stromleitungen, ein.<br />

16:36 Uhr<br />

Die zweite Lage folgt, in diesem Fall Servo-Leitungen.<br />

Nachdem das Funktionsprinzip nun bekannt<br />

ist, geht das Einsetzen der Böden und Verlegen<br />

der Leitungen schon deutlich schneller.<br />

16:41 Uhr<br />

igus nennt die E4.1L die am schnellsten<br />

zu konfektionierende Energiekette der<br />

Welt. Angesichts des Selbstversuchs mag<br />

ich das gerne glauben. Gerade mal etwas<br />

mehr als zehn Minuten habe ich gebraucht,<br />

um ohne jegliche Vorkenntnisse<br />

meine erste Energiekette zu konfektionieren.<br />

Durch die nahezu werkzeugfreie<br />

Montage, die gute Zugänglichkeit des<br />

Innenraums und das flexible Trennstegsystem<br />

können Profis sicherlich in deutlich<br />

kürzerer Zeit individuelle Lösungen<br />

für beliebige Anwendungsgebiete entstehen<br />

lassen.<br />

www.igus.de<br />

16:40 Uhr<br />

Zum Schluss wird dann<br />

doch noch einmal Werkzeug<br />

benötigt. Mit einem<br />

Innensechskant-Schlüssel<br />

wird das Zugentlastungssystem<br />

mittels abschließendem<br />

Metallsteg fixiert.


FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

VERBINDUNGSELEMENTE<br />

DIESELGATE<br />

IM TANKROHR<br />

Heiko Baum, Gerd Scheffel<br />

Hydraulische Antriebe werden zur Reduzierung der Zykluszeit immer<br />

dynamischer, was zu höheren Fluidaustauschraten führt. Seitens der<br />

Druckversorgung ist dem Anlagenbauer hierfür kein Aufwand zu groß.<br />

Der Rücklauf zum Tank jedoch wird oft noch anhand von überlieferten<br />

Faustformeln ausgelegt. Das kann zu Beschädigungen der Anlage<br />

durch Kavitation, Druckschlägen und Diesel-Effekten führen und ist<br />

nicht mehr zeitgemäß.<br />

38 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

ENTSTEHUNG VON DIESEL-EFFEKTEN IN EINER<br />

HYDRAULIKANLAGE<br />

Nachdem das letzte Ventil im Kreislauf durchströmt worden ist,<br />

fließt das Fluid mit hoher Geschwindigkeit durch die Tankleitung<br />

zurück in den Tank. Beim Einlauf in den Tank wird die Geschwindigkeit<br />

bis zum Stillstand abgebremst. Wenn die Schließzeit des<br />

Ventils kürzer als die Bremszeit der Fluidsäule ist, kommt es durch<br />

Entstehen von Unterdruck zum Zurückströmen des Fluids in der<br />

Tankleitung, was Druckschläge erzeugt. Die Strömungsverhältnisse<br />

in einer Tankleitung können in einen stationären und einen instationären<br />

Zustand unterteilt werden.<br />

Strömungsverhältnisse: Von stationären Verhältnissen spricht<br />

man, wenn sich die Strömungsverhältnisse (z. B. Durchfluss,<br />

Druck) an einem Punkt der Rohrleitung zeitlich nicht ändern. Eine<br />

derartige vereinfachende Annahme ist für viele Aufgaben der Hydraulik<br />

in Rohrleitungen ausreichend und die Berechnung erfolgt<br />

durch Anwendung der Bernoullischen Energiegleichung. Instationäre<br />

Bedingungen treten immer dann auf, wenn zeitliche Veränderungen<br />

eine Rolle spielen. Ein praktisches Beispiel ist der Druckstoß<br />

beim plötzlichen Öffnen oder Schließen eines Ventils. Dabei<br />

treten erhebliche dynamische Kräfte (Schläge) auf. Das kann man<br />

zum Beispiel bei Wasserschläuchen beobachten oder in Hauswasserleitungen<br />

manchmal hören. Dabei können Schäden an Leitungen<br />

und Rohrhalterungen entstehen [1].<br />

Die stationären Strömungsverhältnisse werden hier nicht näher<br />

betrachtet; sie dienen aber häufig als theoretische Basis für die<br />

Faustformeln zur Dimensionierung der Tankleitung. Die folgenden<br />

Ergebnisse zeigen, dass die instationären Strömungsverhältnisse<br />

für die Auslegung der Tankleitung viel relevanter sind, da diese in<br />

der Praxis maßgeblich für die Druckschläge verantwortlich sind.<br />

Beim Druckschlag denkt man oft nur an die Zulaufleitung. Es<br />

kommt aber auch auf der Ablaufseite des Ventils in der Tankleitung<br />

zu Druckschlägen – nur, dass hier unter Umständen ein kurzer, aber<br />

wie die folgenden Betrachtungen zeigen, entscheidender Zeitraum<br />

mit sehr niedrigem Druck durchlaufen wird, bevor es zum Druckschlag<br />

kommt.<br />

Ursache des niedrigen Drucks hinter dem Ventil ist die Induktivität<br />

der Fluidsäule. In einer bewegten Fluidsäule ist kinetische Energie<br />

gespeichert, die erst durch eine Bremskraft abgebaut werden<br />

muss, damit die Fluidsäule stoppt. Hierdurch strömt beim Schlie-<br />

ßen des Ventils kurzzeitig mehr Volumenstrom in Richtung Tank als<br />

über das schließende Ventil nachströmen kann. Analog gilt das<br />

auch für die Rücklaufleitung eines Zylinders, wenn dieser in den<br />

Anschlag bzw. die Endlagendämpfung läuft. In beiden Fällen wird<br />

die Volumenstrombilanz für den Bereich am Anfang der Leitung<br />

negativ. Wird die Fluidsäule zunächst vereinfacht als homogener<br />

Block betrachtet (Bild 01), die Reibung in der Leitung vernachlässigt<br />

und der Brems-Differenzdruck konstant gehalten, so kann man<br />

sich den Bremsvorgang der Fluidsäule wie eine PKW-Bremsung<br />

vorstellen und die Bremszeit und der Bremsweg werden wie gezeigt<br />

berechnet.<br />

Die Kurven im Diagramm zeigen den zugehörigen Weg-Geschwindigkeits-Verlauf.<br />

Die Geschwindigkeit sinkt parabelförmig<br />

von der Anfangsgeschwindigkeit bis auf Null ab. Fluidtechnisch<br />

sehr interessant ist, was auf der linken Seite der Leitung direkt hinter<br />

dem Ventil passiert. Wenn kein Fluid nachströmt, dann bleibt<br />

die Volumenstrombilanz während der gesamten Bremszeit, also bis<br />

zum Stopp der Fluidsäule, negativ. Der Druck fällt während dieser<br />

Zeit immer weiter ab. Die Fluidsäule „zieht“ am Anfang der Tankleitung.<br />

Das „Ziehen“ der Fluidsäule ist für die weitere Betrachtung<br />

der Druckschläge in der Tankleitung von essenzieller Bedeutung.<br />

Im Unterschied zu Festkörpern, die einen Elastizitätsmodul haben<br />

und die auf Druck und Zug belastet werden können, können Fluide,<br />

deren Widerstand gegenüber einer Volumenänderung über den<br />

Kompressionsmodul beschrieben wird, nicht gezogen, sondern nur<br />

gedrückt werden. In hydraulischen Systemen steht das Fluid immer<br />

unter Druck, denn selbst im Tank herrscht mindestens Atmosphärendruck.<br />

Wird das Fluid entspannt, dann sinkt der Fluiddruck. Es ist aber<br />

zu beachten, dass ein reales Fluid immer auch einen Anteil gelöster<br />

und einen sehr geringen Anteil ungelöster Luft enthält, die das Betriebsverhalten<br />

beeinflussen.<br />

In Druckflüssigkeiten gelöste Luft (Absorption): Sauerstoff- und<br />

Stickstoffmoleküle lagern sich in die Struktur der Flüssigkeit ein. Es<br />

liegt ein homogenes, molekular verteiltes Gemisch vor (echte Lösung).<br />

Die gelöste Luftmenge erreicht einen Sättigungswert, der mit<br />

dem absoluten Druck steigt. Nach dem Henryschen Löslichkeitsgesetz:<br />

Der Löslichkeitskoeffizient für Luft (Bunsen-Koeffizient) α =<br />

0,09 bzw. 9 Vol.-% zeigt an, dass Mineralöl bei Atmosphärendruck 9<br />

Vol.-% Luft bis zum Sättigungszustand aufnimmt, d. h. bis zu 90 cm³<br />

Luft auf 1 L Öl in Lösung gehen [2].<br />

01 Weg-Geschwindigkeits-Verlauf einer Fluidsäule bei konstanter Bremskraft<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 39


