O+P Fluidtechnik 3/2018
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5445<br />

03 März <strong>2018</strong><br />

ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS<br />

FLUIDTECHNIK IM VDMA<br />

FLUIDTECHNIK<br />

PREDICTIVE MAINTENANCE<br />

34 I Condition<br />

Monitoring – Enabler<br />

für Industrie 4.0<br />

40 I FORSCHUNG UND<br />

ENTWICKLUNG<br />

Systemstrukturen mit<br />

getrennten Steuerkanten<br />

08 I LOUNGE<br />

„<strong>Fluidtechnik</strong> – extrem<br />

vielschichtig, unglaublich<br />

spannend“<br />

Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz<br />

oup-fluidtechnik.de

präsentiert Ihre<br />

INNOVATION<br />

EXCELLENCE <strong>2018</strong><br />

DAS VERNETZTE<br />

MULTIMEDIA PROGRAMM:<br />

LIVE ON TOUR<br />

DIGITAL<br />

SOCIAL MEDIA<br />

WEB-BLOG<br />

PRINT<br />

Wir beraten Sie gerne. Rufen Sie unser Sales-Team an: +49 6131-992-0

EDITORIAL<br />

HOCHLEISTUNGS-<br />

VERBINDUNGEN<br />

Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />

ohne Verbindungen geht es nicht. Das gilt für das echte<br />

Leben ebenso wie für die <strong>Fluidtechnik</strong>. Und diese Verbindungen<br />

stehen unter immer größerem Stress. Die Hydraulik<br />

arbeitet unter immer höheren Drücken, in immer kompakteren<br />

und schneller laufenden Maschinen und unter<br />

widrigsten Umgebungseinflüssen. Doch dafür gibt es eine<br />

Lösung: Hochleistungskomponenten, die perfekt aufeinander<br />

abgestimmt sind. In unserem Schwerpunkt Verbindungstechnik<br />

ab Seite 16 stellen wir Gefahren und Lösungen für<br />

hydraulisch angetriebene Maschinen vor.<br />

Auf persönlicher Basis gilt ähnliches wie für Hydraulikverbindungen:<br />

In einer sich immer schneller wandelnden Welt sind<br />

unsere privaten und auch beruflichen Beziehungen großem<br />

Stress ausgesetzt. Um diese Freund- und Bekanntschaften<br />

aufrecht zu erhalten, gibt es leider kein Patentrezept. Social<br />

Media, Whatsapp und Co bieten zwar einen einfachen Weg,<br />

Verbindungen aufrecht zu halten. Diese Kommunikation ist<br />

allerdings sehr unverbindlich und unpersönlich. Ich kann<br />

Ihnen jedoch einen Treffpunkt an die Hand geben, an dem<br />

sich „Hochleistungs-Verbindungen“ von Angesicht zu<br />

Angesicht knüpfen lassen. Alles, was in unserer <strong>Fluidtechnik</strong><br />

Rang und Namen hat, wird vom 19. bis 21. März in Aachen<br />

auf dem 11. Internationalen Fluidtechnischen Kolloquium zu<br />

Gast sein. Nutzen Sie die Gelegenheit und tun Sie etwas für<br />

Ihren „Vitamin B-Haushalt“.<br />

Ihr<br />

Peter Becker<br />

p.becker@vfmz.de<br />

Kraft<br />

ist<br />

unser<br />

antrieb<br />

TOX ® -<br />

Kraftpaket<br />

2 – 2000 kN<br />

Wir lassen stetig<br />

innovative Ideen in<br />

unsere bewährten<br />

pneumohydraulischen<br />

Antriebe einfließen.<br />

Das kraftvolle geniale<br />

Prinzip ist zigtausendfach<br />

gleich geblieben.<br />

TOX ® GmbH &<br />

PRESSOTECHNIK Co. KG<br />

D-88250 Weingarten<br />

info@tox-de.com<br />

www.tox-de.com

INHALT<br />

06<br />

32<br />

40<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

BIG PICTURE<br />

06 Robuste und kompakte<br />

Druckerzeuger<br />

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

08 Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz<br />

„<strong>Fluidtechnik</strong> – extrem<br />

vielschichtig, unglaublich<br />

spannend“<br />

PERSONALIEN<br />

10 Ehrung für Ursula Ida Lapp<br />

SZENE<br />

11 Branchen- und Firmennews<br />

ONLINE<br />

14 Social Media, Apps & Co.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

ANTRIEBE<br />

28 Komplettsysteme zum<br />

Kalottenprägen<br />

STEUERUNGEN UND<br />

REGELUNGEN<br />

30 Punktgenau in allen<br />

Klimazonen – Proportional-<br />

Wegeventil mit CAN-Aktuator<br />

32 Vernetzte Hydraulik mit<br />

IO-Link – erschließt Vorteile für<br />

Regel-Wegeventile und<br />

Sensoren<br />

TITEL PREDICTIVE<br />

MAINTENANCE<br />

34 Greenfield oder<br />

Brownfield – Condition<br />

Monitoring als Enabler für<br />

Industrie 4.0<br />

MARKT<br />

37 Produktinformationen<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

STEUERUNGEN UND<br />

REGELUNGEN<br />

40 Systemstrukturen mit<br />

getrennten Steuerkanten<br />

– dank ihrer energetischen und<br />

funktionalen Potenziale treten<br />

sie vermehrt in den Fokus von<br />

Forschung und Entwicklung<br />

ANZEIGE<br />

SERVICE<br />

03 Editorial<br />

38 Impressum<br />

38 Inserentenverzeichnis<br />

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

TITELBILD<br />

HYDAC, Sulzbach<br />

4 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

16<br />

FAHRANTRIEB PHV<br />

IN GROSSER TYPENVIELFALT VERFÜGBAR<br />

Marktführer Fahr- und Drehwerksantriebe<br />

für Kompaktbagger<br />

Minimierter Platzbedarf durch integriertes<br />

Design bei höchster Leistungsdichte<br />

NACHI-Entwicklung, Produktion und Montage<br />

Auto-Kick-Down Funktion<br />

Integrierte Parkbremse<br />

Bewährt, zuverlässig,<br />

und wartungsarm<br />

VOLUMENSTRÖME UND<br />

DRÜCKE SICHER ÜBERTRAGEN<br />

SPECIAL / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

FIRMENPORTRAIT<br />

16 Von Port zu Port – die Stauff Gruppe<br />

VERBINDUNGSELEMENTE<br />

20 Sicheres Betreiben von Hydraulik-Schlauchleitungen<br />

– Die neue DGUV-Regel 113-020<br />

gibt nützliche Hilfestellungen<br />

22 Produktinformationen<br />

DIE 5<br />

26 Highlights der Verbindungstechnik<br />

MADE IN JAPAN<br />

www.NACHI.de<br />

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

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

ROBUSTE UND KOMPAKTE DRUCKERZEUGER<br />

Zehn Kolben und eine einstellbare Schrägscheibe:<br />

Die innovativen Axialkolbenpumpen von Nachi<br />

bieten ein exakt steuerbares Fördervolumen.<br />

Dank der geraden Anzahl Kolben erzeugen sie<br />

zwei gleiche Volumenströme. Aufgrund der<br />

integrierten und innovativen Bauweise benötigen<br />

sie deutlich verkleinerte Einbauräume. Mit<br />

Axialkolbenpumpen von Nachi ausgerüstete<br />

Mini- und Kompaktbagger fahren exakt<br />

geradeaus, arbeiten besonders energieeffzient<br />

und nutzen die Leistung des Antriebsmotors voll<br />

aus. Der äußerst kompakte Heckaufbau schwenkt<br />

innerhalb der Überdeckung des Fahrwerks. Zu<br />

diesen einzigartigen Vorteilen tragen<br />

Hydrauliksysteme von Nachi bei, dem weltweit<br />

führenden Ausstatter im Segment Mini- und<br />

Kompaktbagger.<br />

www.nachi.de<br />

6 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

FIX &<br />

FERTIG<br />

LEE<br />

IMH Blenden in<br />

vielen Bauformen<br />

Innen-Ø<br />

1bis 0,1mm<br />

und noch kleiner<br />

für Gase und<br />

Flüssigkeiten<br />

LEE Hydraulische<br />

Miniaturkomponenten GmbH<br />

Am Limespark 2 · 65843 Sulzbach<br />

Telefon 06196 / 773 69-0<br />

E-mail info@lee.de<br />

www.lee.de<br />

T H E LEE C O M PA N Y S INC E 19 4 8

FLUIDTECHNIK<br />

– EXTREM VIELSCHICHTIG,<br />

UNGLAUBLICH SPANNEND<br />

Professor Katharina Schmitz<br />

übernimmt nach dem 11. IFK in<br />

Aachen die Institutsleitung des<br />

IFAS von Professor Hubertus<br />

Murrenhoff. Warum die<br />

Branche <strong>Fluidtechnik</strong> für sie<br />

extrem vielschichtig und<br />

unglaublich spannend ist,<br />

erklärt sie neben anderem im<br />

folgenden Interview.<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Frau Professor Schmitz, für<br />

diejenigen, die Sie nicht kennen:<br />

bitte stellen Sie sich kurz vor.<br />

Wie sind zu Ihrer aktuellen<br />

Position gekommen?<br />

Was war in Ihrem bisherigen<br />

Berufsleben die größte<br />

Veränderung?<br />

Ich bin Katharina Schmitz, bin verheiratet, und wir haben einen kleinen Sohn. Seit dem 1. März<br />

<strong>2018</strong> bin ich Universitätsprofessorin für das Fach <strong>Fluidtechnik</strong> im Fachbereich Maschinenbau<br />

an der RWTH Aachen University. Als eine der jüngsten Universitätsprofessorinnen in Deutschland<br />

leite ich damit das IFAS – das Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme.<br />

Bereits für mein Maschinenbaustudium hat mich der exzellente Ruf der RWTH nach Aachen<br />

gezogen. Nach meinem Vordiplom habe ich im Rahmen eines Stipendiums ein Jahr in den USA<br />

an der Carnegie Mellon University studiert und konnte so das Lehr- und Forschungssystem an<br />

einer amerikanischen Privatuniversität gut kennenlernen.<br />

Mein Studium habe ich 2010 als Diplom-Ingenieurin abgeschlossen und danach als wissenschaftliche<br />

Mitarbeiterin am Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen von Herrn<br />

Professor Murrenhoff gearbeitet und 2015 dort promoviert. Im Rahmen dieser Tätigkeit war ich<br />

seit 2012 auch als stellvertretende Oberingenieurin tätig. Den Wechsel in die Wirtschaft machte<br />

ich als Projektingenieurin bei der Hunger Hydraulik Gruppe. Zuletzt war ich dort als technische<br />

Leiterin tätig, bevor ich den Ruf zurück an die RWTH nach Aachen bekam.<br />

Das ist ohne Zweifel natürlich der Wechsel aus der Industrie zurück an die Hochschule.<br />

Im Rahmen meines Studiums gab es aber auch schon eine richtungsweisende Veränderung, die<br />

mich jetzt hierhin gebracht hat. Ursprünglich hatte ich mich während des Studiums nicht mit<br />

der Antriebstechnik, sondern der Verfahrenstechnik also der Herstellung und dem Handling<br />

von Fluiden beschäftigt. Während eines sechsmonatigen Praktikums in Frankreich bei einem<br />

führenden Mineralölkonzern habe ich dann die Entscheidung getroffen, mich nicht weiter in<br />

der Prozesstechnik, sondern in der Anwendung von Fluiden in der Antriebstechnik zu vertiefen.<br />

Ich bin somit erst über Umwege zur <strong>Fluidtechnik</strong> im Rahmen meiner Diplomarbeit gekommen.<br />

Die erste Zeit als Diplomandin und dann als wissenschaftliche Mitarbeiterin in einem anderen<br />

Fachgebiet war entsprechend herausfordernd. Heute profitiere ich natürlich auch von dem in<br />

der Prozesstechnik gewonnenen Fachwissen.

„Es muss die Wandlungsfähigkeit<br />

der gesamten Branche <strong>Fluidtechnik</strong><br />

unter Beweis gestellt werden.“<br />

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz<br />

Welche Aufgaben gilt es für die<br />

Branche <strong>Fluidtechnik</strong> kurz- und<br />

mittelfristig zu lösen, um ihre<br />

Zukunftsfähigkeit zu erhalten?<br />

Was macht für Sie die<br />

Faszination <strong>Fluidtechnik</strong> aus?<br />

Wir befinden uns in spannenden Zeiten. Kein Gespräch oder Interview kommt an der Digitalisierung<br />

oder dem zusammenfassenden Begriff der Industrie 4.0 vorbei. Die Anforderungen<br />

an fluidtechnische Systeme und Komponenten wachsen hin zu smarten, vernetzten Systemen<br />

und energieeffizienten, flexiblen Antriebslösungen. Hinzu kommen immer kürzere Entwicklungszeiten<br />

und ein enormer Kostendruck, nicht zuletzt auch durch andere Technologien. In<br />

den kommenden Jahren muss daher die Wandlungsfähigkeit der gesamten Branche unter<br />

Beweis gestellt werden, sicherlich eine große Herausforderung.<br />

Neben intelligenten Komponenten, die sich vernetzen lassen und die miteinander kommunizieren,<br />

wird eine Flexibilisierung hin zu modular aufgebauten Systemen erforderlich<br />

sein. Aber nicht nur auf Komponenten- und Systemebene gibt es viel zu tun, auch die Produktionsverfahren<br />

und die verwendeten Werkstoffe müssen innovativer und nachhaltiger<br />

werden.<br />

In all diesen Aufgaben sind aber nicht nur die Unternehmen gefordert, sondern insbesondere<br />

auch wir als Forschungsinstitut. Unser Ziel ist es, mit hochmotovierten jungen Ingenieurinnen,<br />

Ingenieuren und wissenschaftlichem Nachwuchs anderer Disziplinen als Innovationstreiber<br />

zu agieren und die Branche mit neuen Ideen und Konzepten weiter zu bringen.<br />

Während meiner industriellen Tätigkeit konnte ich einen faszinierenden Aspekt der <strong>Fluidtechnik</strong><br />

in der täglichen Arbeit erleben: Enorme Lasten bei herausragender Robustheit unter widrigen<br />

Umgebungsbedingungen nicht nur bewältigen, sondern präzise steuern und regeln zu können,<br />

das schafft man mit keiner anderen Technologie. Aber <strong>Fluidtechnik</strong> ist nicht nur groß und<br />

schwer, sondern extrem vielschichtig. Ohne die <strong>Fluidtechnik</strong> wären zum Beispiel viele Geräte<br />

in der Medizintechnik (Analyse, Dialyse, Respiratoren, etc.) nicht denkbar. Das macht die<br />

Arbeit, Forschung und Lehre in diesem Fachgebiet für mich so unglaublich spannend.<br />

www.ifas.rwth-aachen.de<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 9

SZENE<br />

Alles über die Erfolgsgesichte von dem Familienunternehmen<br />

Lapp Kabel erfahren Sie hier:<br />

https://www.oup-fluidtechnik.de/ursula-idalapp-erhielt-die-wirtschaftsmedaille-des-landesbaden-wuerttemberg/<br />

GROSSE EHRE FÜR EINE GROSSE UNTERNEHMERIN<br />

Im Rahmen einer Festveranstaltung im Neuen Schloss in Stuttgart zeichnete die baden-württembergische Wirtschaftsministerin Nicole<br />

Hoffmeister-Kraut Ursula Ida Lapp mit der Wirtschaftsmedaille des Landes Baden-Württemberg aus. Die Wirtschaftsmedaille zählt zu<br />

den wichtigsten Auszeichnungen des Landes und wird nur an Persönlichkeiten verliehen, die sich in herausragender Weise um die<br />

baden-württembergische Wirtschaft verdient gemacht haben.<br />

www.lappkabel.de<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

WOLF-HENNING<br />

SCHNEIDER<br />

wurde vom ZF-Aufsichtsrat zum<br />

1. Februar <strong>2018</strong> zum neuen<br />

Vorstandsvorsitzenden von ZF<br />

berufen. Scheider folgt Dr.<br />

Konstantin Sauer als CEO nach<br />

und rückt an die Spitze des<br />

ZF-Konzerns. Der Diplom-Betriebswirt<br />

verfügt über<br />

langjährige Management-<br />

Erfahrung in den Technologiekonzernen<br />

Bosch und Mahle.<br />

HEINZ<br />

WESCH<br />

war langjähriger Geschäftsführer<br />

von Phoenix Contact und<br />

trat nach 25 Jahren in den<br />

Ruhestand. Der deutschen<br />

Industrie wird der 66-jährige<br />

weiterhin in verschiedenen<br />

Beiratsfunktionen verbunden<br />

bleiben, wie auch Phoenix<br />

Contact als Berater.<br />

CLAUDIO<br />

ZEITVOGEL<br />

ist Vertriebsleiter bei der<br />

Kübler-Gruppe für Deutschland,<br />

Österreich und die<br />

Schweiz. Neben den Kundenverantwortlichkeiten<br />

ist er<br />

auch für den Vertriebsinnendienst<br />

zuständig. Im Rahmen<br />

der Wachstumsstrategie wird<br />

er darauf hinarbeiten, die<br />

richtigen Vertriebsstrukturen<br />

zu etablieren, sodass es für den<br />

Kunden leicht ist, mit Kübler zu<br />

arbeiten, um die richtige<br />

Produktlösung für seine<br />

Bedürfnisse zu finden.<br />

RAFFAELE<br />

CREMONA<br />

wurde zum neuen General<br />

Manager Italien. Cremona<br />

verfügt über langjährige<br />

Erfahrung in der Automatisierungsindustrie<br />

und möchte das<br />

Wachstum des Pneumatikspezialisten<br />

Aventics fortsetzen<br />

sowie die Marktanteile in<br />

Italien steigern. In seiner neuen<br />

Position verantwortet er die<br />

Geschicke von Aventics in<br />

Italien, einem der wichtigsten<br />

europäischen Märkte des<br />

Unternehmens.<br />

10 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

SZENE<br />

LIEBHERR-MCCTEC ROSTOCK WÜRDIGT FSG<br />

FSG Fernsteuergeräte wurde von der Liebherr-MCCtec Rostock<br />

GmbH für seine Industrie-Joysticks der Baureihe ST 2020 mit<br />

dem Lieferantenpreis in der Kategorie „Innovation“ geehrt. Das<br />

Unternehmen hat die multifunktionalen Handsteuergeber für<br />

den Einsatz in Krankabinen und schiffstechnischen Anwendungen<br />

entwickelt. Dabei mussten hohe Anforderungen an<br />

Robustheit, Ergonomie, Funktionenumfang und flexible<br />

Bestückung berücksichtigt werden. Auf Wunsch des Kunden<br />

sollte sich das Griffstück variabel für unterschiedliche Einsatzzwecke<br />

konfektionieren lassen – ohne Einschränkungen für Typ<br />

und Position der Bedienelemente. Die Lösung besteht in der<br />

Joystick-Plattform ST 2020, deren Griffstücke sich mit bis zu<br />

zehn Bedienelementen anwendungsorientiert bestücken lassen.<br />

www.fernsteuergeraete.de<br />

BEITRÄGE FÜR FACHTAGUNG ZU HYBRIDEN<br />

ANTRIEBEN GESUCHT<br />

Am 20. Februar<br />

2019 findet in<br />

Karlsruhe die<br />

7. Fachtagung<br />

„Hybride und<br />

energieeffiziente<br />

Antriebe<br />

für mobile<br />

Arbeitsmaschinen“<br />

statt. Der Call<br />

for Papers<br />

dafür hat<br />

begonnen.<br />

Folgende<br />

Themen<br />

werden<br />

aufgegriffen:<br />

Energieeffiziente elektrische Antriebstechnik, Energieeffiziente<br />

hydraulische Antriebstechnik, Hybride Antriebstopologien,<br />

Energie- und Leistungsspeicher, Steuerungs- und Regelungstechnik<br />

sowie Betriebsstrategien. Termin für das Einreichen der<br />

Kurzfassung ist der 31. Mai <strong>2018</strong>. Zu richten sind die Beiträge an<br />

das Teilinstitut Mobile Arbeitsmaschinen des Karlsruher<br />

Instituts für Technologie (KIT),<br />

E-Mail: hybridtagung2019@fast.kit.edu.<br />

Weitere ausführliche Informationen zur Fachtagung finden Sie<br />

unter: http://bit.ly/FachtagungHybridantriebe<br />

www.vdma.org<br />

Der Mensch. Die Maschine.<br />

Gemeinsam mit<br />

HANNOVER MESSE <strong>2018</strong><br />

Ihre Möglichkeiten.<br />

23.– 27. April <strong>2018</strong><br />

Hannover ▪ Germany<br />

hannovermesse.de #hm18<br />

Erleben Sie, wie<br />

die Digitalisierung<br />

Fertigungsprozesse,<br />

Energiesysteme und<br />

Arbeitswelten<br />

verändert.<br />

Get new technology first

Ekomat.indd 1 07.11.2012 07:49:19<br />

GRÜNDERTEAM VON MEMETIS AUSGEZEICHNET<br />

OPC FOUNDATION VERÖFFENTLICHT<br />

OPC UA SPECIFICATION FÜR POWERLINK<br />

Für Powerlink ist ab sofort eine OPC UA Companion Specification<br />

der OPC Foundation und der Ethernet Powerlink<br />

Standardization Group (EPSG) verfügbar. Die Spezifikation<br />

beschreibt, wie Nutzdaten zwischen Powerlink und beliebigen<br />

OPC-UA-Plattformen ausgetauscht werden. Damit ist<br />

eine Kommunikation vom Sensor bis in die Cloud möglich.<br />

Das Dokument steht auf der Website der OPC Foundation<br />

zum Download zur Verfügung: https://opcfoundation.org/<br />

markets-collaboration/ethernet-powerlink-standardizationgroup-epsg<br />

www.ethernet-powerlink.org<br />

BASIS FÜR EIGENE CLOUD-LÖSUNGEN<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Rund 130 Unternehmen<br />

und<br />

Stiftungen<br />

machen sich in<br />

der Initiative<br />

„Wissensfabrik“<br />

für Bildung und<br />

Unternehmertum<br />

stark. Zu<br />

ihren Aktivitäten<br />

gehört die<br />

Gründerinitiative<br />

„Weconomy“,<br />

die im Oktober<br />

2017 elf<br />

Start-ups ausgezeichnet hat. Franz Fehrenbach, Aufsichtsratsvorsitzender<br />

der Robert Bosch GmbH und Geschäftsführender<br />

Gesellschafter der Robert Bosch Industrietreuhand KG, händigte<br />

Dr. Christof Megnin und Christoph Wessendorf – stellvertretend<br />

für das „Gründer-Quartett“ der Memetis GmbH – einen Preis aus.<br />

Die Gründer entwickeln Mikroaktoren auf der Basis von Formgedächtnislegierungen,<br />

