O+P Fluidtechnik 9/2017
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O+P Fluidtechnik 9/2017
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5445<br />
09 September <strong>2017</strong><br />
ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS<br />
FLUIDTECHNIK IM VDMA<br />
FLUIDTECHNIK<br />
3D<br />
STEUERBLÖCKE AUS DEM<br />
3D-DRUCKER<br />
14 I Geringeres Gewicht,<br />
geringerer Bauraum,<br />
höherer Durchfluss<br />
08 I LOUNGE<br />
„Das spannendste Projekt<br />
meiner Karriere ist in vollem<br />
Gange“<br />
30 I INDUSTRIE 4.0<br />
Neues in Sachen Predictive Maintenance und Co.<br />
42 I PNEUMATISCHE VS. ELEKTRO-<br />
MECHANISCHE LINEARANTRIEBE<br />
Ein Vergleich der TCO<br />
Jörg Deutz<br />
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H Y D R A U L I C S | R O B O T I C S | B E A R I N G S | T O O L S
EDITORIAL<br />
DENKEN SIE DISRUPTIV<br />
Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />
disruptive Technologien zeichnen sich dadurch aus, dass sie<br />
bestehende Lösungen verdrängen. Prominente Beispiele der<br />
Vergangenheit sind etwa das KFZ oder das Smartphone. Wirkt<br />
Industrie 4.0 disruptiv?<br />
Viele Unternehmen sprechen hinsichtlich I40 ausdrücklich von<br />
einer Evolution, einer Fortentwicklung der Produktion. Ist eine<br />
RE-volution denn nicht gewünscht? Durch die zunehmende<br />
Digitalisierung und Vernetzung der Prozesse ist doch viel mehr<br />
möglich als „lediglich“ ein Plus an Effizienz oder ein Minus an<br />
Kosten in der Produktion. Ganze Branchen können mit der<br />
richtigen Idee auf den Kopf gestellt werden. Man denke an den<br />
Erfolg von AirBnB oder Uber: Modelle, die einzig durch die Einführung<br />
eines revolutionären Geschäftsmodells die klassischen<br />
Konzepte Taxi und Hotel bzw. Pension in großen Teilen der Welt<br />
mehr und mehr ablösen.<br />
Wo sind diese Ideen in der Industrie? In der <strong>Fluidtechnik</strong>? An der<br />
Hardware mangelt es nicht. Industrie-4.0-fähige Komponenten<br />
und auch Maschinen stehen bereit (siehe Special ab Seite 30).<br />
Doch wie entwickelt man auf dieser Basis ein disruptives<br />
Geschäftsmodell? Ich glaube, dies kann nur gelingen, wenn alle<br />
Parteien – Zulieferer, Maschinenhersteller und -betreiber –<br />
zusammenarbeiten und an einem Strang ziehen. In diesem Sinne:<br />
Sprechen Sie miteinander und denken sie disruptiv.<br />
Ihr<br />
Peter Becker<br />
p.becker@vfmz.de<br />
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INHALT<br />
06<br />
26<br />
30<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
BIG PICTURE<br />
06 50 Jahre System eckerle<br />
<strong>O+P</strong> LOUNGE<br />
08 Jörg Deutz: „Das spannendste<br />
Projekt meiner Karriere ist in<br />
vollem Gange“<br />
PERSONALIEN<br />
10 Roth: Dritte Generation in<br />
Geschäftsführung berufen<br />
ANZEIGE<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
TITEL 3D-DRUCK IN DER<br />
HYDRAULIK<br />
14 Fertigungsverfahren mit<br />
Potenzial<br />
SCHNELLER SPRITZGIESSEN<br />
16 Geschwindigkeitsvorteile dank<br />
Hochleistungs-Blockzylinder<br />
EINSCHRAUBVENTILE<br />
18 Breite Palette für Mobil- und<br />
Industrieanwendungen<br />
STECKANSCHLÜSSE<br />
20 Einsatz in der<br />
Minimalmengenschmierung<br />
AGGREGATEBAU<br />
26 Innovative Ideen verbessern<br />
Energieeffizienz<br />
SPECIAL / INDUSTRIE 4.0<br />
2. SONDERSCHAU PREDIC-<br />
TIVE MAINTENANCE 4.0<br />
30 Goldene Zeiten für<br />
Vorhersage-Spezialisten<br />
DIE 5<br />
34 Highlights der EMO Hannover<br />
CONDITION MONITORING<br />
36 Überwachung von Verschleiß<br />
und Effizienz<br />
UMFRAGE<br />
38 Industrie 4.0: Auf Feld und<br />
Baustelle schneller als in<br />
der Fabrik?<br />
BASICS<br />
40 Maschinenstillstand bei<br />
Großanlagen vermeiden<br />
42<br />
TITELBILD<br />
Tries GmbH & Co. KG, Ehingen<br />
SERVICE<br />
03 Editorial<br />
29 Inserentenverzeichnis<br />
50 <strong>O+P</strong> Final<br />
51 Impressum<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
PNEUMATISCHE UND<br />
ELEKTRO-MECHANISCHE<br />
LINEARANTRIEBE<br />
42 Ein Vergleich der TCO<br />
4 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
SZENE<br />
MSM AUCH IM 105. GESCHÄFTSJAHR ERFOLGREICH<br />
Magnet-Schultz Memmingen (MSM), Spezialfabrik für<br />
elektromagnetische Aktorik und Sensorik, hat am 30.<br />
Juni <strong>2017</strong> das 105. Geschäftsjahr wieder mit Wachstum<br />
abgeschlossen. Auch die gruppenzugehörigen Unternehmen<br />
Prefag bei Karlsruhe, Firma W.E. Schultz (Schweiz)<br />
und Magnet-Schultz of America (USA) konnten sich<br />
steigern. Die chinesische Magnet-Schultz (Suzhou) Co.<br />
Ltd. wird in <strong>2017</strong> mit 30 Mitarbeitern etwa 3 Mio. Euro<br />
fakturieren und bereits in ihrem 4. Betriebsjahr den<br />
Break Even erreichen.<br />
Die MSMgroup beschäftigt zum Geschäftsjahresende<br />
global 2550 Personen bei 421 (410 und 405 in den<br />
Vorjahren) Mio. Euro externem Umsatz. Für das Geschäftsjahr<br />
<strong>2017</strong>/18 erwartet man weiteren moderaten<br />
Zuwachs. Das Wachstum wird getragen von bestehenden<br />
und neuen Kunden. Die High-Tech-Innovation in Automotive,<br />
Aerospace, Automation und Medizintechnik setzt<br />
sich fort, neue Anwendungen in der Mobilität und<br />
Automatisierung zeichnen sich ab. Baukasten-Konzepte<br />
zur effizienten Abdeckung von Variantenvielfalt werden<br />
systematisch umgesetzt und auch das Segment „Spezialfabrik“<br />
entwickelt sich weiter: Sie entwickelte den<br />
Pinpuller, der im Solar Orbiter eingesetzt wird (Bild links).<br />
Ingenieure und Facharbeiter sowie 32 neue Auszubildende<br />
in zehn verschiedenen Berufsbildern werden bedarfsgerecht<br />
eingestellt. Hohe Investitionen begleiten die<br />
starke Entwicklung. Eine neue Galvanik auf dem<br />
jüngstem Stand der Umweltvorschriften und Automatisierungstechnik<br />
sichert der wichtigen Oberflächenbehandlung<br />
eigenes Know-how und Kapazität. Die neue<br />
Pforte in der Allgäuer Straße bietet optimalen Personenverkehr<br />
und Material umschlag am Memminger Standort,<br />
die Flächen in Memmingerberg sind voll genutzt. Die<br />
deutsche Energiewende belastet zunehmend die<br />
Standortattraktivität durch weiter steigende Kosten und<br />
sinkende Versorgungsqualität.<br />
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man in Kunststoff-Spritzgussmaschinen und Pressen<br />
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DAS SPANNENDSTE PROJEKT<br />
MEINER KARRIERE IST<br />
IN VOLLEM GANGE<br />
Jörg Deutz, 51, ist seit 2003 in<br />
verschiedenen Führungsfunktionen für<br />
die Werdohler Stauff Gruppe tätig. Er<br />
hat in dieser Zeit maßgeblich am<br />
Ausbau des Komponentenprogramms<br />
mitgewirkt und die aktive Entwicklung<br />
der Unternehmensgruppe hin zu einem<br />
fokussierten Lösungsanbieter gelenkt.<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Stellen Sie sich bitte kurz vor.<br />
Wie sind Sie zu Ihrer derzeitigen<br />
Position gekommen?<br />
Was war Ihr bisher<br />
spannendstes Projekt?<br />
Nach verschiedenen Verantwortlichkeiten für die Bereiche Vertrieb, Marketing und<br />
Anwendungstechnik, in erster Linie bei einem international aufgestellten Konzern der<br />
Automobilzulieferindustrie, bin ich seit mittlerweile mehr als 14 Jahren für die Stauff<br />
Gruppe tätig. Zunächst war ich Geschäftsführer des Stammhauses in Deutschland und<br />
seit 2013 bin ich zusätzlich als Geschäftsführer der gesamten Unternehmensgruppe<br />
mit Produktions- und Vertriebsniederlassungen in rund 20 Ländern tätig.<br />
Das Unternehmen Stauff und viele der damals und noch heute verantwortlichen Personen<br />
kannte ich bereits sehr gut aus meiner vorherigen Funktion als Vertriebsleiter eines<br />
Qualitätsherstellers von Rohrverschraubungen. Es gab intensive Geschäftsbeziehungen<br />
beider Unternehmen mit gemeinsamen Entwicklungs-, Vertriebs- und Marketingaktivitäten<br />
auf internationaler Ebene. Ich wusste also, was auf mich zukommen würde, und war<br />
mir der Potentiale und Möglichkeiten, die Stauff als global aufgestellter Mittelständler im<br />
Familienbesitz seinerzeit bot und auch heute noch bietet, mehr als bewusst.<br />
Das wohl spannendste ist derzeit noch voll im Gange: Mit der Markteinführung unseres<br />
eigenen Rohrverschraubungsprogramms Stauff Connect Anfang 2015 und kurz darauf<br />
dem Kauf der Voswinkel GmbH haben wir die Grundlage geschaffen, über die Rolle als<br />
erfolgreicher Komponentenentwickler und -hersteller hinaus auch kundenspezifische<br />
Systeme und Baugruppen in Form einbaufertiger Rohr- und Schlauchleitungen anbieten<br />
zu können. Und das gepaart mit einer großen Bandbreite an Dienstleistungen, die<br />
klare Mehrwerte für unsere Kunden schaffen. Das setzt eine noch engere Beziehung zu<br />
ihnen voraus, gewissermaßen einen Kulturwandel im Selbstverständnis vom Lieferanten<br />
stärker zum Partner und Dienstleister. Die aktive Steuerung dieses internen<br />
Wandlungsprozesses und des Zusammenwachsens der einzelnen Unternehmen der<br />
Stauff Gruppe zu einer Einheit ist besonders reizvoll.<br />
8 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 4/<strong>2017</strong>
„Konkurrenz belebt das Geschäft – und dieser<br />
muss sich die Hydraulik selbstbewusst stellen.“<br />
Jörg Deutz<br />
Sie leiten ein international<br />
agierendes Unternehmen.<br />
Welche besonderen Herausforderungen<br />
ergeben sich hieraus?<br />
Wie schätzen Sie die Zukunft der<br />
Hydraulikbranche ein?<br />
Welchen Herausforderungen<br />
muss sie sich stellen?<br />
Die direkte Zusammenarbeit mit Fach- und Führungskräften aus unterschiedlichen<br />
Ländern und Kulturkreisen ist nicht nur eine organisatorische Herausforderung,<br />
sondern bedeutet auch, dass unterschiedliche Denk- und Verhaltensmuster<br />
auf-einander treffen. In der täglichen Zusammenarbeit, z.B. bei der<br />
Bearbeitung von Projekten über mehrere Länder- und Sprachgrenzen hinweg,<br />
aber auch beim Auf- und Ausbau einer gemeinsamen Unternehmens- und<br />
Organisationsidentität sehe ich die Vielfalt an kulturellen Prägungen aber<br />
keinesfalls als Hindernis an. Vielmehr gehört die dadurch bedingte, unterschiedliche<br />
Herangehensweise an Problem stellungen und Herausforderungen zu den<br />
spezifischen Stärken unseres Unter nehmens.<br />
Der Wettstreit zwischen Elektromechanik und Hydraulik ist ein bekanntes und viel<br />
diskutiertes Thema. Bei schweren Maschinen und Anlagen, wo große Kräfte unmittelbar<br />
und auf vergleichsweise engem Raum abgerufen werden müssen, sehe ich die<br />
Wettbewerbssituation zwischen beiden Technologien unkritisch: Hier gibt es keine<br />
ernsthafte Alternative zur Hydraulik, da diese die mit Abstand größtmögliche Leistungsdichte<br />
bietet. Aber Unternehmen der Hydraulikbranche müssen künftig noch<br />
aktiver als bisher an der optimalen Kombination beider Technologien mitwirken.<br />
In anderen traditionellen Hydraulik-Anwenderbranchen wird die „Elektrifizierung“<br />
weiter voranschreiten, wie in den vergangenen Jahren z.B. schon in der Landtechnik<br />
und der Werkzeugmaschinenbranche geschehen. Allerdings gilt auch hier<br />
das bewährte Motto: Konkurrenz belebt das Geschäft – und dieser Konkurrenz muss<br />
und wird sich die Hydraulik selbstbewusst stellen.<br />
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<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 4/<strong>2017</strong> 9/<strong>2017</strong> 9
PERSONALIEN<br />
Mehr über den Generationswechsel<br />
lesen Sie hier:<br />
bit.ly/RothInd<br />
ROTH: DRITTE GENERATION IN GESCHÄFTSFÜHRUNG BERUFEN<br />
Manfred Roth (rechts im BIld), geschäftsführender Gesellschafter der Roth Industries in Dautphetal, überträgt die oberste operative<br />
Gesellschafterverantwortung an seine Kinder. Mit Wirkung zum 1. April <strong>2017</strong> wurden Dr. Anne-Kathrin Roth, Claus-Hinrich Roth und<br />
Christin Roth-Jäger (v.l.n.r.) in die Geschäftsführung der Roth Industries berufen.<br />
www.roth-industries.de<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
ROLAND BITTENAUER<br />
hat zum 1. Juli die Leitung der<br />
Parker-Hannifin-Vertriebsorganisationen<br />
in Deutschland,<br />
Österreich und der Schweiz<br />
(DACH) übernommen. Der<br />
46-jährige Österreicher, der<br />
mehr als 25 Jahre Vertriebserfahrung<br />
hat, ist bei Parker<br />
seit 2009 erfolgreich als<br />
General Manager tätig. Seine<br />
bisherige Funktion in Österreich<br />
wurde nun um die neuen<br />
Aufgaben in Deutschland und<br />
der Schweiz erweitert.<br />
KIM FAUSING<br />
übernahm am 1. Juli die<br />
Position als neuer President<br />
und CEO von Danfoss. In<br />
dieser Funktion wird er die<br />
Strategie von Danfoss<br />
fortsetzen, die sich in erster<br />
Linie auf Wachstum und<br />
Digitalisierung konzentriert.<br />
In den letzten neun Jahren<br />
hatte er im obersten Managementteam<br />
die Position des<br />
COO inne, wo er eng mit Niels<br />
B. Christiansen, dem früheren<br />
CEO von Danfoss, zusammenarbeitete.<br />
REINHOLD RÜCKEL<br />
hat zum 1. Juli die Position des<br />
kaufmännischen Geschäftsführers<br />
der Baumüller<br />
Nürnberg GmbH übernommen<br />
und leitet damit gemeinsam<br />
mit Herrn Andreas<br />
Baumüller die Baumüller<br />
Nürnberg GmbH. Weiter wird<br />
er als Chief Financial Officer<br />
(CFO) für die Baumüller<br />
Gruppe tätig sein.<br />
DR. STEFAN SPINDLER<br />
hat seinen Vertrag als Vorstand<br />
der Sparte Industrie der<br />
Schaeffler AG um fünf Jahre bis<br />
zum 30. April 2023 verlängert.<br />
Georg F. W. Schaeffler, Vorsitzender<br />
des Aufsichtsrats,<br />
kommentierte: „Wir freuen<br />
uns, dass Herr Dr. Spindler die<br />
von ihm erfolgreich eingeleitete<br />
Neuausrichtung der Sparte<br />
Industrie fortsetzen wird. Dies<br />
ist besonders wichtig, da der<br />
Industriebereich ein integraler<br />
Bestandteil der Schaeffler<br />
Gruppe ist.“<br />
10 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
SZENE<br />
GRUNDSTEINLEGUNG FÜR<br />
NEUES FSG-WERK IN ZERNSDORF<br />
Sieben Wochen nach dem ersten Spatenstich sind in<br />
brandenburgischen Königs-Wusterhausen nun die<br />
Fundamente für zwei neue Produktionshallen des<br />
Mess- und Sensortechnikspezialisten FSG Fernsteuergeräte<br />
aus Berlin gelegt worden. Im August fand die<br />
feierliche Grundsteinlegung in Anwesenheit der<br />
Geschäftsführer Klaus und Carsten Schulz statt. Dabei<br />
wurde als Glücksbringer auch eine Zeitkapsel in den<br />
Grundstein eingelassen. Damit ist nun der Startschuss<br />
für die Hoch- und Rohbauarbeiten gegeben. Die<br />
Fertigstellung des vierten Standorts des 1946 gegründeten<br />
Familienunternehmens ist für März 2018 geplant. Auf dem 44 000 m² großen Areal soll die komplette Fertigung des Unternehmens<br />
inklusive einer Lackiererei und Ausbildungswerkstatt konzentriert werden.<br />
www.fernsteuergeraete.de<br />
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Maximator, Thüringer Hersteller<br />
von Produkten für die Hochdruck-<br />
und Prüftechnik,<br />
Hydraulik und Pneumatik, hat<br />
die Ren Corporation übernommen.<br />
Der US-Spezialist für<br />
mikroprozessorgesteuerte<br />
elektrohydraulische Prüfanlagen<br />
hatte im Zuge einer Nachfolgerregelung<br />
zum Verkauf gestanden.<br />
Mit Ren will Maximator<br />
den Zugang zum nordamerikanischen<br />
Markt im Bereich der<br />
Prüf- und Produktionsanlagen<br />
seiner Division Systems stärken.<br />
Ren firmiert weiter als eigenständiges<br />
Unternehmen.<br />
Geleitet wird die Gesellschaft<br />
wie bisher von President Ryan<br />
Ashley (Bild l.) und Vice President<br />
Bryan Rattan (r.). Für den<br />
Vertrieb soll zusätzliches<br />
Personal eingestellt werden.<br />
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Mit der OriginCheck App gibt Schaeffler Endkunden, Händlern und Behörden jetzt ein Instrument an die<br />
Hand, INA- und FAG-Produkte schnell und einfach einer ersten Echtheitsprüfung zu unterziehen. Führt diese<br />
Prüfung zum Verdacht, es könne sich um eine Fälschung handeln, kann der Nutzer mit Hilfe der App direkt<br />
weitere Schritte zur eindeutigen Klärung anstoßen. Grundlage für die Prüfung bildet die Kennzeichnung der<br />
Schaeffler-Verpackungen mit Data-Matrix-Codes, die sich zurückverfolgen lassen . Die OriginCheck App ist<br />
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Die Agritechnica<br />
lädt auf der<br />
eigenen Facebook-Seite<br />
zur<br />
Reise durch die<br />
Agrarregionen<br />
der Welt ein.<br />
Unter dem Messe-Leitthema<br />
„Green Future – Smart Technology“ beschreiben Landwirte aus Asien,<br />
Afrika, Amerika, Europa und Deutschland Herausforderungen in der<br />
täglichen Arbeit und ihre Erwartungen an moderne Landtechnik. Den<br />
Anfang machte Gunig Singh, Ackerbauer aus Indien.<br />
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ECKERLE TECHNOLOGIES WEIHT NEUES<br />
R&D-GEBÄUDE EIN<br />
Am 25. Juli <strong>2017</strong><br />
begrüßte der Geschäftsführer<br />
Otto-<br />
Michael Eckerle neben<br />
der gesamten Belegschaft<br />
der Eckerle<br />
Technologies GmbH in<br />
Malsch auch Vertreter<br />
aus Industrie, Handel<br />
und Banken sowie der<br />
Presse zur Einweihungsfeier<br />
des neuen<br />
R&D-Gebäudes. Die<br />
positive Entwicklung<br />
beim Absatz der<br />
Hydraulik-Innenzahnradpumpen<br />
hat sich<br />
bei Eckerle fortgesetzt,<br />
mit Exporten hauptsächlich in die USA und den asiatischen<br />
Raum, insbesondere nach China. Um diesen Kundenanforderungen<br />
gerecht zu werden, musste in den vergangenen Jahren<br />
das nun 50 Jahre weltweit bekannte Pumpensystem „Eckerle“<br />
permanent weiterentwickelt werden.<br />
Neben zusätzlich geplanten bzw. fertiggestellten baulichen<br />
Maßnahmen in Produktionsstätten ist nun der Traum der<br />
Entwickler in Erfüllung gegangen: Ein neues hochmodernes<br />
R&D-Gebäude steht im Rohbau. Dieses R&D-Gebäude mit einer<br />
Gesamtgröße von 1100 Quadratmetern und Gesamtkosten von<br />
mehreren Mio. Euro symbolisiert sehr direkt, was ein wichtiger<br />
Schwerpunkt der Geschäftstätigkeit ausmacht – nämlich<br />
Innovation und Effizienz, wofür die Eckerle-Hydraulik-Innenzahnradpumpen<br />
weltweit bekannt sind.<br />
Neben den Prüfstandsräumen werden Büros, eine Werkstatt,<br />
Umkleide- und Sanitäreinrichtungen sowie Besprechungsräume<br />
reichlich Platz finden. Es werden weitere Dauertestkabinen für<br />
die bisher bestehenden Dauerlauf-Prüfstände errichtet. Kabinen<br />
für die Funktionsprüfstände werden aufgebaut. Ein neuer<br />
Schallmessraum mit besserem Isolierungsgrad als bisher wird<br />
mit direkter Anbindung an die Prüfstände platziert. Ein neuer<br />
Prüfstand für hochdynamische servomotorische Prüfungen<br />
steht ab Oktober zur Verfügung.<br />
Während seiner Ansprache betonte Otto-Michael Eckerle auch<br />
die Energieeffizienz des gesamten Komplexes. Durch Nutzung<br />
von Wärmepumpen und Wärmerückgewinnung durch die<br />
Rückleitung der Abwärme der Prüfstände spart man Energiekosten.<br />
Gleichzeitig kann im Sommer das Gebäude durch den<br />
Kühlwasserkreislauf klimatisiert werden.<br />
Seit Wiederaufbau des Bereichs Hydraulik im Jahr 1998 wurde<br />
die Hallenflächen nunmehr um 7 300 Quadratmeter saniert und<br />
erweitert. Eine weitere Produktionshalle mit etwa 3 000<br />
Quadratmetern ist in Planung. All diese Maßnahmen, so<br />
Otto-Michael Eckerle weiter, seien ein Aufbruch in eine neue<br />
Zeit, gekennzeichnet durch ein Leistungs- und Umsatzpotenzial,<br />
das zuvor nicht vorstellbar war.<br />
Ein Grund mehr weshalb der Firmennamen zum 1. Juli <strong>2017</strong> in<br />
Eckerle Technologies GmbH geändert und internationaler<br />
gestaltet wurde. Erfolg bedeutet für Otto-Michael Eckerle auch,<br />
in der Region zur Arbeitsplatzsicherheit beizutragen. Er bekräftigte,<br />
dass er sich seiner Verantwortung als regionaler Arbeitgeber<br />
bewusst sei und sie annehme. Mit dem neuen R&D-Gebäude<br />
will man die Zukunft gestalten und kann gleichzeitig auf 50<br />
erfolgreiche Jahre Innenzahnrad-Pumpensystem „Eckerle“<br />
zurückblicken, das damals Firmengründer Otto Eckerle erstmals<br />
der Fachwelt in <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> vorstellte.<br />
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Zweibrücken, GER +49 6332 79 2350<br />
© <strong>2017</strong> HydraForce, Inc.