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

Ungelöste (freie) Luft in Druckflüssigkeit (Dispersion): Luft ist hier<br />

in Form frei verteilter Bläschen in die Flüssigkeit eingeschlossen, bei<br />

etwa über 30 % Luft im Hydrauliköl liegt Schaum vor. „Freie Luft“ beeinflusst<br />

die physikalischen Eigenschaften des Hydrauliköls [2].<br />

Solange der Fluiddruck hoch genug ist, ist dieser Luftanteil so<br />

stark komprimiert, dass er keine Auswirkung auf die Eigenschaften<br />

des Fluids hat. Je niedriger der Druck im Fluid wird, umso stärker ist<br />

jedoch der Einfluss der ungelösten Luft auf die Eigenschaften des<br />

Fluids. Zum Beispiel wird hierdurch der effektive Kompressionsmodul<br />

des Fluids sehr stark reduziert, was bei der Berechnung des<br />

Druckschlages noch wichtig wird. Auf eine detaillierte Beschreibung<br />

zum Einfluss der ungelösten Luft wird an dieser Stelle verzichtet<br />

und zur vertiefenden Lektüre auf Murrenhoff [3] verwiesen.<br />

Ist das Fluid komplett „entspannt“ und es wird trotzdem noch<br />

weiter an ihm „gezogen“, dann entsteht im Bereich des niedrigen<br />

Drucks die in Bild 01 gezeigte kavitationsähnliche Zone.<br />

02 Experimentell ermittelte Grenzkurve für die Zündung bei<br />

Kompression von einzelnen Luftblasen [9]<br />

Kavitation: Kavitation ist die Bildung und Auflösung von dampfgefüllten<br />

Hohlräumen (Dampfblasen) in Flüssigkeiten. Man unterscheidet<br />

zwei Grenzfälle, zwischen denen es viele Übergangsformen<br />

gibt. Bei der Dampfkavitation oder harten (transienten) Kavitation<br />

enthalten die Hohlräume hauptsächlich Dampf der umgebenden<br />

Flüssigkeit. Solche Hohlräume fallen unter Einwirkung des äußeren<br />

Drucks per Blasenimplosion zusammen (mikroskopischer Dampfschlag).<br />

Bei der weichen Gaskavitation treten in der Flüssigkeit gelöste<br />

Gase in die Kavitäten ein und dämpfen deren Kollaps [4].<br />

Kavitationsähnlich: Kavitationsähnlich (oder Pseudokavitation),<br />

weil es sich streng genommen um eine Mischung aus etwas Ölkavitation<br />

(Dampfdruck viel höher als bei Wasser) und aber erheblichen,<br />

meistens überwiegenden Luftblasenwirkungen handelt [5].<br />

In den beiden Textstellen zur Kavitation befinden sich zwei für<br />

die weitere Betrachtung von Druckschlägen in einer Tankleitung<br />

wichtige Punkte. Zum einen dämpfen im Fluid gelöste Gase den<br />

Kollaps der Kavitäten, also den Druckschlag, und zum anderen<br />

wird angedeutet, dass in diesen Kavitäten neben der Luft auch eine<br />

gewisse Menge Dampf des umgebenden Fluids enthalten ist. Dieser<br />

Dampf ist verantwortlich dafür, dass es bei Druckschlägen in der<br />

Tankleitung nicht nur zu Problemen durch die starken mechanischen<br />

Belastungen kommt, sondern auch zu thermischen Beschädigungen,<br />

da das Fluiddampf-Luft-Gemisch der Kavitationsblasen<br />

bei einer schnellen Kompression zündet. In der Hydraulik<br />

wird dieser Vorgang als Diesel-Effekt bezeichnet.<br />

Diesel-Effekt: Wenn man Mineralöl, das Luftbläschen enthält,<br />

sehr schnell verdichtet, werden die Bläschen so stark erhitzt, dass<br />

eine Selbstzündung des Luft-Gas-Gemisches auftreten kann. Dadurch<br />

entsteht örtlich ein sehr hoher Druck- und Temperaturanstieg<br />

– der auch Dichtungen beschädigen kann – sowie eine beschleunigte<br />

Alterung des Öls verursacht [6].<br />

Der Diesel-Effekt und die dadurch verursachten Schäden sind<br />

bereits seit Jahrzehnten Forschungsgegenstand. Interessante Veröffentlichungen<br />