die u. a. als Aktoren in mikrofluidischen<br />

Systemen dienen. In den marktreifen Ventilen steuern die<br />

Formgedächtnisaktoren den Durchfluss.<br />

www.memetis.com<br />

Turck hat die<br />

Cloud-Software<br />

von Beck<br />

IPC erworben.<br />

Sie bildet die<br />

Basis für<br />

eigene<br />

industrielle<br />

Cloud-<br />

Lösungen des<br />

Automatisierungsspezialisten.<br />

Sie hat<br />

hohe Sicherheitsstandards<br />

und ist auf<br />

industrielle Anwendungen zugeschnitten, u. a. in Bezug auf<br />

Performance und Skalierbarkeit. Ein spezielles Protokoll erhöht<br />

zusätzlich zur End-to-End-Verschlüsselung die Sicherheit der<br />

gespeicherten Daten. Die Server der Turck-Cloud-Lösungen sollen<br />

in Deutschland gehostet werden. Sie erlauben neben der<br />

einfachen Speicherung von Daten auch die Visualisierung von<br />

Prozessen, das Ausführen von Datenlogs und Daten-Reports bis<br />

hin zum Darstellen von Monitoring-Funktionen.<br />

www.turck.com<br />

ANMELDEN ZUR K 2019<br />

Ab sofort können sich Aussteller zur Fachmesse der Kunststoff- und<br />

Kautschukindustrie K 2019 anmelden, die vom 16. bis 23. Oktober 2019<br />

in Düsseldorf stattfindet. Das Ausstellungsangebot umfasst Maschinen<br />

und Ausrüstungen, Roh- und Hilfsstoffe sowie Halbzeuge, technische<br />

Teile und verstärkte Kunststofferzeugnisse. Zum Rahmenprogramm<br />

gehören u. a. die Sonderschau „Plastics shape the future“ und der Science<br />

Campus als Forum für Wissenschaft und Forschung. Firmen, die schon<br />

2016 Aussteller waren, können sich mit ihren bekannten Zugangsdaten<br />

einloggen. Die Anmeldeformulare finden sich auf der Website<br />

www.k-online.com. Meldeschluss ist der 31. Mai <strong>2018</strong>.<br />

www.messe-duesseldorf.de<br />

Lösungen für<br />

Abdichtungen<br />

WillTech Aps<br />

Tel. +45 7442 3450<br />

www.willtech.dk

AIRTEC ALS BESTER ZULIEFERER<br />

AUSGEZEICHNET<br />

Mit seinem erstmals<br />

verliehenen Supplier<br />

Award hat Trumpf den<br />

Pneumatik-Spezialisten<br />

Airtec prämiert.<br />

Der Preis für die „Best<br />

Overall Performance“<br />

wurde von Dr. Lars<br />

Grünert, CFO von<br />

Trumpf, überreicht.<br />

Dirk C. Dammann,<br />

geschäftsführender<br />

Gesellschafter von<br />

Airtec, erklärt: „Es<br />

erfüllt uns mit Stolz,<br />

dass wir als erstes<br />

Unternehmen mit dem<br />

Supplier Award<br />

ausgezeichnet<br />

wurden.“ Airtec gehört seit über einem Jahrzehnt zum Kreis der<br />

Premiumlieferanten von Trumpf, beliefert Standorte in Deutschland,<br />

Europa und den USA und entwickelt Systemlösungen für<br />

die pneumatische Steuerungs- und Regeltechnik. Mit der<br />

Auszeichnung wird Airtec für seine Produktqualität, Liefertreue<br />

und Zusammenarbeit gewürdigt.<br />

www.airtec.de<br />

FESTO ZUM DRITTEN MAL GLOBAL PREFERRED<br />

SUPPLIER DER BOSCH-GRUPPE<br />

FULLY<br />

LOADED<br />

Zum dritten Mal in Folge erhält Festo die Auszeichnung Preferred<br />

Supplier der Bosch-Gruppe für die Materialgruppe Standardized<br />

Pneumatical Devices. Bosch zeichnet damit wichtige Lieferanten<br />

für besondere Leistungen bei Innovationsfähigkeit, Qualität und<br />

Zuverlässigkeit aus. Oliver Merle (Director Materials Management<br />

Bosch Packaging Technology) und Malte Ihlenfeld (Director<br />

Corporate Sector Purchasing and Logistics, Maintenance, Repair<br />

and Operations, Robert Bosch GmbH) übergaben die Auszeichnung<br />

in Form einer Urkunde an Dr. Ansgar Kriwet (Vertriebsvorstand<br />

von Festo) mit den Worten: „Bosch zielt auf nachhaltige<br />

Geschäftsbeziehungen und gemeinsames weltweites Wachstum<br />

mit den besten und innovativsten Lieferanten. Dazu<br />

gehören insbesondere Kriterien wie globale Präsenz und<br />

innovative Produkte und Services.“ Seit 2015 ist Festo ein solcher<br />

Partner für Bosch. „Sehr wichtig sind für Bosch die Aktivitäten<br />

von Festo bei der Digitalisierung industrieller Anwendungen.<br />

Das Festo Motion Terminal, das wir als Entwicklungspartner in<br />

einer Verpackungsmaschine einsetzen, ist ein wichtiger Meilenstein<br />

dafür“, ergänzte Merle.<br />

www.festo.com<br />

Optimierte Leistung. Reduzierter Energiebedarf.<br />

Weniger Platz.Verkürzte Einbauzeit. Erhöhte<br />

Zuverlässigkeit. Nutzen Sie einen individuellen<br />

HydraForce Steuerblock für Ihre Maschine. Durch<br />

unsere moderne Fertigungstechnologie treffen wir<br />

exakt Ihre Anforderungen. Und wir bieten Ihnen eine<br />

schnelle Umsetzung sowie unsere Unterstützung vom<br />

Entwurf bis zur Serie.<br />

Für mehr Informationen, besuchen Sie hydraforce.com,<br />

Oder mailen Sie uns unter Sales@hydraforce.com<br />

Lincolnshire, IL, USA +1 847-793-2300<br />

Birmingham, UK +44 121 333 1800<br />

Changzhou, China +86 519 6988 1200<br />

São Paulo, Brazil +55 11 4786 4555<br />

hydraforce.com<br />

Eussenheim, GER +49 9353 9855 86<br />

Karlsruhe, GER +49 721 2048 3493<br />

Zweibrücken, GER +49 6332 79 2350<br />

© <strong>2018</strong> HydraForce, Inc.

MESSPROTOKOLLE UND<br />

MEHR ÜBERALL VERFÜGBAR<br />

Die kostenlose PrecisionDesk App von Schaeffler<br />

umfasst verschiedene Serviceleistungen<br />

speziell für Rotativ- und<br />

Linearlager in Hochgenauigkeitsausführung,<br />

die für Kunden,<br />

Ingenieure, Vertriebspartner<br />

und Monteure konzipiert<br />

sind. Ob das Auslesen der<br />

Data-Matrix-Codes<br />

(DMC) auf den Lagern<br />

oder den Lagerverpackungen,<br />

Messprotokolle<br />

von Hochgenauigkeitslagern<br />

aus der<br />

Schaeffler-Lagerfertigung,<br />

Informationen<br />

über die korrekten<br />

Fettmengen und -verteilungsläufe<br />

oder Montageanweisungen<br />

– die PrecisionDesk<br />

App stellt all diese<br />

Informationen mobil zur Verfügung,<br />

www.schaeffler.de/apps<br />

ONLINE-LEITFADEN FÜR<br />

DEHNUNGSMESSUNGEN<br />

Experten von HBM haben ein<br />

Online-Portal zum Thema<br />

Dehnungsmessungen<br />

vorgestellt, um relevante<br />

Fragen von<br />

Anwendern zu<br />

beantworten. Dies<br />

gilt sowohl für die<br />

Arbeit mit „klassischen“<br />

elektrischen<br />

Dehnungsmessstreifen,<br />

wie<br />

auch mit optischen<br />

Dehnungssensoren<br />

basierend auf Faser<br />

Bragg-Gittern. Aufbauend<br />

auf ihrem Wissen steht<br />

nun ein Schritt-für-Schritt-<br />

Online-Leitfaden mit aktualisiertem Inhalt über<br />

optische und elektrische Dehnungsmessungen,<br />

Messgeräte und Sensoren bereit.<br />

www.hbm.com/dehnungsmessung<br />

WEBER-HYDRAULIK<br />

MIT WEB-RELAUNCH<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Mit modernem Design und klarer Seitenstruktur<br />

präsentiert sich Weber-Hydraulik<br />

zu Beginn des neuen Jahres. Das Unternehmen<br />

hat seinen Online-Auftritt<br />

komplett überarbeitet: Die Website<br />

verfügt über eine verbesserte<br />

Anwenderfreundlichkeit und<br />

intuitiver Seitenstruktur. Nutzer<br />

der Seite profitieren von schnell<br />

abrufbaren Informationen rund<br />

um Produkte und Services. Sie<br />

können sich zielgerichtet über<br />

die individuell anpassbaren<br />

Lösungen des Systemlieferanten<br />

informieren.<br />

www.weber-hydraulik.com<br />

14 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

MIT SICHERHEIT<br />

EDELSTAHL<br />

VERBINDUNGS-<br />

TECHNIK<br />

VON PH.<br />

PH-Katalog<br />

als App für<br />

Android<br />

oder iPad

VON PORT ZU PORT<br />

In Zeiten, in denen Komponenten sich immer mehr angleichen, geht es für<br />

die Zulieferer darum, Alleinstellungsmerkmale zu generieren. Die<br />

Unternehmen der Werdohler Stauff Gruppe sind Experten rund um die<br />

Hydraulikleitung, und zwar mit allem Drum und Dran: eben von Port zu<br />

Port. Gleich mehrere Faktoren heben die Unternehmensgruppe aus der<br />

Masse der Zulieferer heraus. Von einigen konnten wir uns selbst<br />

vor Ort im Sauerland überzeugen.<br />

SPECIAL / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

SYSTEMKOMPETENZ<br />

STAUFF Line ist der Oberbegriff für alle Leistungen, die die Unternehmen<br />

der STAUFF Gruppe rund um Hydraulikleitungen anbieten. Das Angebot<br />

reicht von der Analyse und Optimierung bestehender oder der Auslegung<br />

neuer Leitungssysteme bis zur Lieferung sämtlicher Komponenten oder<br />

kundenspezifischer Baugruppen direkt an die Montagelinie des Kunden.<br />

Für Maschinen- und Anlagenbauer hat der Bezug von Baugruppen<br />

inklusive gebogener Rohrleitungen und konfektionierter Schläuche viele<br />

Vorteile: Sie reduziert Beschaffungsaufwände, Lagerbestände, Montagezeiten<br />

und das Risiko von Montagefehlern.<br />

„DURCH DEN EINSATZ VON SPEZIELL<br />

GESTALTETEN LADUNGSTRÄGERN WIRD<br />

DIE GEFAHR, BAUTEILE ZU VERWECHSELN,<br />

GESENKT UND DAMIT DIE MONTAGE-<br />

SICHERHEIT ZUSÄTZLICH ERHÖHT.“<br />

JÖRG DEUTZ, CEO DER STAUFF GRUPPE<br />

16 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

FIRMENPORTRAIT<br />

VERFÜGBARKEIT<br />

Durch die kürzlich durchgeführte erneute Erweiterung<br />

des Logistikzentrums in Neuenrade<br />

gewährleistet Stauff eine durchgehend hohe<br />

Zahl von Komponenten ab Lager. Dank des<br />

Status als „Bekannter Versender“ kommen<br />

Luftfrachtlieferungen zügig in die Bäuche der<br />

Cargo-Flieger. Dieser Status macht zusätzliche<br />

Sicherheitskontrollen an Flughäfen überflüssig,<br />

der Versand verläuft ohne Verzögerungen<br />

oder ungeplante Mehrkosten.<br />

„EGAL, OB LUFT- ODER SEEFRACHT, EXPRESS<br />

ODER AUF TERMIN. DANK UNSERES HOCH-<br />

AUTOMATISIERTEN LOGISTIKZENTRUMS UND<br />

UNSERER GLOBAL AKTIVEN LOGISTIKPARTNER<br />

SIND UNSERE STAUFF-KOMPONENTEN IMMER<br />

ZUR RICHTIGEN ZEIT AM RICHTIGEN ORT.“<br />

LUDGER FUDERHOLZ, LEITER LOGISTIK<br />

SPEICHER BERÜHRUNGSLOS ÜBERWACHEN<br />

Die neuen Speicheradapter der Ausführungen SBAA und SDAA von Stauff<br />

ermöglichen im Zusammenspiel mit den Druckaufnehmer der Baureihe PT-RF und<br />

einem entsprechenden Lesegerät die berührungslose Überwachung des Speicherdrucks<br />

von hydropneumatischen Membran- und Blasenspeichern: schnell und<br />

ohne Druckverlust. Wird der Druckaufnehmer per Tastendruck aktiviert, wird<br />

innerhalb von 0,5 Sekunden ein aktueller Messwert ermittelt und unmittelbar<br />

zurück an das Lese- und Anzeigegerät übertragen, dort auf dem beleuchteten<br />

Display dargestellt und zur weiteren Auswertung gespeichert.<br />

Die Vorteile für Anlagenbetreiber, Instandhalter und Wartungsfachkräfte:<br />

Messungen können denkbar einfach, ohne aufwändige Schulung und binnen<br />

weniger Sekunden mit nur einem Knopfdruck durchgeführt und prozesssicher<br />

dokumentiert werden. Dabei entfällt das Auf- und Abschrauben von Manometern oder anderen Mess- und Anzeigegeräten, das einer<br />

temporären Öffnung des Systems gleichkommt, zu Verlust von Speicherdruck und infolgedessen zu Leistungseinbußen führen kann.<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 17

SPECIAL / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

ROBUSTHEIT<br />

Durch die Chrom-(VI)-freie<br />

Zink/Nickel-Oberfläche weisen<br />

die Stauff-Komponenten<br />

eine hervorragende Korrosionsbeständigkeit<br />

auf. Im<br />

Salzsprühnebeltest erreichen<br />

die Komponenten Werte,<br />

die weit über den vom<br />

VDMA geforderten Standards<br />

liegen. Laut Mark<br />

Weber (Bild unten links),<br />

Produktionsleiter des Stauff-<br />

Galvanik-Dienstleisters Muschert<br />

& Gierse sollte die Veredelung<br />

der Komponenten<br />

den Umgebungsbedingungen<br />

bei Nutzung im mitteleuropäischen<br />

Raum circa 15<br />

Jahre Widerstand gegen Rotrost<br />

bieten. Dass die hohen<br />

Stauff-Standards von der<br />

externen Galvanik eingehalten<br />

werden, gewährleistet<br />

einerseits die hochmoderne<br />

Produktionsanlage des<br />

Dienstleisters aber vor allem<br />

auch die enge Zusammenarbeit<br />

von Auftraggeber und<br />

Dienstleister. Mehrere<br />

Monate saßen Stauff- und<br />

Muschert & Gierse-Experten<br />

zusammen, bis die Spezifikationen<br />

im System der<br />

Galavanik-Anlage exakt nach<br />

den Vorstellungen von Stauff<br />

hinterlegt waren.<br />

18 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

FIRMENPORTRAIT<br />

FERTIGUNGSKAPAZITÄT<br />

Erst vor wenigen Wochen konnte das Werdohler Unternehmen die Früchte<br />

der Investitionen in die eigene Fertigung in Höhe von 6,2 Mio. Euro ernten.<br />

Denn zu diesem Zeitpunkt ging die erste von zwei neuen Rundtaktmaschinen<br />

in Betrieb. An der neuen Fertigungslinie sollen jährlich rund 1,5 Millionen<br />

Winkelverschraubungen, T-Verschraubungen und Kreuzstücke auf Basis von<br />

Schmiederohlingen hergestellt werden. Die Anlage fertigt dabei große<br />

Verschraubungen innerhalb von 14 Sekunden, kleine in unter 5 Sekunden.<br />

Die zweite Rundtaktmaschine für die Fertigung gerader Verbindungen aus<br />

Stangenmaterial mit doppelt so hoher Ausbringungsmenge wird voraussichtlich<br />

im April in Betrieb genommen.<br />

Mit diesen Investitionen reagiert der Komplettanbieter aller Komponenten<br />

hydraulischer Leitungen unter anderem auf die große Nachfrage nach dem eigenen<br />

Rohrverschraubungsprogramm Stauff Connect.<br />

„MIT DIESEN LEISTUNGSSTARKEN<br />

ANLAGEN ERHÖHEN WIR IN DIESEM<br />

JAHR UNSERE FERTIGUNGSKAPAZITÄTEN<br />

VON 10 AUF 15 MILLIONEN TEILE UND<br />

GEWÄHRLEISTEN UNSEREN KUNDEN<br />

AUCH ANGESICHTS DER AKTUELL KONTI-<br />

NUIERLICH STEIGENDEN NACHFRAGE<br />

EINE NOCH HÖHERE VERFÜGBARKEIT“<br />

CARSTEN KRENZ, GESCHÄFTSFÜHRER<br />

MIT VERANTWORTUNG FÜR DIE FERTIGUNG<br />

www.stauff.com<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 19

VERBINDUNGSELEMENTE<br />

SICHERES BETREIBEN VON<br />

HYDRAULIK-SCHLAUCHLEITUNGEN<br />

Mit der stetigen Weiterentwicklung<br />

von Hydrauliksystemen sind auch<br />

die Anforderungen an die<br />

entsprechenden Schlauchleitungen<br />

gestiegen. Aufgrund der höheren<br />

Betriebsdrücke, kürzeren Taktzeiten,<br />

kompakteren Bauweisen und<br />

schneller laufenden Fertigungsmaschinen<br />

entstehen Druckspitzen<br />

und -stöße, Impulse, Schwingungen,<br />

Vibrationen und erhöhte<br />

Temperaturen, welche Hydraulik-<br />

Schlauchleitungen in hohem Maße<br />

beanspruchen.<br />

SPECIAL / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

Autor: Ulrich Hielscher,<br />

Geschäftsführer der Internationalen<br />

Hydraulik-<br />

Akademie GmbH<br />

01 Schlauchleitungen<br />

müssen den Platzbedingungen<br />

entsprechend ausgelegt sein,<br />

um Abrieb und Quetschungen<br />

zu vermeiden<br />

02 Abknicken und Torsion<br />

beeinflussen die Lebensdauer<br />

einer Schlauchleitung negativ<br />

03 Schlauchleitungsreparaturen<br />

sind unzulässig, wenn<br />

sie bereits im Einsatz waren<br />

01<br />

Leckagen, Leitungsbrüche, Ölverluste und<br />

dadurch entstehende Maschinen- und Produktionsausfallzeiten<br />

sind heutzutage ebenso<br />

wie die Gefährdung für Mensch und<br />

Umwelt inakzeptabel. Hier setzt für den Betreiber<br />

von hydraulischen Anlagen die Betriebssicherheitsverordnung<br />

(neu 01.06.2015) an. Die Sicherheit<br />

und der Gesundheitsschutz bei der Verwendung<br />

von Arbeitsmitteln, z. B. Hydraulik-Schlauchleitungen,<br />

haben oberste Priorität.<br />

Die Betriebssicherheitsverordnung konkretisiert<br />

die Vorgaben des Arbeitsschutzgesetzes und<br />

schreibt dem Arbeitgeber bzw. Betreiber vor, eine<br />

Gefährdungsbeurteilung für seine hydraulische<br />

Anlage sowie Arbeitsmittel, die zur Funktionserfüllung<br />

notwendig sind, zu erstellen. Das Vorhandensein<br />

einer CE-Kennzeichnung entbindet nicht<br />

von der Pflicht. In diesem Rahmen müssen Art,<br />

02<br />

20 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

VERBINDUNGSELEMENTE<br />

Umfang und Fristen der Prüfungen individuell festgelegt werden.<br />

Die Gefährdungsbeurteilung darf nur von fachkundigen Personen<br />

durchgeführt werden und soll bereits vor der Auswahl sowie der<br />

Beschaffung des Arbeitsmittels erstellt werden. Dabei sind die<br />

Betriebsanleitung und die eventuell zur Verfügung gestellte Risikobeurteilung<br />

des Herstellers mit heranzuziehen.<br />

POTENZIELLE GEFAHREN, IHRE URSACHEN UND<br />

SCHUTZMASSNAHMEN<br />

Nachfolgend ein paar Beispiele, welche Gefährdungen, Ursachen<br />

und Maßnahmen beim Einsatz von Hydraulik-Schlauchleitungen<br />

aufzeigen sollen:<br />

n Eine potenzielle Gefahr für Mensch und Umwelt stellt das<br />

Verspritzen von Hydraulikflüssigkeiten unter hohem Druck infolge<br />

von Undichtigkeit, Beschädigung oder dem Abriss der Leitung dar.<br />

Die Ursache hierfür kann u. a. auf eine innere oder äußere Beschädigung,<br />

eine fehlerhafte Komponentenauswahl, einen Herstellungsfehler,<br />

eine unzureichende Medienbeständigkeit der Werkstoffe,<br />

Druckimpulse oder veränderte Betriebsbedingungen der Hydraulikanlage<br />

sowie ungünstige Austausch-, Prüf- bzw. Wechselintervalle<br />

zurückgeführt werden. Um diesem Risiko vorzubeugen gilt es zu<br />

überprüfen, ob die Betriebsdaten der Anlage innerhalb der spezifischen<br />

Grenzen bleiben. Zudem ist die richtige Auslegung der<br />

Hydraulik-Schlauchleitung hinsichtlich Druck; Temperatur,<br />

Medienbeständigkeit, Umgebung und Volumenstrom (Leitungs-<br />

Querschnittsbestimmung) unumgänglich. Generell sollten nur Bauteile,<br />

die nach Abmessung, Form, Druckstufe aufeinander abgestimmt<br />

und für den Einsatzfall geeignet sind, verwendet werden.<br />

Weiterhin sind die Vorgaben und Erkenntnisse über das Einbindeverfahren,<br />

ein anforderungsgerechter Einbau sowie ein Ausschluss<br />

gebrauchter Hydraulikschläuchen/Schlaucharmaturen zu beachten.<br />

Auch sollte die Verlegung der Hydraulik-Schlauchleitungen so<br />

erfolgen, dass die natürliche Lage die Bewegung nicht behindert<br />

und Torsion, Abrieb über Kanten, ein zu geringer Biegeradius sowie<br />

der Einbau zu kurzer Leitungen vermieden werden.<br />

n Eine weitere Gefährdungsart bilden peitschende und schlagende<br />

Hydraulik-Schlauchleitungen, bewirkt durch hohe Drücke, Druckspitzen<br />

oder Alterungserscheinungen. Diese gilt es mithilfe einer<br />

anforderungsgerechten Auslegung hinsichtlich Druck, Temperatur,<br />

Strömungsgeschwindigkeit und Medienbeständigkeit zu vermeiden.<br />

Der Einbau von Hydraulik-Schlauchleitungen mit ausreißsicheren<br />

Armaturen begünstigt ebenfalls eine sichere Handhabung. Eine<br />

weitere Schutzmaßnahme kann der Einsatz von Befestigungen,<br />

Fangvorrichtungen, Abschirmungen, Abdeckungen oder Kanalführungen<br />

sein. Nicht zu vergessen ist der rechtzeitige Austausch<br />

der Komponenten und die Durchführung von Prüfungen und<br />

Instandhaltungsmaßnahmen<br />

n Auch Gefahrstoffwirkungen von Hydraulikflüssigkeiten sind zu<br />

berücksichtigen: die Gefahr von Verletzungen der Augen, Hauterkrankung<br />

oder das Einspritzen unter die Haut wie auch die Aufnahme<br />

zerstäubter Hydraulikflüssigkeit über die Atemwege oder<br />

den Verdauungstrakt stellen eine erhebliche Gefährdung dar.<br />

Folgende Schutzmaßnahmen sind hier u. a. nennen: das sofortige<br />

Abschalten undichter Hydrauliksysteme beim Verspritzen der<br />

Hydraulikflüssigkeit sowie die Festlegung und Bereitstellung von<br />

Hautschutz-, Hautreinigungs- und Hautpflegemitteln sowie einem<br />

geeigneten Augenschutz.<br />

DGUV-REGEL LEISTET HILFESTELLUNG<br />

Um Unfälle zu verhüten und möglichen Gefährdungen vorzubeugen<br />

gilt es die fristgerechte Überprüfung der Hydraulik-Schlauchleitungen<br />

– in Form von Sicht-, aber auch Funktionsprüfungen –<br />

durchzuführen. Diese Prüfungen müssen sowohl in regelmäßigen<br />

Abständen (Gefährdungsbeurteilung) und vor der erstmaligen<br />

Verwendung als auch nach Montagen, Veränderungen an einer<br />

Maschine, Instandsetzungsmaßnahmen in Folge von Beschädigungen/Unfällen<br />

oder dem Neuaufbau einer Maschine an einem neuen<br />

Standort erfolgen. Die Prüfung von Arbeitsmitteln darf nur von<br />

einer befähigten Person durchgeführt werden. Sie wird vom Arbeitgeber<br />

bestellt, unterliegt bei ihrer Prüfung keinen fachlichen<br />

Weisungen und darf wegen dieser Tätigkeit nicht benachteiligt werden.<br />

Die neue DGUV-Regel 113-020 (ehem. BGR 137/ 237) gibt hierzu<br />

Hilfestellungen für den Arbeitgeber bei der Umsetzung seiner<br />

Pflichten in Bezug auf staatliche Arbeitsschutz- und Unfallverhütungsvorschriften.<br />

