O+P Fluidtechnik 5/2018
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5445<br />

05 Mai <strong>2018</strong><br />

ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS<br />

FLUIDTECHNIK IM VDMA<br />

FLUIDTECHNIK<br />

08 I LOUNGE<br />

„<strong>Fluidtechnik</strong>: Die Branche<br />

mit dem Family Spirit“<br />

HYDRAULIKTANK ALS<br />

ALL-INCLUSIVE-PAKET<br />

20 I Einbaufertiges Komplettmodul<br />

mit integrierten Filterfunktionen<br />

Bert Brahmer<br />

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INNOVATION<br />

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

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Zeigen Sie Ihre Excellence <strong>2018</strong> – Sprechen Sie uns an:<br />

Telefon: 06131/992-265<br />

Teilnehmer <strong>2018</strong>:

EDITORIAL<br />

MANGEL-<br />

ERSCHEINUNGEN?<br />

Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />

zwei Dinge höre ich in Gesprächen immer wieder – von OEM<br />

wie Zulieferern gleichermaßen: „Es brummt!“ Und als Folge<br />

dessen: „Wir brauchen neues Personal, aber wir finden es<br />

nicht.“ Deutschland gehen die Ingenieure aus. Teils sind<br />

Stellen jahrelang erfolglos ausgeschrieben. Einer Studie des<br />

Instituts der deutschen Wirtschaft zufolge kommen<br />

durchschnittlich auf jeden arbeitslosen Ingenieur mehr als<br />

drei offene Stellen. Je nach Branche und Region steigt das<br />

Verhältnis sogar auf 8:1 (mehr dazu auf Seite 42).<br />

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Sollte der Wirtschaftsaufschwung anhalten (und danach<br />

sieht es momentan aus), kann der Ingenieurmangel zu einem<br />

echten Wettbewerbsnachteil erwachsen. Noch entwickeln<br />

sich Innovationen nicht von selbst. Ohne eine ausreichende<br />

Zahl schlauer Köpfe könnte der deutsche Maschinen- und<br />

Anlagenbau der Nachfrage aus der Industrie bald nicht mehr<br />

gerecht werden.<br />

Doch welche Maßnahmen kann man ergreifen? Wären Umschulungsmaßnahmen<br />

ein Mittel? Oder wird sich die Situation<br />

angesichts steigender Absolventenzahlen entspannen? Was<br />

glauben Sie, liebe Leserinnen und Leser? Wie bekämpfen Sie in<br />

Ihrem Unternehmen die Mangel erscheinungen? Schreiben Sie<br />

es mir. Ich freue mich auf Ihre Ideen.<br />

Ihr<br />

Peter Becker<br />

p.becker@vfmz.de<br />

Vielleicht ein Mittel um Konstruktionszyklen<br />

zu beschleunigen, und auf<br />

diese Weise Entwicklungsingenieure<br />

zu entlasten: Mixed-Reality-Brillen.<br />

Auf der Hannover Messe waren Sie<br />

allgegenwärtig – wenn auch meist<br />

zu Service- oder Demonstrationszwecken<br />

eingesetzt.<br />

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INHALT<br />

14<br />

28<br />

32<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

BIG PICTURE<br />

06 Zerlegt 200 Tonnen Stahl<br />

pro Tag<br />

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

08 Bert Brahmer, Voith:<br />

<strong>Fluidtechnik</strong>: die Branche mit<br />

dem Family Spirit<br />

PERSONALIEN<br />

10 Sophia Hatzelmann ist Engineer<br />

Powerwoman <strong>2018</strong><br />

SZENE<br />

11 Branchen- und Firmennews<br />

11. IFK<br />

12 Rückblick auf den Branchentreff<br />

in Aachen<br />

FIRMENPORTRAIT<br />

14 Hydraforce: Stetig auf<br />

Wachstumskurs<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

TITEL HYDRAULIKTANK ALS<br />

ALL-INCLUSIVE-PAKET<br />

18 Einbaufertiges Komplettmodul<br />

mit integrierten Filterfunktionen<br />

PRODUKTIVE ZUSAMMEN-<br />

ARBEIT AUF AUGENHÖHE<br />

24 Interview mit Dr. Ekhard Siemer,<br />

SMS group, zur kooperativen<br />

Antriebsentwicklung mit Moog<br />

FUSION VON HYDRAULIK<br />

UND ELEKTRONIK<br />

26 Steuergerät für mobile<br />

Arbeitsmaschinen<br />

CLEVERES BUSSYSTEM<br />

28 Wie man einen Mobilkran<br />

steuerungsoptimiert auf die<br />

Schiene bekommt<br />

DIE 5<br />

30 Highlights aus den Bereichen<br />

Augmented und Virtual Reality<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