zu diesem Thema finden sich bereits in den 1970er<br />

Jahren. So präsentiert Lohrentz [7] eine Vorrichtung mit der der<br />

Diesel-Effekt visuell beobachtet werden konnte. Hörl [8] hat die Explosion<br />

in einem transparenten Zylinderrohr in einem Video festgehalten.<br />

In der nur wenig später erschienenen Dissertation von<br />

Lipphardt [9] findet sich dann bereits eine Grafik (Bild 02), die abhängig<br />

von der Druckanstiegsgeschwindigkeit eine experimentell<br />

ermittelte Grenzkurve für die Zündung bei Kompression von einzelnen<br />

Luftblasen zeigt.<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

03 Verlauf der mittleren Blasentemperatur bei unterschiedlichen Druckanstiegsgeschwindigkeiten [10]<br />

40 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

Eine Veröffentlichung von Schmitz [10], über die simulative Analyse<br />

der Dynamik einer Gasblase zur Untersuchung des Dieseleffektes<br />

in hydraulischen Systemen, gibt einen Überblick zum aktuellen<br />

Stand der Forschung. Die genauen Systembedingungen, die zum<br />

Auftreten des Diesel-Effektes führen, sind zwar noch immer nicht<br />

vollständig bekannt, man weiß heute aber, dass die Zusammensetzung<br />

des Fluiddampf-Luft-Gemisches, das Temperaturniveau in<br />

der Blase und die Druckanstiegsgeschwindigkeit wesentliche Einflussgrößen<br />

sind.<br />

Die Erläuterungen zu Bild 01 haben bereits verdeutlicht, dass es<br />

zum Ende des Bremsvorgangs direkt hinter dem Ventil, also am Anfang<br />

der Tankleitung, eine kavitationsähnliche Zone geben kann. Der<br />

reinen Existenz der Einflussgröße „Fluiddampf-Luft-Gemisch“ ist also<br />

genüge getan, wobei es, je nach Vehemenz des Bremsvorgangs,<br />

sicherlich eine unterschiedlich große kavitationsähnliche Zone mit<br />

unterschiedlich großen Gemischblasen geben wird. Die praktische<br />

Erfahrung zeigt, dass mit Sicherheit einige der Blasen dann auch das<br />

bei Schmitz [10] beschriebene richtige Gemisch für die Selbstzündung<br />

haben. An dieser Stelle sei erwähnt, dass bereits Lohrentz [7]<br />

von erfolgreichen Experimenten berichtet, bei denen dem Hydrauliköl<br />

Superbenzin oder Bleitetraäthyl hinzugefügt wurde, um die Oktanzahl<br />

zu erhöhen und somit die Zündwilligkeit zu reduzieren.<br />

Was die Einflussgröße „Temperaturniveau in der Blase“ anbelangt,<br />

so zeigt ein Blick in den Motorenbau, dass es nur einer ausreichenden<br />

Kompression, also genügend Druck, bedarf, um das<br />

richtige Temperaturniveau für eine Selbstzündung zu erreichen.<br />

Bei modernen Diesel-Motoren mit Aufladung liegt das Kompressionsverhältnis<br />

unter 19:1 und ohne Aufladung zwischen 21:1 bis<br />

23:1 [11]. Das sind Kompressionsverhältnisse, die die moderne<br />

Ölhydraulik locker schafft. Würde der Druck am Anfang der Tankleitung<br />

während des Bremsvorgangs bis auf 0,1 bar absolut abfallen,<br />

dann würde schon ein Druckschlag mit einer Amplitude von<br />

knapp über 2 bar für die notwendige Kompression ausreichen.<br />

Wie in Bild 03 bei Schmitz [10] und in Bild 02 bei Lipphardt [9]<br />

dargestellt, spielt die Einflussgröße „Druckanstiegsgeschwindigkeit“<br />

eine bedeutende Rolle beim Diesel-Effekt.<br />

Der Druckanstieg muss abhängig von den anderen Einflussgrößen<br />

so schnell erfolgen, dass die Wärme, die während der Kompression<br />

entsteht, die zur Selbstzündung notwendige Temperatur<br />

von > 320 °C erreicht. Ist der Druckanstieg zu langsam, geht die<br />

Wärme von der Blase in das Fluid über und es erfolgt keine Zündung.<br />

Da die höchsten Druckgradienten während des Druckschlags<br />

auftreten, ist die genaue Kenntnis der dynamischen Vorgänge eine<br />

notwendige Voraussetzung, um die Wahrscheinlichkeit des Auftretens<br />

eines Diesel-Effekts abschätzen zu können.<br />

ZURÜCKSTRÖMEN DER FLUIDSÄULE<br />

IN DER TANKLEITUNG<br />

Ist die Fluidsäule aus Bild 01 zum Stillstand gekommen und hat sich<br />

eine kavitationsähnliche Zone mit niedrigem Druck gebildet, dann<br />

wird die Fluidsäule anschließend aufgrund des höheren Druckes<br />

im Tank wieder zurück Richtung Ventil beschleunigt. Die Gemischblasen<br />

werden hierbei zunächst ohne viel Widerstand komprimiert.<br />

Es beginnen die thermodynamischen Vorgänge, die schlussendlich<br />

zur Selbstzündung führen.<br />

Was dies für die Dynamik in der Fluidsäule bedeutet, lässt sich<br />

stark vereinfacht wie folgt beschreiben. In den Gemischblasen<br />

steigt während der Kompression der Druck, wodurch auf die zurückströmende<br />

Fluidsäule eine stetig wachsende Bremskraft wirkt.<br />

Dies ist zunächst in etwa so, als wenn eine bewegte Masse in eine<br />

weiche Feder läuft. Aufgrund der Thermodynamik der Gemischblasen<br />

ist die Federrate jedoch nicht linear, sondern steigt während der<br />

Kompression progressiv. Dies ist die bereits in [4] erwähnte dämpfende<br />

Wirkung.<br />

Die in der Wasserhydraulik als etwas Positives empfundene dämpfende<br />

Wirkung hat jedoch eine fatale Auswirkung auf die Dynamik<br />

einer ölhydraulischen Fluidsäule. Bei der Richtungsumkehr der<br />

Fluidsäule aus Bild 01 gilt direkt wieder die Druckgleichung, nur<br />

dass die Volumenstrombilanz jetzt positiv ist und es zu einem<br />

Druckaufbau kommt. Wäre die kavitationsähnliche Zone komplett<br />

mit Fluid gefüllt, das einen geringen Volumenanteil ungelöster Luft<br />

enthält, so würde der Druckaufbau sofort mit einem relativ hohen<br />

Kompressionsmodul des Fluids starten. Die rückströmende Fluidmasse<br />

würde also direkt gegen eine stark progressive Feder anlaufen.<br />

Durch die Gemischblasen wird der effektive Kompressionsmodul<br />

des Fluids jedoch sehr stark reduziert und es bedarf erst einmal<br />

einer gewissen zurückströmenden Fluidmenge bis sich wieder ein<br />

effektiver Kompressionsmodul ergibt, der groß genug ist, einen<br />

nennenswerten Bremsdruck aufzubauen. Wiederum als mechanische<br />

Analogie ausgedrückt, läuft die rückströmende Fluidmasse<br />

zunächst gegen eine sehr weiche Feder. Die Fluidsäule beschleunigt<br />

hierdurch zu Beginn des Rückströmvorgangs viel länger, als es<br />

bei einer Tankleitung ohne kavitationsähnliche Zone möglich wäre.<br />

Am Ende des Vorgangs muss die Fluidsäule aus einer deutlich höheren<br />

Geschwindigkeit abgebremst werden. Durch dieses Abbremsen<br />

der Fluidsäule wird jetzt der Druckschlag in der Tankleitung<br />

eingeleitet und es sind alle Voraussetzungen erfüllt, dass es dabei<br />

auch zu einem Diesel-Effekt kommen kann.<br />

Um abzuschätzen, aus welcher Geschwindigkeit die Fluidsäule<br />

während des Druckschlags abgebremst wird, wird die vereinfachte<br />

Betrachtung aus Bild 01 erweitert. Relevant für die Dynamik in der<br />

Tankleitung ist nämlich nur der Teil der Fluidsäule, der sich in der<br />

Leitung befindet (Bild 04). Der Bremsweg reduziert sich hierdurch<br />

im Vergleich zu Bild 01 etwas, da bei konstantem Bremsdruck die<br />

Bremsbeschleunigung ansteigt, wenn die Masse in der Leitung abnimmt.<br />

Würde Reibung immer noch keine Rolle spielen und gäbe es keine<br />

kavitationsähnliche Zone, so würde die Fluidsäule mit der Geschwindigkeit<br />

auf das geschlossene Ventil prallen, mit der sie zu Beginn<br />

des Bremsvorgangs in die Tankleitung eingeströmt ist. Das<br />

Vorzeichen ist jetzt entgegengesetzt. Die voraussichtliche Amplitude<br />

des Druckschlags, und somit auch der zu erwarteten Druckgradient,<br />

können mit den in Bild 05 dargestellten Berechnungsgleichungen<br />

für den Druckstoß ermittelt werden.<br />

Druckstoß: Der Druckstoß (auch Wasserhammer, engl. Water hammer,<br />

pressure surge) wurde von Joukowsky im Jahre 1898 erkannt<br />

und von Allievi im Jahre 1905 theoretisch hergeleitet und bezeichnet<br />

die dynamische Druckänderung eines Fluids. Druckstöße sind<br />

in technischen Anlagen generell unvermeidlich (das wäre nur mit<br />

einer unendlich langen Schließzeit möglich), das Ausmaß eines<br />

Druckstoßes lässt sich jedoch mindern. Die Information „Druck“<br />

wird dabei von longitudinalen Druckwellen weitergegeben [12].<br />

Umgangssprachlich wird der Begriff Joukowsky-Stoß für den<br />

Druckanstieg in einer Rohrleitung verwendet, der beim zu raschen<br />

Schließen eines Ventils (oder Stellarmatur) auftritt. Die Gleichung<br />

in Bild 05 ist gültig für Rohrleitungen mit sehr kleiner Wandreibung,<br />

wenn die Geschwindigkeitsänderung unter der Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit<br />

liegt und der Zeitraum der Geschwindigkeitsänderung<br />

im Vergleich zur Reflexionszeit kurz ist. Der so berechnete<br />

Druckstoß unter Verwendung der Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit<br />

des Strömungsmediums stellt die ideale physikalisch<br />

maximal mögliche Druckerhöhung bei einer unendlich steifen<br />

Rohrleitung dar [12].<br />

Um realere Werte zu bekommen, müssen jedoch Einflussfaktoren<br />

wie die Elastizität der Rohrwand (Bild 05, rechter Teil) und<br />

der Luftgehalt im Fluid, durch den, wie bereits geschildert, der<br />

Kompressionsmodul des Fluids reduziert wird, bei der Berechnung<br />

der Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit berücksichtigt werden.<br />