Hier werden Möglichkeiten aufgezeigt, wie<br />

Arbeitsunfälle oder Gesundheitsgefahren vermieden werden können.<br />

Neu ist, dass in der DGUV-Regel für den sicheren Einsatz neben<br />

den Hydraulik-Schlauchleitungen auch der Anwendungsbereich<br />

Hydraulikflüssigkeiten in dieser Schrift vereint wurde. Bei den Leitungen<br />

wurden die bewährten Punkte aus der bereits zurückgezogenen<br />

DGUV Regel 113-015 übernommen und um einige weitere wichtige<br />

praktische Hinweise ergänzt. Vom Grundsatz her bleibt der präventive<br />

Anspruch bestehen, dass DGUV-Regeln Bereichs-, Arbeitsverfahrens-<br />

oder arbeitsplatzbezogene Inhalte zusammenstellen. Sie erläutern,<br />

mit welchen konkreten Präventionsmaßnahmen die Pflichten<br />

zur Verhütung von Arbeitsunfällen, Berufskrankheiten und arbeitsbedingten<br />

Gesundheitsgefahren erfüllt werden können. Sie sind fachliche<br />

Empfehlungen zur Gewährleistung von Sicherheit und Gesundheit.<br />

Gleichzeitig dienen sie dem Arbeitgeber als konkrete Hilfe für<br />

die Gefährdungsbeurteilung und die daraus resultierenden Maßnahmen<br />

im Zusammenhang mit dem Einsatz von Hydraulik-Schlauchleitungen<br />

und für die Auswahl sowie Verwendung von Hydraulikflüssigkeiten<br />

in der Praxis. Bei anforderungsgerechter Anwendung<br />

kann die DGUV-Regel neben der Schaffung der eigenen Rechtssicherheit<br />

ein wichtiger Bestandteil der vorbeugenden Instandhaltung<br />

bei einer gleichzeitig höheren Maschinenverfügbarkeit sein.<br />

DGUV-Regeln haben neben dem hohen Praxisbezug auch einen<br />

hohen Erkenntniswert für die Anwender.<br />

www.hydraulik-akademie.de<br />

03<br />

SEMINARHINWEIS<br />

Die Internationale Hydraulik-Akdemie vermittelt<br />

in dem 2-tägigen Seminar Fachkenntnisse für<br />

zukünftig „zur Prüfung befähigte Personen der<br />

hydraulischen Leitungstechnik“ gemäß der<br />

Betriebssicherheitsverordnung. Ziel ist es, technische<br />

und sicherheitsrelevante Anforderungen<br />

an die Leitungstechnik in der Hydraulik zu<br />

präzisieren. Die nächsten Termine des Lehrgangs<br />

finden Sie unter dem folgendem Link:<br />

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

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 21

MARKTPLATZ<br />

EFFIZIENTE KABELEINFÜHRUNG<br />

Die Firma icotek präsentiert eine<br />

neue Stufe der effizienten<br />

Kabeleinführung: „Mit der<br />

Neuentwicklung der werkzeuglosen<br />

KEL-Quick-Baureihe ist ein<br />

Produkt entstanden, das neue<br />

Maßstäbe setzt!“ betont Geschäftsführer<br />

Philipp Ehmann. Die<br />

überarbeitete Kabeleinführungsleiste<br />

ist ein kompaktes System<br />

zur schnellen Einführung und<br />

Abdichtung vorkonfektionierter<br />

Leitungen, Schläuchen sowie<br />

Pneumatikleitungen. Die<br />

Baureihe setzt auf Ausbrüche für 24-/16-/10-polige schwere<br />

Steckverbinder sowie Ausbrüche der Größe 36 x 46 mm auf. Die<br />

werkzeuglose Montage erfolgt entweder durch Anschrauben oder<br />

durch Einrasten in den KEL-SNAP Rahmen. Spätere Nachrüstungen<br />

und Servicearbeiten sind bequem durchführbar. Der Garantierhalt<br />

konfektionierter Leitungen ist hiervon nicht betroffen. KEL-Quick<br />

ist neben einer Vielzahl an Zulassungen und Zertifikate geprüft<br />

nach IP54 und UL.<br />

SCHUTZELEMENTE EINFACH MONTIEREN<br />

Um die Montage seiner<br />

Schraub-, Dicht- und<br />

Dichtstopfen mit O-Ring zu<br />

erleichtern, hat Pöppelmann<br />

das Montagewerkzeug<br />

Kapsto BIT-73X entwickelt.<br />

Das Bit aus nichtrostendem<br />

Edelstahl für handelsübliche<br />

Schrauber mit Bohrmaschinenfutter<br />

ermöglicht eine<br />

schnelle und ergonomische<br />

Montage und Demontage<br />

aller Größen der Normreihen<br />

GPN 730 bis GPN 738. Der Schaft ist für Schrauber mit der<br />

Aufnahme nach DIN ISO 1173 ausgelegt. Die Stopfen sind mit<br />

einer kreuzförmigen Schraubvorrichtung versehen. Sie dichten<br />

z. B. Innen- oder Außengewinde, Rohre, Kompaktstecker, Bohrungen,<br />

Kraftstoffleitungen oder Schläuche zum Schutz vor<br />

Verschmutzungen ab.<br />

www.poeppelmann.com<br />

SPECIAL / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

www.icotek.com<br />

SYSTEMLÖSUNG FÜR DIE<br />

SCHWEISSKAPPENKÜHLUNG<br />

Für reibungslose Schweißprozesse<br />

spielt die<br />

optimale Kühlung der<br />

Schweißkappen eine<br />

entscheidende Rolle.<br />

Bürkert hat hierfür eine<br />

kompakte, anschlussfertige<br />

Systemlösung entwickelt,<br />

die eine flexible, bedarfsgerechte<br />

Regelung der<br />

Kühlwassermenge<br />

garantiert und dadurch die Betriebskosten senkt. Das System<br />

besteht aus Pneumatik- und Kühlmitteleinheit sowie einem<br />

Prozessregler. Durch die direkte Anbindung des sensiblen<br />

Durchflusssensors und des Prozessreglers an die übergeordnete<br />

Robotersteuerung oder SPS lässt sich der Kühlwasserdurchfluss<br />

regeln und an den tatsächlichen Bedarf anpassen. Dadurch<br />

werden Schweißkappen von Anfang an ausreichend gekühlt und<br />

ein Kappenkleben zuverlässig verhindert.<br />

www.buerkert.de<br />

KONFEKTIONIERBARE GEHÄUSE<br />

Die Gehäuseeinheiten „Rafix in the Box“ von Rafi für dezentrale Bedienungen bieten<br />

viele Möglichkeiten bei Anzahl und Art der integrierten Befehlsgeräte, den Gehäuseabmessungen<br />

und den Anschlüssen. Die schmale Variante kann einreihig, die breite<br />

auch zweireihig bestückt werden. Die vom Kunden definierte Bestückung erfolgt mit<br />

den Befehlsgeräte-Baureihen Rafix 22 FS+ und Rafix 22 FSR. Als Betätigungselemente<br />

werden beleuchtbare Drucktaster mit hervorstehender oder flacher Blende, Wahl-,<br />

Schlüssel- und Pilzdruckschalter, diverse Not-Halt-Varianten, Leuchtvorsätze und<br />

Potentiometer-Antriebe angeboten. Für raue Umgebungen gibt es die Heavy-Duty-<br />

Befehlsgeräte Rafix 22 FSR.<br />

www.rafi.de<br />

KOMMUNIKATIONSMODUL MIT<br />

M12-ANSCHLUSS FÜR INDUSTRIAL ETHERNET<br />

Das Combitac 10<br />

Gbit-Modul von<br />

Stäubli Electrical<br />

Connectors kann<br />

alternativ zum<br />

RJ45-Anschluss<br />

über eine M12-<br />

Gewindeverbindung<br />

angeschlossen<br />

werden. Für die 10<br />

Gbit (CAT6A) Ethernet-Datenübertragung<br />

sind x-kodierte<br />

M12-Stecker mit 8 Pins spezifiziert, die für die Highspeed-<br />

Datenkommunikation zwischen Maschinen und für die Echtzeitdatenübertragung<br />

zwischen Anlagen eingesetzt werden. Das<br />

Modul ist geeignet für raue Umgebungsbedingungen, bewegliche<br />

Maschinen und Roboter sowie Anwendungen, die Erschütterungen<br />

ausgesetzt sind. Ausgelegt ist das Modul für 100 000<br />

Steckzyklen und kommt für Industrial-Ethernet-Anwendungen<br />

der Fertigungsindustrie, bei denen große Datenmengen zu<br />

übertragen sind, zum Einsatz.<br />

www.staubli.com<br />

22 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

INDIVIDUELLER SERVICEKOFFER<br />

Der Hydraulik-<br />

Messkoffer von<br />

Stauff enthält<br />

analoge und<br />

digitale Manometer,<br />

Messkupplungen<br />

und<br />

-schläuche,<br />

Anschlussadapter<br />

und weiteres<br />

Zubehör. Er kann<br />

in mehreren Standardvarianten bezogen werden, aber auch<br />

nach spezifischen Vorgaben bestückt werden. Selbst gewählt<br />

werden können dabei nicht nur die Auswahl und Anordnung der<br />

Komponenten, sondern auch Größe, Werkstoff, Ausführung und<br />

Kennzeichnung des Koffers. Es ist sogar möglich, den Inhalt des<br />

Koffers um Produkte von Drittanbietern zu erweitern, z. B.<br />

spezielle Mess- und Prüfgeräte oder Anschlussadapter. Hierzu<br />

zählen aktuell etwa 40 000 Leitungskomponenten und weiteres<br />

Hydraulikzubehör.<br />

www.stauff.com<br />

HARTE ANFORDERUNGEN, FLEXIBLE LÖSUNG<br />

Stahl-Energieführungsketten<br />

von Tsubaki<br />

Kabelschlepp ermöglichen<br />

ein grabenloses<br />

Verlegen von Rohrleitungen<br />

bis 60" und<br />

über eine Distanz bis<br />

3 000 m. Für Horizontalbohranlagen<br />

von<br />

Prime Drilling realisierte<br />

der Hersteller eine<br />

maßgeschneiderte<br />

Lösung auf Basis der S-Serie. Die Ketten wurden seitlich an den<br />

Lafettenmasten der Bohranlagen angebracht und führen bzw.<br />

schützen die Hydraulikschläuche. Die Kette muss bei den<br />

Tiefbohrgeräten bei sehr kompakter Bauweise extrem viele<br />

große, schwere Schläuche führen. Die Modifikationen bezogen<br />

sich deshalb vor allem auf eine optimale Bauraumausnutzung<br />

und sehr stabile Ausführung der Kette auch im Innenraum.<br />

www.kabelschlepp.de<br />

BEGEHBARER KABELKANAL SCHÜTZT<br />

VERKABELUNG<br />

Der Bodenkanal von Pflitsch wird für die sichere Kabelverlegung<br />

im Produktionsumfeld eingesetzt. Der Bodenkanal mit Antirutsch-Riffelblech-Abdeckung<br />

mit Rutschfestigkeitsklasse R10<br />

wird z. B. in Roboterzellen eingesetzt. Mit sieben Querschnitten<br />

von 100 bis 600 mm Breite, Bodenlochung und verschiebbaren<br />

Trennwänden lässt sich der Kanal kundenspezifisch auslegen.<br />

Der verwindungssteife Kabelkanal aus verzinktem 2-mm-Stahlblech<br />

ermöglicht die Montage mit großen Stützabständen. Die<br />

verschiebbaren Trennstege im Kanal ermöglichen auch die<br />

EMV-gerechte Separierung von Energie- und Datenkabeln sowie<br />

die getrennte Verlegung von Fluid- und Druckluftleitungen.<br />

www.pflitsch.de<br />

IN PERFEKTER<br />

HARMONIE<br />

FLUIDTECHNIK-KOMPONENTEN,<br />

SYSTEME UND DIENSTLEISTUNGEN<br />

AUS EINER HAND.<br />

Jetzt erleben:<br />

www.perfekte-harmonie.de

DESTINATION<br />

PROGRESS.<br />

WITH TUBE MANIPULATION MACHINES<br />

FROM TRANSLFUID ® .<br />

www.transfluid.net<br />

SCHNEIDRINGMASCHINE VEREINFACHT<br />

ENDMONTAGE<br />

Die Schneidring-<br />

Montagemaschine<br />

M-R7 der Reihe<br />

Walterscheid von<br />

Eaton verbessert die<br />

Montagetechnologie<br />

und Sicherheit bei der<br />

Installation von<br />

Rohrverbindungen<br />

der Walterscheid-<br />

Systemtrilogie mit<br />

vorkonfektionierten<br />

Rohrenden. Sie<br />

ermöglicht die gesteuerte Endmontage der Schneidringsysteme<br />

Walpro und Walring. Die Montageart, bei der der Schneidring zu<br />

100 % montiert wird, reduziert den Drehweg und die erforderliche<br />

Kraft bei der finalen Montage. Die Maschine nutzt die<br />

automatische Druckpunkterkennung, um negative Auswirkungen<br />

von Toleranzen des Hydraulikrohres, der Schneidringe oder der<br />

Werkzeuge auf die Montagequalität zu verhindern.<br />

www.eaton.com/hydraulics<br />

SPECIAL / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

TUBE <strong>2018</strong>:<br />

We look forward to your visit!<br />

ÖL- UND WASSERABWEISENDE MEMBRAN<br />

transfluid.indd 1 02.02.<strong>2018</strong> 14:45:30<br />

Mit einer Porengröße von<br />

1,2 µm sorgen die öl- und<br />

wasserabweisenden<br />

Membranen GN 7404 von<br />

Ganter für eine zuverlässige<br />

Be- und Entlüftung.<br />

Schmutzpartikel, Öl- und<br />

Wassertröpfchen können die<br />

Membran nicht passieren.<br />

Nach außen ist sie durch ein<br />

Schutzsieb aus nichtrostendem<br />

Edelstahl geschützt.<br />

Idealerweise wird das Normelement in vertikale Flächen eingebaut,<br />

damit sich auf der Membran keine Flüssigkeiten sammeln.<br />

Bei einem Nenn-Differenzdruck P1 zu P2 von 1 bar beträgt der<br />

maximale Luftstrom bis 34 l/min. Die Membran selbst behält ihre<br />

Funktion bis zu einer Außen-Druckdifferenz von 2 bar bzw. einer<br />

innenseitigen Druckdifferenz bis 10 bar bei.<br />

www.ganter-griff.de<br />

SICHERE FÜHRUNG FÜR THERMOPLASTISCHE<br />

WELLSCHLÄUCHE<br />

Die Schellenkörper<br />

Typ CHC von Stauff<br />

eignen sich zur<br />

Führung und Befestigung<br />

von thermoplastischen<br />

Wellschläuchen,<br />

z. B. an mobilen<br />

Arbeitsmaschinen<br />

und in der Stationärhydraulik.<br />

Mit ihnen<br />

werden, im Gegensatz<br />

zu herkömmlichen<br />

Schellen mit<br />

glatter oder mehrfach<br />

gerippter Innenfläche,<br />

die befestigten<br />

Kabelschutzwellschläuche<br />

mit einer<br />

einzelnen umlaufenden Rippe im Schellenkörper sicher, aber<br />

ohne nennenswerte Vorspannung fixiert. Ein axiales Durchrutschen<br />

der Wellschläuche, das zu Beschädigungen führen kann,<br />

wird so verhindert – auch bei senkrechter Verlegung oder<br />

erheblichen Bewegungen. Auch in flammhemmenden Varianten<br />

sind sie erhältlich.<br />

www.stauff.com<br />

Die Nr. 1 in Auswahl und Kompetenz – SF.<br />

30‘000 Filtertypen ab Lager. Für den Mobil- und Industriebereich.<br />

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24 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

SEHR SCHMALE EMV-SCHIRMKLAMMERN FÜR BEENGTE<br />

PLATZVERHÄLTNISSE<br />

Icotek hat sein Sortiment an EMV-Schirmklammern zur<br />

sicheren Ableitung hochfrequenter Störungen um eine sehr<br />

schmale Bauform erweitert. Die PFS|SCL ermöglicht eine<br />

schnelle Montage auf 10 x 3 mm Sammelschienen für Kabeldurchmesser<br />

von 1,5 bis 6 mm. Aufgrund der sehr geringen<br />

Baubreite ist eine Verlegung vieler Leitungen auf engstem<br />

Raum möglich. Die Schirmklammern verfügen über eine<br />

großflächige Kontaktierung und eine im Vergleich mit herkömmlichen<br />

Schirmklemmen um 50 % größere Kontaktfläche. Durch den ständigen Federdruck auf<br />

den Kabelschirm ist eine konstante und auch bei Vibrationen sichere Kontaktierung gewährleistet.<br />

Stahlverschraubungen in<br />

Zink Nickel<br />

IhrLieferantfür höchste<br />

Anforderungen in der<br />

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

Füralle Anwendungen.<br />

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SICHERE FÜHRUNG AUF ENGSTEM RAUM<br />

Für die Leitungsführung auf engstem Raum bei hochdynamischem<br />

Verfahren bietet Igus die Miniatur-E-Kette<br />

E2.10 mit 10 mm Innenhöhe, 15 mm Außenhöhe und<br />

kleinsten Biegeradien an. Die Kettenglieder bestehen aus<br />

Boden-/Seitenteil und einem Öffnungssteg. Dieser lässt<br />

sich von oben und von der Seite mit einem Schraubendreher<br />

öffnen. Ein mitgelieferter Kettenöffner ermöglicht<br />

ein Öffnen „in einem Rutsch“. Ein robustes Anschlagsystem<br />

sorgt für mehr freitragende Länge, höhere Zusatzlasten<br />

und weniger Eigengewicht. Die Bremse am Anschlag der<br />

Kettenglieder sorgt für einen ruhigen Lauf. Sie eignet sich z. B. für automatische Türen, Fahrzeuge<br />

oder medizinische Möbel.<br />

Schneidringverschraubungen<br />

Schlauchverbinder<br />

www.igus.de<br />

KUPPLUNGSSYSTEME FÜR HOCHTEMPERATUREN<br />

Die Schnellkupplung HTI und das Multikupplungssystem<br />

HTM von Stäubli sind für Betriebstemperaturen<br />

bis 300 °C konzipiert, wie sie beim Spritzgießen,<br />

Aluminium-Druckgießen oder in der Compositeverarbeitung<br />

vorkommen. Sie ermöglichen sichere,<br />

schnelle Werkzeugwechsel. Das Multikupplungssystem<br />

erlaubt die simultane Verbindung von sechs Kreisläufen<br />

mit einem Handgriff. Die Kupplungen kommen ohne<br />

Dichtung im Flüssigkeitsstrom aus, was den Wartungsaufwand<br />

minimiert. Die Mono-Schnellkupplung HTI hat<br />

ein zweistufiges Verriegelungssystem mit kurzem Druckimpuls und Bajonettsystem. Zwei seitliche<br />