STEUERUNGEN UND<br />

REGELUNGEN<br />

32 Getrennte Steuerkanten an<br />

Mobilmaschinen: Entwicklungsprozess<br />

und Konzeptvalidierung<br />

ANZEIGE<br />

SERVICE<br />

03 Editorial<br />

42 <strong>O+P</strong> final<br />

43 Impressum<br />

43 Inserentenverzeichnis<br />

TITELBILD<br />

ARGO-HYTOS Management+Consulting<br />

GmbH, Zug, Schweiz<br />

4 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

LIEBHERR VERMELDET REKORDUMSATZ<br />

Liebherr hat 2017<br />

mit rund 9,9 Mrd.<br />

Euro einen Rekordumsatz<br />

erzielt. Im<br />

Vergleich zum<br />

Vorjahr stiegen die<br />

Erlöse um 9,3 %. Der<br />

Gewinn stieg um<br />

11,1 % auf 331 Mio.<br />

Euro. Beim Finanzergebnis<br />

konnte die<br />

Firmengruppe allerdings – aufgrund von Währungskurseinflüssen<br />

– nicht an ihr Vorjahresniveau anschließen. Allein in der<br />

Baumaschinen- und den Mining-Sparte stiegen die Umsätze um<br />

14,5 % auf ca. 6,2 Mrd. Euro. In den Sparten Maritime Krane,<br />

Aerospace und Verkehrstechnik, Werkzeugmaschinen und<br />

Automationssysteme, Hausgeräte, Komponenten und Hotels<br />

wurden etwa 3,7 Mrd. Euro (+1,5 %) erwirtschaftet. Für <strong>2018</strong><br />