3D-DRUCK<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />
3D-DRUCK IN DER HYDRAULIK –<br />
FERTIGUNGSVERFAHREN MIT POTENZIAL<br />
01<br />
02<br />
03<br />
Zu den Bereichen mit der größten<br />
Beachtung in der aktuellen<br />
industriellen Entwicklung gehört,<br />
neben Industrie 4.0, das additive<br />
Fertigen. Auch Metall kann<br />
„3D-gedruckt“ werden. Mittels Direct<br />
Metal Printing (DMP) können<br />
Prototypen und Kleinserien gefertigt<br />
werden. Eine Technologie mit<br />
Potenzial – auch für die Hydraulik.<br />
Durch die rasante Entwicklung bei den 3D-<br />
Druckern haben sich sowohl die Kostenstruktur<br />
als auch die Fertigungszeiten rapide<br />
verbessert. Die kostenneutrale Druck-Herstellung<br />
von Kleinserien oder Einzelteilen hat sich in<br />
vielen Branchen bereits als richtiger Weg herausgestellt.<br />
Im Bereich der hydraulischen Bauteile gibt es<br />
aufgrund der hohen Anforderungen an das Material<br />
sowie der häufig verhältnismäßig großen Bauteile noch<br />
wenig Berührungspunkte mit DMP.<br />
VORTEILE IM LEICHTBAU<br />
In einer Machbarkeitsstudie sowie engen Kontakten zu<br />
Hochschuleinrichtungen mit entsprechender<br />
Erfahrung, hat Tries bereits vor einigen Jahren begonnen,<br />
die Grenzen des DMP in der hydraulischen<br />
Steuerblockfertigung auszuloten. Die sich ergebenden<br />
Vorteile für die Strömungsverhältnisse und das Leistungsgewicht<br />
liegen dabei auf der Hand. Vor allem in<br />
der Mobil- als auch Luft- und Raumfahrthydraulik<br />
spielt Gewichtsreduzierung eine entscheidende Rolle.<br />
POINTIERT<br />
DIRECT METAL PRINTING BRINGT<br />
VORTEILE FÜR HYDRAULIK<br />
WENIGER GEWICHT,<br />
HÖHERER DURCHFLUSS<br />
ALLERDINGS NACHTEILE IN<br />
DER NACHBEARBEITUNG<br />
LÖSUNG FÜR KLEINSERIEN<br />
UND EINZELTEILE<br />
14 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
3D-DRUCK<br />
Die Anstrengungen der Hersteller entsprechende Achslasten zu<br />
unterschreiten oder durch verringertes Gewicht eine höhere<br />
Zuladung zu erreichen, kann das 3D-Druck-Verfahren entscheidend<br />
und positiv beeinflussen.<br />
Schon die Entwicklung additiv gefertigter Bauteile stellt eine<br />
gewisse Umgewöhnung zum herkömmlichen konstruieren hydraulischer<br />
Bauteile dar. Die nahezu grenzenlosen Möglichkeiten,<br />
Ventile in einem Steuerblock ideal zu verknüpfen und zusätzlich<br />
Stützstrukturen sinnvoll einzubeziehen, stellen die Ingenieure vor<br />
Herausforderungen. Auch die eigentliche Position im Drucker<br />
muss beachtet werden, um zum einen möglichst viel Bauteile<br />
gleichzeitig fertigen zu können und zum anderen, möglichst wenig<br />
zusätzliche Strukturen anzubringen.<br />
Neben den Kosten gibt es noch einige andere zu lösende Aufgaben<br />
beim DMP. Der Nacharbeitsaufwand von gedruckten Bauteilen ist<br />
noch relativ hoch. Passungen, Dichtflächen oder Gewinde müssen<br />
noch entsprechenden Feinschliff erhalten. Stützstrukturen müssen<br />
entfernt werden und aufgrund der auftretenden Eigenspannungen<br />
ist ein thermisches Nachbearbeiten empfehlenswert. Doch auch an<br />
diesen Punkten ist die Entwicklung bei Herstellern und Anbietern<br />
entsprechend rasant.<br />
PILOTPROJEKT VERDEUTLICHT POTENZIAL<br />
In einem Pilotprojekt hat die Firma Tries einen bestehenden<br />
Steuerblock additiv gefertigt (siehe Bilder). In einigen<br />
Entwicklungsschritten konnte das Gewicht dieses<br />
Aluminium blocks um 40 % reduziert werden und gleichzeitig<br />
der maximale Ölvolumendurchfluss um 20 % erhöht werden.<br />
Besonders hervorzuheben ist hierbei, dass auch die Dauerfestigkeit<br />
des additiv gefertigten Aluminium-Steuerblocks<br />
keine negative Änderung erfahren hat. Beide Varianten<br />
kommen dauerhaft mit einem Arbeitsdruck von bis zu 250 bar<br />
zurecht (Kennlinie1 in Bild 04). Mittlerweile sind einige<br />
Kleinserien und Entwicklungsprojekte mit ähnlichen<br />
positiven Werten hinzugekommen. So konnten etwaige<br />
Kinderkrankheiten beseitigt und entsprechende Qualitätsanforderungen<br />
bestätigt werden.<br />
Der DMP-Steuerblock kommt mit 250 bar Arbeitsdruck zurecht,<br />
kann jedoch mit erhöhtem Volumenstrom punkten<br />
Druck in bar<br />
50,000<br />
45,000<br />
40,000<br />
35,000<br />
30,000<br />
25,000<br />
20,000<br />
15,000<br />
10,000<br />
5,000<br />
0,000<br />
0,000<br />
5,000<br />
10,000<br />
15,000<br />
Menge in l/min<br />
20,000<br />
25,000<br />
A -->B 938.028A<br />
B -->A 938.028A<br />
30,000<br />
A -->B SK160608 3D Druck<br />
B -->A SK160608 3D Druck<br />
35,000<br />
40,000<br />
(Ausschnitt: 0–35,2 Sekunden)<br />
45,000<br />
04 Der DMP-Steuerblock kommt mit 250 bar Arbeitsdruck zurecht,<br />
kann jedoch mit erhöhtem Volumenstrom punkten<br />
50,000<br />
Die Zukunft dieses Fertigungsverfahrens steht und fällt vor<br />
allem mit der Kostensituation. Je schneller die Druckzeiten<br />
werden und je mehr Funktionalität in den Steuerblock eingearbeitet<br />
werden kann, je eher ergeben sich finanzielle Vorteile.<br />
Langfristig muss es das Ziel sein, einen einbaufertigen<br />
hydraulischen Steuerblock zu generieren. Doch hier haben<br />
Entwicklungspartner und Hersteller noch einige Aufgaben zu<br />
lösen, welche jedoch beim rasanten Fortschritt in nicht allzu<br />
ferner Zukunft erreicht werden können.<br />
www.tries.de<br />
04<br />
01 Der additiv gefertigte Steuerblock hat 15 % weniger Volumen und<br />
ist 45 % leichter als der konventionelle Block (rechts im Bild)<br />
02 + 03 Passungen, Dichtflächen oder Gewinde müssen in der<br />
Nachbearbeitung noch entsprechenden Feinschliff erhalten<br />
DIE AKTUELL SEHR HOHEN KOSTEN FÜR EIN 3D-<br />
GEDRUCKTEN HYDRAULIKBLOCK WERDEN DURCH<br />
SCHNELLERER PROZESSE UND GÜNSTIGERES PULVER<br />
ZUKÜNFTIG WEITER SINKEN. DURCH DIE BEI<br />
HYDRAULIKKOMPONENTEN BENÖTIGTEN OBER-<br />
FLÄCHENQUALITÄTEN SOWIE ENGEN TOLERANZEN IST<br />
AKTUELL EIN HOHER NACHBEARBEITUNGSAUFWAND<br />
NÖTIG. HIER GILT ES, METHODEN UND PROZESSE ZU<br />
ENTWICKELN, WELCHE ES UNS ERMÖGLICHEN, DIE-<br />
SEN AUFWAND ZU MINIMIEREN. ZIEL MUSS ES SEIN,<br />
EINEN STEUERBLOCK DIREKT AUS DEM DRUCKER MIT<br />
VENTILEN BESTÜCKEN ZU KÖNNEN. DIESE HERAUS-<br />
FORDERUNGEN LASSEN SICH NICHT IN KURZER ZEIT<br />
LÖSEN. HIER SOLLTEN FIRMEN UND HOCHSCHULEN<br />
GEMEINSAM IN FORSCHUNG INVESTIEREN.<br />
Christoph Hinz, stellv. Konstruktionsleiter bei Tries<br />
<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong> 15
ZYLINDER<br />
V450 CM (Vorgängerversion)<br />
V500 CZ (mit "Speedports")<br />
Standard-Blockzylinder<br />
Hochleistungs-<br />
Blockzylinder im<br />
Zentrum, links<br />
Vorgängerversion,<br />
rechts<br />
Standardprodukt<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
SCHNELLER<br />
SPRITZGIESSEN<br />
Der Einsatz hydraulischer Zylinder kann im<br />
Auswurfsystem eines Spritzgießwerkzeuges zu<br />
erheblichen Geschwindigkeitsvorteilen führen.<br />
Ein Vergleich zwischen Hochleistungsprodukten<br />
des Herstellers Vega und Standardprodukten.<br />
Ein Standardzylinder bewegt sich den Angaben zufolge mit<br />
0,2 m/s, während die Hochleistungsversion auf 0,8 m/s kommt,<br />
also viermal so schnell ist. Je länger der zu fahrende Weg ist, umso<br />
deutlicher fällt der Zeitgewinn bei der Zykluszeit aus. Bei einem<br />
Fahrweg von 20 mm lassen sich dem italienischen Hersteller Vega zufolge<br />
in einem Zyklus von 10 s gerade einmal 0,15 s einsparen. Beträgt der<br />
Weg allerdings 200 mm, so beträgt die Zeitersparnis bereits 1,5 s.<br />
LEISTUNGSFÄHIG BEI NIEDRIGEN KOSTEN<br />
Höhere Leistung kostet in der Regel auch mehr Geld. Die Preise für<br />
Vega-Hochleistungszylinder liegen um 20 % unter denen anderer<br />
Blockzylinder. Ein wesentlicher Qualitätsaspekt von Komponenten für<br />
Druckverlust (bar)<br />
V500 CZ<br />
(mit "Speedports")<br />
Geschwindigkeit (m/s)<br />
V450 CM<br />
(Vorgängerversion)<br />
Standard-<br />
Blockzylinder<br />
Spritzgießwerkzeuge ist ihre Widerstandskraft gegenüber Stößen, Erschütterungen<br />
und anderen Beschleunigungen. In einigen Systemen<br />
ist dafür eine Art Stoßdämpfer aus Gummi verbaut. Bei Vega kann auf<br />
Wunsch ein hydraulisches Dämpfungssystem eingesetzt werden. Für<br />
hohe Geschwindigkeiten hält der Hersteller ein solches System für unabdingbar.<br />
Mit einer solchen Dämpfung liege der Preis dann auf dem<br />
Niveau eines herkömmlichen Blockzylinders, allerdings sei dieser lang<br />
nicht so leistungsfähig.<br />
Die zusätzliche Leistung werde nicht durch einen zusätzlichen Ölbedarf<br />
oder etwaigen Druckabfall erkauft. Ein Beispiel: Eine Auswurfplatte<br />
mit vier Blockzylindern mit einer Bohrung von 80 mm und einem<br />
Hub von 200 mm. Angenommen wird ein adäquater Druck von 100 bis<br />
120 bar. Bei der Bohrung von 80 mm werden Ölzufuhrlöcher mit Durchmessern<br />
von 8 mm angenommen. Bei einer Geschwindigkeit von<br />
0,3 m/s könne der Druckabfall bis zu 20 bar betragen. Hinzu kommen<br />
noch der zur Bewegung des Zylinders benötigte Öldruck sowie weitere<br />
Verluste im Kreislauf. Die Vega „Speedports“ Zylinder verlieren laut<br />
Hersteller bei 0,8 m/s lediglich 10 bar. Mit einem richtig dimensionierten<br />
Hydraulikkreislauf sei der Druckrückgang vernachlässigbar.<br />
SCHNELLER BEI KÜRZEREN ZYKLEN<br />
Mit einer entsprechend leistungsfähigen Hydraulikpumpe können die<br />
Vega „Speedports“ Zylinder bis zu dreimal schneller als fast alle<br />
herkömmlichen Zylinder betrieben werden. Auch bei Zykluszeiten von<br />
20 s beträgt die Zeitersparnis immer noch rund 5 %. Bei kürzeren<br />
Zykluszeiten wird der Vorteil größer. Insgesamt sind laut Beispielrechnungen<br />
des Herstellers Verbesserungen zwischen 5 und 15 % realisierbar.<br />
Ein weiterer Vorteil der Zylinder ist laut Vega ihre Kompatibilität. Den<br />
Angaben zufolge können die Systeme komplett mit denen anderer<br />
Hersteller kombiniert oder dafür angepasst werden. Allerdings müsse<br />
das Hydrauliksystem auf die neuen Anforderungen angepasst werden,<br />
um die vollen Geschwindigkeitsvorteile zu nutzen. Durch die größere<br />
Ölmenge sei auch die Kühlung der Hydraulikflüssigkeit einfacher zu<br />
bewerkstelligen.<br />
VORTEILE FÜR SPRITZGIESSER<br />
Am Ende stellt sich laut Vega die Frage der Perspektive. Aus Sicht des<br />
Werkzeugbauers kostet ein Werkzeug mit Vega Hochleistungszylindern<br />
mehr, nicht weil die Zylinder teurer wären, sondern weil ein größerer<br />
Hydraulikkreislauf benötigt wird, mit größeren Bohrungen und Ventilen.<br />
Für den Spritzgießer, der das Werkzeug einsetzt sieht die Sache<br />
anders aus. Angesichts der hohen Einsatzdauer und des spürbaren<br />
Effizienzzuwachses sind für ihn die Zusatzaufwendungen für die Hydraulik<br />
eher vernachlässigbar. Entscheidend ist laut Vega, dass sich jeder,<br />
der Spritzgießwerkzeuge mit Schiebern und Auswerfern einsetzt, fragt,<br />
ob sich für ihn Hochleistungskomponenten lohnen.<br />
Vega auf der Fakuma: Halle 4, A4-4215<br />
www.vegacylinder.com<br />
16 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
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von SAE-Schnellverschlusssteckern vor<br />
Verschmutzungen schützt, ist die GPN 241<br />
von Pöppelmann Kapsto. Die PE-LD-Kappe<br />
ist besonders strapazierfähig: Sie hält kurzzeitig<br />
bis zu 1 bar Druckbeaufschlagung<br />
stand. Ein breiter Durchmesser an der<br />
Oberseite verhindert die versehentliche<br />
Montage mit einem Quick Connector. Es<br />
gibt sie in verschiedenen Abmessungen<br />
für SAE-Stecker mit Nennweiten von 8 bis<br />
18 mm. Optional kann sie auch entsprechend<br />
der Anforderungen für den Sauberraum<br />
gefertigt werden.<br />
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Die Messboxen SMB und SMB-Digi von Stauff gibt<br />
es nun in einer praktischeren, robusteren Ausführung.<br />
Die Kunststoffkoffer für Wartung und<br />
Instandhaltung enthalten neben Messkupplungen<br />
und -schläuchen ein bis drei Manometer und<br />
Zubehör für deren Anschluss. Die genaue Bestückung<br />
richtet sich nach den Kundenanforderungen.<br />
Viele Standardvarianten gibt es direkt ab Lager. Die<br />
überarbeiteten Messboxen eignen sich auch für den<br />
Einsatz in rauer Umgebung, z. B. auf Baustellen. Die<br />
optimierten Kunststoffverschlüsse machen ein<br />
selbstständiges Öffnen der Koffer praktisch<br />
unmöglich. Die Schaumeinsätze sind langzeitbeständig<br />
gegenüber gängigen Hydraulikmedien.<br />
GANZMETALLSENSOREN FÜR RAUE EINSÄTZE<br />
Mit einem hochwertigen Edelstahlgehäuse eignen sich die resistenten Ganzmetallsensoren<br />
mit Schutzart IP65 bis IP69K von ifm Electronic für Prozesse in der Lebensmittelindustrie.<br />
Ebenfalls einsetzbar sind sie in Applikationen in Werkzeugmaschinen, in<br />
Anlagen, wo Kühl- und Schmiermittel dauerhaft einwirken, im Stahlbau oder in der<br />
Automobilindustrie. Sie können bei Mediumtemperaturen von -40 bis + 85 °C eingesetzt<br />
werden, dazu sind sie schock- und vibrationsfest. Ihre Kurzbauform erlaubt den Einbau in<br />
beengten Platzverhältnissen. Die Edelstahlausführung bietet auch Schutz vor abrasiven<br />
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<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong> 17
STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />
EINSCHRAUBVENTILE FÜR MOBIL-<br />
UND INDUSTRIEANWENDUNGEN<br />
01<br />
02<br />
Das Ventilprogramm in Einschraubbauweise<br />
von Argo-Hytos bietet eine breite Palette an<br />
Funktionen, speziell für die Mobil- und<br />
Industriehydraulik. Typische Funktionen sind<br />
die Strömungsrichtungssteuerung und die<br />
Druckregelung in Hydraulikkreisläufen.<br />
Beispielhafte Anwendungsgebiete sind Agrartechnik, Baumaschinen,<br />
Kommunalfahrzeuge, Werkzeugmaschinen und<br />
Windenergieanlagen. Neben technischen Spezifikationen<br />
stehen weitere Aspekte im Mittelpunkt. Zuverlässigkeit verbunden<br />
mit erhöhtem Bedienkomfort definiert die heutigen Entwicklungstrends<br />
und reduziert gleichzeitig die TCO – Total Costs of<br />
Ownership. Das bedeutet, dass ein hohes Anwendungswissen bei der<br />
Konstruktion des Hydraulikkreislaufs und der hierfür verwendeten<br />
Ventile erforderlich ist. Die Lebensdauer der Ventile wird durch einen<br />
Oberflächenschutz auf 520 Stunden nach ISO 9224 verlängert. Das<br />
robuste Design hält einem 10-Mio.-Betätigungszyklen-Test stand, welches<br />
auch für die eingesetzten Dichtungen gilt. Des Weiteren sind die<br />
Ventile von Argo-Hytos für ihre Funktionssicherheit auch bei hohen Temperaturen<br />
des Hydrauliköls und hohen Außentemperaturen bekannt.<br />
SCHIEBERVENTILE IN EINSCHRAUBBAUWEISE<br />
Diese Ventile sind für die Steuerung der Durchflussrichtung ausgelegt.<br />
Sie sind mit zwei verschiedenen Anschlussgewinden,<br />
3/4-16 UNF und 7/8-14 UNF, erhältlich.<br />
Der Betriebsdruck beträgt bis zu 350 bar. Der Durchfluss ist bei<br />
Anschlussgröße 7/8-14 UNF auf 60 l/min und bei Anschlussgröße<br />
3/4-16 UNF auf 30 l/min begrenzt. Zwei leistungsstarke Produktfamilien<br />
stehen zur Verfügung, um die genau richtige hydraulische Leistung<br />
für die gewünschte Anwendung zu übertragen und die Ventile<br />
preisattraktiv zu gestalten. Die High-Performance-Version ist für<br />
Ventile bis 350 bar ausgelegt, die Lightline-Ausführung bis 250 bar.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
03<br />
04<br />
3/4-16 UNF 7/8-14 UNF 3/4-16 UNF 7/8-14 UNF<br />
SD2E-A*/L<br />
250 bar<br />
30 l/min<br />
SD1E-A2<br />
350 bar<br />
30 l/min<br />
LIGHTLINE<br />
SD2E-B*/S(L)<br />
250 bar<br />
60 l/min<br />
SD2E-A*/H<br />
350 bar<br />
30 l/min<br />
SD2E-B*/H<br />
350 bar<br />
60 l/min<br />
HIGH PERFORMANCE LINE<br />
3/4-16 UNF 7/8-14 UNF<br />
SD1E-A3<br />
350 bar<br />
30 l/min<br />
SD3E-A2/H<br />
420 bar<br />
30 l/min<br />
SD3E-B2/S(L)<br />
250 bar<br />
75 l/min<br />
SD3E-B2/H<br />
420 bar<br />
75 l/min<br />
LECKAGEFREIE SITZVENTILE<br />
Eine Sitzventil-Ausführung ist erhältlich bis 75 l/min und 420 bar<br />
(an allen Anschlüssen). Präzisionsbearbeitete Teile garantieren eine<br />
leckagefreie Abdichtung bis zu 3 Tropfen/Minute. Ein komplexes<br />
Produktionsprogramm umfasst verschiedene Ausführungen, wie<br />
normal offene und geschlossene Versionen, vorgesteuerte oder elektromagnetisch<br />
betätigte Varianten, eine breite Palette an Magnetspulen<br />
und Steckverbindungen.<br />
Bei der Standard-Oberflächenbehandlung von Ventil und Magnet<br />
handelt es sich um eine ZnCr3-Beschichtung, die 240 Stunden im<br />
Salzsprühnebel nach DIN 9227 standhält, eine Oberflächenbehandlung<br />
zur Gewährleistung bis zu 520 Stunden ist jedoch auch möglich.<br />
Ein sehr gutes Verhältnis zwischen Druckverlust, übertragener<br />
hydraulischer Leistung und Leckage macht die Einschraubventile<br />
von Argo-Hytos zu etwas Besonderem. Die Funktionalität bei System<br />
störungen wird durch verschiedene Handnotbetätigungen erhöht.<br />
ELEKTRISCH SCHALTBARES VENTIL SR4E-B2/H<br />
Das magnetbetätigte, vorgesteuerte Druckbegrenzungsventil in<br />
Patronenbauweise wurde für eine kostengünstige und kompakte<br />
Montage konzipiert. Typischerweise wird es im Motorsteuerkreis<br />
verwendet. Es kombiniert die Funktionen eines normal offenen<br />