Hebel an der Verriegelung sorgen für zusätzliche Sicherheit.<br />

Schweissverschraubungen<br />

Flanschverbinder<br />

www.staubli.com<br />

SAUG- UND NIEDERDRUCKSCHLAUCH WITTERUNGSBEDINGUNGEN<br />

Für den Einsatz unter extremen Witterungsbedingungen oder in<br />

besonders engen Einbauräumen in z. B. Baufahrzeugen präsentiert<br />

Dietzel Hydraulik den Saug- und Niederdruckschlauch 17A<br />

mit einer Temperaturbeständigkeit von - 40 bis + 100 °C. Aufgrund<br />

seiner Konstruktion, zweier hochzugfester Textilgeflechteinlagen<br />

und zwei parallelen Stahldrahtspiralen, können<br />

gegenüber der Norm SAE 100 R4 im Druchschnitt 66 Prozent<br />

bessere Biegeradien realisiert werden. Verfügbar ist der Schlauch<br />

in den Nennweiten DN19 bis DN152. Die Einbindung ist mit<br />

Pressfassung und mit Schellen möglich.<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<br />

www.dietzel-hydraulik.de

HIGHLIGHTS<br />

DER VERBINDUNGSTECHNIK<br />

HOCHLEISTUNGSSCHLAUCH<br />

FÜR 1 MILLION IMPULSZYKLEN<br />

SPECIAL / VERBINDUNGSTECHNIK<br />

ALTERNATIVE ZU<br />

KLEMMRINGSYSTEMEN<br />

26 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

SCHLAUCH FÜR 1 MILLION IMPULSZYKLEN<br />

Eaton erweitert sein Portfolio an Hydraulikschläuchen mit der<br />

Produktserie GH681. Dieser, mit einem Stahldrahtgeflecht verstärkte,<br />

Hochleistungsschlauch ist für 1 Million Impulszyklen qualifiziert und<br />

für eine Betriebstemperatur bis zu 126 °C ausgelegt. Der GH681 wird<br />

als Teil eines Hydrauliksystems verwendet und transportiert unter<br />

Druck Öl zu den Zylindern mobiler Maschinen. Auch wird er in<br />

industriellen Anwendungen wie Pressen eingesetzt.<br />

www.eaton.com<br />

ZUVERLÄSSIGE<br />

WINKELANSCHLÜSSE<br />

MEHR BEWEGUNGSFREIHEIT<br />

ALTERNATIVE ZU KLEMMRINGSYSTEMEN<br />

Anwendern von 40° Klemmringsystemen bietet Voss Fluid mit dem<br />

Rohrverbindungssystem VOSSLok40 eine Alternative, welches auf dem<br />

Prinzip der Rohrumformung basiert. Das rein metallisch dichtende<br />

Formsystem sorgt für eine hohe Feinstdichtigkeit bei Nenndrücken bis<br />

700 bar und Temperaturen bis –40° C. Es ist für Rohre mit einem<br />

Außendurchmesser von 6 bis 22 mm geeignet. Das VOSSLok40 umfasst<br />

Bauformen wie Winkel-, T- oder L-Verschraubungen. Als Rohrwerkstoffe<br />

eignen sich neben Edelstahl 1.4571 auch Stahl E235/E355, Aluminium<br />

oder CuNiFe-Legierungen (Kupfer-Nickel-Legierungen).<br />

www.voss-fluid.de<br />

ZUVERLÄSSIGE WINKELANSCHLÜSSE<br />

Eisele entwickelt und fertigt Ganzmetall-Anschlüsse in unzähligen<br />

Ausführungen, die sich in mehrere Produkt-Familien gliedern. Viele<br />

Komponenten sind auch als Winkelanschlüsse erhältlich. Mit ihren<br />

vielfältigen Ausführungen schaffen diese bei beengtem Bauraum<br />

Platz für die Schlauchmontage in der Anwendung. Neben unterschiedlichsten<br />

Gewindearten (M, G, NPT und R) gibt es diese auch in<br />

verschiedenen Bauformen für nahezu alle Einsatzzwecke. Auch viele<br />

Sonderlösungen wurden hier bereits entwickelt.<br />

www.eisele.eu<br />

SCHUTZEINRICHTUNG<br />

LEITUNGSSIEBE<br />

MEHR BEWEGUNGSFREIHEIT<br />

Die Einschraub-Winkel-Drehverschraubungen FI-DGWESV von Stauff<br />

haben eine zusätzliche Drehachse im Anschluss. Das bringt mehr<br />

Bewegungsfreiheit in die Hydraulikleitung und steigert die Leckagesicherheit.<br />

Die Verschraubungen gleichen (un)regelmäßige Dreh-,<br />

Schwenk-, und Pendelbewegungen zwischen Leitung und Maschinenteil<br />

im laufenden Betrieb aus. Außerdem verhindern sie das Auftreten<br />

von Torsion und zu engen Biegeradien an bewegten Leitungen.<br />

www.stauff.com<br />

SCHUTZEINRICHTUNG LEITUNGSSIEBE<br />

Leitungssiebe schützen wichtige Komponenten in Rohrleitungssystemen<br />

vor Schäden. Sie werden einfach als vor- oder nachgeschaltete<br />

Schutzeinrichtung in das System eingebaut, die integrierten Edelstahl-<br />

Siebe von Ganter mit Maschenweiten von 100 oder 500 µm stoppen<br />

etwaige Fremdkörper, bevor diese Probleme verursachen können. Die<br />

beiden Gehäuseteile der Leitungssiebe werden über eine Überwurfmutter<br />

zusammengehalten, für Dichtheit sorgt ein O-Ring aus NBR.<br />

www.ganter-griff.de<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 27

ANTRIEBE<br />

KOMPLETTSYSTEME ZUM<br />

KALOTTENPRÄGEN<br />

Zweilagige Bleche mit<br />

Kalottenprägung und<br />

Stanzung<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Zur Sicherstellung einer hohen Wirtschaftlichkeit<br />

setzt die Automobilindustrie auf einen hohen<br />

Automatisierungsgrad. Dieser setzt eine<br />

reproduzierbare genaue Bauteil- und<br />

Baugruppen-Qualität voraus, damit die<br />

Montage- und Fügeprozesse störungsfrei<br />

ablaufen können. Dabei gilt es (fertigungs-)<br />

technische, funktionale sowie optische Aspekte<br />

zu berücksichtigten. Das Kalottenprägen ist<br />

daher ein gern genutztes Verfahren, um z. B.<br />

Türen an der Karosserie zu befestigen.<br />

Beim Kalottenprägen werden in eines oder mehrere Bleche präzise<br />

Vertiefungen geprägt, die der Aufnahme der entsprechenden<br />

Befestigungsschrauben dienen. Zum einen sorgen die<br />

Kalotten als eine Art Vorzentrierung für Montage-Erleichterungen,<br />

und zum anderen bewirken diese Vertiefungen, dass die<br />

Befestigungsschrauben nicht hervorstehen und somit keine Störkanten<br />

gebildet werden. Im Grunde stellt das Kalottenprägen eine Kombination<br />

aus den beiden Verfahren Stanzen und Umformen bzw. Prägen<br />

dar, indem zunächst die Befestigungs-Bohrungen herausgestanzt und<br />

nachfolgend die Vertiefungen geformt werden. Folgerichtig braucht es<br />

dafür Werkzeuge wie Stempel und Matrize sowie mechanische Vorrichtungen<br />

mit Presskraftantrieb. Im Idealfall sind die beiden Verfahren<br />

in einem Werkzeug vereint. So lässt sich ein Arbeitsgang einsparen<br />

und die Kalottenprägung absolut mit der Bohrung fluchten.<br />

KALOTTENPRÄGE-LÖSUNGEN AUS DEM<br />

STANDARD-BAUKASTEN<br />

Zu dem Portfolio des Unternehmens Tox Pressotechnik zählen u. a.<br />

Technologien und Verfahren für die mechanische Blechbearbeitung<br />

als auch das Maschinenbau-Equipment und die Antriebstechnik für<br />

die Realisierung der jeweiligen<br />

Produktions-Einrichtungen. Stanzen, Umformen,<br />

Bleche verbinden und die Werkzeuge<br />

dafür einerseits, Pressen, C-Bügel, Roboter-/<br />

Maschinenzangen inklusive Steuerungen und<br />

Software oder definierte Schnittstellen andererseits –<br />

damit ist Tox Pressotechnik in der Lage, aus dem Standard-Baukasten<br />

heraus individuelle Systemlösungen zum<br />

Stanzen und Kalottenprägen zu liefern.<br />

Ein Beispiel für diese Systemlösungs-Kompetenz ist die Entwicklung,<br />

der Bau sowie die Lieferung von zwei Zangensystemen, mit<br />

denen an den linken oder rechten Laderaum-Schiebetüren eines<br />

Kleintransporters jeweils dreifach Kalotten zu prägen sind. Der große<br />

Vorteil dabei ist, dass mit nur einem Arbeitshub an drei Positionen zuerst<br />

zwei Bleche gestanzt und fixiert und dann auch drei Kalotten mit<br />

der Geometrie D = 6,3 mm × 90° geprägt werden.<br />

ANDOCKFERTIGES SUBSYSTEM OHNE<br />

SCHNITTSTELLEN-PROBLEMATIK<br />

Die beiden Tox-Stanzzangen vom Typ SMB sind als Einzelstationen<br />

konzipiert und aufgestellt. Sie basieren auf C-Bügeln mit größerer,<br />

sprich angepasster Ausladung und sind für Presskräfte bis 300 kN<br />

ausgelegt. Als Antrieb ist ein pneumohydraulischer Zylinder vom Typ<br />

Tox-Kraftpaket X-S 030 im Einsatz. Das Werkzeug besteht sowohl aus<br />

drei kombinierten Stanz-/Umformstempeln als auch aus drei Stanz-/<br />

Umformmatrizen, einem Linearführungssystem für das Werkzeugsystem<br />

und einem Niederhalter. Der Lieferumfang umfasst des<br />

Weiteren Abfragesensoren für den oberen/unteren Totpunkt, eine<br />

Adapterplatte für den Anbau der Stanzzange an anwenderseitig<br />

bereitgestellte Ständer bzw. Konsolen, einen per Pneumatikzylinder<br />

angetriebenen Freifahrschlitten am Rücken des C-Bügels mit Hub<br />

10 mm und schließlich die Fremdimpuls-Steuerung STE, die erstens<br />

das komplette Stanzsystems ansteuert und zweitens als Schnittstelle<br />

für die Anlagensteuerung dient. Die Zangen zum kombinierten und<br />

gleichzeitigen Stanzen sowie Prägen von jeweils drei Kalotten liefert<br />

Tox Pressotechnik als direkt andockfertige Arbeitsstationen. Auf diese<br />

Weise erhält der Anwender eine Komplettleistung aus einer Hand.<br />

www.tox-de.com<br />

28 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

MARKTPLATZ<br />

FLEXIBLE CAN-TASTATUREN MIT E1-ZULASSUNG<br />

Die Tastaturmodule<br />

K2 von Graf-Syteco<br />

haben jetzt auch<br />

eine e1-Zulassung<br />

und können damit<br />

in Fahrzeugen<br />

verwendet werden.<br />

Sie lassen sich mit den Bedien- und Steuergeräten des Herstellers<br />

kombinieren, um maßgeschneiderte Bedienlösungen zu realisieren.<br />

Zur Einbindung in die Automatisierungsarchitektur steht<br />

eine integrierte CAN-Schnittstelle zur Verfügung. Die Module sind<br />

robust und erfüllen alle Prüfnormen bezüglich EMV, Vibration und<br />

Schock. Die Front erfüllt Schutzart IP65, der Betriebstemperaturbereich<br />

geht von -20 bis +70 °C. Damit sind sie für mobile<br />

Maschinen, z. B. im Bau- oder Agrarbereich oder für Kommunalfahrzeuge<br />

geeignet.<br />

www.graf-syteco.de<br />

EIN SENSOR, ZWEI SIGNALE<br />

M8-Drehzahlsensoren und<br />

ABZ-Sensoren von Rheintacho<br />

detektieren zusätzlich zur<br />

Drehzahl auch die Temperatur.<br />

Der ABZ-Sensor erfasst außerdem<br />

auch die Drehrichtung und<br />

Position. Für die Temperaturerfassung<br />

wird ein NTC-Temperaturelement<br />

eingesetzt. Optional<br />

kann die Erfassung auch mit anderen Komponenten realisiert<br />

werden. Abhängig vom Einsatzgebiet muss die Auswertung des<br />

Temperatursignals an die veränderte Einbausituation angepasst<br />

werden. Die Vorteile liegen wiederum bei der Einsparung eines<br />

kompletten Sensors mit eigener Elektronik, einem geringeren<br />

Installationsaufwand und einer konstruktive Vereinfachung, da<br />

ein zusätzlicher Sensorzugang wegfällt.<br />

www.rheintacho.de<br />

HOHLWELLENGEBER MIT MULTITURN-FUNKTION<br />

Mit den Motor-Feedback-Systemen SES/SEM70 setzt Sick einen neuen Standard für Direktantriebe. Sick<br />

hat eine Multiturn-Variante mit mechanischem Getriebe realisiert, wodurch zusätzliche Komponenten<br />

unnötig sind. Der mechanische Multiturn kann bis zu 4 096 min -1 erfassen. Das Motor-Feedback-System<br />

hat einen Hohlwellendurchmesser von 25 mm und wird direkt auf der Motorwelle montiert – Riemenverbindungen<br />

oder mechanische Kupplungen sind überflüssig. Zudem kann nach der Montage über das<br />

Programmiergerät PGT11-S die Position des Rotors ausgelesen werden, um Montagefehler zu identifizieren. Die kleine Bauform ist dank<br />

der lagerlosen Technologie robust, verschleißfrei und zuverlässig. Parallel arbeitet Sick an einer weiteren Baugröße mit einem Hohlwellendurchmesser<br />

von 50 mm sowie einer Safety-Variante (SIL2-zertifiziert).<br />

www.sick.de<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 />

Besuchen Sie uns auf der Hannover Messe vom 23. bis 27. April <strong>2018</strong> – Halle 17, Stand A40.<br />

www.connected-hydraulics.com

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

PUNKTGENAU<br />

IN ALLEN<br />

KLIMAZONEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Hohe Funktionalität, Präzision und Energieeffizienz<br />

sind die wichtigsten Herausforderungen<br />

der Hydraulik und bedeutende Faktoren hinsichtlich<br />

leistungsstarker mobiler Maschinen. Bucher<br />

Hydraulics kombiniert in seinen Proportional-<br />

Wegeventilen der Baureihe LCV die jeweiligen<br />

Vorzüge von Hydraulik, Schrittmotor-Ansteuerung<br />

und CAN-Bus Technologie. Damit erfüllen die<br />

Ventile hohe Anforderungen zur präzisen<br />

Steuerung von Arbeitspositionen sowie zur<br />

automatischen Lenkung.<br />

120 l/min und 250 bar sind klassische Daten zu Volumenstrom und<br />

Betriebsdruck bei Landmaschinen und seit Jahrzehnten die<br />

Domäne der Hydraulik. Eingesetzt in ihrer puren Form ergeben<br />

sich hier jedoch einige Schwachstellen. Dazu zählen Druckschwankungen<br />

durch die Vielzahl von unterschiedlichen Anbaugeräten.<br />

Bei konventionellen hydraulischen Ansteuerungen, sind zusätzliche<br />

Maßnahmen notwendig, um ein Überschwingen des Ventils<br />

zu verhindern.<br />

Basierend auf einem umfassendem Anwendungs-Know-how<br />

in der Landtechnik und dem Erkennen zukunftsweisender Technologien<br />

entwickelte das Unternehmen Bucher Hydraulics eine<br />

für mobile Anwendungen außergewöhnliche Lösung. Der Hydraulikspezialist<br />

kombiniert dabei das Proportional-Wegeventil<br />

der Baureihe LCV mit einem CAN-Aktuator. Jetzt erfolgt die<br />

Ventilansteuerung anhand eines elektrischen Schrittmotors<br />

samt integrierter Elektronik, der wiederum über CAN-Bus<br />

angesteuert wird.<br />

Zusammen mit dem kompakten Schrittmotor zielt das LCV konkret<br />

auf Anwendungen in der Land- und Kommunaltechnik ab. Zudem<br />

erlaubt das neue mechatronische System ein breites, weltweites<br />

Einsatzspektrum unabhängig von Klimazonen.<br />

INDIVIDUALISIERT STATT ÜBERDIMENSIONIERT<br />

Die vollständige Trennung von elektromechanischer Ansteuerung<br />

und hydraulischen Funktionen sowie der intelligente Aktuator sind die<br />

Basis für eine Reihe von optimalen Eigenschaften. Anwender können<br />

den Ventilblock mit exakter Regelung individuell auf die jeweiligen<br />

Anforderungen abstimmen. Für die Ansteuerung ist kein Pilotdruck<br />

erforderlich, was das Ventil unempfindlich gegenüber äußeren Einflüssen<br />

wie Druck- und Temperaturschwankungen, Viskosität oder<br />

Verschmutzung macht. Das LCV ist somit schwingungsfrei und bietet<br />

stabile Funktionen für alle linearen und rotierenden Verbraucher.<br />

Der intelligente Aktuator sorgt für eine reproduzierbare Positionierung<br />

des Steuerschiebers – und das ohne Hysterese und Sensoren.<br />

Bei jedem Start wird dazu die Neutralstellung ermittelt. Dabei wird<br />

mechanisches Spiel erkannt und kompensiert, so dass die Regelgüte<br />

des Ventils über dessen gesamten Lebenszyklus optimal erhalten bleibt.<br />

Im Vergleich zur Sensortechnik, die eine Positionsrückmeldung<br />

und deren Auswertung erfordert, fährt das Ventil, geregelt durch<br />

den Schrittmotor, direkt in die exakt definierte Position. Der Einsatz<br />

des Aktuators behebt deshalb auch das bisher typische Überschwingen<br />

des Ventils. Stattdessen können die erforderlichen Volumenströme<br />

deutlich genauer eingestellt und die Öffnungspunkte<br />

mit einer linearen Auflösung von 7 µm angefahren werden. Damit<br />

erreicht das LCV eine hohe Verstellgeschwindigkeit des Ventilschiebers<br />

(80 mm/s bei 12 V bzw. 100 mm/s bei 24 V) und mit den<br />

optimal abgestimmten Beschleunigungsrampen kurze Sprungantwortzeiten<br />

(z. B. in 110 ms von 0 auf 7 mm).<br />

ZUVERLÄSSIG AUCH IN EXTREMEN UMGEBUNGEN<br />

Die hohe Zuverlässigkeit des LCV zeigt sich insbesondere beim<br />

Einsatz in einer Pistenraupe. Selbst bei - 40 °C muss ein Arbeitsbeginn<br />

möglich sein. Als vollständig abgedichtete Einheit und dank<br />

der vom Ölkreislauf getrennten Ansteuerung funktioniert das Ventil<br />

samt Elektronik verlässlich und unabhängig von Temperaturen.<br />

Zudem meistert es extreme Luftdruckschwankungen mit<br />

entsprech end auftretender Feuchtigkeit.<br />

Darüber hinaus steigert die Ventiltechnik den Bedienkomfort, in<br />

dem sie die synchrone Betätigung von bis zu sechs Verbrauchern<br />

30 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

01 Das Hubwerksventil<br />

LCV ist durch<br />

sein einfaches und<br />

robustes Ventildesign<br />

optimal für die<br />

Anwendung<br />

in Traktoren und<br />

Erntemaschinen<br />

ausgelegt<br />

02 Anwender<br />

können in einem<br />

Steuerblock zehn<br />

Ventilsektionen<br />

miteinander<br />

kombinieren<br />

03 Die Ansteuerung<br />

des Proportional-<br />

Wegeventils LCV<br />

erfolgt anhand eines<br />

Schrittmotors mit<br />

integrierter Elektronik,<br />

die wiederum über<br />

einen CAN-Bus<br />

angesteuert wird<br />

ermöglicht. Der Fahrer muss sich je nach Anbaugerät nicht mehr<br />

umstellen. Ausschlaggebend dafür sind die lastunabhängig bedienbaren<br />

Ventile und das hysteresefreie System, dessen Startpunkt<br />

bekannt und immer gleich ist.<br />

KUNDENSPEZIFISCHE, KOMPAKTE STEUERBLÖCKE<br />

Das LCV wird in einer hochautomatisierten Fertigung hergestellt<br />

und abschließend einem automatischen Prüfprozess unterzogen,<br />

um höchsten Anforderungen hinsichtlich Qualität und Zuverlässigkeit<br />

zu entsprechen. In einem Steuerblock können bis zu zehn<br />

Ventilsektionen miteinander kombiniert werden, wobei alle Ventile<br />

serienmäßig mit vier Schaltstellungen (einschl. Schwimmstellung)<br />

ausgestattet sind. Die Verbraucher werden leckölfrei in Position<br />

gehalten. Durch die seitliche Anordnung der Ventilsektionen an der<br />

Mittelplatte reduziert Bucher Hydraulics interne Druckverluste auf<br />

ein Minimum und erleichtert sowohl die Montage des Steuerblocks<br />

als auch dessen Erweiterung.<br />

Anwender können Ventilsektionen mit vor- oder nachgeschalteten<br />

Druckwaagen auswählen oder diese im Ventilblock zusammenstellen.<br />

Das hier genutzte Mengenteiler-Prinzip zeigt seine Vorzüge<br />

vor allem in Frontladern. So dienen Traktoren oftmals auch als<br />

Multifunktionsmaschinen für Schnee- und Forstarbeiten. Bei diesen<br />

Aufgaben überzeugt das LCV durch seine Feinfühligkeit und Präzision<br />

verbunden mit hoher Geschwindigkeit. Die energieeffiziente<br />

Lösung ermöglicht somit auch das schnelle Bewegen von Zylinderfunktionen<br />

bei geringen Drehzahlen des Dieselmotors.<br />

Darüber hinaus bietet Bucher Hydraulics ein spezielles CAN-<br />

Hubwerksventil für Anbaugeräte am Dreipunkt-Kraftheber und an<br />

Rodeaggregaten für selbstfahrende Erntemaschinen. Es dient nicht<br />

nur der optimalen Definition von Arbeitspositionen, sondern kann<br />

auch zur Schwingungstilgung verwendet werden. Das Ventil bietet<br />

eine hohe Dynamik, um die Ölmenge den jeweiligen Bodenunebenheiten<br />

anzupassen, sodass Speicher überflüssig sind.<br />

ZUSATZFUNKTIONEN ERWEITERN EINSATZGEBIET<br />

Durch die Konzeption des Steuerblocks können Anwender eine<br />

Reihe von Zusatzfunktionen leicht in diesen integrieren. Dazu zählen<br />

Schock- und Nachsaugeventile ebenso wie eine Boost-Funktion,<br />

mit der kurzzeitig ein höherer Volumenstrom von bis zu 170 l/min<br />

zur Verfügung steht. Beim Hochfahren eines leeren Kippers braucht<br />

der Fahrer nur einen Knopf drücken und die maximale Pumpenölmenge<br />

steht temporär automatisch bereit. Des Weiteren vermeiden<br />

zusätzlich eingebaute thermische Druckbegrenzungsventile Druckspitzen<br />

und somit Maschinenausfälle, wie sie bei extern erwärmten<br />

Maschinen durch Ausdehnung des Öls vorkommen können.<br />

Zu den besonderen Merkmalen, mit denen das LCV seine vielfältige<br />

Funktionalität beweist, zählt das leichte Umschalten von Volumenstrom-<br />

auf Druck-Steuerung. Damit können Anbaugeräte mit einem<br />

definierten Druck automatisch dem jeweiligen Gelände angepasst<br />

werden. Das wirkt sich sowohl in Pistenraupen als auch selbstfahrende<br />

Erntemaschinen positiv aus. Auf einer kilometerlangen Skipiste<br />

können selbst bei unterschiedlichen Untergründen, wie Matsch<br />

zu Beginn und Eis in höheren Lagen am Ende der Fahrt, saubere und<br />

gleichbleibende Rillenmuster in den Schnee gezogen werden.<br />

www.bucherhydraulics.com<br />

POINTIERT<br />

KOMBINATION VON PROPORTIONAL-<br />

WEGEVENTIL MIT CAN-AKTUATOR<br />

VENTILANSTEUERUNG ANHAND EINES BÜRSTEN-<br />

LOSEN ELEKTRISCHEN SCHRITTMOTORS<br />

FÜR DIE ANSTEUERUNG IST KEIN<br />

PILOTDRUCK ERFORDERLICH<br />

LEICHTES UMSCHALTEN VON VOLUMENSTROM-<br />

AUF DRUCK-STEUERUNG<br />

01 02 03<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 31

VERNETZTE HYDRAULIK<br />

MIT<br />

IO-LINK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Welches Feldbusprotokoll? Unerheblich.<br />