Hierdurch wird die effektiv im Medium auftretende Wellenfort-<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 41


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

04 Tankleitung mit angepasster Masse<br />

05 Der Joukowsky-Stoß für den Sonderfall dünnwandiges Rohr [12]<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

06 Druckstoß in Rohrleitungen unter Beachtung der Schließzeit [12]<br />

pflanzungsgeschwindigkeit deutlich reduziert, wodurch dann natürlich<br />

auch die Amplitude des Druckstoßes reduziert wird.<br />

Der mit den Gleichungen aus Bild 05 berechnete Druckstoß ist<br />

für die meisten Fälle zu konservativ, da, wie Bild 06 verdeutlicht, auch<br />

die Ventilschließzeit und die Reflexionszeit eine wichtige Rolle spielt.<br />

Die Ventilschließzeit, oder allgemeiner ausgedrückt, die Abschaltzeit<br />

des Volumenstroms, der in die Tankleitung einströmt, ist in diesem<br />

Zusammenhang noch die am einfachsten zu ermittelnde Größe. Bei<br />

modernen hydraulischen Systemen kann man aus den Signalen der<br />

Steuerung ablesen, wie schnell das Ventil schließt oder der Zylinder<br />

im Anschlag abgebremst wird. Deutlich schwieriger ist es, einen verlässlichen<br />

Wert für die Reflexionszeit anzugeben.<br />

Reflexionszeit: Die Reflexionszeit beschreibt die Zeit, die nötig<br />

ist, damit die Information „Druckänderung“ von der Armatur bis<br />

zum Leitungsende und wieder zur Armatur weitergegeben wird.<br />

Bei dieser Abschätzung des Druckstoßes fällt die Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit<br />

nicht mehr ins Gewicht. Zu einer genaueren<br />

Abschätzung können Ventilkennlinien mit einbezogen werden. Im<br />

Detail kann man dann die Rekursionsformel nach Allievi (ohne<br />

Rohrreibung) anwenden, um die Druckerhöhung aufgrund des<br />

Ventilschließvorganges zu berechnen [12].<br />

Die in Bild 06 gezeigte Berechnung der Reflexionszeit geht von<br />

einer Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit aus, die während des<br />

gesamten Vorgangs konstant ist. Die Betrachtungen zur Kavitation<br />

haben jedoch gezeigt, dass dies nicht der Fall ist. Wenn die Druckwelle<br />

vom tankseitigen Ende aus wieder Richtung Ventil läuft, dann<br />

durchläuft sie auch den Bereich der kavitationsähnlichen Zone, in<br />

dem sich der Kompressionsmodul und somit die Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit<br />

sehr stark ändern.<br />

Bis jetzt wurde bei den Betrachtungen auch immer die Reibung<br />

zwischen Fluidsäule und Leitungswand komplett vernachlässigt. Es<br />

42 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

ist ein Leichtes, hier jetzt einen geschwindigkeitsproportionalen<br />

Reibfaktor in die Berechnungsgleichungen einzubetten. Wie aber<br />

ist dieser Wert zu bestimmen, welche Einflussfaktoren spielen hier<br />

eine Rolle?<br />

Für die folgenden Betrachtungen ist es wichtig festzuhalten, dass<br />

sich die Reibung, analog zur allgemeinen Strömungssituation in<br />

der Tankleitung, in einen stationären und einen instationären Anteil<br />

aufteilt. Zur vertiefenden Lektüre über den reibungsbedingten<br />

Druckverlust in einer Leitung wird an dieser Stelle wieder auf Murrenhoff<br />

[3] oder auf [13] verwiesen. Der stationäre Anteil ist dabei<br />

von der Reynolds-Zahl und der relativen Rauigkeit der Leitung abhängig<br />

und unterteilt sich in einen laminaren und einen turbulenten<br />

Bereich. Der instationäre Anteil, umgangssprachlich auch<br />

frequenzabhängige Reibung genannt, ist für die Dämpfung hochfrequenter<br />

Druckpulsationen, wie sie nach einem Druckstoß auftreten,<br />

verantwortlich. Vertiefende Lektüre findet sich hierzu bei<br />

Müller [14].<br />

Auf den Beginn des Druckstoßes hat zunächst einmal die stationäre<br />

Reibung einen deutlichen Einfluss. Beim Abbremsen der Fluidsäule<br />

entsteht hierdurch der Effekt des Line-Packing.<br />

Line-Packing: Da Reibungsverluste in der Rohrleitung zu dem<br />

Druckstoß addiert werden müssen, kann der real entstehende<br />

Druckstoß jedoch noch höhere Drücke erreichen (z. B. in Erdölpipelines).<br />

Bei einem Stillstand der Strömung infolge eines Ventilschließvorganges<br />

ist auch keine Reibung mehr vorhanden und die<br />

nun fehlende Druckreduzierung durch den Reibungsdruckverlust<br />

führt zu einem zusätzlichen Druckanstieg, der auf den Joukowsky-<br />

Stoß „draufgepackt“ wird. Beachtet werden muss, dass die Joukowsky-Gleichung<br />

unter anderem deshalb nur eine ungenaue Näherung<br />

darstellt und deshalb Druckstöße eventuell numerisch simuliert<br />

werden müssen [12].<br />

SIMULATION VON DRUCKSCHLÄGEN<br />

NACH KAVITATION<br />

Nach dem theoretischen Exkurs zu den Wirkzusammenhängen<br />

beim Druckschlag in einer Tankleitung wird nachfolgend ein simulativer<br />

Ansatz präsentiert, mit dem die kritischen Druckgradienten<br />

in sehr guter Näherung berechnet werden können. Durch die Simulationen<br />

wird somit zunächst ein grundlegendes Verständnis für die<br />

Problemsituation in der Tankleitung erreicht.<br />

Am Beispiel einer DN-100-Tankleitung wird anschließend das<br />

Druckschlagverhalten automatisiert für die Einflussfaktoren Strömungsgeschwindigkeit,<br />

Leitungslänge, Brems-Differenzdruck und<br />

Ventilschließzeit berechnet. Die Zusammenfassung der Simulationsergebnisse<br />

zu Nomogrammen liefert abschließend ein leicht<br />

verständliches Hilfsmittel für die Auslegung einer Tankleitung. Kritische<br />

Betriebspunkte, die zu Druckschlägen führen könnten, lassen<br />

sich dann ohne aufwändige Berechnungen bereits in einem<br />

sehr frühen Projektstadium identifizieren und können durch entsprechende<br />

Maßnahmen vermieden werden.<br />

Wichtig für die Simulation eines Druckschlagens nach Kavitation<br />

ist es, dass das verwendete Rohrmodell dazu in der Lage ist, neben<br />

dem eigentlichen Druckstoß auch noch die „Vorgeschichte“, also<br />

die Kavitation bzw. die kavitationsähnlichen Verhältnisse in der<br />

Tankleitung, abzubilden. Eine zu detaillierte Beschreibung des für<br />

diese Aufgabenstellung im Simulationsprogramm DSHplus [15] implementierten<br />

Rohrleitungsmodells würde allerdings diesen Beitrag<br />

sprengen. Hier verweisen die Autoren auf eine ergänzende zukünftige<br />

Veröffentlichung.<br />

Das Simulationsmodell, das zur Berechnung der Druckschläge in<br />

einer Tankleitung verwendet wird, ist in Bild 07 dargestellt. Zentral<br />

in der Mitte befindet sich die eigentliche Tankleitung, die aus vier<br />

Einzelrohrstücken modelliert ist. Jedes Rohr ist intern wiederum<br />

entlang der Mittellinie in zahlreiche Elemente unterteilt, an denen<br />

07 Simulationsmodell zur Druckstoßberechnung<br />

lokal der Druck, die Strömungsgeschwindigkeit, die Wellenfortpflanzungsgeschwindigkeit<br />