Magnetventils mit denen eines Druckbegrenzungsventils. Das<br />
zweistufige Druckventil für eine EIN-/AUS-Funktion hat eine ausgezeichnete<br />
Stabilität im gesamten Durchflussbereich mit schneller<br />
Reaktion auf dynamische Druckänderungen. Bei einem Betriebsdruck<br />
von 350 bar beträgt der Nenndurchfluss 60 l/min. Weitere<br />
wichtige Eigenschaften sind niedrige Hysterese, präzise Druckregelung<br />
und geringer Druckverlust durch einen CFD-optimierten<br />
Strömungsverlauf, die Spulen sind austauschbar.<br />
18 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
Dieses 7/8-14-UNF-Ventil dient als integriertes zweistufiges Druckventil<br />
zur Druckentlastung des Strömungskanals. Es ermöglicht die<br />
Einstellung von zwei Druckwerten p min<br />
und p max<br />
. Unter Spannung<br />
steuert das Ventil den Niederdruckdurchgang und lässt den Druck<br />
bis zum eingestellten Entlastungsdruckwert ansteigen.<br />
Sowohl p min<br />
und p max<br />
sind manuell einstellbar.<br />
„TAUMELNASEN-DESIGN“<br />
POINTIERT<br />
EXZELLENTES KOSTEN-<br />
QUALITÄTS-VERHÄLTNIS<br />
GERINGER<br />
DRUCKABFALL<br />
LECKAGEFREIE<br />
ABDICHTUNG<br />
HOHE ÜBERTRAGENE<br />
LEISTUNG<br />
Einschraubventile in Patronenbauweise mit einer „Taumelnase“ dienen<br />
zum Ausgleich von Fertigungstoleranzen der Formbohrungen<br />
und zur Kompensation zu hoher Drehmomente bei der Montage.<br />
Diese Eigenschaft gewährleistet die richtige Ventilstellung in der<br />
Formbohrung, daher kann der Kolben nicht verklemmen.<br />
In Verbindung mit<br />
der Präzisions-CNC-<br />
Bearbeitung des Patronengehäuses<br />
wird<br />
eine geringe Leckage<br />
erreicht, vergleichbar<br />
mit der<br />
geringen Leckage<br />
marktüblicher Sitzventile.<br />
Die Gehäusebearbeitung<br />
erfolgt<br />
auf einer CNC-<br />
Drehmaschine mit<br />
SPC (Statistical Process<br />
Control), danach<br />
wird das gehärtete<br />
Gehäuse auf<br />
01 Multitaskingfähiges Druckentlastungsventil SR4E-B2/H<br />
02 Schieberventile in Einschraubbauweise<br />
03 Sitzventile in Einschraubbauweise<br />
04 Die Präzisionsteile der Schieberventile in Verbindung mit<br />
dem intelligenten Design der „Taumelnase“ sind die Hauptvoraussetzungen<br />
für das Erreichen einer geringen Leckage<br />
05 Schnitt eines Einschraubventils in Patronenbauweise<br />
einer CNC-Rundschleifmaschine bearbeitet und gehont. Beide<br />
Bearbeitungsverfahren, Schleifen und Honen, werden durch eine<br />
automatische Rückführung unterstützt.<br />
Ein weiterer wichtiger Teil der Patrone ist die Polyurethan-Dichtung,<br />
die durch eine hohe Verdrehfestigkeit eine einfache Montage<br />
sowie eine hohe Lebensdauer gewährleistet.<br />
www.argo-hytos.com<br />
05
FEIN DOSIERT<br />
– AUF DEN PUNKT<br />
01<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Von der spanenden Fertigung bis zur<br />
Lebensmittelherstellung besteht Bedarf für den<br />
präzisen Auftrag von Kühlschmiermitteln,<br />
alkoholischen Lösungen, Fetten, Ölen sowie<br />
Flüssigkeiten jeglicher Art. Die universell<br />
einsetzbaren Sprühköpfe von HPM Technologie<br />
bringen Fluide buchstäblich fein dosiert „auf den<br />
Punkt“. Die Zufuhr von Druckluft und Flüssigkeiten<br />
zu den Sprühköpfen gewährleisten hochwertige<br />
Ganzmetall-Steckanschlüsse von Eisele.<br />
Die HPM Technologie GmbH aus Münsingen steht seit 70<br />
Jahren für den Bau modernster Sprühköpfe in der Minimalmengenschmierung<br />
für die punktgenaue Dosierung<br />
von Flüssigkeiten aller Art. Eingesetzt werden sie in den<br />
unterschiedlichsten Branchen, der Schwerpunkt liegt aber auf der<br />
Metallverarbeitung, wo sie für den Auftrag von Kühlschmierflüssigkeiten<br />
in spanenden Fertigungsverfahren verwendet werden.<br />
Die Standard-Sprühköpfe sind die Serien HTR und PSM. Diese<br />
dienen dem dosierten und feinfilmigen Auftragen von Flüssigkeiten<br />
im Niederdruckbereich. Sie werden an einer sogenannten stationären<br />
Ventil- und Behälterbaugruppe betrieben, die für die<br />
kontinuierliche Versorgung mit Luft und Flüssigkeiten sorgt. Das<br />
Kühlschmiermittel wird dann nach dem Injektorprinzip mit 0,5 bis<br />
1,5 bar Druck zerstäubt (Baureihe TCJ/MDJ).<br />
Versprüht werden können nahezu alle Flüssigkeiten – ausgenommen<br />
Lacke, Harze und Klebstoffe – die eine maximale Viskosität<br />
von 100 mm²/s bei 20 °C (Bei den Systemen der TCJ-Reihe) und bis<br />
ca. 2 300 mm²/s bei 20 °C bei den Systemen der MDJ Baureihe erreichen.<br />
Der Sprühstrahl erzeugt einen nahezu runden Vollkegel von<br />
ca. 15 °. Der Abstand der einstellbaren Düse zum besprühten Werkstück<br />
oder Werkzeug sollte maximal 200 mm betragen.<br />
ANWENDERFREUNDLICHE<br />
ANSCHLUSSKOMPONENTEN<br />
Für die Minimalmengenschmierung setzt HPM Technologie auf<br />
Anschlusskomponenten der Eisele Pneumatics GmbH & Co. KG.<br />
Das Unternehmen aus Waiblingen hat über 75 Jahre Erfahrung mit<br />
besonders hochwertigen Druckluft-Steckanschlüssen aus Ganzmetall.<br />
Aber auch Gase, Kühlwasser, Vakuum und Flüssigkeiten –<br />
sogar kombiniert mit Elektrik- und Elektronikleitungen – gehören zu<br />
den Medien, die mit Eisele-Steckanschlüssen übertragen werden<br />
können. HPM Technologie war bereits seit 40 Jahren Kunde von<br />
Eisele, als man 2006 begann gemeinsam system- und prozessabhängige<br />
Sonderlösungen neu- und weiterzuentwickeln. Seit 2013 ist Eisele<br />
aufgrund von Systemanpassungen der Hauptlieferant für die<br />
Anschlusskomponenten bei HPM. Dies stellt sich bis heute als echter<br />
Glücksgriff dar: „Eisele hat einfach gute Produkte, die optisch und<br />
funktionell tipptopp sind“, bringt Steffen Hoffmann, Mitglied der<br />
Geschäftsführung, die Zusammenarbeit mit Eisele auf den Punkt.<br />
Für die Versorgung der Sprühköpfe für die Minimalmengenschmierung<br />
werden gerade Einschraub-Steckanschlüsse aus vernickeltem<br />
Messing mit Lösehülse aus den Programmen 14 und 14A<br />
der Eisele BASICLINE verwendet. Obwohl die Steckanschlüsse an<br />
den Sprühköpfen extra beschriftet sind, trägt die Luftleitung zusätzlich<br />
eine blaue Aluminium-Codierhülse von Eisele, so dass schon<br />
auf den ersten Blick klar ist, wo der blaue Druckluftschlauch angeschlossen<br />
werden muss und Verwechslungen so gut wie ausgeschlossen<br />
sind.<br />
Die Steckanschlüsse mit Lösehülse bieten gegenüber einfachen<br />
Löseringen eine größere Grifffläche zum Lösen des Schlauchs. Das<br />
ist gerade bei Anwendungen mit Ölen oder Kühlschmiermitteln<br />
von Vorteil, bei denen die Bauteile in der Nähe des Bohrers oder<br />
Fräskopfes – zum Beispiel durch eine Maschinenstörung oder ein<br />
Versehen des Bedieners – trotz aller Präzision mit Sprühmedium<br />
benetzt sein können. Für die kleiner konstruierten Sprühköpfe der<br />
PSM-Reihe greift HPM Technologie auf das Programm 10 der Eisele<br />
BASICLINE zurück. Bei diesen geraden Einschraubverschraubungen<br />
POINTIERT<br />
HPM TECHNOLOGIE SETZT AUF<br />
STECKANSCHLÜSSE VON EISELE<br />
FARBIGE ANSCHLÜSSE VERMEIDEN<br />
FEHLINSTALLATION<br />
MINIMALMENGENSCHMIERUNG<br />
REDUZIERT SCHMIERMITTEL-…<br />
… UND DEN BENÖTIGTEN<br />
REINIGUNGSAUFWAND<br />
Autor: Thomas Maier, Geschäftsführer der Eisele<br />
Pneumatics GmbH & Co. KG, Waiblingen<br />
20 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
VERBINDUNGSTECHNIK<br />
02 03<br />
aus schwarz brüniertem Messing wird der Schlauch von einer Überwurfmutter<br />
gehalten.<br />
VORTEILE GEGENÜBER KONVENTIONELLER<br />
SCHMIERUNG<br />
Die Vorteile der Minimalmengenschmierung bei Arbeitsgängen<br />
wie dem Gewindeschneiden oder dem Fräsen liegen auf der Hand:<br />
Der Verbrauch an Kühlschmiermittel ist deutlich geringer und an<br />
Werkstücken sowie Maschinen entsteht beim richtig dosierten Einsatz<br />
kein bzw. nur geringer Reinigungsaufwand. Außerdem entfallen<br />
die Aufbereitung der Kühlschmieremulsion und der Späne sowie<br />
die Entsorgung von Reststoffen. Es hat sich in der Praxis auch<br />
gezeigt, dass höhere Schnittgeschwindigkeiten und eine bessere<br />
Oberflächengüte erzielt werden können.<br />
Der Einsatzbereich der Standardsprühköpfe ist nahezu universell.<br />
Für Anwendungsfälle, die andere Sprühköpfe erfordern, konstruiert<br />
HPM Technologie individuelle Lösungen. Die Einsatzgebiete<br />
reichen von der Lebensmittel- über die Druckindustrie bis hin zur<br />
Medizintechnik oder Luft- und Raumfahrt.<br />
www.eisele.eu<br />
EISELE HPM<br />
Dieses Video demonstriert Installation und Anwendung der<br />
Sprühköpfe von HPM inklusive der Eisele-Anschlüsse.<br />
http://bit.ly/EiseleHPM<br />
01 Der Standardsprühkopf HTR dient dem dosierten und feinfilmigen<br />
Auftragen von Flüssigkeiten im Niederdruckbereich<br />
02 Durch den genau justierten Sprühkegel wird das Kühlschmiermittel<br />
sparsam dosiert und landet genau da, wo es gebraucht wird<br />
03 Der Sprühkopf PSM ist universell einsetzbar, sei es in der spanenden<br />
Fertigung, der Lebensmittelindustrie oder der Medizintechnik<br />
Präzision in Produkt und Leistung<br />
Höchste Qualität und Passgenauigkeit ist seit mehr als 30 Jahren<br />
unser Anspruch. Ob Standard oder Sonderlösung – wir liefern<br />
exzellente Produkte im Bereich Mobilhydraulik und Fluid-<br />
Antriebstechnik.<br />
Bester Beweis dafür ist unsere Rohrleitungstechnik:<br />
CNC-gebogene Hydraulikrohrleitungen<br />
Außendurchmesser von 5 mm bis 100 mm<br />
Wandstärke bis 8 mm<br />
einzigartige Toleranzen<br />
unterschiedlichste Standard- und Sonderanschlüsse<br />
verschiedene Beschichtungsmöglichkeiten<br />
Besuchen Sie uns im November<br />
persönlich auf der AGRITECHNICA<br />
in Halle 17, Stand H05-E.<br />
Vorab lohnt sich auch ein Besuch<br />
auf www.interhydraulik.de.<br />
INTERHYDRAULIK.indd 1 09.08.<strong>2017</strong> 15:09:00<br />
<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong> 21
DICHTUNGEN<br />
LEISTUNGSSTARKES TPU<br />
FÜR SCHWER ENTFLAMMBARE FLÜSSIGKEITEN<br />
Werkstoffeigenschaften<br />
Werkstoffeigenschaften<br />
Kastas setzt mit seinem kürzlich eingeführten PU9409 einen<br />
neuen Maßstab in der Werkstofftechnologie für<br />
Dichtelemente im Einsatz mit schwer entflammbaren<br />
Flüssigkeiten.<br />
PU9409, Produkt jahrelanger Forschung, ist eine einzigartige<br />
TPU-Klasse, die entwickelt wurde, um die Leistung der Dichtelemente<br />
im Einsatz mit schwer entflammbaren Flüssigkeiten auf<br />
ein viel höheres Niveau zu bringen.<br />
PU9409 sorgt für höhere Leistung und längere Standzeiten im<br />
Berg- und Tunnelbau, der Eisen- und Stahlindustrie, petrochemischen<br />
Fabriken sowie anderen Anwendungen, die schwer entflammbare<br />
Flüssigkeiten erfordern, einschließlich wasserfreier und<br />
wasserhaltiger Qualitäten.<br />
Reißfestigkeit<br />
Reißfestigkeit<br />
Extrusionsbeständigkeit<br />
Mineralölbeständigkeit<br />
Extrusionsbeständigkeit<br />
Hohe Temperatur<br />
Hohe Temperatur<br />
Hydrolysebeständigkeit<br />
gegen Wasser<br />
Mineralölbeständigkeit<br />
Hydrolysebeständigkeit<br />
gegen Wasser<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
www.kastas.com<br />
Hydrolysebeständigkeitstest bei 80 °C und 95 % Luftfeuchtigkeit<br />
Änderung der Reißfestigkeit (%)<br />
Hydrolysebeständigkeitstest bei 80˚C und 95% Luftfeuchtigkeit<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
0 1<br />
2 3 4 5 6<br />
Dauer (Wochen)<br />
Beständigkeit gegen<br />
schwer entflammbare Flüssigkeiten<br />
Beständigkeit gegen<br />
schwer entflammbare Flüssigkeiten<br />
Änderung der Reißfestigkeit bei HFC bei 70˚C<br />
nach 1000 Stunden (in Prozent)<br />
0<br />
-10<br />
-20<br />
-30<br />
-40<br />
-50<br />
-60<br />
-70<br />
-80<br />
-90<br />
0<br />
– 10<br />
– 20<br />
– 30<br />
– 40<br />
– 50<br />
– 60<br />
– 70<br />
– 80<br />
– 90<br />
Änderung der Reißfestigkeit bei HFC bei 70 °C<br />
nach 1000 Stunden (in Prozent)<br />
PU9409 Premium TPU Standard Industrie-TPU<br />
-25<br />
-77<br />
22 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
SCHWINGFEST LAGERN<br />
Hoch beständig gegen starke Schwingungen<br />
sind die Pendelrollenlager EXQ-V von Nachi.<br />
Sie ertragen bis zur zehnfachen Anzahl an<br />
Schwingzyklen verglichen mit den Standard-<br />
Lagern EXQ. Die Variante eignet sich so für<br />
den Einsatz in Schüttelsieben, schweren<br />
Baumaschinen und Baggern. Dazu tragen<br />
dauerbruchfeste Käfige aus vergütetem,<br />
gepresstem Stahl und die wärmebehandelten<br />
Innen- und Außenringe bei. Das<br />
Lagerspiel und die Toleranzen des Käfigs<br />
sind auf eine dynamische Schwingbeanspruchung<br />
abgestimmt. Die Lager können<br />
bei Temperaturen bis 200°C eingesetzt werden. Für universellen Einsatz steht ein<br />
großes Spektrum an Abmessungen und Ausführungen zur Verfügung. Das betrifft<br />
Pendelrollenlager für Wellen mit 25 bis 180 mm Durchmesser, als Option sogar bis über<br />
1000 mm Wellendurchmesser. Dazu gehören auch Varianten mit unterschiedlich<br />
ausgeführten Käfigen aus Stahl oder Messing. Zudem gibt es komplett einbaufertige<br />
Lagereinheiten mit Flansch- und Stehlagergehäusen.<br />
ALL YOU NEED<br />
www.nachi.de<br />
HYDRAULIK-INBETRIEBNAHME WEITGEHEND AUTOMATISIERT<br />
Elektronifizierte Hydraulik<br />
C<br />
einfach in Betrieb nehmen,<br />
auch ohne tiefere Kenntnisse<br />
M<br />
der Fluidtechnologie: Das<br />
Y<br />
ermöglicht der Software-<br />
CM<br />
Wizard von Bosch Rexroth. Er<br />
leitet Techniker logisch durch<br />
MY<br />
die Parametrierung der<br />
CY<br />
Achse und verhindert<br />
CMY<br />
Fehleingaben. Dazu fragt er<br />
Komponenten ab, soweit er<br />
K<br />
sie nicht ohnehin über ein<br />
elektronisches Typenschild<br />
ausliest. Danach fordert er Informationen an wie Einbaulage, zu bewegende Massen<br />
und Maximalhub. Diese Daten reichen ihm, um Regler-Struktur und Antriebs-Parameter<br />
vorzuschlagen. Zudem berechnet er Kennwerte wie maximale Geschwindigkeiten<br />
und Kräfte oder Eigenfrequenz des Antriebes.<br />
www.boschrexroth.com<br />
MEHR SICHERHEIT FÜR MESSGRÖSSE DRUCK<br />
Die Druckmessumformer der Serie<br />
Jumo dTrans p20 mit SIL-Zertifikat<br />
sind universal geeignet zur<br />
Messung von Druck, Differenzdruck,<br />
Füllstand und Durchfluss.<br />
Sie sind eigensicher oder druckfest<br />
gekapselt lieferbar und vereinen<br />
Präzision mit einfacher Bedienung.<br />
Nach der IEC 61508 sind die Geräte<br />
als betriebsbewährtes SIL-fähiges<br />
Gerät für Sicherheitseinrichtungen<br />
eingestuft. Sie genügen darüber<br />
hinaus den neuesten Explosionsschutzrichtlinien<br />
und sind einsetzbar bis in Zone 0. Die Messumformer decken den<br />
Bereich zwischen 5 mbar und 1 000 bar ab. Durch die niedrige Linearitätsabweichung<br />
von max. 0,07 % genügt die Messgenauigkeit den höchsten Anforderungen.<br />
www.jumo.net<br />
Ventile - Wartungsgeräte - ISO ZYLINDER<br />
FÜR ANSPRUCHSVOLLE UMGEBUNGSBEDINGUNGEN<br />
- robust und korrosionsbeständig (AISI 316L)<br />
- Temperaturbereich -50° bis +150°C<br />
- verschiedene Dichtungsmaterialien<br />
- geeignet bei schwierigen Umgebungsbedingungen<br />
z.Bsp. in den Bereichen Öl & Gas, sowie im<br />
Nahrungsmittel und Verpackungsbereich<br />
- Atex, Nace, 3.1, FM, NEPSY, CUTR, CU-TR/EACO12, SIL<br />
Tantalstrasse 4<br />
D-63571 Gelnhausen<br />
Tel: +49 (0) 6051-97770<br />
www.pneumax.de<br />
info@pneumax-gmbh.de
FLACHDICHTENDE<br />
SCHNELLTRENNKUPPLUNGEN<br />
Tauch-Badwärmer<br />
• aus Glas, Porzellan, Quarzgut, PTFE,<br />
Titan, Stahl und Edelstahl<br />
• zur Beheizung von Bädern aller Art<br />
• Heizeinsatz aus Rohrheizkörpern<br />
Eaton stellt seine neu<br />
gestalteten flachdichtenden<br />
Schnellverschlusskupplungen<br />
vor. Mit ihrer<br />
Hilfe können Hersteller<br />
mobiler Maschinen der<br />
Nachfrage nach Hochdruck-<br />
und Hochpulsationsdrucklösungen<br />
gerecht werden. Die<br />
neuen Kupplungen<br />
eignen sich für eine Vielzahl an Anwendungsbereichen, zu denen<br />
Zubehörteile für land- und forstwirtschaftliche Maschinen,<br />
Radlader, Bagger oder Planierraupen im Bau zählen. Das Portfolio<br />
flachdichtender Schnelltrennkupplungen bietet um bis zu 25<br />
Prozent höheren Durchfluss und eignet sich für Hochleistungs-<br />
Druckwerte bis zu 400 bar für maximale Maschinenleistung bei<br />
den anspruchsvollsten Anwendungen. Die neu konzipierten<br />
flachdichtenden Schnelltrennkupplungen tragen entscheidend<br />
dazu bei Druckabfall und Energieverlust zu reduzieren.<br />
www.eaton.com<br />
• Sonderanfertigungen möglich<br />
HELIOS GmbH<br />
D-58803 Neuenrade • Postfach 1160<br />
Tel. 02392 6908-0 • Fax 02392 6908-88<br />
www.helios-heizelemente.de<br />
MEHR SICHERHEIT FÜR<br />
DIE MOBILE HYDRAULIK<br />
Helios.indd 1 01.08.<strong>2017</strong> 15:18:43<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
So anspruchsvoll<br />
wie Ihre Rohrbearbeitung.<br />
Die bessere Maschinentechnologie.<br />
www.transfluid.net<br />
18.-23.09.<strong>2017</strong><br />
Halle 15<br />
Stand G95<br />
Der Druckmessumformer DST P92S<br />
von Danfoss ist für sicherheitskritische<br />
Anwendungen wie SIL2 und<br />
PLd zugelassen. Er führt bei jedem<br />
Maschinenstart eine Startdiagnose<br />