Einzelverdrahtung? War früher. Heute wird eine<br />

Standard M12-Verbindung gesteckt und los.<br />

Gerätedokumentation wälzen und die<br />

Komponenten neu in der Steuerung anlegen?<br />

Ganz alte Schule, heute übernimmt IO-Link über<br />

die standardisierte IO Device Description die<br />

Identifikation. All diese Vorteile erschließt<br />

Rexroth für Hydraulik-Regel-Wegeventile und<br />

Sensoren durch den offenen Standard IO-Link.<br />

In der PC-Technologie ist es seit vielen Jahren gar nicht mehr<br />

wegzudenken: Drucker, Digitalkameras, das gesamte PC-Zubehör<br />

werden über die USB-Schnittstelle mit dem Rechner verbunden<br />

und sind sofort einsatzbereit. Eine solch einfache Vernetzung<br />

wird auch in der Automation kommen, da sind sich alle Experten<br />

einig. Sie wird alle Technologien, auch die Hydraulik, als<br />

dezentrale intelligente Module einbinden. Bereits heute haben<br />

Hydraulik-Proportionalventile von Rexroth eine On-Board-Elektronik.<br />

Viele Anwender steuern diese bislang analog mit 6+PE Verbindung<br />

an. Dieses Vorgehen unterstützt aber keine aktuellen und künftigen<br />

Informationsmöglichkeiten. Es fehlt der direkte digitale Kommunikationskanal,<br />

damit Ventile und Steuerung Informationen austauschen<br />

können.<br />

Für Maschinenhersteller ist es heute durchaus möglich, diesen<br />

Kommunikationskanal über Feldbusanbindung zu realisieren. Mit<br />

der Kommunikation über Feldbus müssen die Sensoren und Aktoren<br />

in eine höhere Kommunikationsebene eingebunden werden.<br />

Dies erfordert einen deutlich größeren Installations- und Programmieraufwand.<br />

Durch die unterschiedlichen Kommunikationsprofile<br />

der Steuerungshersteller muss der Anwender zudem jede Steuerung<br />

neu einbinden.<br />

KEIN ERSATZ, SONDERN ERGÄNZUNG<br />

ZUM FELDBUS<br />

Diesen Aufwand reduziert der offene Standard IEC 61131-9, IO-Link.<br />

Vielen Experten gilt er als die günstigste Option, bislang analog angebundene<br />

Aktoren und Sensoren horizontal und vertikal zu vernetzen<br />

und sie so in Industrie-4.0-Konzepte zu integrieren. IO-Link erfüllt<br />

diese Anforderungen mit geringen Anschlusskosten und niedrigem<br />

Engineeringaufwand. Der herstellerübergreifende IO-Link-Standard<br />

ersetzt nicht die Feldbuskommunikation, sondern ergänzt sie durch<br />

eine parallele, bidirektionale Punkt-zu-Punkt-Kommunikation.<br />

Diese Vorteile überträgt Rexroth jetzt auf hydraulische IO-Link-<br />

Aktoren und -Sensoren. Im ersten Schritt stellt der Hersteller das<br />

4/4-Regel-Wegeventil4WRPEH..3X, den Drucksensor HEDE10<br />

sowie den Rexroth IO-Link Master IndraControl S67 bereit. Der<br />

Master ist das Gateway zwischen den IO-Link-Geräten und dem<br />

Automatisierungssystem.<br />

ANSCHLUSS ÜBER STANDARDSTECKER<br />

Der IO-Link-Master in der Schutzart IP67 bindet bis zu acht IO-<br />

Devices wie Rexroth Ventile und Sensoren dezentral über ungeschirmte<br />

3- bzw. 5-Leiter-Standardkabel mit M12-Steckern an. Die<br />

5-polige Version „port class B“ kommt bei Geräten mit erhöhtem<br />

Strombedarf wie bei Proportionalventilen zum Einsatz. Die 3-polige<br />

32 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

01<br />

01 Die Diagnosefunktionen der IO-Link-<br />

Ventile und -Sensoren ermöglichen den Abruf<br />

von Betriebszuständen parallel zum Prozess<br />

Der IO-Link-Master in der Schutzart IP67<br />

bindet bis zu acht IO-Devices wie Rexroth<br />

Ventile und Sensoren dezentral über<br />

ungeschirmte 3- bzw. 5-Leiter-Standardkabel<br />

mit M12-Steckern an<br />

Ausführung „port class A“ stellt eine Energieversorgung von bis zu<br />

200 mA bereit, ausreichend z. B. für den Drucksensor. Anders als bei<br />

der analogen Ansteuerung reichen ungeschirmte Kabel für die<br />

störungsfreie Kommunikation bis zu einer Kabellänge von 20 m aus.<br />

IO-Link vereinheitlicht die Anschlusstechnik für alle Aktoren und<br />

Sensoren und eliminiert damit eine Reihe von Fehlerquellen bei der<br />

elektrischen Installation der Anlage. Die sonst aufwendige und teure<br />

Kabelkonfektionierung mit Einzelverdrahtung und Abschirmung<br />

entfällt ersatzlos. Zusätzlich reduziert das den logistischen Aufwand<br />

durch einheitliche Kabelausführung mit M12 für Sensor und Aktor.<br />

Neben der Standardisierung der Schnittstelle schreibt IO-Link für<br />

alle Geräte eine standardisierte elektronische Gerätebeschreibung,<br />

die IO Device Description (IODD), vor. Rexroth stellt für die IO-<br />

Link-fähigen Ventile und Sensoren alle im Gerät zur Verfügung<br />

POINTIERT<br />

OFFENER IO-LINK-STANDARD ERGÄNZT DIE<br />

FELDBUSKOMMUNIKATION<br />

REXROTH ÜBERTRÄGT VORTEILE AUF HYDRAU-<br />

LISCHE REGEL-WEGEVENTILE UND SENSOREN<br />

IO-LINK VEREINHEITLICHT DIE ANSCHLUSS-<br />

TECHNIK UND ELIMINIERT SO FEHLERQUELLEN<br />

EINFACHE INBETRIEBNAHME, PARAMETER-<br />

ÄNDERUNGEN UND ZUSTANDSÜBERWACHUNG<br />

stehenden Informationen über die IODD nach Norm bereit: Gerätedaten,<br />

Textbeschreibung, Identifikation-, Prozess- und Diagnosedaten,<br />

Kommunikationseigenschaften sowie Geräteparameter mit<br />

Wertebereich und Defaultwert.<br />

Diese Informationsstruktur ist standardisiert und funktioniert für<br />

IO-Link-Master aller Hersteller. Damit kommunizieren die Ventile<br />

und Sensoren mit Steuerungen von Rexroth ebenso wie mit Steuerungen<br />

von Siemens, Rockwell oder Mitsubishi. Die Parametrierung<br />

des IO-Link-Systems erfolgt über die Hardwarekonfiguration im<br />

Softwaretool der Steuerung. Alternativ besteht die Möglichkeit, ein<br />

zusätzliches Konfigurationstool des IO-Link-Masterherstellers zu<br />

verwenden, um die Devices den Ports des Masters und den Adressen<br />

der Automatisierung zuzuweisen. Das ermöglicht die Parametrierung<br />

der Geräte und ihre Diagnose unabhängig vom Feldbus.<br />

WENIGER STILLSTAND DURCH VORAUS-<br />

SCHAUENDE WARTUNG<br />

Mit IO-Link können Maschinenhersteller und Endanwender Daten<br />

mit den Devices entweder direkt von der Steuerung aus oder über<br />

Netzwerke von beliebigen Standorten austauschen. Besonders wichtig<br />

für zukunftsorientierte Konzepte: IO-Link-Devices von Rexroth<br />

stellen schon heute die Typ- und Instanzdaten eines Gerätes im Sinne<br />

von Industrie 4.0 gemäß der Definition der „Plattform Industrie 4.0“<br />

bereit. Hydraulik von Rexroth ist damit offiziell Industrie 4.0-fähig.<br />

Das eröffnet zusätzliche Möglichkeiten, bestehende Anlagen und<br />

Maschinen nachträglich zu vernetzen. Anwender tauschen die installierten<br />

Proportionalventile und Sensoren durch baugleiche<br />

Varianten mit IO-Link-Anschluss aus und schaffen so einen digitalen<br />

Kommunikationskanal.<br />

Neben der einfacheren und kostengünstigeren Inbetriebnahme<br />

bietet IO-Link über den gesamten Lebenszyklus technische und<br />

wirtschaftliche Vorteile. Die Diagnosefunktionen der IO-Link-Ventile<br />

und -Sensoren ermöglichen den Abruf von Betriebszuständen<br />

parallel zum Prozess. Das ist die Basis für alle zustandsorientierten<br />

und vorausschauenden Wartungskonzepte. So melden die Rexroth-<br />

Ventile, ob sie funktionsbereit sind, ob Fehler wie Unter- oder Überspannung<br />

vorliegen und ob die Elektroniktemperatur höher ist als<br />

der zugelassene Wert. Zusätzlich zeigen sie den Ventil-und Sensorstatus<br />

an und ermöglichen eine transparente Fehleranalyse. Über<br />

eine integrierte Betriebsstundenanzeige kann die Instandhaltung<br />

die voraussichtliche Restlebensdauer kalkulieren und bei<br />

Wartungsarbeiten entscheiden, ob das Ventil weiter genutzt wird.<br />

Bei Störungen beschleunigt IO-Link die Diagnose, da Wartungsspezialisten<br />

auch über Fernzugriff Art und Ort des Fehlers eindeutig<br />

feststellen. Allein die genaue Lokalisierung ohne persönlich an<br />

der Anlage zu sein, verringert die Reaktionszeiten enorm. Die<br />

Fehler können direkt ausgelesen werden und das elektronische<br />

Typenschild zeigt auf einen Mausklick alle zur Ersatzteilbestellung<br />

notwendigen Informationen an.<br />

IO-Link folgt dem Plug & Play-Prinzip. Ausgetauschte Geräte<br />

erkennt der IO-Master anhand der IODD-Datei und überträgt die<br />

Parameter automatisch, ohne dass Eingriffe in die Software notwendig<br />

sind. Damit können auch weniger erfahrene Techniker fehlerfrei Komponenten<br />

tauschen und einen Anlagenstillstand deutlich verkürzen.<br />

IO-Link wird derzeit bereits von rund 130 Geräteherstellern und<br />

Technologieunternehmen getragen. Rexroth unterstützt grundsätzlich<br />

offene Standards, z. B. in den Motion Controls für hydraulische<br />

Aktoren mit Multi-Ethernet-Schnittstelle für alle gängigen Echtzeitprotokolle.<br />

Neben IO-Link nutzen Rexroth-Automatisierungs -<br />

lö sungen auch den offenen Industrie 4.0-Standard OPC UA.<br />

www.boschrexroth.de<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 33

PREDICTIVE MAINTENANCE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />

GREENFIELD ODER BROWNFIELD –<br />

CONDITION MONITORING ALS ENABLER FÜR INDUSTRIE 4.0<br />

Intelligente Sensorik, IoT-Gateways,<br />

Edge-Computing, Cloud Services, Big Data<br />

Analysis, Machine Learning, digitaler Zwilling,<br />

Verwaltungsschalen, Greenfield, Brownfield,<br />

Datendrehscheibe, Energiemanagement …<br />

wurde etwas vergessen? Diese Begriffe zum<br />

Thema I4.0 sind ständig zu hören und zu lesen.<br />

Wer jetzt denkt, es ginge im folgenden Artikel<br />

um das übliche Buzzword-Bingo zu Industrie 4.0,<br />

der kann einfach weiter blättern.<br />

Autor: Robertus Koppies, HYDAC Systems & Services,<br />

Leitung/Manager Condition Monitoring & Automation<br />

Als die Bundesregierung Industrie 4.0 als Forschungsprojekt<br />

auflegte, waren ihr die Auswirkungen auf die deutsche<br />

Industrielandschaft sicherlich nicht in vollem Umfang bewusst.<br />

Industrie 4.0 ist eine Revolution, die – noch während<br />

sie stattfindet – als solche benannt wird. Das hatte es bei den<br />

drei vorhergehenden Industriellen Revolutionen eins bis drei nicht<br />

gegeben.<br />

WORUM GEHT ES BEI I4.0 EIGENTLICH?<br />

Die sogenannte vierte Industrielle Revolution zielt darauf ab, Menschen,<br />

Fertigungsanlagen und Produkte miteinander zu vernetzen,<br />

zu digitalisieren und so in den Wertschöpfungsprozess mit einzubeziehen.<br />

Aber für diesen Digitalisierungsprozess benötigt man<br />

Werkzeuge, „Tools“ oder „Enabler“, wie es Neudeutsch heißt. „Enabler“<br />

steht wörtlich übersetzt für „Befähiger“. Der Duden sagt dazu:<br />

„fähig machen, in die Lage versetzen, etwas zu tun“.

01<br />

Achsregelbaugruppen<br />

• digitale Achsenregler für<br />

hydraulische Systeme<br />

02<br />

• Positions- und Druckregelung<br />

• Zwei-Achs-Module mit<br />

Gleichlaufregelfunktion<br />

03<br />

01 Bei diesen<br />

IO-Link-Produkten<br />

handelt es sich um<br />

Sensoren mit<br />

entsprechenden<br />

Softwaretools<br />

02 Filter mit<br />

Reststandzeit-<br />

Vorhersage<br />

03 Speicher mit<br />

Erkennung des<br />

Speicher-Vorfülldrucks<br />

• ProfiNet, EtherCAT, Ethernet/IP<br />

oder Profibus Schnittstelle<br />

• optimiert für Proportional-, Regelund<br />

Servoventilanwendungen<br />

• einfachste Bedienung und somit<br />

problemlose Inbetriebnahme<br />

• Industrie 4.0<br />

Was wollen wir also tun? Und warum sollten wir ausgerechnet Condition Monitoring<br />

als „Befähiger“ für Industrie 4.0 einsetzen können? Es geht um Daten und<br />

das Sammeln von Daten. Daten gibt es in allen möglichen Formaten und aus<br />

allen möglichen Quellen.<br />

Aber was sind Daten? Wieder kommt uns der Duden zu Hilfe:<br />

n durch Beobachtungen, Messungen, statistische Erhebungen und anderes<br />

gewonnene [Zahlen]werte, auf Beobachtungen, Messungen, statistischen Erhebungen<br />

und anderes beruhende Angaben, formulierbare Befunde;<br />

n (EDV) elektronisch gespeicherte Zeichen, Angaben, Informationen;<br />

n (Mathematik) zur Lösung oder Durchrechnung einer Aufgabe vorgegebene<br />

Zahlenwerte oder Größen.<br />

Jetzt wird allmählich ein Schuh draus. In jedem Unternehmen gibt es diese Daten<br />

bereits. Sie liegen in vielfältigen Formaten und Sprachen vor. Die Crux an der<br />

Geschichte ist: Wer wertet die bereits vorhandenen Daten aus? Und wie kann<br />

man diese entstehenden Datenmengen „verwalten“ und auswerten?<br />

Maschinenbücher wälzen und wiederkehrende Ereignisse dokumentieren?<br />

Eher nicht. Auf Speicherprogrammierbaren Steuerungen vorhandene Informationen<br />

strukturieren, vorverdichten und in verwertbare Informationen umwandeln?<br />

Nicht die Regel.<br />

Elektronik GmbH<br />

Gewerbering 31<br />

D-41372 Niederkrüchten<br />

Telefon: +49 (0)2163 577355-0<br />

Fax: +49 (0)2163 577355-11<br />

E-Mail: info@w-e-st.de<br />

Internet: www.w-e-st.de<br />

Alles für die Hydraulik:<br />

Leistungsverstärker, Druck-,<br />

Positions-, Gleichlauf- und<br />

Pumpenregelungen

PREDICTIVE MAINTENANCE<br />

WAS ALSO TUN?<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />

Warum nicht sich eines Befähigers, also „Enablers“ bedienen, der<br />

ein Unternehmen dabei unterstützt, aus den im gemischten<br />

Maschinenpark bereits in großer Menge vorliegenden Daten wertvolle<br />

und praxisnahe Informationen zu generieren?<br />

Und genau dieser „Enabler“ ist das seit Jahren gepriesene, je nach<br />

Zustands-Überwachungs-Methode nur schleppend etablierte (Online-)<br />

Condition Monitoring. Zu aufwändig, zu teuer, zu kompliziert.<br />

Schwierig zu berechnender Return on Investment (ROI),<br />

Investitionen ohne direktes „Payback“.<br />

Die Daten sind schon da. Sie sind bei jedem Maschinen- und<br />

Anlagenbetreiber vorhanden. Jetzt müssen sie nur noch ausgewertet<br />

und (zum Beispiel) in Handlungsempfehlungen umgesetzt werden.<br />

DIE LÖSUNG<br />

HYDAC hat hierfür ein Plug-and-Play-System geschaffen, welches<br />

die oben beschriebene Datenvielfalt aus unterschiedlichsten Quellen<br />

über eine Datendrehscheibe miteinander verknüpft, vorverdichtet<br />

und daraus intelligente maschinen- und prozessrelevante<br />

Informationen, Meldungen und Handlungsempfehlungen generiert.<br />

Das Unternehmen kommt ursprünglich aus dem Komponenten-<br />

und Systemgeschäft der Hydraulik und bietet heute ein breites<br />

Portfolio an Produkten und Dienstleistungen, welche durch tiefgreifendes<br />

Applikationswissen ständig verfeinert und an Kundenbedürfnisse<br />

angepasst wurde.<br />

Vom intelligenten Sensor mit bidirektionaler Kommunikation<br />

(Bild 01) und entsprechendem Gateway, über smarte Komponenten<br />

mit integriertem Algorithmus (Bild 02 bis 04), autarken Condition-Monitoring-Systemen<br />

für Öl- und Schwingungsanalyse<br />

(Bild 5), über ein maschinenbezogenes Dashboard an einer oder<br />

mehreren Maschinen in der Produktion, bis hin zur umfangreichen<br />

Prozessvisualisierung und zertifiziertem Energiemanagementsystem<br />

(wie im Aufmacherbild gezeigt), bietet das HYDAC-Condition-<br />

Monitoring-Portfolio die perfekten Werkzeuge für den Einsatz im<br />

Greenfield und im Brownfield.<br />

Einzelne Maschinen oder Sensor-Systeme können problemlos<br />

über ein Gateway (Bild 06) zunächst mit individuellem Dashboard<br />

(OEE, Verfügbarkeit, Qualität…) ausgestattet werden, um dann<br />

später in ein übergeordnetes Monitoring- und Energiemanagementsystem<br />

eingebunden zu werden. Durch diese Modularität<br />

erspart sich der Maschinenbetreiber umfangreiche Investitionen<br />

und wird somit in die Lage versetzt (enabled), seinen Maschinenpark<br />

„scheibchenweise“ mit skalierbarer Datenanalyse auszurüsten.<br />

NUR EIN KLEINER SCHRITT<br />

Voraussagen über Standzeiten von Komponenten und Anlagen,<br />

anstehende Wechselintervalle von Verschleißteilen oder prozessrelevante<br />

Störungen werden in Echtzeit kommuniziert. Daten aus<br />

ERP-Systemen werden mit Maschinen- und Prozessdaten<br />

verknüpft, um Fertigungsaufträge besser mit der Maschinenverfügbarkeit<br />

zu koordinieren und die Produktivität der Produktion zu<br />

optimieren. Vom reinen Condition Monitoring zu Predictive<br />

Maintenance ist es mit dem HYDAC-System nur ein kleiner Schritt.<br />

Welche Hard- und Softwaremodule man benötigt, ob der Anwender<br />

einen Cloud-Service oder eine lokale Server-Lösung favorisieren<br />

und wie das individuelle Dashboard und die dazugehörigen<br />

Analysetools aussehen, werden die HYDAC-Experten mit dem<br />

Kunden in partnerschaftlicher Entwicklung umsetzen. Ganz nach<br />

dem Motto: „Gemeinsam lernen im Brownfield!“<br />

Fotos: HYDAC, Saarbrücken<br />

www.hydac.com/de<br />

04<br />

05<br />

06<br />

04 Ventil mit bidirektionaler Kommunikation<br />

05 Autarkes Condition-Monitoring-System<br />

CMS2000 für Öl- und Schwingungsanalyse<br />

06 Gateway CSI-C11<br />

POINTIERT<br />

MODULARITÄT ERMÖGLICHT SKALIERBARE<br />

DATENANALYSE<br />

EINSATZ IM GREENFIELD UND IM<br />

BROWNFIELD<br />

NUR EIN KLEINER SCHRITT<br />

VOM CONDITION MONITORING...<br />

...ZUM PREDICTIVE MAINTENANCE<br />

36 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

MARKTPLATZ<br />

DIGITALE ÖLÜBERWACHUNG<br />

Maschinenöle und Wasser<br />

haben eine Gemeinsamkeit:<br />

Nur in sauberem<br />

Zustand sind sie für ihren<br />

bestimmungsgemäßen<br />

Gebrauch geeignet. Die<br />

Überwachung der<br />

Bandbreite der Verwendbarkeit,<br />

ist die Aufgabe<br />

von Kleenoil ICC (Identification<br />

Contamination Control), Ölanalysesensor für On-board-<br />

Ölüberwachung. Dieser wird für die digitale Ölüberwachung als<br />

Bestandteil von Kleenoil-Filtereinheiten angeboten. Dadurch wird<br />

der Ölqualitätszustand kontrolliert und die Qualität erhalten. Alle<br />

30 Minuten erfolgt eine Datenerfassung. Kommt es zu einer<br />

übermäßigen Kontamination mit Wasser, Feststoffen, Fremdölen<br />

o. ä., wogegen die eingebauten Filtersysteme nicht ankommen<br />

können, schlägt Kleenoil ICC Alarm. Über den digitalen Ausgang<br />

kann das Signal weiterverwendet werden. Dank eingebautem<br />

Datenspeicher können selbst vorausgegangene Zustände des Öls<br />

nachträglich ausgelesen werden.<br />

www.kleenoilpanolin.com<br />

ENERGIESPEICHER MACHT ELEKTRISCHE<br />

ANTRIEBE EFFIZIENTER<br />

Das Energiespeichersystem<br />

Liduro von<br />

Liebherr wurde zur<br />

Effizienzsteigerung<br />

elektrischer Antriebssysteme<br />

und Anlagen<br />

konzipiert. Das voll<br />

integrierte, flüssigkeitsgeühlte<br />

Komplettsystem<br />

beinhaltet alle benötigten<br />

Einzelsysteme und Baugruppen und ermöglicht die Aufnahme<br />

und Abgabe von 100 kW innerhalb von 15 s. Die Speichereinheit<br />

kann als reiner 2-Pol direkt an einen Gleichspannungszwischenkreis<br />

von 530 bis 800 V angeschlossen werden, oder mit einer zusätzlichen<br />

Kommunikationsschnittstelle eine definierte Energiemenge<br />

aufnehmen und abgeben. Die Speicherkapazität des Gesamtsystems<br />

lässt auf die Anwendung skalieren. Außerdem ermöglicht der<br />

Energiespeicher eine höhere Leistungsabgabe und auch die<br />

Verwendung überschüssiger Energie für nachfolgende Arbeiten.<br />

www.liebherr.com<br />

SCHUTZELEMENTE IN LEUCHTFARBEN MIT<br />

BESONDERER SIGNALWIRKUNG<br />

Pöppelmann<br />

Kapsto bietet<br />

seine Kunststoffschutzelemente<br />

jetzt auch in drei<br />

Leuchtfarben an:<br />

Leuchtgelb (ähnl.<br />

RAL 1026),<br />

Leuchtorange (ähnl. RAL 2007) und Leuchtrot (ähnl. RAL 3024). Sie<br />

bieten einen höheren Farbwirkungskontrast und erzeugen somit<br />

eine noch bessere Signalwirkung. Alle erhältlichen Farben<br />

verfügen über eine hohe Lichtechtheit und Witterungsbeständigkeit.<br />

Um Anwendern maximale Flexibilität beim Einsatz der<br />

Schutzelemente zu bieten, sind die Artikel auch in verschiedenen<br />

Sondermaterialien erhältlich. Sie weisen eine hohe chemische<br />

und thermische Beständigkeit auf, bspw. gegenüber schwachen<br />

Säuren und Laugen, Alkohol, Mineralölen und Kraftstoffen oder<br />

Fetten und heißem Wasser.<br />

www.poeppelmann.com<br />

GATEWAY AUCH VON OPEN SYDE UNTERSTÜTZT<br />

Die vierte Generation<br />

von Steuerungen<br />

für mobile<br />

Anwendungen von<br />

Sensor-Technik<br />

Wiedemann ist das<br />

ESX-4CS-GW mit<br />

neuem Gehäusekonzept.<br />

Das frei<br />

programmierbare<br />

Kommunikationsgateway<br />

wird durch<br />

die Entwicklungsumgebungen Codesys und Open Syde unterstützt.<br />

Neben sechs Can-Schnittstellen bietet es einen 4-Port-<br />

Ethernetswitch, eine LIN- und eine RS232-Schnittstelle. Mit<br />

zusätzlich 14 analogen und digitalen Ein- und Ausgängen kann es<br />

zusätzlich kleine Aufgaben des Sensor-Aktor-Managements<br />

übernehmen. Für die schnelle Bearbeitung der Aufgaben sorgt<br />

der Infineon Aurix-Prozessor, der mit drei unabhängigen 32-Bit-<br />

Tricore-Prozessorkernen arbeitet.<br />

www.sensor-technik.de<br />

SCOTTY LIFT IT UP!<br />

MIT HYDRAULIK-<br />

STEUERBLÖCKEN<br />

VON B&B FLUID SYSTEME<br />

autorisierter<br />

SUN HYDRAULIK<br />

Vertriebspartner<br />

B&B Fluid Systeme GmbH | Zum Ludwigstal 26 | 45527 Hattingen<br />

T. +49 (0) 23 24 -96 34 0 | mail. info@bb-fluidsysteme.de<br />

www.bb-fluidsysteme.de

MARKTPLATZ<br />

KOMPAKTE, PROGRAMMIERBARE INDUKTIVE WEGAUFNEHMER<br />

Bei den induktiven Wegaufnehmern von A.B. Jödden wird der analoge Messwert<br />

mit einem integriertem 16-Bit-A/D-Wandler digitalisiert und in einem Mikrocontroller<br />