und das Kavitationsvolumen berechnet<br />

werden. Die internen Zustandsgrößen der Rohre werden zu einem<br />

Vektor zusammengefasst und in eine Datei gespeichert, sodass die<br />

Dynamik des Druckschlags im Anschluss an die Simulation analysiert<br />

werden kann. Weitere Modellbereiche dienen der Vorgabe der<br />

Fluiddaten, zur Berechnung der theoretischen Druckamplitude<br />

nach Joukowsky [12] und zur Bestimmung des Druckgradienten direkt<br />

am Leitungsanfang.<br />

Während einer Druckschlagsimulation wird die Strömungsgeschwindigkeit<br />

zunächst langsam von 0 m/s bis auf die Wunschgeschwindigkeit<br />

erhöht. Multipliziert mit der Querschnittsfläche der<br />

Leitung ergibt sich ein Volumenstrom, der am linken Leitungsende<br />

aufgeprägt wird. Das rechte Leitungsende ist offen und es ist hier<br />

ein konstanter Bremsdruck vorgegeben. In der Simulation entspricht<br />

ein Bremsdruck von 0 bar einem atmosphärischen Druck<br />

von 1 bar absolut. Da der Dampfdruck eines Hydrauliköls in der<br />

Größenordnung von


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

08 Druckschlagsimulation<br />

09 Detailansicht der ersten beiden Druckschläge<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

ungelösten Luft beeinflusst, der in der Praxis jedoch schwer zu messen<br />

ist und der wahrscheinlich Werte bis in den niedrigen Prozentbereich<br />

erreichen kann. Generell gilt, dass je kleiner der Anteil ungelöster<br />

Luft ist, desto größer werden die Amplituden des Druckschlags.<br />

Unter Laborbedingungen konnte Schrank [17] für HLP 46<br />

einen Wert von 0,03 % messen. Dieser Wert wird für die Simulationen<br />

als Richtwert verwendet, um eine konservative Druckschlagabschätzung<br />

zu gewährleisten.<br />

Während des Bremsvorgangs sinkt der Volumenstrom Q 1<br />

immer<br />

weiter ab, bis er bei ca. 0,28 s den Wert Null erreicht. Die Fluidsäule<br />

steht still. Im weiteren Verlauf wird das Volumenstromsignal Q 1<br />

negativ,<br />

was bedeutet, dass die Fluidsäule jetzt zurück Richtung Leitungsanfang<br />

läuft. Der Druckschlag erfolgt nach etwa 0,34 s. Die leichte<br />

Krümmung der Volumenstromkurve, kurz vor dem Druckschlag, ist<br />

ein Indiz dafür, dass die Fluidsäule während des Kollapses der Kavität,<br />

wie theoretisch bereits prognostiziert, progressiv abgebremst wird.<br />

Bild 09 präsentiert eine Detailansicht der ersten beiden Druckschläge,<br />

bei denen deutlich der Line-Packing-Effekt zu erkennen<br />

ist. Der Druckgradient ist bei beiden Druckschlägen größer, als<br />

der von Lipphardt (siehe in Bild 02) experimentell ermittelte kritische<br />

Wert von 100 000 bar/s. Es würde somit beim Abbremsen<br />

der Fluidsäule aller Voraussicht nach zu einem Diesel-Effekt<br />

kommen.<br />

Die Druckschläge in Bild 09 und der Überblick des gesamten<br />

Bremsvorgangs in Bild 08 zeigen, dass es in der Tankleitung nicht<br />

nur einen Druckschlag gibt, bevor die Fluidsäule zum Stillstand<br />

kommt. Die mechanische Analogie zum Feder-Masse-System ist<br />

wieder gut geeignet, um zu veranschaulichen, warum dies so ist.<br />

Während des Abbremsens der Masse durch die Feder wird kinetische<br />

Energie in potentielle Energie umgewandelt. Anschließend<br />

wird die Masse durch die gespannte Feder wieder beschleunigt, bevor<br />

der Abbremsvorgang erneut einsetzt. Wäre dieser Vorgang reibungsfrei,<br />

so würde eine unendliche Abfolge von Wechseln zwischen<br />

kinetischer und potentieller Energie erfolgen. In der Realität<br />

klingt eine Feder-Masse-Schwingung jedoch ab, da dem System<br />

durch Reibung fortlaufend Energie entzogen bzw. diese in Wärmeenergie<br />

umgewandelt wird. In der <strong>Fluidtechnik</strong> ist dies, wie Bild 10<br />

verdeutlicht, nicht anders. Die Dichte ist hier vereinfacht als konstant<br />

angenommen.<br />

Auch die Bremskräfte während des Druckschlags entstehen<br />

durch Umwandlung der Bewegungsenergie der Fluidsäule in potentielle<br />

Energie. Die „hydraulische Feder“ wird in diesem Zusammenhang<br />

durch den effektiven Kompressionsmodul der Flüssigkeit<br />

und das unter Druck stehende Volumen gebildet. Der Energieverlust<br />

entsteht durch die stationären und instationären Reibungseffekte.<br />

Um den Effekt des „Zurückfederns“ der Fluidsäule zu veranschaulichen,<br />

präsentiert Bild 11 einen Ausschnitt der Druckwerte,<br />

die während der Simulation entlang der Mittelachse der Leitung<br />

berechnet wurden (siehe auch Erklärung zu Bild 07). Die X-Achse<br />

zeigt den Ausschnitt der Simulationszeit von 0,322 s bis 0,35 s, in<br />

44 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

10 Druckerhöhung in der bremsenden Fluidsäule<br />

11 Druckvektorplot mit Detailansicht des ersten Druckschlags<br />

dem der erste Druckschlag erfolgt. Die Leitungslänge ist die Y-Achse<br />

der Grafik. Der Leitungsanfang liegt bei 0 mm, das tankseitige<br />

Leitungsende ist bei 2500 mm. Auf der Z-Achse ist der Druckwert<br />

aufgetragen, der von -1 bar bis 1 bar skaliert ist, um im niedrigen<br />

Druckbereich eine bessere Auflösung der Abbildung zu erreichen.<br />

Am Ursprung der X-Achse bei 0,332 s ist ein Druckgefälle innerhalb<br />

der Leitung zu erkennen, das daraus resultiert, dass hier die<br />

Fluidsäule bereits wieder Richtung Leitungsanfang strömt. Der<br />

Druck an Position 2500 mm entspricht dem eingestellten Bremsdruck,<br />

der kontinuierlich bis zu Position 0 mm hin absinkt, wo der<br />

Druck oberhalb des Dampfdrucks liegt, da die kavitationsähnliche<br />

Zone bereits kollabiert ist. Bei ca. 0,339 s kommt es durch das rückströmende<br />

Fluid zum Druckschlag.<br />

Der Druckschlag startet an Position 0 mm und läuft mit Wellenausbreitungsgeschwindigkeit<br />

zum Leitungsende bei 2500 mm, wo<br />

er am offenen Leitungsende reflektiert wird. In Bild 11 endet der<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 45


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

12 Parametervorgabe und Datenexport für die automatisierte Simulation<br />

13 Übersicht der Parametervariationen<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