durch, im Betrieb erfolgt alle 30 bis<br />
40 Minuten eine zyklische<br />
Diagnose. Wird eine Störung<br />
erfasst, nimmt er einen sicheren Zustand ein. Er führt Feuchtigkeits-<br />
und Kabelbaumprüfungen durch, um Feuchtigkeit im<br />
Anschluss zu erfassen und prüft die Signalleitung für den<br />
gesamten Kreis mit einem Doppelsignalausgang auf elektrische<br />
Interferenzen. Er hat abgedichtete Fühler und Anschluss, um auch<br />
in rauen Umgebungen das Eindringen von Feuchtigkeit zu<br />
verhindern.<br />
www.danfoss.de<br />
DAUERHAFTER SCHUTZ FÜR<br />
ZYLINDERSTANGEN<br />
Eine einschichtige, hoch verschleißfeste Beschichtung für<br />
Zylinderstangen in Tiefbau- und Industrieanwendungen ist<br />
Enduroq 1 von Bosch Rexroth. Sie basiert auf einer Laserauftragschweißtechnologie,<br />
die der Hersteller zusammen mit dem<br />
Fraunhofer-Institut entwickelt hat. Diese ermöglicht im Vergleich<br />
zum Plasma-Pulverauftragschweißverfahren einen schnelleren<br />
Auftrag von Beschichtungen mit einer höheren Flexibilität bei<br />
Werkstoffen und bietet eine Alternative zu Chrom- und Nickel-<br />
Chrom-Beschichtungen. Die Beschichtung weist weder Porenbildung<br />
noch Permeabilität auf und gewährleistet daher einen<br />
dauerhaften Oberflächenschutz.<br />
www.boschrexroth.com<br />
24 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong><br />
transfluid.indd 1 21.08.<strong>2017</strong> 10:19:21
OPTIMIERTER CONTROLLER FÜR INDUKTIVE WEGSENSOREN<br />
Ein Controller für induktive Messtaster<br />
und Wegsensoren der Baureihen<br />
LVDT und LDR ist der Indusensor<br />
MSC7401 von Micro-Epsilon. Die<br />
1-Kanal-Elektronik im robusten<br />
Aluminium-Gehäuse bietet einen<br />
Strom- und Spannungsausgang und<br />
verbesserte Leistungsdaten. Die<br />
Wegaufnehmer der Reihe werden für<br />
Anwendungen in Automation,<br />
Qualitätssicherung, Prüffeldern,<br />
Hydraulik- und Pneumatikzylindern<br />
eingesetzt. Induktive Wegaufnehmer<br />
sind robust, zuverlässig bei rauen Bedingungen, haben eine hohe Signalgüte und<br />
Temperaturstabilität. Verfügbar sind sie in fünf verschiedenen Serien, die als Basismodell<br />
für kundenspezifische Anforderungen dienen.<br />
www.micro-epsilon.de<br />
DRUCKSENSOREN MIT KERAMIK- ODER EDELSTAHL-MESSZELLE<br />
Layher hat sein Angebot an<br />
Drucksensoren und elektronischen<br />
Druckschaltern für mehr<br />
Einsatzbereiche erweitert. Die<br />
sechs Typenreihen 800 bis 906,<br />
die bis zu acht standardmäßige<br />
Spezifikationen umfassen, haben<br />
ein robustes Edelstahlgehäuse<br />
und können in einem Temperaturbereich<br />
von -25 bis +85 °C<br />
eingesetzt werden. Die Drucksensoren<br />
besitzen wahlweise eine<br />
Keramik- oder Edelstahl-Messzelle<br />
in Dickschichttechnologie.<br />
Letztere ist für einen Berstdruck bis 750 bar konzipiert und gewährleistet damit auch<br />
bei undefinierten Druckspitzen eine hohe Sicherheit. Die Keramikversion hält einem<br />
Berstdruck von 450 bar stand. Für Applikationen, die eine schaltende Funktion verlangen,<br />
eignen sich die Typen 902 und 906. Sie verfügen über einen Transistor-Schaltausgang<br />
und lassen sich als Schließer oder Öffner einsetzen.<br />
www.layher-ag.de<br />
BOLZEN MIT SICHERNDEN<br />
ELEMENTEN ERGÄNZT<br />
Die Edelstahl-Bolzen GN 2342 von Ganter sind<br />
mit 8 bis 20 mm Durchmesser in praxisorientierten<br />
Längenabstufungen erhältlich. Drei Endscheibenformen<br />
und die Wahl per Kennziffer zwischen<br />
Bolzen mit und ohne Federstecker-Querbohrung<br />
diversifizieren zusätzlich. Alle Scheiben werden<br />
per axialer Senkbohrung mit dem Bolzen<br />
unlösbar verschraubt. Dies begünstigt die<br />
Realisierung von Sonderlängen. Scheiben mit<br />
Verlierschutz sind zudem einzeln als GN 2344 z. B.<br />
für weitere Halteseile oder für spezifische Bolzen<br />
bestellbar. Die Sicherungselemente GN 1024<br />
basieren auf geradzahligen Drahtdurchmessern,<br />
was die Abstimmung der Durchgangsbohrungen<br />
vereinfacht.<br />
www.ganter-griff.de<br />
<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong> 25<br />
Dr-Breit.indd 1 06.08.2012 13:59:15
AGGREGATE<br />
02<br />
01<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
ENERGIEEFFIZIENZ<br />
IM AGGREGATEBAU<br />
Die Hydraulik zählt zu einer der altgedienten und<br />
sehr zuverlässigen Technologien der Neuzeit. Die<br />
physikalischen Gegebenheiten sind seit längerer<br />
Zeit bekannt und mit sehr vielen Erfahrungswerten<br />
hinterlegt. Trotzdem, oder vielleicht gerade<br />
deshalb, sind innovative Ideen gefragt, die in<br />
Richtung Systemverbesserung und Energieeffizienz<br />
abzielen. Unter diesen Aspekten lanciert Wandfluh<br />
eine neue Produktlinie im Aggregatebau.<br />
Als Entwickler und Hersteller hochpräziser Hydraulikventile<br />
mit dazugehöriger Elektronik unterhält Wandfluh in der<br />
Schweiz und im Ausland einen breit abgestützten Systemund<br />
Aggregatebau. Hier werden Systemlösungen für<br />
verschiedene Branchen und Bereiche entwickelt, berechnet und<br />
umgesetzt. Aufgrund der vielfältigen Einsatzgebiete entstehen so<br />
Aggregate im Kleinstformat für den passgenauen Einbau in Industrie-<br />
und Werkzeugmaschinen bis hin zu Grossaggregaten, welche<br />
z. B. im Hochdruckbereich eines Wasserkraftwerks zur Steuerung<br />
und Regelung der Wasserkraft verwendet werden. Bei solch komplexen<br />
Projekten werden die Aggregate und Steuereinheiten jeweils von<br />
Grund auf neu ausgelegt, unter Berücksichtigung der Platzverhältnisse<br />
und sonstiger Rahmenbedingungen des jeweiligen Projekts.<br />
EINE NEUE PRODUKT LINIE ENTSTEHT<br />
Als Ergänzung zu diesen hochkomplexen Systemlösungen hat Wandfluh<br />
eine neue, energieeffiziente Aggregate-Linie lanciert. Der große<br />
Unterschied der energieoptimierten Aggregate-Basis-Module zu den<br />
sonst handelsüblichen Hydraulikaggregaten liegt bei der Konzipierung<br />
der Schnittstelle, welche für die anwenderspezifische Beschal-<br />
tung entweder direkt auf dem Aggregat,<br />
oder auch abgesetzt Platz<br />
findet. So entsteht aus einem Basis-<br />
Modul und einem anwenderspezifischen<br />
Aufbau eine auf die Bedürfnisse abgestimmte Systemlösung.<br />
Die neu entwickelten Aggregate-Basis-Module, bestehend aus<br />
einem Motor, einer Pumpe, diversen Filtereinheiten und einem<br />
Druckspeicher, sind jeweils mit einem intelligenten Grundblock<br />
mit integrierter Sparschaltung ausgestattet. Bei der Berechnung<br />
und Entwicklung dieses Grundblocks wurde im Speziellen auf die<br />
Energieeffizienz geachtet.<br />
Durch die neue und intelligente Schaltschematik des Grundblocks<br />
konnte im Vergleich zum herkömmlichen Speicherladebetrieb<br />
eine deutliche Reduktion der Motor-Betriebszeit erreicht<br />
werden. Dies führt im Betrieb zu einer signifikanten Energieeinsparung<br />
von bis zu 80 %.<br />
NACHHALTIGE INVESTITION IN DIE ZUKUNFT<br />
Bei Systemen, welche mehr oder weniger im Dauerbetrieb eingesetzt<br />
werden, rechnet sich eine solche Investition bereits nach kurzer Zeit<br />
und bietet sowohl ökonomisch als auch ökologisch große Vorteile.<br />
Zusätzlich zur bereits verbesserten Schaltschematik des Grundblocks<br />
können die neuen Basis-Module optional mit einem<br />
prozessgesteuerten Frequenzumrichter ausgerüstet werden, was<br />
die Energiebilanz abermals deutlich verbessert.<br />
Der modulare Aufbau einer Systemlösung mit Basis-Modul und<br />
anwenderspezifischer Beschaltung erlaubt die Entwicklung eines<br />
kostengünstigen und energietechnisch hocheffizienten Hydrauliksystems,<br />
das analog zu den bisherigen Systemlösungen kompromisslos<br />
an die anwenderspezifischen Bedürfnisse und Wünsche<br />
angepasst werden kann.<br />
www.wandfluh.com<br />
01 Anwenderspezifischer Aufbau auf einem Basis-Modul<br />
02 Passive (oben) und aktive (unten) Hydraulik-Energieeffizienz-<br />
Schaltung mit einem Behältervolumen von 10 l, einer Motorenleistung<br />
von 0,25 bis 1,5 kW und einem Pumpenförderstrom bis 10 l/min<br />
Autor: Christian Gempeler, Leiter Division Schweiz und Wandfluh France am<br />
Hauptsitz der Wandfluh AG, Hydraulik + Elektronik, Frutigen, Schweiz<br />
26 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
ERMÜDUNGSFREI ARBEITEN<br />
Ein System für Baumaschinen<br />
zur semiaktiven,<br />
adaptiven oder passiven<br />
Federung bietet Weber-<br />
Hydraulik an. Das hydropneumatische<br />
System eignet<br />
sich als Achsfederung für<br />
Dumper und Mining-Trucks,<br />
in Radladern oder Straßenplaniermaschinen<br />
lässt es<br />
für die Kabinenfederung<br />
einsetzen. Dazu kann es mit<br />
Optionen wie Wank- und<br />
Nickstabilisierung, Hangausgleichsfunktion<br />
oder<br />
einstellbarer Niveauregulierung<br />
und Dämpfung<br />
ausgestattet werden. Basis<br />
des Systems sind spezielle<br />
Federungszylinder, Druckspeicher<br />
und ein fest eingestelltes Dämpfungsventil. Winkelsensoren, Controller und ein<br />
Ventilblock für die Druckregulierung ermöglichen verschiedene Ausführungen.<br />
www.weber-hydraulik.com<br />
KOMPAKTER UND HYGIENISCHER DURCHFLUSSSENSOR<br />
www.sick.de<br />
ALTERNATIVE ZU KLEMMRINGSYSTEMEN<br />
Ultraschallbasiert und berührungslos das<br />
Durchflussvolumen leitender und nicht leitender<br />
Flüssigkeiten ermittelt der Durchflusssensor Dosic<br />
von Sick. Mit seinem Messkanal und dem Edelstahlgehäuse<br />
eignet er sich für Messaufgaben in<br />
hygienischen und stark beanspruchenden<br />
Umgebungen. Er ist robust und kompakt, so dass<br />
er sich auch für Applikationen auf engem Raum<br />
oder mit aggressiven Medien eignet. Zwei<br />
konfigurierbare Digitaleingänge und -ausgänge,<br />
bis zu zwei Analogausgänge und die IO-Link-<br />
Schnittstelle zur Steuereinheit sorgen für die<br />
richtige Ausgangsposition. Dazu kommt ein<br />
gerades, dichtungsfreies und selbstentleerendes<br />
Messrohr.<br />
Eine Alternative zu 40°-Klemmringsystemen<br />
ist die Rohrverbindung Voss Lok 40<br />
von Voss Fluid. Sie basiert auf Rohrumformung<br />
und kann in der chemischen<br />
Industrie, der Energiebranche, der<br />
Prozesstechnik oder im Automotive-<br />
Bereich eingesetzt werden. Das rein<br />
metallisch dichtende System sorgt für<br />
eine hohe Feinstdichtigkeit bei<br />
Nenndrücken bis 700 bar und Temperaturen<br />
bis - 40 °C. Es ist für Rohre mit 6<br />
bis 22 mm Außendurchmesser<br />
geeignet. Es besteht aus einer konusförmigen Dicht- und Haltekontur, die an ein<br />
Rohrende angeformt wird, einer versilberten Mutter und einem Verschraubungskörper.<br />
Erhältliche Bauformen sind z. B. Winkel-, T- oder L-Verschraubungen.<br />
www.voss-fluid.de<br />
Internationale<br />
Fachmesse für Produktionsund<br />
Montageautomatisierung<br />
09.– 12.10. <strong>2017</strong><br />
STUTTGART<br />
Digitale Transformation<br />
unlimited.<br />
Die 36. Motek präsentiert System-Kompetenz<br />
und Prozess-Knowhow für Anlagenbau,<br />
Sondermaschinen und Roboter-<br />
Integration in Bestform! Industrie 4.0 für<br />
die Praxis in Produktion und Montage.<br />
Montageanlagen und Grundsysteme<br />
Handhabungstechnik<br />
Prozesstechnik zum Fügen,<br />
Bearbeiten, Prüfen und Kennzeichnen<br />
Komponenten für den<br />
Sondermaschinenbau<br />
Software und Dienstleistungen<br />
www.motek-messe.de<br />
Veranstalter: P. E. SCHALL GmbH & Co. KG<br />
+49 (0) 7025 9206-0<br />
motek@schall-messen.de
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in der Luft- und Raumfahrt. Aus gutem<br />
Grund. Denn durch Hochdruckwasserstrahlschneiden<br />
bleiben aufgrund der minimalen<br />
Beanspruchung alle wichtigen Materialeigenschaften,<br />
beispielsweise die Stabilität,<br />
erhalten. Ein überzeugender Vorteil für<br />
die Fertigung von Flugzeugrümpfen und<br />
Motorenteilen.<br />
Maximator liefert für Hochdruckwasserstrahlschneide-Maschinen<br />
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auf den Druckbereich von 7.000 bar<br />
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Leistungsbegrenzung. Sie<br />
ermöglichen Energieersparnis in<br />
jedem Hydrauliksystem, das eine<br />
genaue und hoch dynamische<br />
P/Q-Regelung braucht, z. B. bei<br />
Spritzgießmaschinen. Das<br />
dynamische Verhalten des<br />
Pumpendrucks kann mit 4-Druck-PID-Voreinstellungen in Echtzeit geändert werden. Ihr<br />
Fördervolumen beträgt bis 29, 46, 73 und 88 cm 3 / U, der Druck bis 280 (Betriebsdruck)<br />
bzw. 350 bar (Spitzendruck).<br />
www.atos.com<br />
STATISCH ARRETIEREN ODER DYNAMISCH BREMSEN<br />
Die Feststelleinheit LU6 von Aventics<br />
kann sowohl als statische Arretierung<br />
als auch als dynamische Bremse<br />
sicherheitsrelevante Funktionen<br />
übernehmen. Das Feststellelement<br />
ist ebenso als Halteeinrichtung zum<br />
Blockieren einer Bewegung wie als<br />
Bremseinrichtung für Nothalt oder<br />
Notaus einsetzbar. Sie entspricht<br />
allen Normen für sicherheitsrelevante<br />
Steuerungen bis Performance Level c<br />
/ Kategorie 1. Sie erreicht bis<br />
5 Mio. Schaltzyklen im Haltebetrieb und bis 2 Mio. Zyklen für dynamisches Bremsen.<br />
Funktionen wie „Anhalten einer gefahrbringenden Bewegung“ sind sicher umsetzbar.<br />
Sie kann waagerecht, senkrecht oder schräg eingebaut werden.<br />
www.aventics.com<br />
EIN MODULARER DIGITALVERSTÄRKER FÜR ALLES<br />
Ein modular aufgebauter,<br />
variabler Digitalverstärker,<br />
der mehrere Vorgängermodelle<br />
ersetzt, ist der VDA-I<br />
der Gefran-Tochter Sensormate.<br />
Er ist für dynamische<br />
und statische Anwendungen<br />
geeignet und mit allen<br />
Produkten des Herstellers<br />
kombinierbar. Im Zuge seiner<br />
Einführung wurden auch die<br />
Dehnungssensoren SL76-VDA<br />
und SB76-VDA überarbeitet.<br />
Mit einem integrierten<br />
Verstärker verarbeiten sie das<br />
DMS-Signal direkt an der Montagestelle und eliminieren so EMV-Probleme. TPFAS, ein<br />
miniaturisierter Druckmessumformer mit frontbündiger Messmembran, nutzt das Dehnungsmessverfahren.<br />
Er eignet sich für sehr zähe, hochviskose Flüssigkeiten.<br />
www.gefran.com<br />
28 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong><br />
MAXIMATOR.indd 1 16.08.<strong>2017</strong> 11:58:47
SCHNELLVERSCHLUSSSTECKER VOR SCHMUTZ<br />
GESCHÜTZT<br />
VERFÜGBARKEIT<br />
OHNE REDUNDANZ<br />
ANZEIGE<br />
Eine Dichtkappe, die den Anschlussbereich von SAE-Schnellverschlusssteckern<br />
vor Verschmutzungen schützt, ist die GPN 241<br />
von Pöppelmann Kapsto. Die PE-LD-Kappe ist besonders strapazierfähig:<br />
Sie hält kurzzeitig bis zu 1 bar Druckbeaufschlagung<br />
stand. Ein breiter Durchmesser an der Oberseite verhindert die<br />
versehentliche Montage mit einem Quick Connector. Es gibt sie in<br />
verschiedenen Abmessungen für SAE-Stecker mit Nennweiten<br />
von 8 bis 18 mm. Optional kann sie auch entsprechend der<br />
Anforderungen für den Sauberraum gefertigt werden.<br />
www.poeppelmann.com<br />
INSERENTENVERZEICHNIS HEFT 09/<strong>2017</strong><br />
AVENTICS, Laatzen33<br />
Bosch Rexroth, Lohr39<br />
Breit, Heiligenhaus25<br />
CONEXA, Münden35<br />
EKOMAT, Karben29<br />
HANSA-FLEX, Bremen37<br />
HAWE Hydraulik, München41<br />
Helios, Neuenrade24<br />
HYDRAFORCE, Lincolnshire/IL (USA)13<br />
INTERHYDRAULIK, Selm21<br />
KASTAS, Quickborn11<br />
Kleenoil Panolin, Dogern19<br />
LEE, Sulzbach7<br />
DER DIREKTE WEG<br />
MAXIMATOR, Nordhausen28<br />
MICRO-EPSILON MESSTECHNIK,<br />
Ortenburg3<br />
NACHI EUROPE, Krefeld U2<br />
PNEUMAX, Gelnhausen23<br />
Roth Hydraulics, Biedenkopf29<br />
Schall, Frickenhausen27<br />
Sensor-Technik Wiedemann,<br />
Kaufbeuren5<br />
SIKO, Buchenbach12<br />
SUN Hydraulik, Erkelenz31<br />
transfluid®, Schmallenberg24<br />
WANDFLUH, Frutigen (Schweiz)17<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 />
Mit dem Blackout-Mode von<br />
B&R können Safety-Anwendungen<br />
nach einem Ausfall<br />
des Netzwerkes oder der<br />
Hauptsteuerung weiterlaufen.<br />
Auch ohne Redundanzlösung<br />
ist so die Verfügbarkeit gewährleistet. Der Modus wird von den<br />
Sicherheitssteuerungen Safe Logic X20SL8101 und den Safe<br />
IO-Modulen mit Reaction-Technology unterstützt. Mit ihm<br />
werden Applikationen in untergeordneten Systemen auch nach<br />
dem Ausfall eines Netzwerks abgearbeitet. So können z. B. Pressen<br />
nach einem Netzwerkausfall<br />
noch geöffnet werden.<br />
Applikationen werden nach<br />
dem Einschalten der<br />
Stromversorgung gestartet<br />
und Sicherheitsfunktionen<br />
unabhängig von der<br />
Netzwerkverbindung<br />
ausgeführt.<br />
www.br-automation.com<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 />
Ekomat.indd 1 07.11.2012 07:49:19<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 />
„excellent pressure solutions“<br />
Roth Hydraulics –<br />
der Spezialist in Speichertechnik<br />
ROTH Hydraulics GmbH<br />
35216 Biedenkopf, Germany<br />
ROTH Hydraulics (Taicang) Co., Ltd. ROTH Hydraulics NA Inc.<br />
215400 Taicang, P.R. China Syracuse, New York 13211, USA<br />
www.roth-hydraulics.de Former
GOLDENE ZEITEN FÜR<br />
VORHERSAGE-SPEZIALISTEN<br />
2. SONDERSCHAU PREDICTIVE MAINTENANCE 4.0<br />
Aufbruchstimmung, Optimismus und sogar Euphorie: So lässt sich die Stimmung auf<br />