verarbeitet. Bei der Fertigung der Wegaufnehmer wird die Kennlinie des<br />

Spulensystems auf der Messmaschine erfasst und im integrierten EEPROM<br />

gespeichert. Mit diesen Korrekturdaten werden Genauigkeiten der Ausgangssignale<br />

bis 0,1 % vom Messbereich erreicht. Programmiert wird der Wegaufnehmer<br />

durch Verbinden der Anschlüsse ANF bzw. END mit +UB für mindestens zwei<br />

Sekunden. Eine erfolgreiche Programmierung wird durch kurzzeitigen Wechsel<br />

des Ausgangssignals auf Mittelstellung signalisiert. Werden die Anschlüsse<br />

ANF und END gemeinsam mit UB verbunden, wird die Werkseinstellung wieder<br />

hergestellt. Damit sind unterschiedliche Messwege mit nur einem Wegaufnehmer<br />

darzustellen. Die Wegaufnehmer haben ein quadratisches, 25 x 25 mm<br />

kleines oder ein rundes M30-Gehäuse in Schutzart IP66.Â<br />

www.abjoedden.de<br />

INSERENTENVERZEICHNIS HEFT 03/2017<br />

TECHNISCH-WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT<br />

B&B Fluid Systeme, Hattingen 37<br />

Bosch Rexroth, Lohr 29<br />

CONEXA, Hann. Münden 25<br />

Deutsche Messe, Hannover 11<br />

EKOMAT, Karben 12<br />

HYDRAFORCE INC,<br />

Lincolnshire/IL (USA) 13<br />

LEE, Sulzbach7<br />

NACHI EUROPE, Krefeld5<br />

PH Industrie-Hydraulik,<br />

Sprockhövel 15<br />

Scanwill Fluid Power,<br />

Albertslund (Dänemark) 12<br />

SF Filter, Villingen-Schwenningen 24<br />

Stauffenberg, Werdohl 23<br />

SUN Hydraulik, Erkelenz 39<br />

TOX PRESSOTECHNIK, Weingarten3<br />

transfluid® Maschinenbau,<br />

Schmallenberg 24<br />

W.E.St. Elektronik, Niederkrüchten 35<br />

Beilage:<br />

MEORGA, Nalbach (Teilbelegung)<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 />

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 />

IMPRESSUM<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

FLUIDTECHNIK<br />

erscheint <strong>2018</strong> im 62. Jahrgang, ISSN 0341-2660<br />

Redaktion<br />

Chefredakteur: Dipl.-Ing. (FH) Michael Pfister<br />

Tel.: 06131/992-352, E-Mail: m.pfister@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<br />

Stv. Chefredakteur: Peter Becker B. A.,<br />

Tel.: 06131/992-210, E-Mail: p.becker@vfmz.de<br />

Redakteurin: Svenja Stenner,<br />

Tel.: 06131/992-302, E-Mail: s.stenner@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz: Melanie Lerch,<br />

Tel.: 06131/992-261, E-Mail: m.lerch@vfmz.de,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371, E-Mail: p.weidt@vfmz.de<br />

Angelina Haas, Ulla Winter<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

Herausgeber: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hubertus Murrenhoff,<br />

Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen<br />

der RWTH Aachen, Steinbachstr. 53, 52074 Aachen,<br />

Tel.: 0241/8027511, Fax: 0241/80-22194,<br />

E-Mail: mh@ifas.rwth-aachen.de,<br />

Internet: www.ifas.rwth-aachen.de<br />

Organ: Organ des Forschungsfonds des Fachverbandes<br />

<strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA<br />

Gestaltung<br />

Mario Wüst, Doris Buchenau, Anette Fröder,<br />

Sonja Schirmer<br />

Chef vom Dienst<br />

Dipl.-Ing. (FH) Winfried Bauer<br />

Anzeigen<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Annemarie Benthin, Anzeigenverwaltung<br />

Tel.: 06131/992-250, E-Mail: a.benthin@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste Nr. 58: gültig ab 1. Oktober 2017<br />

Leserservice<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige<br />

Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

Preise und Lieferbedingungen:<br />

Einzelheftpreis: € 14,50 (zzgl. Versandkosten),<br />

Jahresabonnement: Inland: € 159,- (inkl. Versandkosten),<br />

Ausland: € 179,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

Verlag<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2,<br />

55129 Mainz, Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-0, Fax: 06131/992-100<br />

E-Mail: info@engineering-news.net,<br />

www.engineering-news.net<br />

Handelsregister-Nr.: HRB 2270, Amtsgericht Mainz<br />

Umsatzsteuer-ID: DE149063659<br />

Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen<br />

Verlagsleiter: Dr. Michael Werner, Tel.: 06131/992-401<br />

Gesamtanzeigenleiterin: Beatrice Thomas-Meyer<br />

Tel.: 06131/992-265, E-Mail: b.thomas-meyer@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Lutz Rach, Tel.: 06131/992-200,<br />

E-Mail: l.rach@vfmz.de<br />

Druck und Verarbeitung<br />

Limburger Vereinsdruckerei GmbH<br />

Senefelderstraße 2, 65549 Limburg<br />

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38 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

LEICHTGEWICHT FÜR MOBILE ANWENDUNGEN<br />

Mit dem LS04 bietet Aventics eine<br />

Ventilserie, die sich für die Direktmontage<br />

auf bewegten Maschinen<br />

und Anlagenteilen eignet. Nur<br />

10,8 mm misst der Ventilkörper in der<br />

Breite. Zum Einsatz kommen hier<br />

Polyamid und Aluminium. Dank<br />

Einschaltzeiten von 9 ms trägt das<br />

Ventil zur genauen Positionierung bei.<br />

Der Nenndurchfluss beträgt 200 l/<br />

min für LS04-XS und 170 bis 310 l/<br />

min für LS04-AF; die Pneumatikventile<br />

sind mit Rohranschlussdurchmessern<br />

von 4 und 6 mm verfügbar. Sie sind sowohl mit zweipoligen Steckverbindern<br />

als auch dreipoligen Rundsteckverbindern (M8) ausgestattet; die Durchmesser der<br />

Steckverbinder von 10 mm definieren dabei die minimale Breite der Ventilserie. Die<br />

kleine Ausführung LS04-XS kann als einseitig betätigtes 5/2-Ventil eingesetzt<br />

werden. Bei der Standardausführung LS04-AF stehen 5/2-, 5/3- und 2x3/2-Wegeventile<br />

zur Verfügung.<br />

www.aventics.com<br />

Magnetv& & entile<br />

&Spulen<br />

der SUN FLeX Serie<br />

• Schwimmende Bauweise<br />

• 10 Mio. Ein-/Ausschaltzyklen<br />

• Erfüllt neuen NFPA Teststandard<br />

• Höhere Durchflussmengen<br />

• Extrem niedrige Leckage<br />

• Auch mit Explosionsschutz<br />

MEHR INTELLIGENZ FÜR HEAVY-DUTY-DREHGEBER<br />

Die Heavy-Duty-Drehgeber der Serie<br />

HMG10P/PMG10P von Baumer<br />

können über einen Wlan-Adapter<br />

von PC, Tablet oder Smartphone aus<br />

parametriert werden. Dies ermöglicht<br />

die individuelle Einstellung<br />

vieler Geräteparameter vor Ort. Ein<br />

Parameter-Download vereinfacht die<br />

Anlagendokumentation. Der<br />

Passwortschutz verhindert Manipulationen.<br />

Neben der Ausgabe der<br />

Absolutposition bieten die Drehgeber<br />

bis zu zwei inkrementale<br />

Ausgangssignale mit Nullimpuls und einen Drehzahlschalter. Parametrierbar sind die<br />

Auflösung der SSI-Absolutposition, die Inkrementalauflösung von 1 bis 131 072 Impulsen<br />

pro Umdrehung sowie die Schaltdrehzahl von 2 bis 12 000 min -1 .<br />

www.baumer.com<br />

STANDARD- UND SAFETYCONTROLLER IN EINEM<br />

Zwei unabhängig arbeitende 32-Bit-SPS<br />

besitzt der neue Controller aus der Baureihe<br />

ecomat von ifm electronic. Zertifiziert wird<br />

eine davon als Safety-Steuerung (SIL2 / PL d)<br />

mit CANopen-Safety-Unterstützung. Die<br />

Triple-Core-Controller haben einen 6 MB<br />

großen Applikationsspeicher. Mobile Arbeitsmaschinen<br />

benötigen eine leistungsstarke<br />

Steuerungselektronik. Dafür wurde der<br />

ecomatController der 3. Generation entwickelt.<br />

Beide Steuerungen besitzen skalierbare<br />

E/A-Zuordnungen für Standard- und Sicherheitsapplikationen.<br />

Auch können Safe- und Non-Safe-Controller miteinander kommunizieren.<br />

Neben den diagnosefähigen, multifunktionalen Ein- und Ausgängen ist das<br />

Gerät mit zwei Ethernet-Ports und vier CAN-Schnittstellen ausgerüstet. Die Codesys-<br />

Programmierung erlaubt die Integration der Steuerungsfunktionen in das Applikationsprogramm.<br />

www.ifm.com<br />

Brüsseler Allee 2 | 41812 Erkelenz<br />

Tel.: +49 24 31/80 91 0 | Fax: +49 24 31/80 91 19<br />

sales@sunhydraulik.de | www.sunhydraulik.de

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

SYSTEMSTRUKTUREN MIT<br />

GETRENNTEN STEUERKANTEN<br />

André Sitte, Jürgen Weber<br />

Aufgrund der steigenden Nachfrage nach leistungsfähigen Antriebssystemen für mobilund<br />

stationär-hydraulische Applikationen treten Systeme mit getrennten Steuerkanten<br />

dank ihrer energetischen und funktionalen Potenziale vermehrt in den Fokus von<br />

Forschung und Entwicklung. Die enorme Varianten- und Strukturvielfalt erschwert<br />

jedoch die Auswahl und Einordnung solcher Technologien. Daher wird in der folgenden<br />

Artikelreihe eine Serie an Beiträgen geliefert, welche eine intensive Auseinandersetzung<br />

und Lösungsvorschläge für verschiedene Fragestellungen ventilgesteuerter,<br />

hydraulischer Antriebstechnik beinhaltet. Der vorliegende Beitrag liefert eine Übersicht<br />

über verschiedene Systemvarianten und Gestaltungsaspekte. Im darauf folgenden<br />

Beitrag wird eine Methodik vorgestellt, die komplexe mehrkanalige Antriebsstrukturen<br />

für sicherheitsbezogene Betrachtungen und Auslegungen zugänglich macht. Mit Hilfe<br />

mathematischer und simulativer Untersuchungen wird anhand von zwei<br />

Applikationsbeispielen die Tauglichkeit der Verfahrensweise demonstriert. In den letzten<br />

beiden Beiträgen werden ganzheitliche Steuerungs- und Regelungsverfahren zur<br />

störungsarmen Umschaltung zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi erarbeitet und<br />

für mobile und stationäre Applikationen implementiert und erprobt.<br />

40 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

1. EINLEITUNG<br />

In mobilen Arbeitsmaschinen versorgen je nach Maschinengröße<br />

und -typ eine oder mehrere Pumpen zahlreiche parallel betriebene<br />

Antriebe mit hydraulischer Energie. Ein zentraler Steuerblock bestehend<br />

aus je einer Ventilsektion pro Aktuator verteilt die von den<br />

Pumpen geförderte Ölmenge gemäß einer Bedieneranforderung<br />

auf die einzelnen Verbraucher. Äußere Prozesslasten beeinflussen<br />

sowohl die Fördermenge der Pumpe(n) entsprechend der verfügbaren<br />

Motorleistung, als auch den Volumenstrom durch die Ventilsektion<br />

zum Verbraucher. Zur Bewegungssteuerung finden in der<br />

Regel Mehrwege-Proportionalventile Anwendung, welche in einer<br />

offenen Steuerkette, d. h. ohne Rückführgrößen, betrieben werden<br />

[1, 2].<br />

Die eingesetzten Ventilsektionen im zentralen Steuerblock sind<br />

anwendungsspezifisch für eine Volumenstrom- und Lastanforderungen<br />

ausgelegt und üblicherweise als Schieberventil ausgeführt.<br />

Nuten im Schieber ermöglichen eine sehr gute Steuerbarkeit bei<br />

geringen Schieberwegen (Feinsteuerbereich). In jedem Schieberdesign<br />

ist eine spezifische Widerstands-Durchfluss-Charakteristik<br />

fest hinterlegt (Bild 01), welche nur durch Einsetzen eines neuen<br />

Schiebers geändert werden kann. Darüber hinaus bestehen bei der<br />

Schieber-Buchse-Paarung hohe Anforderungen an die Fertigungstoleranzen,<br />

um eine geringe Leckage und Reibung sicherzustellen.<br />

Dadurch steigen sowohl Aufwand als auch Kosten bei der<br />

Herstellung, Anpassung und im Service.<br />

Die meisten Arbeitsaufgaben erfordern eine Bewegungsrealisierung<br />

in mehreren Quadranten des Geschwindigkeit-Kraft- bzw.<br />

Drehzahl-Drehmoment-Diagramms. Haben beide Größen dieselbe<br />

Wirkrichtung spricht man von generatorischen / ziehenden Lasten.<br />

Diese müssen bei ventilgesteuerten Antrieben über die Rücklaufkante<br />

sicher abgestützt werden, um die Sollvorgaben einzuhalten.<br />

Gleichzeitig verhindern unnötige Rücklauf-Druckverluste einen<br />

energieeffizienten Betrieb beim Bewegen motorischer / drückender<br />

Lasten. Konventionelle Schieber mit mechanisch gekoppelter Zuund<br />

Ablaufseite bilden hier immer einen Kompromiss zwischen<br />

Beherrschbarkeit ziehender Lasten, der Vermeidung von Kavitation<br />

durch ziehende Lasten und der Energieeffizienz.<br />

Die zunehmende Elektronifizierung der Maschinen führt bisher<br />

nur teilweise zu einer Verlagerung der Steuerungsaufgaben zur<br />

Software. Grundlegende Ansteuerungsfunktionalitäten, wie pumpenseitige<br />

Leistungsregelung, Druck-Förderstrom-Regelung und<br />

Lastkompensation bleiben meist hydraulisch-mechanisch umgesetzt<br />

und sind damit strukturell weniger flexibel bezüglich der<br />

Anpassung an wechselnde Einsatz- und Betriebssituationen [3].<br />

Die Möglichkeiten, welche sich durch die Trennung konventioneller<br />

Ventile in einzelne Steuerelemente bieten, sind vielfältig und<br />

schon seit Beginn der 1970er Jahre bekannt. Jedoch lassen erst die<br />

jüngeren Entwicklungen und Trends eine potenzielle Marktverbreitung<br />

erkennen [4]. Bereits in [5] wird formuliert, dass die Auftrennung<br />

der Widerstände eines 4/3-Wegeventils zu Einzelwiderständen,<br />

welche nicht mehr zwangläufig und synchron geschaltet<br />

werden, mit Blick auf Energieeffizienz, Flexibilität, Struktur- und<br />

Komponentenkomplexität sowie Kosten vorteilhaft erscheint. Im<br />

folgenden Abschnitt sollen die Ziele und Potenziale getrennter<br />

Steuerkanten dargestellt werden.<br />

2. ZIELE VON SYSTEMEN MIT GETRENNTEN<br />

STEUERKANTEN<br />

Die Energieeffizienz rückt bei der Entwicklung von Hydrauliksystemen<br />

zunehmend in den Fokus. Der offensichtliche und primäre<br />

Mechanismus von Systemen mit getrennten Steuerkanten besteht<br />

in der individuellen Steuerung der Zu- und Ablaufwiderstände.<br />

Dadurch sind die mechanische Zwangskopplung zwischen den<br />

Steuerkanten und damit auch der starre Volumenstrom-Druck-<br />

Zusammenhang aufgelöst. Ein solches last- und geschwindigkeitsadaptives<br />

Ventil ist in der Lage betriebspunktabhängige Druckverluste<br />

im System zu reduzieren [6, 7].<br />

Den weitaus größeren Anteil am energieeffizienten Betrieb solcher<br />

Systeme bietet allerdings die Möglichkeit, die Strömungspfade<br />

frei zu definieren und somit Volumenstrom wiederzuverwenden,<br />

also zu regenerieren. Durch den Einsatz von verbraucher-interner<br />

und -übergreifender Regeneration können generatorisch wirkende<br />

Lasten nutzbar gemacht und die hydraulisch zugeführte Primärleistung<br />

der Pumpe reduziert werden. Eine Ausrüstung mit entsprechenden<br />

Zusatzkomponenten (Hydromotoren, Speicher) ermöglicht<br />

auch Rekuperationsmodi, also Rückgewinnung und<br />

Zwischenspeicherung von Energie [8].<br />

Durch getrennte Betätigung von Zu- und Ablauf besitzen Systeme<br />

mit getrennten Steuerkanten mehr als einen Stelleingriff zur<br />

Zylindersteuerung. Neben der Verbrauchergeschwindigkeit kann<br />

eine weitere Zustandsgröße wie z. B. das Druckniveau gleichzeitig<br />

vorgegeben werden. Durch den erweiterten regelungstechnischen<br />

01<br />

Widerstandsdarstellung eines 4/3-Wegeventils (links), schematische Darstellung (rechts)<br />

R A1<br />

R E1/2<br />

R A2<br />

R<br />

y<br />

A1<br />

R E1<br />

R E2<br />

R A2<br />

S<br />

y S<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 41

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

02<br />

Übersicht über Brückenhalbglieder [5]<br />

Allgemeines Schema einer<br />

Widerstandsschaltung<br />

x, x, F<br />

V, Q, p<br />

2 aktive<br />

Drosseln<br />

Brückenhalbglieder<br />

1 aktive<br />

Drossel<br />

A B D<br />

2 passive<br />

Drosseln<br />

y R<br />

p 0<br />

p 0<br />

p 0<br />

R A<br />

C V<br />

C E<br />

p 0<br />

y S<br />

y S<br />

y S<br />

y S<br />

y S<br />

y S<br />

y S<br />

p T<br />

p 0<br />

p 0<br />

p 0<br />

y R<br />

... hydr., mech. Rückführgrößen<br />

y S<br />

... äußere Steuersignale<br />

R E<br />

... Eingangswiderstand<br />

R A<br />

... Ausgangswiderstand<br />

Öffnend<br />

Schließend<br />

03<br />

a) Grundaufbau eines Systems mit getrennten Steuerkanten mit Einzelwiderstandsdarstellung,<br />

b) System variante mit zusammengefassten Teilwiderständen<br />

C VA1<br />

R A1<br />

R A2<br />

C VE1<br />

C VE2<br />

C VA2<br />

y S<br />

/y R<br />

R E1<br />

R E2<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

a)<br />

b)<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

A<br />

A<br />

A<br />

y S<br />

/y A<br />

R<br />

p T<br />

p 0<br />

p T p T<br />

p 0<br />

p T<br />

42 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

Ohne<br />

Kurzschlusspfad<br />

Mit<br />

Kurzschlusspfad<br />

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

04<br />

Betriebsmodi für Systeme mit getrennten Steuerkanten<br />

Individ. Zu- /Ablaufsteuerung<br />

Betriebsmodus<br />

Ausgehend von der Systematik nach Backé ergeben sich alle denkbaren<br />

Steuerungssysteme als Kombination von je zwei Halbbrücken<br />

(A-E), siehe Bild 02. Von besonderer Bedeutung, sowohl<br />

für stationäre als auch mobile Primärsteuerungen, ist die Vierkantensteuerung<br />

als Kombination der beiden Halbbrücken A+A. Bei<br />

dieser Steuerung werden je zwei aktive Drosseln pro Verdrängerraum<br />

gegensinnig betätigt. Dadurch ist die Basissteuerung für<br />

reversierbare Antriebe beschrieben.<br />

Für Widerstandsschaltungen können allgemein sechs Merkmale<br />

identifiziert werden:<br />

1. Jeder gesteuerte Verdrängerraum hat einen Eingangswiderstand,<br />

der ihn mit einem hohen Druckniveau verbindet, und einen<br />

Ausgangswiderstand, der ihn mit einem niedrigen Druckniveau<br />

verbindet.<br />

2. Jeder der Ein- und Ausgangswiderstände kann sich aus einer<br />

Parallel- oder Serienschaltung zweier oder mehrerer Widerstände<br />

zusammensetzen.<br />

3. Widerstände können durch Steuersignale y S<br />

oder Rückführgrößen<br />

y R<br />

beeinflusst werden.<br />

4. Widerstände können stetig angesteuert oder unstetig geschaltet<br />

werden.<br />

5./6. Reversierbare Verdrängerantriebe erfordern zwei Verdrängerräume,<br />

die entgegengesetzte Kräfte oder Momente erzeugen.<br />

(Ohne Reversierbarkeit ist nur ein Verdrängerraum notwendig).<br />

Niederdruckregeneration<br />

Hochdruckregeneration<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p 0<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