wird ein weiteres Umsatzwachstum erwartet.<br />

www.liebherr.com<br />

KONFERENZ RÜCKT O-RING IN DEN FOKUS<br />

Vom 20. bis 21. Juni <strong>2018</strong><br />

findet erstmalig in<br />

Mannheim ein Forum zu<br />

O-Ringen statt, das<br />

Anwendern eine Möglichkeit<br />

bietet, sich auf den<br />

neuesten Stand der Technik<br />

bei allen wichtigen<br />

Themen rund um diese<br />

Dichtungskomponente zu<br />

bringen. Unter der fachlichen Leitung von Bernhard Richter,<br />

Geschäftsführer vom O-Ring Prüflabor Richter, werden über 20<br />

praxiserfahrene Referenten Vorträge zu aktuellen O-Ring-Themen<br />

bezüglich Anwendungen, Werkstoffen, Qualitätssicherung,<br />

Schadensanalyse und Normung halten. Das Forum wird<br />

veranstaltet in Zusammenarbeit mit Isgatec. Mehr Infos und<br />

Anmeldung bei Stefanie Wüst, E-Mail: swuest@isgatec.com<br />

www.o-ring-prueflabor.de<br />

T O P<br />

E C O<br />

L E A D E R<br />

AGGREGAT NSPI<br />

VOLUMEN- UND DRUCKGEREGELTE HYDRAULIK<br />

Energieeffizient:<br />

Bis zu 69 % Stromersparnis<br />

Flüsterleise mit nur 53 dB(A)<br />

Platzsparend durch kompakte Bauweise<br />

Ideal für Retrofit<br />

bei bestehenden<br />

Aggregaten<br />

BOSCH REXROTH LEGT BEI UMSATZ KRÄFTIG ZU<br />

Bosch Rexroth hat<br />

im vergangenen<br />

Jahr 5,5 Mrd. EUR<br />

Umsatz und damit<br />

ein Plus von<br />

10,4 % erzielt. Der<br />

Auftragseingang<br />

stieg um mehr als<br />

27 %. In den<br />

ersten Monaten<br />

des aktuellen<br />

Geschäftsjahres setze sich die Entwicklung fort, so das Unternehmen.<br />

Die höchsten Zuwachsraten verzeichneten die Bereiche<br />

Mobile Anwendungen und Fabrikautomation. Die Entwicklung<br />

im Kerngeschäft Industriehydraulik war eher moderat. In Bezug<br />

auf Regionen war das Umsatzwachstum am stärksten in der<br />

Region Asien-Pazifik mit 20,7 %. Amerika und Europa verzeichneten<br />

ein Plus von 10 bzw. 8,5 %. Die weltweite Mitarbeiterzahl<br />

stieg um 3,5 % auf mehr als 30 500.<br />

www.boschrexroth.com<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 />

6 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

ZERLEGT 200 TONNEN STAHL PRO TAG<br />

2015 stufte ein Gutachten die Schiersteiner Brücke<br />

zwischen Mainz und Wiesbaden als nicht mehr<br />

verkehrssicher ein. Der Grund: Beim Bau der Brücke ging<br />

man von 7000 überquerenden Fahrzeugen pro Tag aus,<br />

zuletzt waren es jedoch bis zu 90 000 täglich. Derzeit<br />

wird deshalb sechsspurig erneuert. Seit November 2017<br />

baut das Abbruchunternehmen Peter Kolb aus<br />

Aschaffenburg die alte Autobahnbrücke zurück. Ein<br />

Kernelement des Rückbaus: das Zerlegen der alten bis zu<br />

120 m langen und 1100 Tonnen schweren Brückenteile.<br />

Zum Einsatz kommt hier ein Cat Kettenbagger 390FL, der<br />

pro Tag 150 bis 200 Tonnen Stahl zerlegen kann.<br />

www.zeppelin-cat.de<br />

RÜCKBAU DER SCHIERSTEINER BRÜCKE<br />

Mehr über das Rückbau-Projekt können Sie hier lesen:<br />

bit.ly/CATSchiersteiner<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 7<br />

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

FLUIDTECHNIK: DIE BRANCHE<br />

MIT DEM ‚FAMILY SPIRIT‘<br />

Bert Brahmer ist früh dem Reiz der<br />

Elektronik erlegen. Über intensive<br />

Beschäftigung mit Elektronik während<br />

seiner Jugend, durch seine Ausbildung und<br />

erste Jobs in der Automatisierungs welt<br />

fand er den Weg zur Hydraulik. Dieser<br />

traut er auch in Zukunft noch viel zu, wie<br />

er uns in unserer <strong>O+P</strong> Lounge verraten hat..<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Stellen Sie sich bitte kurz vor,<br />

wie sind Sie zu Ihrer aktuellen<br />

Position gekommen?<br />

Was war in Ihrem bisherigen<br />

Berufsleben bislang die größte<br />

Veränderung??<br />

Was fasziniert Sie an der<br />

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

Schon als Jugendlicher war ich von der technischen Welt begeistert. Ich habe Radios<br />

repariert und UKW-Sender gebaut. Nach dem Studium der Elektrotechnik habe ich<br />

weitere Erfahrung gesammelt in der Hardware- und Firmware-Entwicklung für<br />

Embedded-Testsysteme und Industrie-Automation. Die hohe Spezialisierung war<br />

zunächst spannend und herausfordernd, aber nach einiger Zeit doch etwas eindimensional.<br />

1994 ergriff ich die Chance, für die damalige Hartmann+Lämmle Hydraulic den<br />

Bereich der Automation aufzubauen. Die integrierte Anwendung von Maschinenbau,<br />

Elektrotechnik und Physik - heute wird das „Mechatronik“ genannt - hat mich seitdem<br />

gefesselt. Seit 2001 bin ich als technischer Geschäftsführer neben der Automation auch<br />

für die Hydraulikentwicklung in unserem Haus verantwortlich. Der jüngste Meilenstein<br />

war schließlich 2004 die Integration als Voith Turbo H+L Hydraulic in die Voith Gruppe.<br />

Bei allem wechselseitigen Verständnis und Respekt zwischen Maschinenbauern und<br />

Elektrotechnikern: Es sind doch unterschiedliche Welten mit unterschiedlichen Kulturen.<br />