der zweiten Sonderausstellung Predictive Maintenance 4.0 im Rahmen der Hannover<br />
Messe am besten beschreiben. Im Rahmen der Sonderschau präsentierte der VDMA<br />
gemeinsam mit der Industrie und der Deutschen Messe AG Visionen und Lösungen rund<br />
um die vorausschauende Instandhaltung – eine (digitale) Spurensuche bei den<br />
Herstellern von Antriebs- und <strong>Fluidtechnik</strong>.<br />
SPECIAL / INDUSTRIE 4.0<br />
INTELLIGENTE VAKUUM-TECHNIK<br />
Die J. Schmalz GmbH präsentierte intelligente Vakuum-Komponenten<br />
mit umfassenden Funktionen für die Energie- und Prozesskontrolle.<br />
„Unser neues Gerät zur elektrischen Vakuum-Erzeugung ist<br />
unter anderem für mobile Anwendungen gedacht, etwa an Leichtbaurobotern“,<br />
sagte Walter Dunkmann, Leiter Geschäftsfeld Vakuum-<br />
Automation. „Der Anwender kann damit einen Vakuum-Greifer ohne<br />
zusätzliches Druckluftaggregat betreiben.“ Die im Gerät untergebrachte<br />
elektronische „Intelligenz“ übernimmt die Auswertung von<br />
echtzeitkritischen Signalen und überwacht auch den Prozess. Die dabei<br />
entstehenden Kennwerte wie Leckagezeiten zeigen an, wie gut<br />
und stabil ein Prozess abläuft. Die Elektronik wertet diese Parameter<br />
über einen längeren Zeitraum aus und leitet daraus Informationen<br />
über den Zustand des Systems ab (Condition Monitoring). Das System<br />
ermöglicht eine Datenkommunikation zu übergeordneten<br />
IT-Systemen und ins Internet (etwa zu einer Cloud). So lässt sich z.B.<br />
der Energieverbrauch über mehrere Tage oder Wochen speichern<br />
und auswerten, um den Prozess zu optimieren.<br />
Als beschleunigenden Faktor für die PM-Funktion, die es bereits<br />
seit 2008 in den Schmalz-Geräten gibt, bezeichnet der Fachmann<br />
Industrie 4.0. „Früher blinkte z.B. nur eine LED-Anzeige“, meinte der<br />
Experte. „Heute liefern intelligente Vakuum-Komponenten wichtige<br />
Informationen beispielsweise direkt auf das Smartphone eines Servicetechnikers,<br />
der im Klartext das Problem erkennt und besser lösen<br />
kann. Außerdem kann der Anwender nun Langzeitdaten aufnehmen,<br />
um völlig neues Wissen über seinen Prozess zu erhalten. Wir besitzen<br />
bereits langjähriges Know-how im Bereich der Vakuum-Greiftechnik,<br />
dass wir nun mit Big Data verbessern können.“<br />
„Künftig bietet Schmalz darüber hinaus eine eigene Service-App<br />
an, die in verschiedenen Versionen im Google PlayStore angeboten<br />
wird“, so Walter Dunkmann. Das Unternehmen wird parallel Schritt<br />
für Schritt weitere Geräte für die Bedienung per App ausrüsten.<br />
www.schmalz.com<br />
30 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
INFORMATION AUS DEM ÖL<br />
Die von Argo-Hytos entwickelten Sensoren<br />
und intelligenten Algorithmen ermöglichen<br />
es Anwendern, Zustandsgrößen<br />
sowie Ölalterung und den Verschleiß<br />
von Komponenten sicher online<br />
zu überwachen. In Hannover zeigte das<br />
Unternehmen Sensortechnologie, die<br />
das Entwickeln maßgeschneiderter Predictive<br />
Maintenance-Lösungen ermöglicht.<br />
Das auf hydraulische Systeme spezialisierte<br />
Unternehmen demonstrierte<br />
die Einsatzmöglichkeiten von intelligenten<br />
Condition Monitoring-Sensoren,<br />
die zum Beispiel in Entwässerungssystemen zum Einsatz kommen. „Das Feedback<br />
der international besetzten Besuchergruppen auf die zahlreichen Möglichkeiten der Sensorüberwachung<br />
fiel sehr positiv aus“, berichtete Vertriebsmanager Reinhard Stirl. „Rund<br />
70 bis 80 Prozent der Besucher kamen bereits mit sehr gezielten Aufgabenstellungen und<br />
zeigten Interesse an speziellen Sensoren zur Ölüberwachung.“ Für den erfahrenen Vertriebsmanager<br />
ist das ein Beleg, dass der Ölzustand verstärkt als wichtiger Faktor zur effizienteren<br />
Nutzung von Anlagen gesehen wird. Immer mehr Anwender wollen deshalb<br />
Sensorik einsetzen, um die im Öl enthaltenen Informationen zu nutzen.<br />
www.argo-hytos.com<br />
Einstellung<br />
Non-overrunningLoad<br />
Overrunning Load<br />
VOLLAUTOMATISCHE ANALYSEN IN DER CLOUD<br />
Die Bosch Rexroth AG bietet Predictive Maintenance in drei Stufen an. Von der einfachen<br />
Do-it-Yourself-Lösung ( Sensorik mit lokaler Anzeige an der Maschine, bei der ein Kunde<br />
alles selbst macht) über die Do-it-with-me-Variante (zusätzliche Informationen werden<br />
eingelesen und visualisiert, der Anwender entscheidet entweder selbst oder mit Unterstützung<br />
eines Bosch Rexroth Experten das weitere Vorgehen) bis zur Do-it-for-me-Variante.<br />
Diese speichert die Daten in einer Cloud, in der vollautomatische Analysen ablaufen.<br />
Bosch Rexroth verwendet unter anderem Algorithmen für Machine Learning und<br />
Künstliche Intelligenz, die zunächst gute Zustände ermitteln und später dann beim Scannen<br />
der Signale eine Verschlechterung erkennt.<br />
Doch auch Dienstleistungen wie die Auswertung von Daten und weitergehende Geschäftsmodelle<br />
hat Bosch Rexroth im Visier. „Die Verrechnung der Serviceleistungen zur<br />
Überwachung kritischer Maschinen und Anlagen erfolgt in Form regelmäßiger Zahlungen<br />
während der Laufzeit eines Servicevertrages“, sagte Stefan Sauer, Produktmanagement<br />
Service Industrial Applications. „Der Servicevertrag beinhaltet die benötigte Hardware<br />
für die Datenerfassung, -übertragung und Auswertung durch Rexroth Service Experten<br />
inklusive Handlungsempfehlungen.“<br />
Nonoverrunning<br />
Load<br />
Standard<br />
Steuerdruck<br />
TM<br />
www.boschrexroth.com
SONDERSCHAU PREDICTIVE MAINTENANCE<br />
SMARTE PNEUMATIK<br />
Anwendungen aus der<br />
Praxis rund um das Condition<br />
Monitoring, zum<br />
Beispiel zur Stoßdämpfer-<br />
und Ventilüberwachung<br />
oder zur Auswertung<br />
des Energieverbrauchs<br />
inklusive Leckageerkennung,<br />
demonstrierte Andreas<br />
Kliewe, Manager Application<br />
& Specification<br />
bei Aventics. Dazu hatten<br />
die Antriebspezialisten<br />
einen pneumatischen<br />
Linearantrieb mit<br />
integriertem Ventilsystem<br />
aufgebaut. Das aktuelle<br />
Thema Industrie 4.0 deckte der Smart Pneumatics Monitor<br />
(SPM) ab, der bereits vorhandene Sensorsignale auswertet und daraus<br />
Zustandsinformationen abzuleiten. Um beispielsweise den<br />
Verschleiß eines Stoßdämpfers zu überwachen, misst der SPM anhand<br />
der Endschaltersignale den zeitlichen Verlauf der Dämpfung.<br />
Einen ausführlichen Artikel zum SPM lesen Sie auf Seite 34.<br />
www.aventics.com<br />
ASSISTENZSYSTEM UNTERSTÜTZT DEN ANWENDER<br />
Auf der Sonderschau führte Hydac anhand einer hydraulischen Verstelleinrichtung<br />
für Rotorblätter (Pitch Control) von Windenergieanlagen<br />
die Möglichkeiten der Vernetzung und Systemintegration<br />
vor: Das zentrale Hydraulikaggregat besaß dazu Sensoren (Überwachung<br />
der Systemkomponenten) und ein System zur Fluidzustandskontrolle<br />
(Fluid Condition Monitoring). Doch das Aggregat ist nur<br />
ein kleiner Ausschnitt auf dem Weg zu PM und zu Industrie 4.0, zu<br />
dem Hydac ein breites Angebot an<br />
Produkten und Dienstleistungen<br />
anbietet.<br />
„Wenn bisher ein Sensor eine<br />
Pumpe überwacht, warnt er eine<br />
übergeordnete Steuerung, dass<br />
das Aggregat eventuell in Kürze<br />
ausfällt“, berichtete Robertus Koppies,<br />
Leitung Condition Monitoring<br />
bei der Hydac Service GmbH<br />
aus Sulzbach, aus der Praxis.<br />
„Künftig „merkt“ die Steuerung<br />
durch den Vergleich aktueller Daten<br />
mit historisch ermittelten Profilen<br />
von anderen ähnlichen Pumpentypen<br />
frühzeitig, wann sich<br />
ein Ausfall anbahnt. So kann der<br />
Anwender die Pumpe rechtzeitig<br />
und geplant austauschen.“<br />
SPECIAL / INDUSTRIE 4.0<br />
MASSGESCHNEIDERTE LÖSUNG<br />
DANK DOMAINWISSEN<br />
Digital Business Projects<br />
zählen zu den Aufgaben<br />
von Frank Benkart von<br />
Festo. Was sich dahinter<br />
verbirgt, führte er an der<br />
Zustandsüberwachung<br />
einer kleinen Automatisierungsanlage<br />
vor, dessen<br />
Kennwerte eine Steuerung<br />
mit integrierter<br />
elektronischer Condition<br />
Monitoring-Bibliothek<br />
speichert. „Wir sehen das<br />
Condition Monitoring, also<br />
die Erfassung der Zustandsdaten,<br />
als Grundlage<br />
für Predictive Maintenance<br />
an“, erklärte Benkart.<br />
Die kurzfristig<br />
zwischen gespeicherten Zustandsdaten wandern über ein sogenanntes<br />
IoT-Gateway (Schnittstelle zum Internet) in eine Cloud, in<br />
der die Daten ausgewertet werden. Für den Manager ist es wichtig,<br />
dass es alle für Predictive Maintenance nötigen Bausteine bei Festo<br />
bereits gibt. Allerdings handle es sich nicht um eine sogenannte<br />
Out-of-the-box-Lösung, die sofort ohne weitere Installation oder<br />
Anpassung laufe. „Es kann unserer Ansicht nach nicht den für alle<br />
Anwendungen allgemein gültigen Algorithmus geben“, betonte der<br />
Experte. „Es bedarf vielmehr des zusätzlichen Domainwissens. Das<br />
heißt: Was macht der Kunde mit unseren Komponenten und welche<br />
Prozesse baut er damit auf?“ Nur mit diesem Know-how ließe<br />
sich eine funktionierende, maßgeschneiderte Predictive Maintenance-Lösung<br />
aufbauen.<br />
www.festo.com<br />
www.hydac.com<br />
WELTWEITER DATENABRUF AUS DER CLOUD<br />
Parker Hannifin demonstrierte anhand eines modularen Hydraulikaggregats<br />
mit Elektro-Steuerung, wie aktive Zustands- und Zyklusüberwachung<br />
in Echtzeit funktioniert. Parker Account Manager Jörg<br />
Longerich: „Mit Hilfe der Parker Plattform „Voice of the Machine“<br />
bietet Parker ein offenes, kompatibles und skalierbares System vernetzter<br />
Produkte und Dienstleistungen. Wir hören auf und in die<br />
Maschine und ermöglichen so nicht nur vorausschauende Wartung<br />
sondern auch Fernüberwachung.“ Parker speichert in einer eigenen<br />
Cloudlösung Informationen und wertet die Daten aus. Parker spricht<br />
von einer diskreten Lösung, da das Know-how über die Komponenten<br />
einfließt. Daten und Auswertungen lassen sich dank Speicherung<br />
in der Cloud weltweit abrufen.<br />
Doch wie berechnet Parker zusätzliche Dienstleistungen wie die<br />
Auswertung von Big Data, denkt das Unternehmen auch über weitergehende<br />
Geschäftsmodelle nach? Seit einigen Jahren entwickeln Parker-Produktspezialisten<br />
sogenannte digitale Modulbibliotheken zur<br />
Datenanalyse. „Unser „Voice of the Machine“-Angebot nutzt optimal<br />
unsere Kernkompetenz auf der<br />
Produkt- und Systemebene“, erklärt<br />
Dr. Klaus Roosen, Systems<br />
Engineering Manager bei Parker.<br />
„Wir bieten diskrete Einblicke<br />
in die Komponenten und<br />
setzen darauf, dass die Intelligenz<br />
und die steigende Vernetzung<br />
der Komponenten untereinander<br />
viele Möglichkeiten<br />
für die Anwender zur Produktivitätssteigerung<br />
schaffen und<br />
sich damit langfristig neue Geschäftsmodelle<br />
entwickeln.“<br />
www.parker.com<br />
32 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
SONDERSCHAU PREDICTIVE MAINTENANCE<br />
2016 HATTE ICH DARAUF GEHOFFT, DASS DIE SONDER-<br />
AUSSTELLUNG EIN WECKRUF IST, DER WEITERE<br />
NAMHAFTE FIRMEN ANLOCKT. MEINE HOFFNUNG HAT<br />
SICH MEHR ALS ERFÜLLT. ZUSÄTZLICH ZU UNSEREN<br />
„STAMMAUSSTELLERN“ KONNTEN WIR WEITERE FIRMEN<br />
GEWINNEN – DARUNTER SOGAR EINIGE SEHR<br />
INTERESSANTE UNTERNEHMEN AUS DEM AUSLAND<br />
Peter-Michael Synek, stellvertretender Geschäftsführer des Fachverbandes <strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA<br />
INDUSTRIE 4.0<br />
INTELLIGENTE<br />
PNEUMATIK<br />
ERFOLGREICHER<br />
WECKRUF<br />
Unterm Strich: Die 2016 erstmals<br />
veranstaltete Sonderausstellung<br />
Predictive Maintenance<br />
hat sich bewährt. Wie<br />
im vergangenen Jahr erwies<br />
sich die Sonderausstellung<br />
wieder als ein Publikumsmagnet,<br />
nicht zuletzt dank des angeschlossenen<br />
MDA-Forums<br />
mit vielen praxisorientierten<br />
Vorträgen zum Thema Predictive<br />
Maintenance. Zu den<br />
Highlights zählte dabei die<br />
Vorstellung der Gemeinschaftsstudie<br />
zu „Predictive<br />
Maintenance“ der Unternehmensberatung<br />
Roland Berger,<br />
Hannover Messe und der<br />
VDMA-Fachverbände Antriebstechnik<br />
und <strong>Fluidtechnik</strong>.<br />
www.vdma.org<br />
Besuchen Sie uns auf der<br />
Motek, 09.–12. Oktober <strong>2017</strong>,<br />
Halle 4, Stand 4402<br />
AVENTICS GmbH<br />
Ulmer Straße 4, 30880 Laatzen, www.aventics.com<br />
Yanan Li, Quality Manager, trägt als Expertin<br />
dazu bei, dass sich aus der Grundidee von<br />
Industrie 4.0 echte Vorteile ergeben.<br />
Die Digitalisierung von Anlagen bietet große<br />
Potentiale: AVENTICS liefert dazu konkrete<br />
effiziente Lösungen. Zum Beispiel: systematisches<br />
Condition Monitoring für bessere<br />
Anlagen- und Maschinenverfügbarkeit, Selbstkonfiguration<br />
und Kommunikation in allen<br />
Ebenen für sichere Prozesse und gesteigerte<br />
Qualität – und intelligente Pneumatik,<br />
wie die AV-Ventilgeneration. AVENTICS –<br />
Pneumatik-Lösungen 4.0.<br />
Ausführliche Infos finden Sie unter:<br />
www.aventics.com/industrie4.0
SPECIAL / INDUSTRIE 4.0<br />
ADD<br />
HIGHLIGHTS<br />
DER EMO HANNOVER<br />
CONNECTING SYSTEMS FOR<br />
INTELLIGENT PRODUCTION<br />
INDUSTRIE 4.0-AREA<br />
34 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
CONNECTING SYSTEMS<br />
FOR INTELLIGENT PRODUCTION<br />
Vom 18. bis 23. September <strong>2017</strong> öffnet die EMO Hannover,<br />
Weltleitmesse der Metallbearbeitung, wieder ihre Tore. Sie<br />
ist der größte internationale Treffpunkt rund um das Metall.<br />
„Die EMO Hannover ist nicht nur der wichtigste Treffpunkt für<br />
alle Akteure in der Metallbearbeitung auf Hersteller- und<br />
Anwenderseite. Sie ist traditionell auch Innovationsforum<br />
und Trendsetter“, sagt Carl Martin Welcker, Generalkommissar<br />
der EMO Hannover (Bild Mitte). Hersteller aus aller Welt<br />
präsentieren unter dem Motto Connecting systems for<br />
intelligent production ihre Produkte, Lösungen und Dienstleistungen<br />
für die Herausforderungen der Industrieproduktion<br />
im laufenden Jahrzehnt.<br />
Stahlverschraubungen in<br />
Zink Nickel<br />
IhrLieferantfür höchste<br />
Anforderungen in der<br />
<strong>Fluidtechnik</strong>.<br />
Füralle Anwendungen.<br />
Schneidringverschraubungen<br />
PRODUCTION FOR<br />
TOMORROW<br />
ITIVE MANUFACTURING<br />
INDUSTRIE 4.0-AREA<br />
Das Megathema Vernetzung steht auf der EMO Hannover<br />
<strong>2017</strong> auch in der „industrie 4.0-area“ im Fokus. Sie präsentiert<br />
35 Firmen und Forschungsinstitute in Halle 25, Stand B60. Die<br />
Sonderschau schlägt die Brücke zwischen Wissenschaft und<br />
Praxis. Ein Vortragsforum rundet die „industrie 4.0-area“ ab.<br />
Schlauchverbinder<br />
PRODUCTION FOR TOMORROW<br />
Die Wissenschaftliche Gesellschaft für Produktionstechnik<br />
(WGP) veranstaltet am 21. September <strong>2017</strong> auf der Messe ein<br />
Symposium mit dem Titel Production for tomorrow. In der<br />
WGP sind 35 Institute für Produktionstechnik an deutschen<br />
Universitäten und Fraunhofer-Instituten zusammengeschlossen.<br />
Hier ist die gesamte technisch-wissenschaftliche<br />
Expertise in der Produktionstechnik abrufbar.<br />
Schweissverschraubungen<br />
SAFETY DAY FOR<br />
MACHINE TOOLS<br />
ADDITIVE MANUFACTURING<br />
Additive Manufacturing (AM) ist mittlerweile bei Produktionsspezialisten<br />
in aller Munde. Die EMO Hannover <strong>2017</strong> zeigt<br />
neueste Entwicklungen des AM in der Metallbearbeitung. AM<br />
verzahnt Produktionsverfahren mit anderen Schwerpunkten<br />
in der Wertschöpfungskette, z.B. CAD und Simulation,<br />
Nachbearbeitung, Fertigungsmesstechnik und Qualitätssicherung.<br />
Zwei Konferenzen greifen das Thema ebenfalls auf:<br />
- Chancen und Perspektiven additiver Fertigung, am<br />
20.09.<strong>2017</strong> von 09:30 - 14:00 Uhr, sowie die<br />
- International Conference on Additive Manufacturing, am<br />
21.09.<strong>2017</strong> von 09:45 - 12:30 Uhr.<br />
SAFETY DAY FOR MACHINE TOOLS<br />
Die Sicherheit von Werkzeugmaschinen ist ein Dauerthema.<br />
Trotz großer Komplexität der Maschinentechnik sind die<br />
absoluten Unfallzahlen in den vergangenen Jahren deutlich<br />
rückläufig. Experten zeigen beim EMO Safety Day for Machine<br />
Tools am 19. September den Entwicklungsstand auf und<br />
berichten über jüngste Veränderungen, z.B. in der Normung.<br />
www.emo-hannover.de<br />
Flanschverbinder<br />
Made in Germany<br />
• 30.000 Produkte ab Lager<br />
• Zubehör, Rohre,Sonderteile<br />
und Ventile<br />
• Versand am gleichen Tag<br />
• aus Stahl und Edelstahl<br />
www.CONEXA.de
CONDITION MONITORING<br />
ÜBERWACHUNG VON<br />
VERSCHLEISS UND EFFIZIENZ<br />
– OHNE DEN UMWEG MASCHINENSTEUERUNG<br />
SPECIAL / INDUSTRIE 4.0<br />
Mit dem neuen Modul Smart Pneumatics<br />
Monitor von Aventics bekommen Endanwender<br />
zuverlässige Aussagen zum Verschleißzustand<br />
und wertvolle Hinweise zur Energieeffizienz von<br />
Pneumatiksystemen.<br />
Der Smart Pneumatics Monitor (SPM) sieht den Anlagenzustand<br />
und Verschleiß voraus, und das ohne den Umweg<br />
über die Maschinensteuerung. SPM sendet vorverarbeitete<br />
Zustandsmeldungen an bestimmte Mitarbeiter und übergeordnete<br />