I ... Individuell<br />

S ... Steuerung<br />

Z ... Zulauf<br />

A ... Ablauf<br />

ND ... Niederdruck<br />

HD ... Hochdruck<br />

R ... Regeneration<br />

Eingriff ist man in der Lage, die Dynamik, Stabilität und Steuerbarkeit<br />

von ungünstigen Bewegungskonfigurationen, wie sie etwa<br />

beim Absenken langer Ausleger entstehen, zu verbessern [9]. Die<br />

zusätzliche Steuergröße lässt sich bspw. zur Erhöhung der Systemdämpfung<br />

nutzen, da die Zylinderkammerdrücke individuell regelbar<br />

sind [10]. Gleichzeitig ermöglicht die dezentrale Anordnung der<br />

Ventile eine Reduzierung der Leitungslänge zwischen Pumpe und<br />

Verbraucher, was den ungünstigen Einfluss hydraulischer Verzögerungsglieder<br />

mindert und die erreichbare Streckendynamik<br />

erhöht [11, 12].<br />

Der Übergang von spezialisierten Wegeventilen zu standardisierten<br />

Einzelwiderständen durch Verwendung der 2-Wege-Einbauventiltechnik<br />

eröffnet vielseitige Potenziale im Bereich der Flexibilität<br />

sowohl auf Komponenten- als auch auf Systemebene. Insofern es<br />

die Anwendung erfordert, können sitzdichte Einzelventile mit proportionaler<br />

Charakteristik eingesetzt werden, welche neben der<br />

Volumenstromsteuerung zusätzliche Funktionen wie Lasthalten<br />

übernehmen können. Ein gezielter Einsatz und die Kombination<br />

von Ventilen im Pilotkreis vorgesteuerter Einbauventile ermöglichen<br />

die Integration weiterer Zusatzfunktionen, wie u. a. Druckbegrenzung,<br />

Stromregelung oder auch Kombinationen davon. Weitere<br />

Funktionsintegrationsaspekte ergeben sich durch die Möglichkeit<br />

die Ventile am Wirkort (direkt am Zylinder) anzuordnen und<br />

Senkbremsfunktionen oder Rohrbruchsicherungen zu implementieren.<br />

Dies vereinfacht die Leitungsführung und reduziert den notwendigen<br />

Verrohrungs- / Verschlauchungsaufwand [5, 13].<br />

Ein anderer Aspekt der Funktionsintegration bzw. Funktionsverlagerung<br />

ist weniger struktureller als steuerungstechnischer Natur.<br />

Die konsequente Nutzung elektrohydraulischer Komponenten und<br />

der damit verbundenen Steuerungen verschieben zusehends Funktionalitäten<br />

aus der Hardware in die Software. Auch hier entwickelt<br />

sich der Trend hin zu verteilten Ventil- und Achscontrollern mit<br />

dezentraler Intelligenz und definierten Schnittstellen für den Anwender<br />

[14]. Ausreichend leistungsfähige Komponenten und Sensoren<br />

vorausgesetzt, reduziert diese technische Maßnahme zusätzlich<br />

die Komplexität der Ventil- und Systemarchitekturen bei<br />

gleichzeitig gesteigerter Flexibilität. Die standardisiert gestaltbaren<br />

Einzelventile werden in der Software parametriert und angepasst,<br />

wodurch sich die Vielfalt an Ventilen und Konstruktionsvarianten<br />

drastisch reduzieren lässt [15].<br />

3. EINZELWIDERSTANDSBESCHREIBUNG<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 43

Varianten<br />

Prop.-Ventile<br />

Prop.-Schaltventile<br />

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

05<br />

Ventiltechnische Umsetzvarianten von Systemen mit getrennten Steuerkanten mit Zuordnung zu den umsetzbaren Betriebsmodi<br />

VS<br />

Schaltungsvarianten zur Steuerung doppeltwirkender Verbraucher<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p T<br />

I-Z/A-S<br />

I-Z/A-S, NR-R<br />

I-Z/A-S, NDR-R, HD-R<br />

die Steuerung des kolbenseitigen<br />

Verdrängerraums zusammengefasst<br />

werden. Gleiches gilt für die<br />

stangenseitig zugeordneten Widerstände<br />

(Bild 03, unten). Auch<br />

Kombinationen aus teilweise zusammengefassten<br />

und Einzelwiderständen<br />

sind realisierbar.<br />

Ausgehend von einer Systemstruktur<br />

mit vier einzeln gesteuerten<br />

Widerständen können wiederum<br />

vier technisch sinnvoll<br />

nutzbare Betriebsmodi identifiziert<br />

werden (Bild 04). Die grundlegende<br />

Bewegungsfunktion in Analogie<br />

zur Vierkantensteuerung wird<br />

durch Betätigung der zugehörigen<br />

Zu- und Ablaufwiderstände erreicht.<br />

Entsprechend der Funktionsweise<br />

wird eine individuelle<br />

Zulaufsteuerung (I-Z-S) bzw. individuelle<br />

Ablaufsteuerung (I-A-S) realisierbar. In dieser, oftmals auch<br />

als Normalmodus (NM) genannten, Betriebsart wird je nach Bewegungsrichtung<br />

der Zulauf-Verdrängerraum von der Hochdruck-<br />

Versorgungsleitung über die Zulaufkante gespeist. Das rückfließende<br />

Öl wird über die Rücklaufkante zum Niederdruck entlassen.<br />

Im Normalmodus können Energieeinsparungen durch Reduzierung<br />

der Verluste im Rücklauf erzielt werden. Jedoch gilt dies nur<br />

bei gleichzeitiger Anpassung des Versorgungsdruckes an das Lastniveau,<br />

da andernfalls die zu einer spezifischen Last- und Ge-<br />

Kurzschluss-<br />

Ventil<br />

p T<br />

p 0<br />

p 0<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

I ... Individuell<br />

S ... Steuerung<br />

Z ... Zulauf<br />

A ... Ablauf<br />

ND ... Niederdruck<br />

HD ... Hochdruck<br />

R ... Regeneration<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

06<br />

VR<br />

Steuerungsvarianten zur Volumenstrom- und Druckbeeinflussung<br />

V<br />

hydraulisch-mechanisch<br />

Primär-<br />

Druckwaage<br />

V<br />

indirekt<br />

Varianten der Volumenstromregelung am Ventil<br />

Sekundär-<br />

Druckwaage<br />

Basierend auf den Grundmerkmalen hydraulischer Widerstandschaltungen<br />

kann der Aufbau von Systemen mit getrennten Steuerkanten<br />

abgeleitet werden. Besondere Bedeutung kommt dabei dem<br />

Brückenhalbglied C V<br />

zu, da es einen gesteuerten Einzelwiderstand<br />

darstellt (der passive Ablaufwiderstand ist hier unendlich, R A<br />

= ∞).<br />

Wie in Bild 03 (oben) abgebildet besteht das System aus vier einzeln<br />

gesteuerten Widerständen.<br />

Die Einzelwiderstände R E1<br />

und R A1<br />

, bestehend aus den Brückenhalbgliedern<br />

C VE1<br />

und C VA1<br />

können zu dem Brückenhalbglied A für<br />

V<br />

Drucksensor Vol.-Sensor Wegsensor<br />

U p<br />

U p<br />

V<br />

hydraulisch-elektrisch<br />

U Q<br />

V<br />

direkt<br />

U x<br />

V<br />

44 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

schwindigkeitsanforderung zugehörige Druckdifferenz über dem<br />

Zulaufventil abgebaut wird. Dementsprechend verlagern sich die<br />

Verluste im Verhältnis der Zylinderflächen vom Ablauf in den<br />

Zulauf. Im Normalmodus kann der Zylinder sein größtes Kraftpotential<br />

entfalten. Die Geschwindigkeit ist an die Fördermenge<br />

der Pumpe gekoppelt.<br />

Sowohl funktional als auch energetisch stellt eine Verbindung<br />

beider Verdrängerräume eines Verbrauchers mit dem Tank einen<br />

notwendigen Modus dar. Insbesondere für Drehwerksanwendungen<br />

oder an der Arbeitsausrüstung von Radladern stellt die sogenannte<br />

Schwimmstellung (engl.: float) eine Forderung dar [16].<br />

Aus energetischer Sicht kann bei generatorischen Lasten – also<br />

Kräften, welche in Bewegungsrichtung des Aktors wirken – eine<br />

energieneutrale Bewegung erzeugt werden. Der verdrängte Volumenstrom<br />

wird dabei in die gemeinsame Rücklaufleitung eingeleitet<br />

und dient gleichermaßen als Nachsaug-Volumenstrom. Die<br />

sogenannte Niederdruckregeneration (ND-R) kann dabei mithilfe<br />

von zwei unterschiedlichen Schaltungsvarianten ausgeführt werden.<br />

Bei Systemstrukturen ohne Kurzschlusspfad werden beide<br />

Tankwiderstände betätigt und eine Verbindung über die gemeinsame<br />

Tankleitung hergestellt. Der gesamte auftretende Volumenstrom<br />

muss dabei beide Ventile durchströmen, was entsprechende<br />

Druckverluste zur Folge hat. Ist ein Kurzschlusspfad in Form eines<br />

Verbindungsventils zwischen den beiden Arbeitsanschlüssen des<br />

Zylinders vorhanden, so kann eine direkte (oft auch „echt“ genannte<br />

[17]) Regeneration realisiert werden. Vorteilhaft bei dieser<br />

Konfiguration ist, dass der Regenerationsvolumenstrom nur ein<br />

Ventil passiert und die Druckverluste geringer ausfallen. Je nach<br />

Bewegungskonfiguration und Ansteuerungsvariante übernimmt<br />

ein Widerstand die Geschwindigkeitsmanipulation und der jeweils<br />

korrespondierende Widerstand regelt den Druck in der lastabgewandten<br />

Zylinderkammer.<br />

Eine vergleichbare Situation findet man bei der Hochdruckregeneration<br />

(HD-R). Beide Verdrängerräume des Zylinders sind über<br />

die betätigten Zulaufsteuerkanten mit dem Hochdruckniveau verbunden.<br />

Beim Ausfahren des Zylinders wird abfließender Volumenstrom<br />

aus dem stangenseitigen Verdrängerraum direkt der<br />

Zulaufseite zur Verfügung gestellt. Der notwendige Pumpenvolumenstrom<br />

reduziert sich um den Anteil des Kreisringvolumens des<br />

Zylinders. Mit Blick auf die Energieeffizienz ist dieser Modus nur<br />

bei einem hohen Versorgungsdruckniveau sinnvoll einsetzbar, da<br />

die umgesetzte Leistung konstant bleibt. In Systemen mit parallel<br />

betriebenen Verbrauchern ist dies der Fall, wenn ein hochbelasteter<br />

Verbraucher den Versorgungsdruck bestimmt und ein<br />

zweiter, niedriger belasteter Verbraucher aus einer gemeinsamen<br />

Druckversorgung gespeist wird. In stationären Anwendungen ist<br />

dieser Modus auch als Eilgang bekannt, da die maximale erreichbare<br />

Geschwindigkeit v HD-R<br />

angehoben werden kann. Für die<br />

Flächen des Zylinders gilt:<br />

Das resultierende Geschwindigkeitsverhältnis errechnet sich zu:<br />

Bei konsequenter Nutzung dieses Modus ergeben sich somit Vorteile<br />

bezüglich der Dimensionierung der Pumpe. Die erreichbaren<br />

Kräfte reduzieren sich auf das Produkt aus maximalem Systemdruck<br />

p 0<br />

und der Kolbenstangenfläche A S<br />

.<br />

Eine verbraucherübergreifende Regeneration kann sowohl durch<br />

Verbinden des Rücklaufwiderstandes mit der Pumpen- als auch mit<br />

der Tankleitung erfolgen. Für die Versorgung eines Verbrauchers<br />

über die gemeinsame Tankleitung ist ein zusätzliches Drosselventil<br />

im Rücklauf erforderlich. Die Geschwindigkeiten der beiden Verbraucher<br />

sind in diesem Fall aneinander gekoppelt. Wird ein Verbraucher<br />

regenerativ aus der gemeinsamen Pumpleitung gespeist,<br />

so muss das Druckniveau des einfahrenden Verbrauchers höher<br />

sein als das der Anzutreibenden. Ein zusätzlicher Pumpenvolumenstrom<br />

kann ergänzt werden.<br />

4. ÜBERSICHT SYSTEMGESTALTUNGSVARIANTEN<br />

Für die im vorangegangenen Abschnitt eingeführten Betriebsmodi<br />

sind diverse schaltungstechnische Umsetzungsvarianten möglich.<br />

Es wird eine vereinfachte Unterteilung der Systeme in Ventilstruktur<br />

(VS) und Volumenstromregelung (VR) vorgenommen. Eine Zuordnung<br />

technisch sinnvoller Gestaltungsvarianten von Systemen<br />

mit getrennten Steuerkanten zu den umsetzbaren Betriebsmodi ist<br />

in Bild 05 zu sehen. Die obere Zeile zeigt Ventilschaltungen mit<br />

paralleler Anordnung proportionaler Steuerventile. Die Ausführung<br />

als Schieber- oder Sitzventil wird hierbei nicht adressiert. Die<br />

untere Zeile beinhaltet Schaltungsvarianten, welche eine Kombination<br />

aus Schalt- und Proportionalventilen darstellen.<br />

Zusätzlich ist eine Einordnung der gewählten Systemvarianten zu<br />

den umsetzbaren Betriebsmodi zu sehen. In der ersten Spalte finden<br />

sich zwei Systemvarianten, welche lediglich eine individuelle<br />

Zu- bzw. Ablaufsteuerung als Minimalanforderung solcher Systeme<br />

bereitstellen, dementsprechend nur feste Strömungspfade aufweisen<br />

[18, 19]. Zusätzliche Schieberschaltstellungen mit entsprechenden<br />

Verbindungspfaden ermöglichen auch hier Regenerationsmodi<br />

[20], erhöhen jedoch die Bauteilkomplexität.<br />

Die Systeme in der zweiten Spalte erlauben zusätzlich zum Normalmodus<br />

auch eine Niederdruckregeneration (ND-R) bzw. eine<br />

Schwimmstellung [21, 22]. Eine gleichzeitige Verbindung der Verdrängerräume<br />

an den Pumpenanschluss ist nicht möglich. Im<br />

Gegensatz dazu sind die folgenden Systeme in den Spalten drei und<br />

vier in der Lage alle Modi schaltungsseitig umzusetzen [23, 24, 25,<br />

15, 26, 27, 28, 29]. Die letzte Spalte verdeutlicht den Effekt, welcher<br />

sich durch den Einsatz eines Kurzschlussventils ergibt. Dadurch<br />

werden jegliche Ventilstrukturen für eine Regenerationsfähigkeit<br />

qualifiziert. Weiterhin können alle 2/2-Wegeventile als Sitzventile<br />

ausgeführt werden, um deren vorteilhafte Eigenschaften wie z. B.<br />

leckagefreies Abstützen, Rückschlagfunktionalität oder auch dezentrale<br />

Anordnung nutzen zu können.<br />

Die Ventilstrukturen (VS) stehen in Aufbau und Funktionsweise<br />

in direkter Wechselwirkung mit der Fluidsteuerung durch eine entsprechende<br />

Volumenstromregelung (VR). Mobilhydraulische Anwendungen<br />

sind in der Regel bedienergeführte Prozesse, welche<br />

bezüglich der Bewegungssteuerung in einer offenen Steuerkette<br />

betrieben werden. Dies hat sowohl technologische (begrenzter<br />

Elektronikeinsatz) als auch wirtschaftliche Gründe (Kosten, Robustheit).<br />

Um die stark nichtlineare Charakteristik und gegenseitige<br />

Verbraucherbeeinflussung durch bestehende Druckkopplungen<br />

beherrschen zu können, kommen oftmals Lastkompensationsmaßnahmen<br />

zur Volumenstromregelung zum Einsatz. Eine Übersicht<br />

über die üblicherweise anzutreffenden Varianten der Volumenstromregelung<br />

ist in Bild 06 abgebildet.<br />

Hierbei wird in indirekte Maßnahmen durch zusätzliche Steuerwiderstände<br />

(Druckwaagen) und direkte Verfahren der Hauptven­<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 45

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

07<br />

Vorsteuerausführungen von 2-Wege-Einbauventilen: a) proportionale Vorsteuerung,<br />

b) elektrische Wegrückführung, c) mechanische Kraftrückführung, d) hydraulische<br />

Wegrückführung, e) mechanische Wegrückführung<br />

p 0<br />

p 0<br />

p 0<br />

p 0<br />

p 0<br />

a) b) c) d) e)<br />

tilsteuerung unterschieden. Indirekte Verfahren greifen auf hydraulisch-mechanische<br />

Prinzipien zurück, wohingegen bei direkten<br />

Verfahren Sensoren und eine Signalverarbeitung zum Einsatz kommen.<br />

Insbesondere der Einsatz von Drucksensoren bietet Vorteile<br />

bezogen auf die erreichbare Flexibilität und Strukturkomplexität<br />

[20, 11].<br />

In vielen mobilen Anwendungen werden Lasthalteventile eingesetzt,<br />

um ein Absinken der Last am Bewegungsbeginn zu vermeiden.<br />

In Systemkonfigurationen, welche eine Regeneration<br />

ermög lichen sollen, müssen diese Rückschlagventile ersetzt oder<br />

aufwendig umgangen werden, da sonst keine Betriebsmodi entsprechend<br />

obiger Aufstellung realisierbar sind [5]. Durch den Einsatz<br />

von Drucksensoren kann der aktuelle Last- und Pumpendruck<br />

in der Steuerung erfasst und der Öffnungsbeginn der Ventile<br />

flexibel angepasst werden. Ein vorzeitiger Bewegungsbeginn<br />

wird somit vermieden. Auch die Bestimmung der aktuellen Lastsituation<br />

und damit einhergehend die Fähigkeit des Systems zur<br />

Regeneration, wird über Drucksignale zugänglich. Weitere ventilseitige<br />

Funktionen auf Basis von Drucksignalen sind eine Sekundärdruckbegrenzung<br />

oder Druckabschaltung (kick-out). Darüber<br />

hinaus sind hybride Ventilbetriebsarten, wie Druck- und auch Volumenstromregelung,<br />

realisierbar. Mit einer entsprechenden<br />

Pumpenregelung wird somit auch ein elektrohydraulisches Load-<br />

Sensing mit lastunabhängiger Durchflussverteilung oder ein Leistungsmanagements<br />

ermöglicht.<br />

Da die statischen und dynamischen Anforderungen an elektrohydraulische<br />

Ventile sehr hoch sind, werden nach wie vor hydraulisch-mechanische<br />

Regelungsprinzipien aufgrund<br />

ihrer unbestritten hohen Leistungsfähigkeit<br />

eingesetzt. Insbesondere Druckwaagen als<br />

Kernelemente in Zwei- und Drei-Wege-Stromreglern<br />

finden heute breite Anwendung [3, 30].<br />

Bei der Auslegung von proportionalen Wege-<br />

Schiebern liegt immer ein Kompromiss zwischen<br />

Auflösungsvermögen (Flächenöffnungsgradient<br />

über dem Hub), stationärer Genauigkeit<br />

und erreichbarer Dynamik vor. Der Einsatz<br />

von Druckwaagen hebt diesen Konflikt teilweise<br />

auf, da die Auflösung in der Messblende des<br />

Hauptkolbens hinterlegt ist und die Druckwaage<br />

die dynamischen Regelanforderungen abdeckt.<br />

Dies verhindert, dass sich hochfrequente<br />

Druckänderungen störend auf das Führungsverhalten<br />

des Antriebs auswirken. Potenziell<br />

Gruppe<br />

Ventilstruktur<br />

Komponenten<br />

Software<br />

nachteilig sind die mangelnde Flexibilität<br />

bei der Anpassbarkeit der Regelelemente<br />

an sich ändernde Betriebssituationen<br />

und die erschwerte Umsetzung einer<br />

bidirektionalen Durchströmung zu<br />

nennen.<br />

Eine weitere, nicht näher ausgeführte<br />

Methode zur Lastkompensation ohne<br />

Druckwaagen greift auf strömungskraftgerelte<br />

Ventilschieber zurück [31]. Auch<br />

wenn diese Variante speziell bei geringen<br />

Druckdifferenzen nicht ausreichend<br />

exakt ist, kann in einem realen System<br />

diese Aufgabe beispielsweise durch eine<br />

Load-Sensing-Pumpenregelung erfüllt<br />

werden, welche die Druckdifferenz am<br />

höchstbelasteten Verbraucher (Verbraucher<br />

mit der geringsten Druckdifferenz)<br />

einregelt. Alle übrigen Verbraucher<br />

fahren auf einem geringeren Lastniveau und sind somit einer größeren<br />

Druck differenz ausgesetzt, genau dem Bereich, wo auch die<br />

Lastkompensation ausreichend gut funktioniert [20].<br />

Die Auswahl einer bevorzugten Lösung ist im hohen Maße vom<br />

Einsatz, den technologischen Voraussetzungen auf der Maschine,<br />

weiteren Subsystemen und nicht zuletzt den Kosten abhängig. Eine<br />

konkrete Bewertung einzelner Strukturen muss daher anwendungs-,<br />

maschinen- und auch herstellerspezifisch durchgeführt<br />

werden. Eine Auswahl an funktionalen Bewertungskriterien, welche<br />

dafür herangezogen werden können, findet sich in Tabelle 1.<br />

Analog dazu muss die Auswahl der Versorgungsstruktur, also Art,<br />

Anzahl der hydraulischen Energieversorgung und deren Ansteuerung<br />

bewertet werden. Hier findet sich eine Vielzahl von Lösungen,<br />

welche man übergeordnet in Betriebsregime (aufgeprägter Druck,<br />

aufgeprägter Volumenstrom, aufgeprägte Druckdifferenz) und<br />

technologische Umsetzung (hydraulisch-mechanisch, hydraulischelektrisch)<br />

einordnen kann.<br />

5. VENTILTECHNIK<br />

Am Beispiel der vollständig aufgelösten Systemstruktur mit einzeln<br />

gesteuerten Widerständen soll der Einsatz von 2-Wege-Einbauventilen<br />

erläutert werden. Der wesentliche Vorteil von Sitzventilen ist<br />

ihre Dichtheit auch bei hohen Drücken, welche ohne enorme Überdeckungen<br />

oder besonders hohe Anforderungen an die Fertigungsgenauigkeit<br />

erreicht wird. Ansteuerungen von 2-Wege-Einbauventilen<br />

arbeiten nach dem Prinzip von Druckteilerschaltungen,<br />

Bewertungskriterium<br />

Anzahl und Umsetzbarkeit von Betriebsmodi<br />

Komplexität, Flexibilität und Anpassbarkeit der Schaltung<br />

Anzahl, Bauraum und Kosten der eingesetzten Ventile<br />

erreichbares Sicherheitsniveau (Performance Level)<br />

Anzahl, Typ und Kosten der eingesetzten Ventilaktoren<br />

Anzahl, Typ und Kosten der Sensorik (Position, Druck)<br />

Komplexität und Verfügbarkeit der Ventilelemente<br />

zu erwartende Anforderungen an Dynamik und Auflösung der Ventile<br />

Herstellbarkeit einer Sitzdichtheit<br />

Komplexität, Flexibilität und Anpassbarkeit der Steueralgorithmen<br />

Diagnosefähigkeit, Wartbarkeit<br />

Tabelle 1: Auswahl an funktionalen Bewertungskriterien<br />

46 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

08<br />

a) Definition von Last- und Bewegungsrichtung, b) Definition Betriebsmodusgrenzen<br />