14 Maximaler Druckgradient in Abhängigkeit von Leitungslänge und Strömungsgeschwindigkeit<br />

46 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

Druckschlag bei ca. 0,343 s. Ab diesem Zeitpunkt ist jetzt der Effekt<br />

der „zurückfedernden“ Fluidsäule erkennbar. Es entsteht ein Bereich,<br />

in dem der Druck bis auf das Dampfdruckniveau abfällt und<br />

kavitationsähnliche Zustände herrschen. Hier entsteht das Luft-<br />

Fluid-Gemisch, das letztlich durch den nachfolgenden Druckschlag<br />

gezündet wird.<br />

Die Simulationsergebnisse zeigen, dass es möglich ist, numerisch<br />

die kritischen Druckgradienten zu bestimmen, die während des<br />

Abbremsens einer Fluidsäule in der Tankleitung zum Diesel-Effekt<br />

führen. Unter welchen Randbedingungen es zu Druckschlägen mit<br />

Diesel-Effekten kommt, hängt jedoch von den individuellen Randbedingungen<br />

der jeweiligen Anlage ab. Hier zeigen sich jetzt die<br />

Vorteile der numerischen Simulation, denn durch eine Parametervariation<br />

kann automatisiert ein breites Spektrum möglicher Anlagenkonfigurationen<br />

berechnet werden.<br />

Basis der automatisierten Simulation bildet das schon bekannte<br />

Simulationsmodell aus Bild 07, das um Elemente zur Parametervorgabe<br />

und um einen automatischen Datenexport (Bild 12) erweitert<br />

wird.<br />

Während der automatisierten Simulation wird das in Bild 13 dargestellte<br />

Parameterfeld berechnet. Jede der 13 200 Simulationen ergänzt<br />

die Ergebnisdatei um eine Datenzeile, sodass abschließend<br />

alle Informationen gesammelt vorliegen.<br />

Bild 14 zeigt exemplarisch die Datenmenge 1 für eine Ventilschließzeit<br />

von 10 ms und einer Brems-Differenzdruck von 1,0 bar.<br />

Es sind die Zellen rot eingefärbt, bei denen der Druckgradient den<br />

kritischen Wert von 100 000 bar/s überschreitet und somit die Gefahr<br />

eines Diesel-Effektes besteht. Der Rand der roten Fläche repräsentiert<br />

eine Art „Grenzkurve“ für den Diesel-Effekt-freien Betrieb<br />

der Tankleitung.<br />

Aus dem Beispiel in Bild 14 wird deutlich, dass bei einer sehr<br />

kurzen Ventilschließzeit bereits für eine Tankleitung ab 3 m Länge<br />

die Gefahr von Diesel-Effekten vorliegt, auch wenn die Strömungsgeschwindigkeit<br />

noch unterhalb des sehr oft in der Literatur genannten<br />

Richtwertes von 2,0 m/s liegt. Es wird ferner auch deutlich,<br />

dass es ab einer bestimmten Leitungslänge tatsächlich so etwas wie<br />

eine Grenze für die maximal zulässige Strömungsgeschwindigkeit<br />

gibt. Allerdings ist die maximal zulässige Strömungsgeschwindigkeit<br />

nicht konstant, sondern variiert mit dem Brems-Differenzdruck,<br />

der Ventilschließzeit, der Viskosität des Fluids und dem Leitungsdurchmesser.<br />

NOMOGRAMME ZUR ZULÄSSIGEN DYNAMIK<br />

IN TANKLEITUNGEN<br />

15 Nomogramm für HLP 46, 40 °C, 100 000 bar/s kritischer Druckgradient<br />

und Umgebungsdruck<br />

Für die praktische Arbeit ist die Darstellung der kritischen Druckgradienten<br />

anhand einzelner Diagramme viel zu unhandlich, denn<br />

für jede relevante Ventilschließzeit-Brems-Differenzdruck-Kombination<br />

müsste es ein eigenes Diagramm geben. Für das Parameterfeld<br />

aus Bild 13 wären das 60 Diagramme. Da im Prinzip jedoch nur<br />

die Grenzkurve interessant ist, ab der der kritische Druckgradient<br />

überschritten wird, können die Ergebnisdaten weiter zusammengefasst<br />

werden. Für eine konstante Brems-Druckdifferenz wird aus<br />

den 15 Grenzkurven einer Ventilschließzeitvariation das in Bild 15<br />

dargestellten Nomogramm zusammengefügt, das die relevante Information<br />

von 3300 Druckschlagsimulationen zusammenfasst.<br />

Der einzige freie Parameter ist jetzt noch die Brems-Druckdifferenz<br />

der Anlage. Aus den vier Einzelnomogrammen der Brems-<br />

Druckdifferenzvariation wird das in Bild 16 dargestellt Übersichtsnomogramm<br />

erstellt.<br />

Das Übersichtsnomogramm verdeutlicht, dass die Grenzkurve<br />

des kritischen Druckgradienten durch längere Ventilschließzeiten<br />

und/oder durch eine Erhöhung der Brems-Druckdifferenz zu höheren<br />

Strömungsgeschwindigkeiten hin verschoben werden kann.<br />

Die Erhöhung der Brems-Druckdifferenz hilft allerdings nur bedingt<br />

bei sehr kurzen Ventilschließzeiten und Tankleitungen, die<br />

länger als 4 m sind.<br />

Der hyperbolische Verlauf der Übersichtsnomogramme deuten<br />

an, dass es für das Druckschlagverhalten auch noch einen Zusammenhang<br />

zwischen der Strömungsgeschwindigkeit und der Tankleitungslänge<br />

geben muss.<br />

Im Fall der DN-100-Tankleitung ist die kritische Reynolds-Zahl, ab<br />

der die Strömung turbulent wird, bereits bei einer Strömungsgeschwindigkeit<br />

von knapp über 1 m/s erreicht. Ist eine Strömung turbulent,<br />

dann ist der Druckverlust viel größer als bei einer laminaren<br />

Strömung. Der Druck am Leitungsanfang ist somit auch größer als<br />

der Bremsdruck am tankseitigen Leitungsende. Im strömenden Fluid<br />

gibt es also eine treibende Druckdifferenz innerhalb der Leitung, die<br />

wiederum als vorgespannte „hydraulische Feder“ interpretiert werden<br />

kann. Die „hydraulische Feder“ ist umso stärker vorgespannt, je<br />

länger die Tankleitung ist. Schließt das Ventil, dann entspannt sich<br />

während des Bremsvorgangs die „hydraulische Feder“, wodurch der<br />

Bremsvorgang selbst verlängert wird. Das Ergebnis ist eine längere<br />

Beschleunigungstrecke für die zurückströmende Fluidsäule, wodurch<br />

der Druckschlag und konsequenterweise auch der Druckgradient<br />

größer werden. Schließt das Ventil langsamer, dann reduziert<br />

sich hierdurch zwar nicht der Bremsweg – er vergrößert sich sogar<br />

etwas, da der Druck in der kavitationsähnlichen Zone durch das<br />

nachströmende Fluid nicht so lange auf Dampfdruckniveau abfällt<br />

und dadurch die Brems-Druckdifferenz kleiner ist – die kavitationsähnliche<br />

Zone ist jedoch nicht mehr so groß. Hierdurch wird die Beschleunigungsstrecke<br />

für die rückströmende Fluidsäule kürzer und<br />

es kommt früher zum Aufbau eines Bremsdruckes, wodurch die Amplitude<br />

des Druckschlags sinkt. Damit dennoch genügend kinetische<br />

Energie für einen Druckschlag zur Verfügung steht, dessen Druckgradient<br />

die kritische Marke von 100 000 bar/s übersteigt, bedarf es einer<br />

initial höheren Strömungsgeschwindigkeit. Die Grenzkurve des kri-<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 47


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

16 Übersichtsnomogramm für HLP 46, 40 °C und 100 000 bar/s kritischer Druckgradient<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

tischen Druckgradienten wird somit für längere Ventilschließzeiten<br />

zu höheren Strömungsgeschwindigkeiten hin verschoben.<br />

Bei einer längeren Tankleitung wird der Einfluss der Reibung auf<br />

das Druckschlagverhalten immer dominanter. Die Reibung in der<br />

Tankleitung kann in Analogie zum schwingenden Feder-Masse-<br />

System mit der Systemdämpfung verglichen werden. Für das dynamische<br />

System „Tankleitung“ ist die Systemdämpfung gekoppelt an<br />

den Gleichgewichtszustand zwischen verfügbarer treibender<br />

Druckdifferenz und der reibungsbedingten maximalen Strömungsgeschwindigkeit.<br />