IT-Systeme. Solche Informationen verringern das Risiko<br />
von Maschinenstillstand und senken die Betriebskosten nachhaltig.<br />
WAS IST MIR DIE STILLSTANDVERMEIDUNG WERT?<br />
Es ist eine einfache Frage: „Was kostet ein Maschinenstillstand das<br />
Unternehmen? Und wie viel ist es mir wert, die Wahrscheinlichkeit<br />
eines unvorhergesehenen Stillstandes zu reduzieren?“ Diese Frage<br />
stellt Wolf Gerecke, Director Strategic Product Management bei<br />
Aventics in den Raum. Aventics macht es leicht, die Frage zu beantworten<br />
und hat ein Produkt entwickelt, das den Verschleiß an pneumatischen<br />
Systemen erkennt und meldet, bevor er zum Ausfall führt.<br />
Der Vorteil ist, dass der SPM ohnehin vorhandene Sensorsignale<br />
nutzt, sie dezentral verarbeitet und daraus zuverlässige<br />
Zustandsinformationen ableitet. Das belastet weder die Maschinensteuerung,<br />
noch sind hohe Bandbreiten nötig, um große Mengen<br />
an Daten an einen Server zu senden. Gerecke erläutert ein<br />
Beispiel: „Stoßdämpfer sind einer der häufigsten Gründe für einen<br />
ungeplanten Stillstand. Um den Verschleiß eines Stoßdämpfers<br />
zu überwachen, misst der SPM an Hand der Endschaltersignale<br />
den zeitlichen Verlauf der Dämpfung. Durch veränderte<br />
Zykluszeit des Hubs eines Zylinders im Millisekundenbereich erkennt<br />
das System, dass sich die Effektivität des Stoßdämpfers über<br />
seine Einsatzzeit reduziert.“<br />
MEHR ALS NUR VERSCHLEISSERKENNUNG<br />
Aber nicht nur den Verschleißgrad bewertet das Modul. Auf<br />
Wunsch kann auch der aktuelle Energieverbrauch überwacht werden.<br />
Anwender können frühzeitig optimierende Maßnahmen<br />
ergreifen und so die Anforderungen der EU-Energieeffizienz-Richtlinie<br />
erfüllen. Denn alle Unternehmen ab 250 Mitarbeitern müssen<br />
seit dem vergangenen Jahr ein Energieaudit durchführen sowie ein<br />
zertifiziertes Energiemanagementsystem nach ISO 50001 bzw. ein<br />
Umweltmanagementsystem nach EMAS nachweisen.<br />
Von Aventics auf Basis der Anwendungserfahrung geschriebene<br />
Algorithmen werten die Daten aus und stellen die daraus gewonnenen<br />
Informationen bereit. Dies erfolgt in der Regel über den<br />
integrierten OPC-UA-Server, es können jedoch auch andere Kommunikationsmethoden<br />
wie MQTT oder Cloud-Connectoren<br />
gewählt werden. Per E-Mail oder SMS können darüber hinaus auch<br />
definierte Personen direkt informiert werden.<br />
36 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
POINTIERT<br />
ÜBERWACHUNG VON VERSCHLEISS UND<br />
ENERGIEVERBRAUCH<br />
CONDITION MONITORING OHNE DEN<br />
UMWEG MASCHINENSTEUERUNG<br />
VERSCHIEDENE KOMMUNIKATIONS<br />
METHODEN MÖGLICH<br />
STILLSTÄNDE WERDEN VERMIEDEN,<br />
VERFÜGBARKEIT STEIGT<br />
01<br />
01 Das Condition-<br />
Monitoring-System<br />
erhöht die Anlagenverfügbarkeit<br />
02 Der Smart Pneumatics<br />
Monitor liefert<br />
Hinweise zu Verschließ<br />
und Energieeffizienz<br />
03 Das AV-Ventilsystem<br />
samt AES-Elektronik<br />
sowie bereits vorhandene<br />
Sensoren liefern Daten an<br />
den Smart Pneumatics<br />
Monitor<br />
02<br />
03<br />
So geht Schlauchmanagement<br />
mit<br />
My.HANSA-FLEX<br />
My.HANSA-FLEX ist die umfassende<br />
Dienstleistung für die<br />
vorbeugende Instandhaltung<br />
Ihrer Hydraulik-Schlauchleitungen.<br />
Mit dem Portal wird unsere<br />
alphanumerische Codierung<br />
zum perfekten Werkzeug, um<br />
sämtliche Schlauchleitungen<br />
übersichtlich zu managen. 24/7,<br />
immer und überall, auf einen<br />
Klick verfügbar.<br />
VERFÜGBARKEIT DER PRODUKTIONSMITTEL STEIGERN<br />
Dieses Condition Monitoring, das Erfassen von Betriebszuständen und deren Vorhersage,<br />
als Basis für vorausschauende Wartungskonzepte, bietet einen unmittelbaren<br />
Kundennutzen von Industrie 4.0-Applikationen. Weil sie vorausschauend Verschleiß<br />
erkennen, bevor er zu einem Ausfall führt, können Maschinenhersteller und<br />
-anwender damit die Verfügbarkeit der Produktionsmittel deutlich steigern. „Damit<br />
kann sich jeder den Wert des SPM für sich ausrechnen, indem er ihm die Kosten für<br />
einen Tag ungeplanten Sys temausfall gegenüberstellt“, erläutert Wolf Gerecke.<br />
www.aventics.com<br />
HANSA-FLEX AG<br />
Zum Panrepel 44 • 28307 Bremen<br />
Tel.: 0421 489070 • info@hansa-flex.com<br />
www.hansa-flex.com
FLUIDTECHNIK<br />
INDUSTRIE 4.0:<br />
AUF FELD UND BAUSTELLE<br />
SCHNELLER ALS IN<br />
DER FABRIK?<br />
SPECIAL / INDUSTRIE 4.0<br />
Zwischen der Welt der<br />
mobilen Arbeitsmaschinen<br />
und der industriellen<br />
Produktionswelt gibt es<br />
Unterschiede. Da auf<br />
mobile Arbeitsmaschinen<br />
nicht einfach zugegriffen<br />
werden konnte, wurden<br />
Techniker schon früh<br />
befähigt, auch aus der<br />
Ferne Daten abzufragen.<br />
Dazu kommt die Notwendigkeit<br />
zur Kooperation<br />
von Maschinen in Projekten, deren Randbedingungen<br />
sich ändern. Unterschiedliche Stakeholder haben<br />
Interesse an Maschinendaten. So entstanden schon<br />
früh Lösungen, die sich aber auf Teilaspekte beschränken.<br />
Heute sehen wir ein stark steigendes<br />
Interesse an der Digitalisierung, wozu wir durch intelligente<br />
on-board Module, die mit Plattformen wie<br />
der STW „machines.cloud“ kommunizieren. Middleware<br />
sorgt für den entsprechenden „Software Glue“,<br />
so dass die übergeordneten Systeme zusammenarbeiten<br />
können.<br />
Hans Wiedemann, Marketingleiter, Sensor-Technik Wiedemann,<br />
Kaufbeuren<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Ein Unterschied ist der unterschiedliche Aufwand der<br />
betrieben werden muss, um Prozesse zu digitalisieren. Das<br />
Äquivalent zur "Smart Factory" ist im Fall der mobilen<br />
Arbeitsmaschine "lediglich" ein "smartes Fahrzeug". Der<br />
Austausch des Traktors oder Radladers kann in Verbindung<br />
mit der entsprechenden Software und Konnektivität ausreichen,<br />
um den Prozess digital abzubilden. Zwei Beispiele: Die<br />
Ernte in der Landwirtschaft kann durch den Einsatz eines<br />
entsprechend ausgerüsteten Mähdreschers teilautomatisiert<br />
werden. Verknüpft mit einem smarten Farm-Management-<br />
System fährt der Mähdrescher<br />
GPS-gestützt autonom die Felder<br />
in einer optimierten Route ab. Bei<br />
Baumaschinen hingegen ist ein<br />
Abrechnen der tatsächlich<br />
bewegten Erdmasse oder der Zahl<br />
der Arbeitsbewegungen möglich.<br />
Dies ermöglicht eine realistischere<br />
Rechnungslegung bei der<br />
Fahrzeugvermietung.<br />
Peter Becker, Redaktion <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong><br />
38 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
Industrie 4.0 beherrscht nach wie vor die<br />
Berichterstattung rund um die Zukunft<br />
von Produktion und Fertigung. Auch<br />
wenn es bereits eine Vielzahl von<br />
I40-ready-Komponenten gibt, sind wir<br />
von einer flächendeckenden Einführung<br />
von Industrie 4.0 in stationären<br />
Maschinen und Anlagen noch weit<br />
entfernt. Ganz anders präsentiert sich die<br />
Situation bei mobilen Arbeitsmaschinen.<br />
Auf den Feldern, Baustellen und Straßen<br />
der Republik sind vernetzte Prozesse<br />
schon lange gelebte Praxis. Wieso geht es<br />
außerhalb der Fabriken schneller als bei<br />
stationären Anlagen? Eine Einschätzung<br />
von Experten der Unternehmen Sick und<br />
STW sowie der Redaktion.<br />
Der Bereich mobile Arbeitsmaschinen<br />
musste sich schon frühzeitig<br />
mit dem Thema Vernetzung<br />
auseinandersetzen, da es hier im<br />
Gegensatz zur Fabrikautomation<br />
kein Gebäude und keine andere<br />
Infrastruktur gibt bzw. die Infrastruktur<br />
sehr weitläufig ist. Zudem<br />
sind die Arbeiten von nicht beherrschbaren<br />
Einflussfaktoren (z. B.<br />
Wetter) abhängig, was zusammen<br />
mit dem Bedarf der frühzeitigen<br />
Erkennung von System- oder<br />
Maschinenausfällen (Stichwort: Predictive Maintenance) und der<br />
Optimierung von Prozessen dazu geführt hat, den Blick notwendigerweise<br />
in die Zukunft zu richten. Während der Erntezeit<br />
beispielsweise darf nichts ausfallen, es gibt dafür eben nur ein<br />
ganz knappes Zeitfenster.<br />
Ein weiterer Grund für die Vorreiterrolle liegt darin, dass sich die<br />
Wirkungsorte nicht im direkten örtlichen Zugriffsbereich von<br />
übergeordneten Steuer- oder Verwaltungseinheiten befinden.<br />
Deshalb ist eine leitungsgebundene Vernetzung der einzelnen<br />
Prozessteilnehmer nicht möglich. Umso wichtiger ist aber das<br />
Thema Cloud-basierte Vernetzung und kabellose Maschine-zu-Maschine-Kommunikation<br />
basierend auf smarten Daten von<br />
intelligenten Sensoren.<br />
Manuel Fischer, Strategic Industry Manager Mobile Machines, SICK AG, Waldkirch<br />
Für kraftvolle und hocheffiziente Hydraulik ist Bosch Rexroth weltweit Ihr Partner. Wir setzen für Sie die Maßstäbe in Leistung,<br />
Funktion und Lebensdauer. Egal für welche Anwendung, mit uns haben Sie Kraft und Drehmoment immer im Griff.<br />
Wir haben immer die passende Lösung für Sie – von der effizienten Lösung für Standardanwendungen bis hin zu anspruchsvollen<br />
Bewegungsaufgaben. Mit unserem einzigartigen Know-how verschieben wir immer wieder die Grenzen. Unsere rundum<br />
vernetzten Hydraulik-Lösungen fügen sich nahtlos in moderne Steuerungsarchitekturen ein. Von klein bis groß, von der Serie<br />
bis ins Projektgeschäft. Inklusiver weltweiter Serviceleistungen. Wir bewegen alles – mit Kraft und Drehmoment<br />
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BASICS<br />
MASCHINENSTILLSTAND<br />
BEI GROSSANLAGEN:<br />
JEDE MINUTE ZÄHLT<br />
Unvorhergesehene Maschinenstillstände, gerade<br />
in Minen, Gießereien oder in Gummi-<br />
Mischwerken, kosten den Betreiber extrem<br />
viel Geld. Jede Minute zählt. Hier spielen<br />
Predictive-Maintenance-Lösungen ihre Stärke aus. Die<br />
vorausschauende Wartung reduziert teure Anlagenstillstände<br />
in der Praxis zuverlässig.<br />
Das Dienstleistungspaket ODiN (Online Diagnostics<br />
Network) von Bosch Rexroth nutzt das Zusammenspiel<br />
von Sensorik, Cloud-basierten Anwendungen und<br />
Machine-Learning-Methoden, um die Betriebszustände<br />
modellbasiert zu überwachen und vorausschauend<br />
Wartungsmaßnahmen auszuführen. Dafür ermittelt<br />
ein Machine-Learning-Algorithmus in einer Einlernzeit<br />
einen normalen Gesundheitszustand aus einer<br />
Vielzahl von Sensorsignalen wie beispielsweise Druck,<br />
Durchfluss, Vibration, Temperatur und Ölqualität, je<br />
nach zu überwachender Anlagenbaugruppe.<br />
DATENERFASSUNG<br />
Integrierte Sensoren<br />
sammeln kontinuierlich<br />
Daten über den Betriebszustand<br />
aller Komponenten.<br />
SICHERE<br />
VERBINDUNG<br />
SPECIAL PRODUKTE / INDUSTRIE UND ANWENDUNGEN 4.0<br />
DOCH WIE FUNKTIONIERT<br />
DAS EINLERNEN?<br />
Nach der Einlernphase ermittelt ODiN mit dem datenbasierten<br />
Modell kontinuierlich einen Health-Index<br />
der überwachten Anlagenbaugruppe. Bricht ein einzelner<br />
Messwert kurzzeitig aus dem Toleranzband aus,<br />
führt das nicht unbedingt zu einer (Fehl-)Warnung, da<br />
Verschleiß selten mit einem Signal erfasst werden<br />
kann. Verschlechtert sich der Health-Index, weil sich<br />
die Daten mehrerer Sensoren innerhalb der definierten<br />
Grenzen verändern, da das Verhalten der Maschine<br />
sich verändert hat, warnt das System vor einem Problem.<br />
Der erzeugte Health-Index zeigt nicht nur den<br />
Zustand des eigentlich überwachten Aggregats an, sondern<br />
auch schleichende Veränderungen der vor- und<br />
nachgelagerten Mechanik oder Hydraulik. Wenn<br />
Bewegungen über die Zeit länger dauern oder mehr<br />
Kraft erfordern, ist das ein Hinweis auf einen Verschleiß<br />
in der Mechanik oder Hydraulik.<br />
FEHLERERKENNUNGSRATE<br />
NAHE 100 PROZENT<br />
Dass Verschleißdiagnose eine komplexe Aufgabe ist,<br />
zeigt ein Beispieldatensatz: Ein Fehler wird statistisch<br />
gesehen per Zufall nur mit einer Wahrscheinlichkeit<br />
von 13 Prozent entdeckt. Ein Experte, der die Anlage<br />
mit traditionellen Mitteln ständig überwacht, erkennt<br />
ihn zu 43 Prozent. Das System jedoch hat eine Fehlererkennungsrate<br />
von über 95 Prozent. Entweder kann<br />
die Software den Fehler bereits genau identifizieren<br />
oder sie unterstützt Wartungstechniker bei der Fehlersuche<br />
durch eine Lokalisierung des Fehlers auf<br />
eine Baugruppe.<br />
www.boschrexroth.de<br />
ZUSTANDSORIENTIERTE<br />
WARTUNG<br />
Intelligente Antriebs- und<br />
Steuerungssysteme sind unmittelbar<br />
für Predictive Maintenance<br />
und Industrie 4.0 einsetzbar<br />
MESSUNGEN<br />
Wenn die Maschinendaten darauf hinweisen,<br />
dass eine Wartung erforderlich ist,<br />
übernehmen Service-Experten die Beratung<br />
und leiten notwendige Schritte ein.<br />
40 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
DATENSPEICHERUNG<br />
Alle Daten werden auf IoT-Servern von<br />
Bosch gespeichert. So ist die weltweite<br />
Verfügbarkeit gewährleistet.<br />
Hydraulikaggregate<br />
flexibel aufgebaut ...<br />
VORAUSSCHAUENDE<br />
ANALYSE<br />
Predictive Maintenance dient<br />
dazu, das System ständig zu<br />
überwachen und zu analysieren.<br />
x(a-b)<br />
ANALYSE<br />
WARTUNGS-<br />
EMPFEHLUNGEN<br />
Basierend auf anonymisierten<br />
Messwerten aus der ganzen Welt<br />
kann das Bosch-Rexroth-System<br />
ermitteln, wann Wartungsarbeiten<br />
erforderlich sind.<br />
... auf Knopfdruck.<br />
Aus dem Standardbaukasten konfigurieren,<br />
mit EPlan-Fluid automatisch den Schaltplan<br />
erstellen und umgehend das 3D-Modell<br />
erhalten. Das ist Systemintegration –<br />
so einfach wie nie!<br />
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ANTRIEBE<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG PEER REVIEWED<br />
PNEUMATISCHE UND ELEKTRO-<br />
MECHANISCHE LINEARANTRIEBE<br />
– EIN VERGLEICH DER TCO<br />
Stephan Merkelbach, Hubertus Murrenhoff, Christian Brecher,<br />
Marcel Fey und Bastian Eßer<br />
Im Wettbewerb zwischen pneumatischen und elektromechanischen Antrieben<br />
kommt es häufig zu verkürzenden und verfälschenden Aussagen bezüglich der<br />
Energieeffizienz und der Wirtschaftlichkeit der beiden Antriebstechnologien.<br />
Um eine objektive Aussage zu ermöglichen, wurde an der RWTH Aachen ein<br />
Vergleich der beiden Technologien anhand ihrer Lebenszykluskosten (Total<br />
Cost of Ownership, TCO) in typischen Handhabungsanwendungen<br />
durchgeführt. Das Paper zeigt die Ergebnisse der Studie.<br />
42 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
ANTRIEBE<br />
1 EINLEITUNG<br />
In jüngerer Vergangenheit rücken neben den ökonomischen auch<br />
verstärkt ökologische Effizienzgedanken bei Investitionsentscheidungen<br />
in den Fokus. Dies wirkt sich auch auf die Wahl der eingesetzten<br />
Technologie zur Erfüllung linearer Bewegungsaufgaben<br />
aus. Im Bereich der linearen Antriebstechnik geringer Leistung, wie<br />
sie beispielsweise in der Fabrikautomation in großer Stückzahl eingesetzt<br />
wird, besteht eine starke Konkurrenz zwischen der Pneumatik<br />
und der Elektromechanik. Es lassen sich bezüglich dieser beiden<br />
Technologien sehr unterschiedliche Aussagen in Pressetexten finden.<br />
Neben Titeln wie beispielsweise „Energieeffizienz mechatronischer<br />
Systeme ist unschlagbar“ [Dru07] existieren auch differenziertere<br />
Aussagen wie beispielsweise „der pneumatische Greifer ist<br />
dem elektrischen dann überlegen, wenn die Anwendung lange<br />
Zyklen und wenig Greifvorgänge umfasst“ [Fes11]. Dies wurde auch<br />
im EnEffAH-Projekt, das durch das Bundesministerium für Wirtschaft<br />
und Technologie gefördert wurde, exemplarisch veranschaulicht<br />
(Bild 1-1). Hierbei wurde angenommen, dass die Stromaufnahme<br />
des elektromechanischen Antriebs quadratisch mit der<br />
Haltekraft wächst, während der pneumatische Antrieb einen von<br />
der Zykluszeit unabhängigen Energiebedarf pro Zyklus aufweist, da<br />
er in der Lage ist, die Haltekraft ohne zusätzliche Druckluftzufuhr<br />
konstant aufzubringen. Jedoch fehlt dem Anwender immer noch<br />
eine konkrete Grundlage zur Auswahl der bestgeeigneten Technologie,<br />
da für definierte Anwendungen mit entsprechend zu dimensionierenden<br />
Antriebsgrößen und Lastverläufen keine einfache<br />
Aussage möglich ist [NN12].<br />
Die häufig subjektiven Aussagen vieler Untersuchungen zum<br />
Thema Energieeffizienz lassen beim Anwender den Bedarf nach<br />
einem umfassenden und neutralen Vergleich zwischen pneumatischen<br />
und elektromechanischen Antrieben kleiner Leistung aufkommen.<br />
Die Ergebnisse des Forschungsprojekts „Wirtschaftlichkeitsanalyse<br />
pneumatischer und elektromechanischer Antriebstechnik“<br />
bieten dem Anwender diese konkrete Entscheidungshilfe bei der<br />
Auswahl der bestgeeigneten Antriebstechnologie. Für repräsentative<br />
Anwendungsfälle wurde die Lebenszykluskosten (Total Cost of<br />
Ownership, TCO) elektromechanischer und pneumatischer Antriebe<br />
mit vergleichbarer Leistung ermittelt und gegegenübergestellt.<br />
Der Anwender erhält so die Möglichkeit, für seine spezifische<br />
Anwendung eine fundierte Entscheidung zu treffen. Das Projekt<br />