F<br />

F\F max<br />

generatorisch<br />

V<br />

motorisch<br />

V<br />

F reg<br />

=f(p<br />

HD-R<br />

ND-R<br />

1<br />

P max<br />

motorisch<br />

F Zyl<br />

F Last<br />

F Zyl<br />

F Last<br />

V<br />

V V<br />

F Zyl<br />

F Last<br />

F Zyl<br />

F Last<br />

generatorisch<br />

a) b)<br />

V reg<br />

V<br />

NM<br />

aF NM<br />

F NM<br />

1<br />

NM<br />

1<br />

V reg<br />

V/V max<br />

HD-R<br />

bei dem zwei in Reihe geschaltete hydraulische Widerstände einen<br />

Steuerdruck in unterschiedlicher Höhe einstellen [5]. Ein gängiges<br />

Prinzip mit einem 3/2-Wegeventil zur Vorsteuerung (entspricht<br />

einem Brückenhalbglied A) ist in Bild 07 a) dargestellt. Dieses Prinzip<br />

stellt eine reine Steuerung des Hauptkolbens dar. Bei hohen<br />

dynamischen Anforderungen verbessert eine Lagerückführung des<br />

Hauptkolbens das statische und dynamische Übertragungsverhalten.<br />

In Bild 07 b) bis e) sind vier Möglichkeiten einer internen<br />

Wegrückführung dargestellt [32].<br />

Das in Bild 07 b) gezeigte Servoprinzip basiert auf der Rückführung<br />

eines elektrischen Positionssignals des Hauptschiebers.<br />

Neben einem Wegsensor (LVDT) ist eine Regelelektronik erforderlich,<br />

welche ein Stellsignal aus der Sollwertvorgabe und der Rückführgröße<br />

erzeugt. Vorteilhaft bei dieser Variante ist die Möglichkeit<br />

variabler Verstärkungs- und Betriebsparameter in der Regelelektronik.<br />

Als nachteilig ist der erhöhte Komponentenaufwand mit den<br />

damit verbundenen Kosten aufzuführen.<br />

Ein hydraulisch-mechanisches Prinzip ist in Bild 07 c) schematisch<br />

dargestellt. Als Sollsignal dient eine Kraft, welche eine Ventilöffnung<br />

am Vorsteuerventil hervorruft. Diese Ventilöffnung korrespondiert<br />

mit der Öffnung des Hauptschiebers. Die Position des<br />

Hauptkolbens ist über eine Feder an das Vorsteuerventil gekoppelt<br />

und erzeugt bei Erreichen der gewünschten Position ein Kräftegleichgewicht.<br />

Über die Feder wird neben der Rückführgröße auch<br />

eine Entkopplung vom Vorsteuerhub erreicht, wodurch große Verstärkungen<br />

möglich sind.<br />

Als sogenanntes „Valvistor-Prinzip“ ist die rein hydraulische Wegrückführung<br />

in Bild 07 d) bekannt [25]. In dieser Ausführungsvariante<br />

dient ein rechteckiges Steuerfenster, welches im Hauptkolben<br />

eingebracht ist, als variabler Widerstand. In Kombination mit dem<br />

verstellbaren Widerstand des Vorsteuerventils liegt eine Druckteilerschaltung<br />

vor. Die Betriebscharakteristik des Ventils entspricht<br />

einem Volumenstromverstärker (in Analogie zum Transistor).<br />

Das vierte Servoprinzip, eine mechanische Wegrückführung,<br />

zeigt Bild 07 e). Auch dieses Prinzip basiert auf der Abstimmung<br />

zwischen einem festen und einem variabel ausgeführten hydraulischen<br />

Widerstand. Um ein Gleichgewicht herstellen zu können,<br />

muss der Volumenstrom durch beide Widerstände identisch sein,<br />

was zu einer festen Zuordnung von Hauptschieber und Regelkolben<br />

führt. Dieses Prinzip wird auch Folgeprinzip oder „follow-up<br />

servo“ genannt [33].<br />

Einbauventile bieten weitere Vorteile durch die Möglichkeit zusätzliche<br />

Funktionen mit Hilfe der einzeln gesteuerten Widerstände<br />

abzubilden. Ein konstruktionsinhärenter Vorteil ist die Druckabhängigkeit<br />

der Sitzventil-Bauweise. Der Druck steigt bei einzeln gesteuerten<br />

Widerständen nur so hoch an, wie es durch das Produkt<br />

aus angreifenden Drücken und Flächen des Sitzventilkolbens bestimmt<br />

ist. Das bedeutet, dass durch die Rückwirkung des Lastdruckes<br />

die Funktionen eines Sicherheits- oder eines Rückschlagventils<br />

integriert sind. Der Einsatz von Ventilen im Vorsteuerkreis<br />

der Hauptstufe führt also zu einer Zusammenfassung von Funktionalitäten<br />

in einem Hauptwiderstand, wodurch aufwendige Integrationen<br />

von zusätzlichen Bauelementen im Gesamtsystem der<br />

Hydraulik entfallen.<br />

Die Auswahl geeigneter Einzelkomponenten und Schaltungen<br />

erfolgt nach statischen und dynamischen Gesichtspunkten. Für<br />

2-Wege-Einbauventile sind unter anderem folgende Kriterien zu<br />

nennen: Öffnungsempfindlichkeit, Volumenstromverstärkung,<br />

Größe der Betätigungsflächen, Art und Anzahl der Steuerölabgriffe,<br />

Durchströmungsrichtungen sowie Dichtheit [32]. Darüber hinaus<br />

müssen die dynamischen Anforderungen der Steuerungsaufgabe<br />

und der externen Störungen abgedeckt werden. Allgemein gilt, dass<br />

die Eigenfrequenz des Ventils höher liegen sollte als die dominante<br />

Streckendynamik [20].<br />

6. BETRIEBSSTRATEGIE<br />

Je nach Quadrant sind nur einige Betriebsmodi technisch sinnvoll<br />

einsetzbar. Neben dem Normalmodus (NM) können im ersten,<br />

zweiten und vierten Quadranten Hoch- und Niederdruckregeneration<br />

(HD-R, ND-R) eingesetzt werden. Die quadrantenbezogene<br />

Betrachtung der Last- und Bewegungszustände für einzelne Verbraucher<br />

führt auf diskrete Umschaltbedingungen, wie sie in<br />

Bild 08 abgebildet sind.<br />

Die hierbei erreichbaren Kraft- und Geschwindigkeitsgrenzen<br />

sind durch die folgenden Gleichungen beschrieben. Die maximale<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 47

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

09<br />

Darstellung eines Umschaltvorganges vom Normalmodus (NM) über einen Übergangsmodus (NM->HD-R)<br />

zur Hochdruckregeneration (HD-R)<br />

Üb<br />

max<br />

R A2<br />

R E1<br />

Zustand 1<br />

T<br />

Zustand 2<br />

R A2<br />

No<br />

min<br />

R E2<br />

, R A1<br />

NM-<br />

NM<br />

HD-R<br />

R A1<br />

R E1<br />

R E2<br />

R A2<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

p T<br />

p 0<br />

p T<br />

ND-R<br />

R E1<br />

R A2<br />

, R A2<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

Ausfahrgeschwindigkeit des Zylinders errechnet sich aus dem verfügbaren<br />

Pumpenvolumenstrom und der wirkenden Zylinderfläche<br />

nach<br />

Die erreichbare Kraft kann vereinfacht über Formel (5) bestimmt<br />

werden:<br />

Über das differenzielle Verschalten des Zylinders wird im ersten<br />

Quadranten ein Hochdruck-Regenerationsmodus (HD-R) bzw.<br />

eine Eilgangschaltung ermöglicht, wodurch die Differenz aus<br />

Kolben- und Ringfläche als effektive Zylinderfläche wirkt:<br />

Bei der Niederdruckregeneration (ND-R) ist die erreichbare, normierte<br />

Zylindergeschwindigkeit unabhängig vom Pumpenvolumenstrom<br />

und kann daher Werte größer eins erreichen. Gleiches<br />

gilt für die verbraucherübergreifende Hochdruckregeneration<br />

(HD-R) im 2. Quadranten. Das maximal erreichbare Kraftniveau<br />

hängt dort allerdings vom aktuellen Versorgungsdruck ab<br />

F reg<br />

= f(p 0<br />

), da bei einer vorgegebenen Sollgeschwindigkeit die<br />

lastabgewandte Verbraucherseite (Stangenseite) des Zylinders über<br />

den hydraulischen Kurzschluss mit Druck beaufschlagt wird, um<br />

das Druck niveau und damit die Druckdifferenz auf der Kolbenseite<br />

anzuheben. Dies führt zu einer reduzierten Zylinderkraft F.<br />

Ein typischer Umschaltvorgang während einer Zylinderbewegung<br />

findet beim Wechsel aus dem Normalmodus (NM) in den Eilgang<br />

(Hochdruckregeneration HD-R) statt. In Bild 09 sind jeweils<br />

im linken und rechten Bildbereich die stationären Ventilpositionen<br />

(min ≤ y ≤ max) der Endzustände dargestellt. Im Normalmodus<br />

(links) sind das Zulaufventil (R E1<br />

) auf der Kolbenseite und das Ablaufventil<br />

(R A2<br />

) auf der Stangenseite des Zylinders betätigt. Um die<br />

Rücklaufdruckverluste gering zu halten ist das Ablaufventil weit<br />

geöffnet, wohingegen sich das Zulaufventil im Regelbetrieb befindet<br />

und im gewählten Beispiel eine Druckdifferenz am Ventil erzeugt.<br />

Die übrigen Ventile sind geschlossen. Ein diskretes Umschalten<br />

in den Eilgangbetrieb würde einerseits ideal schnelle Komponenten<br />

voraussetzen und auf der anderen Seite nicht hinnehmbare<br />

Beeinflussungen im Bewegungsablauf und Komfort hervorrufen.<br />

Zur Reduzierung der sprunghaften Anregung durch ein schlagartiges<br />

Umschalten kann, wie in [11, 8, 16, 34] vorgeschlagen, ein<br />

Übergangsmodus eingeführt werden, welcher eine sanfte Volumenstromübergabe<br />

ermöglicht. Bei diesem Betriebsmodus werden<br />

die beteiligten Ventile kontinuierlich, entweder zeit- oder regelbasiert,<br />

vom Zustand 1 in den Zustand 2 überführt. Als Qualitätsmerkmal<br />

dient die Zylindergeschwindigkeit, welche einen störungsfreien<br />

Verlauf beibehalten soll. Das Verhalten der Pumpenverstellung<br />

fehlt im dargestellten Beispiel. Während der Umschaltphase<br />

τ muss die Pumpe zurück gestellt werden, da sich der<br />

Volumenstrombedarf des Systems reduziert. In der Regel liegen die<br />

Stellzeiten gängiger Pumpenprinzipien oberhalb der Schaltzeiten<br />

von Ventilen. Neben dem sprunghaften Wechsel in einen anderen<br />

Betriebsmodus, kann die Umschaltbedingung zur Instabilität des<br />

Systems führen. Da es sich bei hydraulisch-mechanischen Systemen<br />

um schwingfähige Systeme handelt, erzeugt der Schaltwechsel eine<br />

Oszillation um die Schaltgrenze. Die Folge ist ein instabiles<br />

Schwingverhalten der Systemgrößen während des Umschaltvorganges.<br />

Zur Reduzierung der Störeinflüsse bei Umschaltvorgängen<br />

können folgende Maßnahmen (Auswahl) ergriffen werden:<br />

n Druckwaagen zur Störkompensation (Ausnutzung Dynamikpotenzial)<br />

[29, 35];<br />

n schaltgedämpfte Ventile für sanftes Schaltverhalten durch PT 1<br />

-<br />

Verhalten [25, 8];<br />

n robuste Umschaltbedingungen beispielsweise durch Hysterese<br />

oder Verweilzeiten [36, 11];<br />

n Nutzung einer Geschwindigkeitsregelung [15];<br />

n flachheitsbasierte Regelung [37, 34, 38].<br />

7. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK<br />

Aufgrund der steigenden Nachfrage nach leistungsfähigen Antriebssystemen<br />

für mobil- und stationär-hydraulische Applikati­<br />

48 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

onen treten Systeme mit getrennten Steuerkanten dank ihrer energetischen<br />

und funktionalen Potenziale vermehrt in den Fokus von<br />

Forschung und Entwicklung. Die enorme Varianten- und Strukturvielfalt<br />

erschwert die Auswahl und Einordnung solcher Technologien.<br />

Der vorliegende Artikel liefert eine Übersicht über Systemgestaltungsaspekte<br />

und gibt Hinweise zur Auswahl und Bewertung<br />

verschiedener verfügbarer Technologien. Eine intensive Auseinandersetzung<br />

folgt in den darauf aufbauenden Beiträgen anhand konkreter<br />

Anwendungsbeispiele.<br />

Der zweite Beitrag dieser Reihe beschäftigt sich mit sicherheitsund<br />

zuverlässigkeitstechnischen Anforderungen, welche eine<br />

grundlegende Voraussetzung für eine potenzielle Marktverbreitung<br />

darstellen. Es wird eine Methodik zur systematischen Analyse und<br />

Quantifizierung von Antriebsvarianten mit getrennten Steuerkanten<br />

vorgestellt. Kern dieser Methode stellen die möglichen Betriebsmodi<br />

sowie die Möglichkeiten und Grenzen bezüglich Sicherheit<br />

und Zuverlässigkeit dar. Mit Hilfe von Prüfstands- und Maschinenuntersuchungen<br />

werden ausgewählte Ergebnisse anhand einer<br />

Überlagerungslenkung vorgestellt.<br />

Anknüpfend an die Vorbetrachtungen des Übersichtsteils thematisiert<br />

der dritte Artikel die exemplarische Anwendung eines Ventilsystems<br />

mit getrennten Steuerkanten für die Arbeitsausrüstung<br />

eines Mobilbaggers. Im Fokus der Betrachtungen steht das für diese<br />

Applikation genutzte ganzheitliche Steuerungs- und Regelungskonzept<br />

für Ventilsystem und Pumpe, welches die funktionalen<br />

Vorteile wie z. B. lastkompensierte Senkbewegungen und energetische<br />

Vorteile gegenüber konventionellen Ventilsystemen auch<br />

unter Nutzung preiswerter Komponenten zugänglich macht. Das<br />

vorgestellte Konzept wird anhand von Prüfstandsversuchen und in<br />

einem simulierten Baggerzyklus validiert.<br />

Der vierte Beitrag behandelt den Einsatz getrennter Steuerkanten<br />

in stationär-hydraulischen Antrieben und ermittelt anhand der<br />

energetischen Potenziale geeignete Systemstrukturen sowie Ansteuerungsstrategien<br />

für lagegeregelte Antriebe. Einen Schwerpunkt<br />

bilden dabei Strategien zur störungsarmen Umschaltung<br />

zwischen unterschiedlichen Betriebsmodi.<br />

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Department of Mechanical Engineering, Linköping University, 1984.<br />

[26] J.-C. Lee, K.-C. Jin, Y.-M. Kwon, L.-G. Choi, J.-Y. Choi, und B.-K. Lee,<br />

„Development of the Independent Metering Valve Control System and Analysis of<br />

its Performance for an Excavator“, in BATH/ASME 2016 Symposium on Fluid<br />

Power and Motion Control, 2016, S. V001T01A021-V001T01A021.<br />

[27] Jongebloed, Holger und Fees, „Proportional Directional Valve with<br />

Autonomous Spools (PAS) for Mobile Applications“, gehalten auf der Internationales<br />

Fluidtechnisches Kolloquium, Dresden, 2008.<br />

[28] Beck, Benjamin und Weber, Jürgen, „Safety and reliability of independent metering<br />

systems in mobile machinery“, in Proceedings of Esrel 2016, Glasgow, 2016.<br />

[29] A. Sitte und J. Weber, „Structural design of independent metering control<br />

systems“, in 13th Scandinavian International Conference on Fluid Power;<br />

June 3-5; 2013; Linköping; Sweden, 2013, S. 261-270.<br />

[30] R. Finzel, Elektrohydraulische Steuerungssysteme für mobile Arbeitsmaschinen.<br />

Aachen: Shaker, 2011.<br />

[31] „1995 – Overhaul Manual Vickers® – CMX Sectional Direction.pdf“.<br />

[32] Willebrand, Heinz O., „Hydraulische Steuerungen mit 2-Wege-Einbauventilen:<br />

Systematik, Entwurf und Untersuchung des Systemverhaltens“,<br />

Technische Hochschule Aachen, Aachen, 1980.<br />

[33] J. L. W. Pfaff, „Sitzventil betätigt durch elektrohydraulisches Vorsteuersitzventil“,<br />

DE200,910,055,802, Juli-2010.<br />

[34] G. Kolks und J. Weber, „Controller Design for Precise and Efficient Industrial<br />

Cylinder Drives Using Independent Metering Valves“, in 9th FPNI Ph. D.<br />

Symposium on Fluid Power, 2016, S. V001T01A009-V001T01A009.<br />

[35] J. Lübbert, A. Sitte, B. Beck, und J. Weber, „Load-Force-Adaptive Outlet<br />

Throttling: An Easily Commissionable Independent Metering Control Strategy“,<br />

in BATH/ASME 2016 Symposium on Fluid Power and Motion Control, 2016,<br />

S. V001T01A050-V001T01A050.<br />

[36] R. Ding, B. Xu, J. Zhang, und M. Cheng, „Bumpless mode switch of independent<br />

metering fluid power system for mobile machinery“, Automation in<br />

Construction, Bd. 68, S. 52-64, Aug. 2016.<br />

[37] R. Bindel, R. Nitsche, R. Rothfuß, und M. Zeitz, „Flachheitsbasierte Regelung<br />

eines hydraulischen Antriebs mit zwei Ventilen für einen Großmanipulator<br />

(Flatness Based Control of a Two Valve Hydraulic Joint of a Large Manipulator)“,<br />

at-Automatisierungstechnik Methoden und Anwendungen der Steuerungs-,<br />

Regelungs-und Informationstechnik, Bd. 48, Nr. 3/2000, S. 124, 2000.<br />

[38] C. Stauch und J. Rudolph, „Control-oriented modelling and development of a<br />

model-based switching algorithm for a digital hydraulic independent metering<br />

cylinder drive“, Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers, Part I:<br />

Journal of Systems and Control Engineering, Feb. 2016.<br />

Autoren:<br />

Dipl.-Ing. André Sitte, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Weber, Institut für <strong>Fluidtechnik</strong> (IFD),<br />

Technische Universität Dresden<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong> 49

INEN BALD INTEL<br />

FLUIDTECHNIK<br />

MASCHINEN<br />

ALS BALD INTELLIGENTER<br />

ALS<br />

MENSCHEN?<br />

Die Voraussetzungen<br />

für Machine Learning<br />

sind immer dieselben:<br />

riesige Datenmengen,<br />

eine enorme Rechnerleistung<br />

und Training.<br />

Je umfangreicher die zur<br />

Verfügung stehenden<br />

Datensätze sind, umso<br />

genauer kann die<br />

Maschine auch in<br />

komplexen Daten Muster<br />

erkennen und Zusammenhänge<br />

herstellen.<br />

MACHINE<br />

LEARNING<br />

B<br />

asierend auf einer<br />

methodisch-systematischen<br />

Sammlung von<br />

Daten erwerben Maschinen<br />

Erfahrungswissen.<br />

Algorithmen bzw.<br />

künstliche neuronale<br />

Netzwerke helfen dabei, die<br />

Daten zu strukturieren.<br />

Ohne Menschen geht<br />

es aber nicht: Data<br />

Scientists, kreative<br />

Programmierer müssen<br />

Maschinenbau- und<br />

Prozess-Know-how in<br />

eine intelligente<br />

Software wandeln.<br />

Sind Maschinen bald intelligenter als Menschen? Was die einen mit Besorgnis betrachten, beflügelt die anderen.<br />

Maschinen sind lernfähig. Voraussetzung dafür ist, dass den Algorithmen umfangreiche Datensätze zur Verfügung<br />

stehen. Dann können sie intelligente Schlüsse zuverlässig ziehen und Anwender davon profitieren.<br />

www.boschrexroth.com/de<br />

50 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 3/<strong>2018</strong>

IM NÄCHSTEN HEFT: 04/<strong>2018</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 16. 04. <strong>2018</strong><br />

ANZEIGENSCHLUSS: 28. 03. <strong>2018</strong><br />

01<br />

FLUIDTECHNIK<br />

NEWSLETTER<br />

DER E-MAIL-SERVICE<br />

für die<br />

<strong>Fluidtechnik</strong>-Szene<br />

Aktuelle Nachrichten<br />

rund um Hydraulik<br />

und Pneumatik, Aktorik,<br />

Steuerelektronik<br />

und Sensorik<br />

02<br />

03<br />

01 In Sachen Industrie 4.0 muss sich die Pneumatik nicht verstecken: Das zeigt auch der<br />

Pneumatikhersteller Aventics in diesem Jahr auf der Hannover Messe mit seiner Weiterentwicklung<br />

des Smart Pneumatics Monitor (SPM). Dieser simuliert im Zusammenspiel von<br />

Luftverbrauchern eine smarte Fabrik.<br />

Foto: Aventics<br />

02 Die kontinuierliche Weiterentwicklung vorhandener Systeme trägt mit zu intelligenten<br />

Lösungen bei. Ein Beispiel dafür ist das hydraulische Kompaktaggregat CytroPac<br />

von Bosch Rexroth, das mit eigener Intelligenz und Industrie 4.0-Schnittstelle die Grenzen<br />

des technisch Machbaren verschiebt und auf der Hannover Messe <strong>2018</strong> zu erleben ist.<br />

Foto: Bosch Rexroth<br />

ERSCHEINT<br />

MONATLICH<br />

03 Der Alpha-X-Demonstrator, vereint die Vorteile elektrischer Antriebstechnik und<br />

Hydraulik. Interessierte können auf der Hannover Messe <strong>2018</strong> am Demonstrator mit<br />

einem Joystick die Performance kritischer Betriebspunkten wie Anfahren, langsam<br />

Fahren, Positionieren oder Quadrantenwechsel im wahrsten Sinne „erfahren“.<br />

Foto: Bucher Hydraulics<br />

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