Die genauen Wirkzusammenhänge zwischen Strömungsgeschwindigkeit<br />

und Rohrreibung auf das Druckschlagverhalten in einer<br />

Tankleitung werden die Autoren im Rahmen einer weiteren Veröffentlichung<br />

untersuchen, bei der dann auch der Einfluss des Leitungsdurchmessers,<br />

der über die Reynolds-Zahl wiederum die Reibung<br />

beeinflusst, berücksichtigt wird.<br />

Ziel der Tankleitungsauslegung muss es sein, den Diesel-Effekt<br />

auf jeden Fall zu vermeiden. Hierzu ist es ausreichend, wenn zunächst<br />

der kritischste Betriebspunkt überprüft wird. In den Übersichtdiagrammen<br />

von Bild 16 repräsentiert die 10-ms-Ventilschließzeit<br />

diesen kritischsten Betriebspunkt, da hier der in die<br />

Tankleitung einströmende Volumenstrom am schnellsten abgeschaltet<br />

wird und somit mit den längsten Beschleunigungsstrecken<br />

für die rückströmende Fluidsäule zu rechnen ist. Bild 17 zeigt die<br />

Zusammenstellung der 10-ms-Grenzkurven bei unterschiedlichen<br />

Brems-Druckdifferenzen zu einem abschließenden zusammenfassenden<br />

Nomogramm.<br />

Die Achsen des Nomogramms wurden auf eine Tankleitungslänge<br />

von 4 m und eine Strömungsgeschwindigkeit von 4 m/s verkürzt,<br />

um diesen für die Praxis interessanten Betriebsbereich besser auflösen<br />

zu können.<br />

VERMEIDUNG VON DIESEL-EFFEKTEN<br />

IN DER TANKLEITUNG<br />

Der in offenen Tanks vorhandene Atmosphärendruck reicht häufig<br />

nicht zur dieseleffektfreien Abbremsung des rücklaufenden Fluidstromes<br />

aus. Die überlieferten Rücklaufleitungs-Geschwindigkeits-<br />

Empfehlungen sind oft zu hoch. Durch eine Vergrößerung des Leitungsquerschnittes<br />

oder durch Verlegen von Parallel-Leitungen lässt sich die<br />

Geschwindigkeit meistens unter die kritische Grenze absenken. Reicht<br />

das nicht aus, sind zusätzliche Maßnahmen zu ergreifen. Eine Maßnahme<br />

ist die Druckkapselung des Tanks und die Erhöhung des Druckes im<br />

Inneren mittels Druckluft (Bild 18, a). Das ist eine bei großen Pressen<br />

schon lange angewandte Methode. Jedoch ist die Druckhöhe aufgrund<br />

der großen druckbeaufschlagten Flächen eingeschränkt.<br />

48 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong>


VERBINDUNGSELEMENTE<br />

Eine zweite Methode ist der Einbau eines Rückschlagventils am Ende<br />

der Tankleitung als sogenanntes „Fußventil“ (Bild 18, b). Hierzu<br />

werden üblicherweise ISO-Cartridge-Ventile verwendet, die mit Federn<br />

bis ca. 4 bar vorgespannt werden können. Die 4 bar Vorspanndruck<br />

addieren sich zum Atmosphärendruck, sodass sich ein<br />

Brems-Differenzdruck von 5 bar ergibt. Wichtig ist, dass die Steuerölführung<br />

zum Cartridgekegel so groß dimensioniert wird, dass<br />

das Ventil dynamisch den Volumenstromschwankungen folgen<br />

kann. Eine dritte Methode ist der Einbau einer Drossel, ebenfalls<br />

am Ende der Tankleitung (Bild 18, c), die auf die Erzeugung der gewünschten<br />

Brems-Druckdifferenz bei einem mittleren Volumenstrom<br />

ausgelegt wird und der Ausgleich der Volumenstromdifferenzen<br />

durch einen Hydraulik-Speicher erfolgt. Mit dieser Methode<br />

können beliebig hohe Brems-Druckdifferenzen erzeugt werden. Alle<br />

diese zusätzlichen Maßnahmen der Brems-Druckdifferenz-Erhöhung<br />

erfordern zwar Energie. Dafür werden jedoch Störungen und<br />

Schäden durch Explosionen vermieden und die Lebensdauer der<br />

Anlage verlängert.<br />

ZUSAMMENFASSUNG<br />

Die <strong>Fluidtechnik</strong> befindet sich in härtestem Wettbewerb mit der<br />

Elektromechanik. Jede der beiden Technologien hat ihre Stärken und<br />

Schwächen. Die <strong>Fluidtechnik</strong> hat große Vorteile in Bezug auf Leistungsdichte,<br />

Leistung „um die Ecke herumführen“ und mehrere Abtriebe<br />

zentral aus einer Antriebseinheit zu versorgen. Diese Vorteile<br />

kommen nur zum Einsatz, wenn die Schwächen der <strong>Fluidtechnik</strong><br />

nicht zum Hindernis werden. Das Fluid als Betriebsmedium kann<br />

wie Stahl mit höchster Druckfestigkeit beansprucht werden. Im Gegensatz<br />

zu Stahl erlaubt es jedoch keine Zugbeanspruchung. Da Fluide<br />

auch als Schmiermittel in Motoren und Getrieben verwendet<br />

werden, hat sich die Auffassung verbreitet, das Fluid toleriere klaglos<br />

alle Formen der Beanspruchung, also auch die Zugbeanspruchung.<br />

Schon in den 70er Jahren lagen umfassende Forschungsergebnisse<br />

vor, die die schädliche Wirkung von Luft im Fluid und Diesel-Effekten<br />

auf die gesamte Hydraulikinstallation zeigten. In den folgenden Jahrzehnten<br />

wurde die Beanspruchung der Fluide immer weiter gesteigert,<br />

weil hydraulische Antriebe zur Reduzierung der Zykluszeit immer<br />

dynamischer werden mussten, was zu höheren Fluidaustauschraten<br />

führte. Der Rücklauf zum Tank jedoch wurde oft noch<br />

anhand von überlieferten Faustformeln ausgelegt. Das führte zunehmend<br />

zu Beschädigungen der Anlage durch Kavitation, Druckschläge<br />

und Diesel-Effekte. Eine Wiederaufnahme der Forschung war hier<br />

zwingend erforderlich, um mit neuen Erkenntnissen und Methoden<br />

die Funktionalität der Tankleitung der gesteigerten Leistungsfähigkeit<br />

des gesamten Fluidsystems anzupassen.<br />

www.fluidon.com<br />

17 Grenzkurven für HLP 46, 40 °C und 100000 bar/s kritischer<br />

Druckgradient bei 10 ms Ventilschließzeit und unterschiedlichen<br />

Brems-Druckdifferenzen<br />

18 Verschiedene Methoden zur Erhöhung des Brems-Differenzdruckes<br />

in der Tankleitung<br />

Literaturhinweise<br />

[1] Seite „Strömungen in Rohrleitungen“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie.<br />

Bearbeitungsstand: 20. Dezember 2016, 22:10 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/<br />

wiki/Strömungen_in_Rohrleitungen (Abgerufen: 30. Dezember 2016, 06:54 UTC)<br />

[2] Findeisen, D.; Helduser, S.: „Ölhydraulik – Handbuch der hydraulischen<br />

Antriebe und Steuerungen“, 6. Auflage, Springer Vieweg, 2015, Seite 84<br />

[3] Murrenhoff, H.: „Grundlagen der <strong>Fluidtechnik</strong>, Teil 1: Hydraulik“, Umdruck<br />

zur Vorlesung, RWTH Aachen, 2012<br />

[4] Seite „Kavitation“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand:<br />

22. Dezember 2016, 18:35 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title<br />

=Kavitation&oldid=160901751 (Abgerufen: 4. Januar <strong>2017</strong>, 09:25 UTC)<br />