wurde vom Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen<br />
(IFAS) in Zusammenarbeit mit dem Werkzeugmaschinenlabor<br />
(WZL) an der RWTH Aachen bearbeitet.<br />
1.1 EXERGETISCHE EFFIZIENZ<br />
Zur Beurteilung der Effizienz der Antriebe wird auf das thermodynamische<br />
Konzept der Exergie zurückgegriffen. Die Exergie<br />
beschreibt die Arbeitsfähigkeit verschiedener Energieformen,<br />
wodurch die Effizienz pneumatischer und elektromechanischer<br />
besser vergleichbar wird. Weiterhin ist es durch Verwendung von<br />
Exergie möglich, Verluste an einer Energiewandlungskette zu finden<br />
und zu bewerten [Bae12].<br />
1.1.1 PNEUMATISCHE ANTRIEBE<br />
Zur Erfassung der den pneumatischen Antrieben zugeführten Exergie<br />
wurde am IFAS ein Prüfsystem aufgebaut, mit dem Antriebe bis<br />
zu einer Hublänge von 1000 mm bei horizontalem und vertikalem<br />
Hub untersucht werden können. Eine schematische Darstellung ist<br />
1-1<br />
1.1<br />
Haltedauer [s]<br />
3<br />
2.5<br />
2<br />
1.5<br />
1<br />
0.5<br />
1-2<br />
in Bild 1-2 zu sehen. Erfasst werden der dem System zugeführte<br />
Luftmassenstrom sowie die Drücke und Temperaturen in der Luftversorgung<br />
und der Umgebung. Weiterhin werden auch der Zylinderweg<br />
sowie die Drücke und Temperaturen in den beiden Zylinderkammern<br />
erfasst.<br />
Die dem pneumatischen Aktor bei einem Doppelhub zugeführte<br />
Luftmasse lässt sich anhand des Volumens der beiden Zylinderkammern<br />
V Zyl<br />
und des Totvolumens V tot<br />
unter der Annahme idealen<br />
Gasverhaltens der Luft nach Gl. 1 1 abschätzen. Vernachlässigt wird<br />
hierbei eine mögliche Leckage im System. Weiterhin wird angenommen,<br />
dass die Bewegung ausreichend langsam ist, um einen<br />
vollständigen Druckausgleich zu ermöglichen.<br />
( )<br />
⎡ 2 2 2<br />
( )<br />
mzu = ρ<br />
Luft<br />
⋅ VZyl + Vtot<br />
pLuft<br />
π<br />
= ⋅ D + D −D ⋅ ⋅ x + V<br />
R ⋅T<br />
⎣<br />
⎢<br />
4<br />
Luft<br />
Exemplarischer Vergleich eines elektromechanischen und<br />
pneumatischen Antriebs [NN12]<br />
Exemplarischer Vergleich eines elektromechanischen und pneumatischen Antriebs<br />
[NN12]<br />
Elektrischer Antrieb vorteilhaft<br />
Luft<br />
Pneumatischer Antrieb vorteilhaft<br />
Hublänge<br />
0<br />
0 20 40 60 80 100 120 140<br />
Endlagenkraft [N]<br />
Messsystem für pneumatische Antriebe<br />
Kolben Kolben Stange Hub tot<br />
⎤<br />
⎥<br />
⎦<br />
( Gl.1−1)<br />
<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong> 43
ANTRIEBE<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG PEER REVIEWED<br />
Dabei sind ρ Luft<br />
, p Luft<br />
, R Luft<br />
und T Luft<br />
die Dichte, der Druck, die spezifische<br />
Gaskonstante und die Temperatur der zugeführten Luft. Die<br />
Geometrie der Zylinderkammern wird mit dem Kolben- bzw. Stangendurchmesser<br />
D Kolben<br />
und D Stange<br />
sowie der Hublänge x Hub<br />
beschrieben.<br />
Mit der Dichte ρ 0<br />
bei Normbedingungen lässt sich nach Gl. 1-2<br />
das zugeführte Normvolumen bestimmen.<br />
V<br />
0<br />
m zu<br />
0<br />
( Gl.1 2)<br />
= −<br />
ρ<br />
1-3<br />
1-4<br />
1.4<br />
Elektrische Leistung in W<br />
Messsystem für elektromechanische Antriebe<br />
Leistungsbedarf bei unterschiedlichen Verfahrgeschwindigkeiten<br />
100<br />
90<br />
80<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Leistungsbedarf bei unterschiedlichen<br />
Verfahrgeschwindigkeiten<br />
20<br />
ν = 0,2 m s<br />
40<br />
60<br />
Zeit in s<br />
80<br />
ν = 0,4 m s<br />
100<br />
Von maßgeblicher Relevanz ist es hierbei, dass alle Berechnungen<br />
auf den gleichen Normzustand bezogen werden. Im Folgenden<br />
wird der technische Normzustand nach DIN 1945 1 verwendet (trockene<br />
Luft, T 0<br />
=293,15 K, p 0<br />
=1 bar, ρ 0<br />
=1,204 kg/m 3 ) [DIN80].<br />
Weiterhin ist eine Abschätzung der zugeführten Exergie ΔE zu<br />
möglich. Diese erfolgt nach Gl. 1-3 mit der zuvor ermittelten Luftmasse<br />
m zu<br />
sowie den bekannten Bedingungen in der Luftzufuhr<br />
(p Luft<br />
, T Luft<br />
und der spezifischen Wärmekapazität c p,Luft<br />
) und der Umgebung<br />
(p U<br />
, T U<br />
).<br />
( ) ( )<br />
cpLuft ,<br />
⋅( TLuft −TU)<br />
∆ Ezu = mzu ⋅⎡<br />
hLuft hU TU sLuft s ⎤<br />
⎣<br />
− − ⋅ −<br />
U ⎦<br />
⎡<br />
⎤<br />
⎢<br />
⎥<br />
= mzu ⋅⎢ ⎛ ⎛TLuft ⎞ ⎛ pLuft<br />
⎞⎞⎥<br />
⎢−TU ⋅ cp, Luft<br />
⋅ln −RLuft<br />
⋅ ln<br />
⎜ ⎜ ⎟ ⎜ ⎟<br />
⎥<br />
TU<br />
p ⎟<br />
⎢⎣<br />
⎝ ⎝ ⎠ ⎝ U ⎠⎠⎥⎦<br />
( Gl.1−<br />
3)<br />
Sind die Zustandsgrößen in der Versorgung sowie der Umgebung<br />
und die geometrischen Bedingungen bekannt, ist eine vorherige<br />
Abschätzung des Luft- und Exergiebedarfs in sehr guter<br />
Übereinstimmung mit den zuvor vorgestellten Messergebnissen<br />
möglich.<br />
1.1.2 ELEKTROMECHANISCHE ANTRIEBE<br />
Analog zur Erfassung der von den pneumatischen Antrieben benötigten<br />
Exergie wurde ein Prüfsystem zur Erfassung der zugeführten<br />
elektrischen Energie zum Betrieb elektromechanischer<br />
Linearantriebe aufgebaut. Die mit den elektromechanischen<br />
Antrieben untersuchten Hublängen entsprechen denen der<br />
pneumatischen Antriebe. Bild 1-3 zeigt eine schematische Darstellung<br />
des eingesetzten Versuchsaufbaus. Zur Erfüllung der<br />
Verfahraufgabe werden zwei elektromechanische Zylinder mit<br />
Kugelgewindetrieben verwendet. Die Ansteuerung erfolgt über<br />
eine herstellerseitig bereitgestellte Steuerung. Erfasst wird die der<br />
Versorgungseinheit zugeführte elektrische Energie, die zur Erfüllung<br />
der gestellten Verfahraufgabe benötigt wurde. Weiterhin<br />
wurden die Position des Zylinders sowie die lastseitig wirkende<br />
Kraft auf den Zylinder gemessen.<br />
Die von der Versorgungseinheit aufgenommene elektrische<br />
Energie zur Erfüllung einer gestellten Verfahraufgabe kann als reine<br />
Exergie betrachtet werden, da sie prinzipiell in jede andere Energieform<br />
gewandelt werden kann. Der zugeführte Exergiestrom<br />
el (t) kann mit Hilfe von Gl. 1-4 aus den Verläufen der Spannung<br />
U(t) und der Stromstärke I(t) mit dem Wirkfaktor cos ϕ rechnerisch<br />
ermittelt werden.<br />
el<br />
() = () = () ⋅ () ⋅ ( Gl.1−<br />
4)<br />
Ė<br />
t P t U t I t cosϕ<br />
el<br />
Die durchgeführten Untersuchungen zeigen, dass sich die zugeführte<br />
Exergie in drei dominante Teilexergien aufteilen lässt.<br />
Nach der Leistungs- und Reglerfreigabe erfolgt bereits eine<br />
Leistungsaufnahme des Systems, die die Grundexergieaufnahme<br />
E B<br />
bestimmt. Während der Verfahrbewegung kommt eine<br />
durch die Verfahrbewegung verursachte Bewegungsexergie E M<br />
hinzu. In den Endlagen wird die zum Lasthalten notwendige Exergie<br />
E R<br />
aufgenommen. Die einzelnen Teilexergien können dann<br />
nach Gl. 1-5 zur insgesamt notwendigen Exergie E E<br />
aufsummiert<br />
werden.<br />
E B M R<br />
( Gl.1 5)<br />
E = E + E + E<br />
−<br />
44 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
ANTRIEBE<br />
Mit erfolgter Leistungs- und Reglerfreigabe beginnt die Aufnahme<br />
der Grundexergie durch das Antriebssystem. Die Grundexergie ist<br />
somit als Sockelwert zu verstehen, der während des gesamten<br />
Betriebs des Antriebssystems nicht unterschritten werden kann.<br />
Sie kann nach Gl. 1-6 aus der Grundleistung P B<br />
und der Gesamtdauer<br />
der Verfahraufgabe, die sich aus der Summe aus der Bewegungsdauer<br />
t M<br />
und der Haltedauer t R<br />
zusammensetzt, berechnet<br />
werden.<br />
E = P ⋅ t t<br />
( + ) ( Gl.1−6)<br />
B B M R<br />
Die Bewegungsexergie E M<br />
kann nach Gl. 1-7 aus der durchschnittlichen<br />
Leistungsaufnahme P M<br />
während der Bewegung und deren<br />
Dauer t M<br />
berechnet werden.<br />
EM PM tM<br />
( Gl.1 7)<br />
= ⋅ −<br />
Die Bewegungsleistung setzt sich aus der Leistungsaufnahme des<br />
Antriebssystems während einer Beschleunigung oder Verzögerung<br />
P a<br />
und der Leistungsaufnahme bei konstanter Verfahrgeschwindigkeit<br />
P v<br />
zusammen. Wird eine identische Leistungsaufnahme<br />
P a<br />
sowie ein identischer Zeitbedarf t a<br />
für Beschleunigung<br />
und Verzögerung vorausgesetzt ergibt sich Gl. 1-8 zur rechnerischen<br />
Bestimmung der Bewegungsleistung. Die Leistung P M<br />
ist<br />
weiterhin von der Masse der zu verfahrenden Last und der Kinematik<br />
des Systems bestimmt.<br />
t<br />
t<br />
PM a,v,m Pa a,m Pv<br />
v,m<br />
2 ⋅ t + t 2 ⋅ t + t<br />
a<br />
v<br />
( ) = 2 ⋅ ( ) ⋅ + ( ) ⋅<br />
( Gl.1−<br />
8)<br />
( ) ( )<br />
a v a v<br />
Bild 1-4 zeigt den dominanten Einfluss unterschiedlicher Verfahrgeschwindigkeiten<br />
auf den Leistungsbedarf elektromechanischer<br />
Linearantriebe. Mit zunehmender Verfahrgeschwindigkeit steigt der<br />
Leistungsbedarf deutlich an, auf der anderen Seite verkürzt sich die<br />
Verfahrdauer und somit die Dauer der Bestromung des Antriebs,<br />
wodurch die Gesamtbewegungsleistung reduziert werden kann.<br />
Die Halteexergie E R<br />
ist das Produkt aus der benötigten elektrischen<br />
Leistung P R<br />
(m) zum Halten einer Last und der Haltedauer t R<br />
(siehe Gl. 1-9). Bei den durchgeführten Untersuchungen konnte für<br />
vertikale Anwendungen ein signifikanter Einfluss der Halteexergie<br />
auf die Gesamtexergie dokumentiert werden.<br />
( ) = ( ) ⋅<br />
( Gl.1−9)<br />
E m P m t<br />
R R R<br />
Aufbauend auf den vorgestellten Überlegungen lässt sich durch<br />
Einsetzen von Gl. 1-6 bis Gl. 1-9 in Gl. 1-5 ein einfacher formaler<br />
Zusammenhang zur abschätzenden Berechnung des Gesamtexergiebedarfs<br />
für die untersuchten elektromechanischen Linearantriebe<br />
herleiten (vgl. Gl. 1-10).<br />
() = ⋅ ( + ) + ⋅ + ⋅ ( Gl.1−10)<br />
E t P t t P t P t<br />
E B M R M M R R<br />
Die erläuterte Einteilung des Gesamtexergiebedarfs kann in<br />
Näherung für alle gängigen elektromechanischen Linearantriebe<br />
angenommen werden. Für die Berechnung der Teilexergien müssen<br />
die benötigten Daten der Grund-, Bewegungs- und Halteleistung<br />
separat für jede Kombination aus Linearantrieb, Motor,<br />
Controller, Versorgungseinheit und Peripherie (Führungssystem<br />
etc.) messtechnisch erfasst werden.<br />
1-5<br />
1.5<br />
Vergleich des Exergiebedarfs pneumatischer und elektromechanischer Linearantriebe<br />
für exemplarische Lastfälle mit vertikalem Hub<br />
Vergleich des Exergiebedarfs pneumatischer und elektromechanischer Linearantriebe für exemplarische Lastfälle mit vertikalem Hub<br />
Pneumatische Antriebe<br />
Elektromechanische Antriebe<br />
Exergiebedarf pro Doppelhub in J<br />
2000<br />
1800<br />
1600<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
400<br />
200<br />
0<br />
0<br />
2000<br />
1800<br />
1600<br />
1400<br />
1200<br />
1000<br />
800<br />
600<br />
D = 50<br />
400<br />
D = 32<br />
200<br />
0<br />
5 10 15 20 25 30 0<br />
Last in kg<br />
800 mm, 10 s 800 mm, 2 s<br />
800 mm, 0 s 200 mm, 10 s<br />
200 mm, 2 s 200 mm, 02<br />
800 mm, 2 s, berechnet<br />
Exergiebedarf pro Doppelhub in J<br />
Einfluss<br />
der<br />
Haltezeit<br />
Einfluss<br />
der<br />
Haltezeit<br />
5 10 15 20 25 30<br />
Last in kg<br />
800 mm, 10 s 800 mm, 2 s<br />
800 mm, 0 s 200 mm, 10 s<br />
200 mm, 2 s 200 mm, 02<br />
800 mm, 2 s, berechnet<br />
<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong> 45
ANTRIEBE<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG PEER REVIEWED<br />
1.1.3 UNTERSUCHUNGSERGEBNISSE DER<br />
EXERGETISCHEN EFFIZIENZ<br />
1-6<br />
1.6<br />
Exergiebedarf pro Doppelhub in J<br />
Exergiebedarf elektromechanischer Linearantriebe je Doppelhub<br />
Exergiebedarf elektromechanischer Linearantriebe je Doppelhub<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
0<br />
Exergiebedarf je Doppelhub horizontal<br />
v = 0,2 m/s<br />
Im Folgenden sollen die erzielten Ergebnisse zur Messung des<br />
Exergiebedarfs pneumatischer und elektromechanischer Antriebe<br />
für ausgewählte Lastfälle verglichen werden.<br />
Bild 1-5 zeigt einen Vergleich beider Antriebssysteme am<br />
Beispiel vertikaler Hubvariationen auf Basis der für einen<br />
Doppelhub benötigten Exergie. Es werden Hübe von 200 und<br />
800 mm bei Lastmassen von 10, 15 und 25 kg betrachtet. Aus den<br />
Ergebnissen ist ersichtlich, dass die Haltedauer keinerlei Einfluss<br />
auf den Exergiebedarf pneumatischer Linearantriebe besitzt.<br />
Konträr dazu kann ein direkter Einfluss der Haltezeit auf den<br />
Exergiebedarf elektromechanischer Linearantriebe abgelesen<br />
werden. Je länger die Zyklusdauer ist, desto höher ist die Exergieaufnahme.<br />
Aufseiten der pneumatischen Linearantriebe ist ein signifikanter<br />
Einfluss der Baugröße auf den Exergiebedarf ablesbar, wie<br />
er bereits in Abschnitt 1.1.1 erläutert wurde. Folglich führt die<br />
Wahl eines größeren Zylinderdurchmessers zu einem erheblich<br />
größeren Exergiebedarf je Doppelhub. Bei der Auslegung pneumatisch<br />
angetriebener Systeme ist daher im Sinne einer guten<br />
Effizienz eine zutreffende Dimensionierung entscheidend. Insgesamt<br />
ist der Exergiebedarf der elektromechanischen Antriebe für<br />
alle dargestellten Lastfälle deutlich geringer als der der pneumatischen<br />
Antriebe.<br />
Wie in Abschnitt 1.1.2 dargestellt besitzt die Verfahrgeschwindigkeit<br />
einen signifikanten Einfluss auf den Exergiebedarf der<br />
elektromechanischen Antriebe. Bild 1-6 zeigt exemplarisch den<br />
Exergiebedarf für je einen Doppelhub in horizontaler und vertikaler<br />
Verfahrrichtung in Abhängigkeit von der Last (rot gestrichelter<br />
Rahmen), der Verfahrgeschwindigkeit (horizontal, blauer<br />
Rahmen) sowie der Haltezeit in den beiden Endlagen (vertikal,<br />
blauer Rahmen). Im linken Teilbild ist deutlich ablesbar, dass der<br />
Exergiebedarf mit steigender Last zunimmt. Zudem zeigt die<br />
Darstellung den steigenden Exergiebedarf des Antriebs bei verringerter<br />
Verfahrgeschwindigkeit. Durch die niedrigere Geschwindigkeit<br />
steigt die notwendige Zeit für die Bewegung und damit die<br />
Bestromungsdauer. Obwohl gleichzeitig die notwendige Antriebsleistung<br />
sinkt, steigt der Exergiebedarf für den Gesamtzyklus. Des<br />
Weiteren ist im rechten Teilbild nochmal der Einfluss der Haltezeit<br />
auf den Exergiebedarf zu erkennen. Außerdem kann auch im<br />
vertikalen Fall der mit der Last ansteigende Exergiebedarf abgelesen<br />
werden.<br />
Bei den pneumatischen Antrieben sind die Einflüsse durch die<br />
Haltezeit und die Last nicht erkennbar. Hier stellen der Versorgungsdruck<br />
und die Baugröße die entscheidenden Einflussfaktoren<br />
dar. Insbesondere durch eine Reduktion des Zylinderdurchmessers<br />
ist es in vielen Anwendungsfällen möglich, den Exergiebedarf<br />
erheblich zu reduzieren.<br />
2 VERGLEICH DER TCO<br />
Zur Ermittlung der Lebenszykluskosten von Investitionsgütern,<br />
zu denen Linearantriebe zählen, existieren in der Literatur viele<br />
verschiedene Ansätze, wobei die Begriffe „Total Cost of Ownership“<br />
und „Life Cycle Costs“ praktisch synonym genutzt werden<br />
können und sich hauptsächlich durch ihre Herkunft aus den<br />
Branchen Informationstechnik bzw. klassischer Investitionsgüter<br />
wie Maschinen und Gebäuden unterscheiden [Sch09]. Eine allgemeine<br />
Definition des Begriffs der Lebenszykluskosten findet<br />
sich bei Norris [Nor01]:<br />
Last 10 kg Last 15 kg Last 50 kg Last 7,5 kg Last 15 kg<br />
Exergiebedarf pro Doppelhub in J<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
10 20 30 40 50<br />
0<br />
6<br />
Last in kg<br />
Exergiebedarf je Doppelhub vertikal<br />
8 10 12 14 16<br />
Last in kg<br />
v = 0,3 m/s v = 0,4 m/s Haltezeit 0 s Haltezeit 2 s Haltezeit 10 s<br />
46 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
ANTRIEBE<br />
2-1 Zusammensetzung der TCO<br />
2-1 Tabelle: Zusammensetzung der TCO<br />
„Lebenszykluskosten vergleichen die Kosteneffizienz alternativer Investitionen<br />
oder Geschäftsentscheidungen aus der Sicht eines wirtschaftlichen<br />
Entscheidungsträgers wie eines Industrieunternehmens<br />
oder eines Konsumenten.“<br />
Allen Ansätzen gemein ist, dass die Kosten in fünf Hauptblöcke<br />
aufgeteilt werden. Diese sind in Bild 2-1 schematisch dargestellt.<br />
Vor der ausführlichen Bestimmung der TCO als Kriterium für<br />
eine Investitionsentscheidung sollte immer eine erste Abwägung<br />
auf der Basis der Leistungsdaten erfolgen. Auf diese Weise ist schon<br />
vor der Abschätzung der Wirtschaftlichkeit eine Reduktion des<br />
Lösungsraums möglich. Bei der eigentlichen Erstellung der Analyse<br />
müssen verschiedene Faktoren berücksichtigt werden. So sind die<br />
Instandhaltungskosten anhand der geplanten Instandhaltungsstrategie<br />
abzuschätzen. Weiterhin ist eine Erfassung der Einsatzbedingungen<br />
und der geplanten Nutzungsdauer notwendig. Die geplante<br />
Nutzungsdauer entscheidet beispielweise, inwieweit höhere<br />
Betriebskosten Kostenvorteile einer Alternative bei der Anschaffung<br />
ausgleichen oder sogar übertreffen können [VDI05].<br />
Kostenart<br />
Entstehungskosten<br />
Beschaffung<br />
Installation<br />
Inbetriebnahme<br />
Sonstige Beschaffungskosten<br />
Infrastrukturkosten<br />
Netzinfrastruktur<br />
Betriebskosten<br />
Wartung & Inspektion<br />
Geplante Instandsetzung<br />
Raumkosten<br />
Energiekosten<br />
Personalkosten<br />
Rüstkosten<br />
Sonstige Betriebskosten<br />
Verwertungskosten<br />
Demontage &<br />
Außerbetriebnahme<br />
Entsorgungskosten<br />
Restwert<br />
Sonstige Verwertungskosten<br />
Die Berechnung der TCO für die verschiedenen Antriebe und Einsatzfälle<br />
erfolgt in Anlehnung an das VDMA-Einheitsblatt 34160<br />
[VDM06]. Die vom Einheitsblatt vorgeschlagenen Kostenstellen<br />
sind in Tabelle 2-1 aufgelistet. Weiterhin gibt die Tabelle an, wie die<br />
Abschätzung der jeweiligen Kostenstellen erfolgte.<br />
Abweichend von der Vorgehensweise, die im VDMA-Einheitsblatt<br />
vorgeschlagen wird, wurde zusätzlich eine dynamische Kostenrechnung<br />
eingefügt. Dieses Vorgehen wird von der VDI-Richtlinie<br />
2884 empfohlen, da so auch der Zeitpunkt der anfallenden<br />
Kosten in die Rechnung einbezogen wird [VDI05].<br />
Für die dynamische Kostenrechnung wird die Kapitalwertmethode<br />
genutzt, bei der alle Kosten nach Gl. 2-1 auf den Zeitpunkt der Investition<br />
abgezinst werden. Durch dieses Vorgehen werden Zahlungen,<br />
die früh im Lebenszyklus getätigt werden, höher bewertet<br />
als Zahlungen, die zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen.<br />
n<br />
L<br />
K = e − a q + −a<br />
−<br />
−i<br />
∑( i i) ( Gl.2 1<br />
n<br />
)<br />
0 0<br />
i=<br />
0<br />
q<br />
Ermittlung im Projekt<br />
Ermittlung anhand gezahlter Preise<br />
Abschätzung anhand des Zeitaufwands<br />
Abschätzung anhand des Zeitaufwands<br />
Vergleichende Betrachtung<br />
Kosten für das Druckluftnetz in<br />
Druckluftkosten integriert, Kosten<br />
für el. Infrastruktur vernachlässigt<br />
Qualitative Abschätzung<br />
Qualitative Abschätzung<br />
Gleich für beide Technologien,<br />
Raumkosten für Drucklufterzeugung<br />
in Druckluftkosten integriert<br />
Kosten für elektrischen Strom und<br />
Drucklufterzeugung<br />
Gleich für beide Technologien<br />
Vergleichende Betrachtung<br />
Vergleichende Betrachtung<br />
Abschätzung anhand des Zeitaufwands<br />
Vergleichende Betrachtung<br />
Abschätzung<br />
Vergleichende Betrachtung<br />
2.1 BERECHNUNG<br />
Der Kapitalwert K 0<br />
des Antriebs wird für einen Zeitraum von n<br />
Jahren aus den Einnahmen e i<br />
und den Ausgaben a i<br />
in jedem Jahr<br />
berechnet, die mit dem Abzinsungsfaktor q auf den Zeitpunkt der<br />
Investition bezogen werden. Hinzu kommen die Startinvestition<br />
a 0<br />
und ein eventuell vorhandener Restwert L, der auch negativ<br />
ausfallen kann, wenn am Ende der Lebensdauer weitere Kosten<br />
(z. B. für die Demontage und Entsorgung) anfallen. [Her14].<br />
2.2 VERGLEICH<br />
Je nach Lastfall kommen unterschiedliche Antriebe zum Einsatz,<br />
was sich deutlich auf die TCO auswirkt, da sich sowohl die<br />
Anschaffungskosten als auch der Energieverbrauch über die<br />
Lebensdauer ändern. Tabelle 2-2 zeigt beispielhaft die auf die<br />
<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong> 47
ANTRIEBE<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG PEER REVIEWED<br />
2-2<br />
Tabelle: Ermittlung der Lebenszykluskosten für einen<br />
exemplarischen Einsatzfall (Lastmasse 15 kg, Hub<br />
200 mm, vertikal, Haltezeit 2 s, 200 Zyklen/Stunde)<br />
Pneumatischer<br />
Antrieb<br />
Elektromechanischer<br />
Antrieb<br />
Entstehungskosten (einmalig) 13,9 % 78,1 %<br />
Beschaffung 9,7 % 71,8 %<br />
Installation 2,1 % 2,1 %<br />
Inbetriebnahme 2,1 % 4,2 %<br />
Betriebskosten ( jährlich) 6,2 % 4,4 %<br />
Wartung & Inspektion 2,1 % 2,1 %<br />
Geplante Instandsetzung 2,1 % 2,1 %<br />
Energie-/Druckluftkosten 2,0 % 0,2 %<br />
Verwertungskosten (einmalig) 4,2 % 4,2 %<br />
Demontage &<br />
Außerbetriebnahme 4,2 % 4,2 %<br />
Summe TCO (normiert) 43,2 %€ 100 %<br />
TCO des elektromechanischen Antriebs normierten Werte für<br />
einen bestimmten Lastfall, wie sie im Projekt ermittelt wurden.<br />
Hierbei wurde ein Lastfall mit 200 Zyklen pro Stunde bei 2000<br />
Arbeitsstunden im Jahr betrachtet. Der Hub beträgt 200 mm in<br />
vertikaler Richtung bei 2 s Haltezeit in jeder Endlage. Zur Berechnung<br />
der Arbeitskosten wurde ein Stundensatz von 45 Euro<br />
angenommen. Weiterhin wurde die Lebensdauer der Antriebe<br />
auf fünf Jahre bei einem Zinssatz von 6 % festgelegt. Die hier im<br />
Gegensatz zu Tabelle 2-1 fehlenden Kostenstellen wurden als<br />
für beide Antriebstechnologien gleich angenommen und sind<br />
so stark vom Anwender abhängig, dass eine Berücksichtigung<br />
2-2<br />
2.2<br />
1,4<br />
1,4<br />
1,2<br />
1,2<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
1<br />
0,8<br />
0,6<br />
0,4<br />
0,2<br />
0<br />
Beispielhafter Vergleich der TCO für zwei Lastfälle<br />
Beispielhafter Vergleich der TCO für zwei Lastfälle<br />
Fall 1 EM<br />
Fall 1 PN Fall 2 EM Fall 2 PN Fall 2 PN groß<br />
Fall 1 EM Fall 1 PN Fall 2 EM Fall 2 PN Fall 2 PN groß<br />
Fall 1: 200 mm vertikaler Hub, 2000 h/a, 400 Zyklen/Stunde, 2 s Haltezeit<br />
Fall 2: 800 mm horizontaler Hub, 4000 h/a, 600 Zyklen/Stunde, kein Halten<br />
nicht sinnvoll erscheint. Die Netzinfrastrukturkosten für das<br />
Druckluftnetz sowie die Raumkosten für die Drucklufterzeugung<br />
wurden wie zuvor beschrieben in die Druckluftkosten, also<br />
die Energiekosten für den pneumatischen Antrieb, mit einbezogen.<br />
Als durchschnittliche Kosten für einen Normkubikmeter<br />
Luft, der auf einen absoluten Betriebsdruck von 7 bar verdichtet<br />
wird, wurden 0,02 Euro angenommen. Die Berechnung der<br />
Energiekosten beruht auf einem durchschnittlichen Preis von<br />
0,15 Euro/kWh el<br />
, wie er für industrielle Verbraucher üblich ist<br />
[BDE14].<br />
Zu sehen ist, dass die Anschaffungskosten des pneumatischen<br />
Antriebs (in diesem Fall ein Standardzylinder mit 32 mm Kolbendurchmesser<br />
und 200 mm Hub inklusive eines 5/2-Wege-Standardventils<br />
und der notwendigen sonstigen Peripherie) sehr viel<br />
niedriger sind als die des elektromechanischen Antriebs (hier ein<br />
Antrieb mit Kugelgewindetrieb und Gleichstrom-Schrittmotor<br />
inklusive Controller und sonstiger Peripherie). Dies gleicht die<br />
deutlich höheren Energiekosten über die Lebensdauer mehr als<br />
aus, so dass die TCO des pneumatischen Antriebs im betrachteten<br />
Fall um ca. 57 % unter denen des elektromechanischen<br />
Antriebs liegen.<br />
Bild 2-2 zeigt einen Vergleich der normierten Lebenszykluskosten<br />
von pneumatischen und elektromechanischen Antrieben für<br />
zwei weitere Lastfälle. Angenommen wird wiederum eine Abschreibungs-<br />
und Lebensdauer der Antriebe von fünf Jahren bei<br />
einem Zinssatz von 6 %. Die beiden Lastfälle beschreiben jeweils<br />
eine typische Anwendung der Antriebe. Für den zweiten Lastfall<br />
wurden zwei verschiedene pneumatische Systeme betrachtet.<br />
Zunächst ein gut dimensioniertes System, bei dem ein Zylinder<br />
mit einem Kolbendurchmesser von 32 mm eingesetzt wurde.<br />
Weiterhin wurde ein übermäßig sicher ausgelegtes System mit<br />
einem Kolbendurchmesser von 50 mm betrachtet, hier als „Fall 2<br />
PN groß“ bezeichnet.<br />
FALL 1:<br />
200mm vertikaler Hub,<br />
2000 h/a, 400 Zyklen/<br />
Stunde, 2 s Haltezeit<br />
FALL 2:<br />
800mm horizontaler Hub,<br />
4000 h/a, 600 Zyklen/<br />
Stunde, kein Halten<br />
■ Anschaffung<br />
■ Energie (5 Jahre)<br />
■ Installation, Recycling,<br />
Wartung<br />
48 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong><br />
Anschaffung<br />
Energie (5 Jahre)<br />
Installation, Recycling, Wartung
ANTRIEBE<br />
Zu erkennen ist, dass die Energiekosten der elektromechanischen<br />
Antriebe erheblich niedriger liegen als die der pneumatischen<br />
Antriebe. Durch die geringen Anschaffungskosten der pneumatischen<br />
Antriebe wird dies jedoch wieder ausgeglichen, so dass<br />
schließlich für alle betrachteten Fälle die TCO der pneumatischen<br />
Antriebe niedriger ausfallen. Auch der überdimensionierte Pneumatikantrieb<br />
ist noch wirtschaftlicher als das elektromechanische<br />
Pendant. Allerdings wird durch die erheblich höheren Energiekosten<br />
deutlich, wie wichtig eine korrekte Dimensionierung pneumatischer<br />
Antriebe für deren Wirtschaftlichkeit ist. Eine Möglichkeit<br />
zur Reduktion der Zylindergröße ist hier z. B. die Nutzung von<br />
externen Stoßdämpfern, die die interne Endlagendämpfung entlasten<br />
und so die Maximallast im horizontalen Hub erhöhen.<br />
Bei den vorgestellten Betrachtungen muss der sehr große Funktionsumfang<br />
der elektromechanischen Antriebe beachtet werden,<br />
der so von den pneumatischen Antrieben nicht geliefert werden<br />
kann. Die betrachteten elektromechanischen Antriebe sind für<br />
Positionieraufgaben geeignet, während die pneumatischen<br />
Zylinder in den untersuchten Konfigurationen nur für Punkt-zu-<br />
Punkt-Bewegungen einsetzbar sind. Die Anschaffungskosten von<br />
pneumatischen Positioniersystemen liegen deutlich höher als die<br />
von einfachen schaltpneumatischen Systemen, was den Vorteil in<br />
der Wirtschaftlichkeit aufzehren dürfte.<br />
3 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK<br />
Die untersuchten elektromechanischen Antriebe sind zwar<br />
erheblich energieeffizienter als ihre pneumatischen Pendants, jedoch<br />
sind diese in der Anschaffung deutlich günstiger. Dies führt<br />
dazu, dass für einfache Punkt-zu-Punkt-Bewegungen, bei denen<br />
keine Zwischenpositionen angefahren werden müssen oder sonstige<br />
Funktionalität von Servoantrieben notwendig ist, der Einsatz<br />
pneumatischer Antriebe meist wirtschaftlicher ist. Je länger die<br />
Antriebe in Nutzung bleiben und je höher die Anzahl der Zyklen<br />
ist, die die Antriebe in dieser Zeit zu bewältigen haben, desto stärker<br />
fallen die geringeren Energiekosten der elektromechanischen<br />
Antriebe ins Gewicht. Werden dagegen wenige Zyklen mit langen<br />
Haltezeiten bei einer hohen Kraft in der Endlage benötigt, führt<br />
dies zu einer Verbesserung der Wirtschaftlichkeit der pneumatischen<br />
Antriebe relativ zu den elektromechanischen. Die vorliegenden<br />
Ergebnisse wurden auf Basis von Versuchen ermittelt.<br />
Dabei zeigte sich, dass die große Variantenvielfalt innerhalb der<br />
elektromechanischen Antriebe eine allgemeine Aussage bezüglich<br />
ihrer Wirtschaftlichkeit unmöglich macht. Der Energieverbrauch<br />
ist hier deutlich stärker als bei den pneumatischen Antrieben von<br />
der konkreten Anwendung abhängig, weshalb für eine Verallgemeinerung<br />
der Ergebnisse auf andere Antriebstypen zusätzliche<br />
Messungen notwendig wären.<br />
In Zukunft sollten neben rein monetären Betrachtungen auch<br />
weitere Kriterien in den Vergleich zwischen verschiedenen Antrieben<br />
einfließen. Insbesondere die Umweltwirkungen schon in<br />
der Herstellung sowie am Ende des Lebenszyklus der verschiedenen<br />
Antriebe bedürfen einer genauen Analyse.<br />
Durch Optimierungen an den Antrieben selbst bzw. in ihrer<br />
Ansteuerung besteht noch ein großes Potenzial zur Senkung der<br />
TCO vor allem der pneumatischen Antriebe. Die vielfältigen<br />
Möglichkeiten zur Reduktion des Druckluftbedarfs wurden im<br />
Rahmen der Studie nicht betrachtet und sollten in Zukunft<br />
einbezogen werden. Auf der anderen Seite ist durch weiter<br />
entwickelte Fertigungsmethoden und -abläufe zukünftig eine<br />
Verringerung der Beschaffungskosten elektromechanischer<br />
Antriebe vorstellbar.<br />
Das Projekt wurde durch einen industriedominierten Arbeitskreis<br />
des Forschungsfonds des Fachverbandes <strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA<br />
begleitet und unterstützt. Die Autoren danken allen Beteiligten für<br />
die finanzielle Förderung und die fachliche Unterstützung.<br />
Literaturverzeichnis<br />
[Bae12] Baehr, H. D.; Kabelac, S.: Thermodynamik, Springer Berlin Heidelberg,<br />
Berlin, Heidelberg, 2012.<br />
[BDE14] BDEW Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft e.V.:<br />
Energie-Info Industriestrompreise – Ausnahmeregelungen bei Energiepreisbestandteilen,<br />
Berlin, 2014.<br />
[DIN80] DIN Deutsches Institut für Normung e.V.: DIN 1945 Teil 1 – Verdrängerkompressoren<br />
– Thermodynamische Abnahme- und Leistungsversuche, Beuth<br />
Verlag, Berlin, 1980.<br />
[Dru07] Drugemöller, A.; Schäfer, R.: Energieeffizienz mechatronischer Systeme ist<br />
unschlagbar, Maschinenmarkt/Automation Antriebstechnik, Ausgabe vom<br />
26.03.2007, S. 78, 2007.<br />
[NN12] EnEffAH-Projektkonsortium: EnEffAH-Abschlussbericht, 2012.<br />
[Fes11] Festo AG & Co. KG: Effizienz ist mehr als Energiesparen – Auf die<br />
individuelle Anwendung kommt es an, Esslingen, 2011.<br />
[Her14] Hering, E.: Investitions- und Wirtschaftlichkeitsrechnung für Ingenieure,<br />
Springer Vieweg, Wiesbaden, 2014.<br />
[Nor01] Norris, G. A.: Integrating life cycle cost analysis and LCA, The International<br />
Journal of Life Cycle Assessment, Vol. 6, Nr. 2, S. 118 - 121, 2001.<br />
[Sch09] Schweiger, S.: Lebenszykluskosten optimieren – Paradigmenwechsel für<br />
Anbieter und Nutzer von Maschinen und Anlagen, 1. Aufl., Betriebswirtschaftlicher<br />
Verlag Gabler, Wiesbaden, 2009.<br />
[VDI05] VDI Verein Deutscher Ingenieure: VDI 2884 – Beschaffung, Betrieb und<br />
Instandhaltung von Produktionsmitteln unter Anwendung von Life Cycle Costing<br />
(LCC), Beuth Verlag, Berlin, 2005.<br />
[VDM06] VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau: VDMA<br />
Einheitsblatt 34160 – Prognosemodell für die Lebenszykluskosten von Maschinen<br />
und Anlagen, Beuth Verlag, Berlin, 2006.<br />
Autoren: M. Sc. Stephan Merkelbach und Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hubertus<br />
Murrenhoff, IFAS der RWTH Aachen University, Steinbachstraße 53, 52074<br />
Aachen;<br />
Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, Dr.-Ing. Marcel Fey und Dipl.-Ing. Bastian Eßer,<br />
Werkzeugmaschinenlabor der RWTH Aachen University<br />
<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong> 49
FLUIDTECHNIK<br />
PROBLEMKOMPLEX<br />
SCHMIERUNG<br />
DIE FOLGEN<br />
FEHLERHAFTER<br />
SCHMIERUNG...<br />
In<br />
der Wälzlagerausfälle ist der Grund<br />
eine mangelnde, falsche oder<br />
verunreinigte Schmierung<br />
...UND WIE SIE<br />
SIE VERMEIDEN<br />
Konstrukteure verbauen weltweit schmierund<br />
wartungsfreien Tribo-Polymer-Gleitlager<br />
als langlebige und kostensparende<br />
Alternative zu metallischen Lagern – z.B. in<br />
Abfüllanlagen oder Agrar- und Baumaschinen.<br />
Mit Tribo-Polymerlagern lassen sich<br />
die Einkaufskosten gegenüber metallischen<br />
Lösungen um 40 % reduzieren.<br />
Zusätzlich senken Anwender ihre Ausgaben<br />
aber auch durch den Verzicht auf eine<br />
externe Schmierung. So werden nicht nur<br />
zusätzliche Schmiermittel eingespart,<br />
sondern auch Maschinenstillstände<br />
deutlich verringert.<br />
1 Mio. Tonnen<br />
Schmieröl werden jährlich in Deutschland verkauft<br />
500000 Tonnen<br />
Schmieröl landen jährlich in der Umwelt<br />
des weltweiten Energieaufwands<br />
wird in Reibungs- und Verschleißvorgängen<br />
verschwendet<br />
30 Mrd. Euro<br />
Schäden entstehen in Deutschland<br />
durch Reibung und Verschleiß<br />
Quelle: igus<br />
50 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 9/<strong>2017</strong>
IM NÄCHSTEN HEFT: 10/<strong>2017</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 02. 10. <strong>2017</strong><br />
ANZEIGENSCHLUSS: 15. 09. <strong>2017</strong><br />
01<br />
01 GP Papenburg Maschinenbau zählt zu<br />
den führenden Herstellern von Gradern und<br />
Spezialmaschinen für den Straßen- und Erdbau.<br />
Die Zusammenarbeit mit Poclain Hydraulics ist<br />
ein gutes Beispiel für die Lösungskompetenz,<br />
die sich aus einer von gleichem Werteverständnis<br />
geführten, engen Partnerschaft<br />
entwickeln kann.<br />
Foto: Poclain<br />
02<br />
03<br />
02 Wenn man Nachhaltigkeit bei der<br />
Planung der Aufzugsanlage zum Entscheidungskriterium<br />
macht, führt kein Weg an einer<br />
hydraulischen Lösung vorbei. Durch einfach<br />
umsetzbare Modernisierungen leistet man<br />
einen entscheidenden Beitrag zur Reduzierung<br />
des ökologischen Fußabdrucks.<br />
Foto: Bucher Hydraulics<br />
03 Seit Jahren haben sich für die Druckmessung<br />
in hydraulischen Anlagen Transmitter aus<br />
Edelstahl bewährt, bei denen das Messmedium<br />
durch eine Ölvorlage von der Silizium-<br />
Druckmesszelle getrennt ist. Diese Sensoren<br />
sind für Absolut- und Relativdruckmessungen<br />
geeignet, sind auf feste Ausgangswerte<br />
kalibriert, temperatur-kompensiert und<br />
einbaufertig ausgeführt.<br />
Foto: Amsys<br />
IMPRESSUM<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 />
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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 />
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Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
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Annemarie Benthin, Anzeigenverwaltung<br />
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Verlag<br />
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