[5] Matthies, H. J.; Renius, K. T.: „Einführung in die Ölhydraulik – Für Studium<br />

und Praxis“, Springer Fachmedien Wiesbaden, 2014<br />

[6] Seite „Dieseleffekt“. In gbt.ch – Wissensdatenbank zur Gebäudetechnik, URL:<br />

http://www.gbt.ch/Lexikon/D/Dieseleffekt.html (Abgerufen: 4. Januar <strong>2017</strong>,<br />

16:50 UTC)<br />

[7] Lohrentz, H.-J.: „Mikro-Dieseleffekt als Folge der Kavitation in Hydrauliksysthemen“,<br />

Sonderdruck aus <strong>O+P</strong> Ölhydraulik und Pneumatik 18 (1974) Nr. 3<br />

[8] Hörl, E.: Parker Prädifa Video „Luft im Öl“, Expert Verlag, 1975<br />

[9] Lipphardt, P.: „Untersuchung der Kompressionsvorgänge bei Luft-in-Öl-Dispersionen<br />

und deren Wirkung auf das Alterungsverhalten von Druckübertragungsmedien<br />

auf Mineralölbasis“, Dissertation RWTH-Aachen, 1975<br />

[10] Schmitz, K.; Kratschun, F.: „Simulation der Dynamik einer Gasblase zur<br />

Untersuchung des Dieseleffektes in hydraulischen Systemen“, <strong>O+P</strong> Ölhydraulik<br />

und Pneumatik 5/2016<br />

[11] Seite „Dieselmotor“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand:<br />

3. Januar <strong>2017</strong>, 16:00 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?ti<br />

tle=Dieselmotor&oldid=161233852 (Abgerufen: 5. Januar <strong>2017</strong>, 20:43 UTC)<br />

[12] Seite „Druckstoß“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand:<br />

15. August 2016, 20:53 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/wiki/Druckstoß<br />

(Abgerufen: 30. Dezember 2016, 06:53 UTC)<br />

[13] Seite „Druckverlust“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand:<br />

3. August 2016, 11:15 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?tit<br />

le=Druckverlust&oldid=156685723 (Abgerufen: 8. Januar <strong>2017</strong>, 10:05 UTC)<br />

[14] Müller, B.: „Einsatz der Simulation zur Pulsations- und Geräuschminderung<br />

hydraulischer Anlagen“, Dissertation RWTH Aachen, 2002<br />

[15] n. n.: DSHplus – Simulationsprogramm für fluidtechnisch mechatronische<br />

Systeme, Fluidon Gesellschaft für <strong>Fluidtechnik</strong> mbH, Aachen, <strong>2017</strong><br />

[16] Seite „Dampfdruck“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand:<br />

16. Dezember 2016, 15:03 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=<br />

Dampfdruck&oldid=160707675 (Abgerufen: 13. Januar <strong>2017</strong>, 07:40 UTC)<br />

[17] Schrank, K.: „Eindimensionale Hydrauliksimulation mehrphasiger Fluide“,<br />

Dissertation RWTH Aachen, 2015<br />

Autoren: Dr.-Ing. Heiko Baum, Fluidon Gesellschaft für <strong>Fluidtechnik</strong> mbH,<br />

Jülicher Straße 338a, 52070 Aachen;<br />

Dr.-Ing. Gerd Scheffel, Parker Hannifin GmbH, Gutenbergstr. 38, 41564 Kaarst<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 6/<strong>2017</strong> 49


FLUIDTECHNIK<br />

IT-SECURITY:<br />

WAS TUN UNTERNEHMEN IM MASCHINEN-<br />

UND ANLAGENBAU GEGEN ANGRIFFE<br />

ÜBER DEN DATEN-HIGHWAY?<br />

39%<br />

mehr Unternehmen als 2009<br />

testen aktuell Notfallpläne.<br />

Damit werden IT-Sicherheitsstrategien<br />

immer wichtiger.<br />

01<br />

Existiert ein Notfallplan für IT-Sicherheitsvorfälle?<br />

Notfallplan vorhanden<br />

8 %<br />

Notfälle werden getestet<br />

2009 2016<br />

FLUIDTECHNIK<br />

47 %<br />

50 %<br />

51 %<br />

02<br />

Gibt es IT-Sicherheitsschulungen für Mitarbeiter?<br />

44 %<br />

40 %<br />

37 %<br />

34 %<br />

17 %<br />

31 %<br />

2x<br />

Die Zahl der Unternehmen, die<br />

regelmäßige IT-Sicherheitsschulungen<br />

durchführen hat sich seit<br />

2009 verdoppelt.<br />

ABER:<br />

regelmäßig<br />

vorfallsbezogen<br />

2009 2016<br />

nein<br />

Der Anteil ist mit 34% jedoch<br />

immer noch sehr gering<br />

FLUIDTECHNIK<br />

IT-AUSFÄLLE<br />

treffen Logistik,<br />

Entwicklung<br />

& Konstruktion<br />

sowie<br />

Produktion<br />

besonders<br />

stark. Im<br />

schlimmsten<br />

Fall stehen<br />

die Bänder still<br />

und Produkte<br />

können nicht<br />

geliefert werden.<br />

03<br />

FLUIDTECHNIK<br />

Wie stark sind einzelne Unternehmensbereiche von einem Ausfall<br />

der IT-Infrastruktur betroffen?<br />

76 % 74 % 67 %<br />

Logistik<br />

Entwicklung<br />

&<br />

Konstruktion<br />

hoch mittel gering unbekannt<br />

Fertigung<br />

&<br />

Produktion<br />

Lesen Sie mehr zu IT-Security auf den Seiten 12-15.<br />

Quelle: VDMA IT-Security 2016


IM NÄCHSTEN HEFT: 07-08/<strong>2017</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 10. 08. <strong>2017</strong><br />

ANZEIGENSCHLUSS: 26. 07. <strong>2017</strong><br />

01<br />

FLUIDTECHNIK<br />

NEWSLETTER<br />

Der E-Mail-Service<br />

für die<br />

<strong>Fluidtechnik</strong>-Szene<br />

Aktuelle Nachrichten<br />

rund um Hydraulik<br />

und Pneumatik, Aktorik,<br />

Steuerelektronik<br />

und Sensorik<br />

02<br />

03<br />

01 In fluidtechnischen Systemen wird das Öl als konstruktives Element betrachtet, das<br />

verschiedene Aufgaben erfüllt. Es überträgt Leistung, übernimmt die Schmierung, den<br />

Wärmehaushalt und transportiert den Schmutz zu den Filtern. Obwohl es vielfältige<br />

Ursachen für Ausfälle in fluidtechnischen Systemen gibt, rückt besonders der Zustand<br />

des Öls in den Fokus. Hierbei sind vor allem Partikel die Hauptursache für Verschleiß oder<br />

Schädigung der Komponenten.<br />

Foto: Argo-Hytos<br />

02 Durch die Integration der drehzahlvariablen Pumpen in Totally Integrated Automation<br />

bietet Siemens nun deutlich mehr Kunden die Möglichkeit, von den Vorteilen frequenzumrichter-geregelter<br />

Hydrauliklösungen zu profitieren – durch energiesparende, leistungsstarke<br />

und leise Hydrauliklösungen mit einem Höchstmaß an Performance und Ressourceneffizienz.<br />

Foto: Siemens<br />

ERSCHEINT<br />

MONATLICH<br />

03 Schwer befahrbares Terrain stellt für selbstfahrende und gezogene Arbeitsmaschinen<br />

immer eine Herausforderung dar. Differentialsperrventile von Bucher Hydraulics lösen solche<br />

Aufgaben durch Power on Demand, sodass die Maschinen allzeit zuverlässig arbeiten. Wird die<br />

Differentialsperre bei normalem Fahrbetrieb nicht benötigt, wird die Teilfunktion bei<br />

geringem Druckverlust umgangen, was die Effizienz steigert.<br />

Foto: Bucher Hydraulics<br />

Änderung aus aktuellem Anlass vorbehalten!<br />

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