Als Elektrotechniker zunächst in das Arbeitsfeld des Maschinenbau und der Hydraulik<br />

einzutauchen und in der Folge in diesem Bereich auch Verantwortung zu übernehmen,<br />

waren zwei bedeutende Schritte für mich. Die viel zitierte Elektrifizierung der Hydraulik<br />

und Industrie 4.0 empfinde ich vor diesem Hintergrund vielleicht weniger als Veränderung<br />

als dies vielleicht meine Kollegen mit lupenreiner Hydraulik-Vita tun.<br />

<strong>Fluidtechnik</strong> lebt! Sie ist ein ausgezeichnetes Arbeitsfeld, in welchem verschiedene Teilbereiche<br />

des Maschinenbaus, der Elektrotechnik und der Physik sich so lebendig ergän-

„Als studierter Elektrotechniker empfinde ich<br />

Industrie 4.0 als weniger große Veränderung.“<br />

Bert Brahmer<br />

zen. Hoch spezialisiertes Wissen fügt sich zu einem funktionierenden System zusammen.<br />

Zudem dürfen wir aktuell mit den innovativen Servopumpenantrieben einen<br />

enormen Fortschritt und gravierenden Umbruch in der industriellen Hydraulik mitgestalten.<br />

Dabei ist die Community der Hersteller und der forschenden Institute immer<br />

noch so übersichtlich, dass bei den regelmäßigen Fachforen - das jüngste IFK in Aachen<br />

ist noch in guter Erinnerung - sogar so etwas wie „Family Spirit“ wahrzunehmen ist. Das<br />

ist sicherlich nicht in jeder Brache gegeben.<br />

Was ist Ihrer Meinung nach die<br />

größte zukünftige Herausforderung<br />

für die <strong>Fluidtechnik</strong>?<br />

Ich kann hier nur eine Einschätzung für die Industriehydraulik als Teilbereich der <strong>Fluidtechnik</strong><br />

abgeben. Die Hydraulik muss stetig beweisen, dass sie die Forderung nach<br />

sauberen und effizienten Antriebslösungen vielfach besser erfüllen kann, als es mit rein<br />

elektromechanischen Systemen möglich wäre. Dabei sehe ich in der technischen<br />

Umsetzung nicht einmal die größte Aufgabe. Besonders in industriellen Anwendungen<br />

sehen wir neben bewährten „klassischen“ Lösungen bereits die enormen Möglichkeiten<br />

der modernen Verdrängersteuerungen mit Servopumpen. Aber wir haben - immer noch<br />

- ein Problem mit der Akzeptanz. Von fachfremden Anwendern wird Hydraulik leider<br />

vielfach als Technologie aus dem vergangenen Jahrhundert abgewertet. Wir erleben eine<br />

Einstellung à la: „Wenn es nicht anders geht, machen wir es hydraulisch.“ Ich wünsche<br />

mir, dass Anwendungstechniker auch mal sagen: „Schwierige Aufgabe … aber die Hydraulik<br />

hat uns bisher immer ein Problem gelöst.“<br />

www.voith.com<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 9

SZENE<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 />

MEHR INFOS ZUR PREISTRÄGERIN<br />

Mehr über Sophia Hatzelmann sowie den<br />

Kongress lesen Sie hier:<br />

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

SOPHIA HATZELMANN IST ENGINEER POWERWOMAN <strong>2018</strong><br />

Hatzelmann nahm den Preis während des Karrierekongresses WoMenPower im Rahmen<br />

der Hannover Messe entgegen. Sie ist Ingenieurin der Elektrotechnik sowie Gründerin<br />

und Geschäftsführerin der technischen Unternehmensberatung ahc GmbH.<br />

www.ahc-gmbh.de<br />

OLIVER<br />

GLASER<br />

STEFAN<br />

ANSHELM<br />

JOSEF<br />

GRAUBMANN<br />

JETZT<br />

KOSTENLOS<br />

ANMELDEN!<br />

ERSCHEINT<br />

MONATLICH<br />

wechselt als Vertriebsleiter<br />

Deutschland zu<br />

Toyota. Er wechselt von<br />

der CESAB Material<br />

Handling Europe in die<br />

Geschäftsleitung von<br />

Toyota Material Handling<br />

Deutschland. In seiner<br />

neuen Rolle verantwortet<br />

Oliver Glaser die Ausrichtung<br />

und den Erfolg des<br />

dualen Vertriebs mit sechs<br />

Toyota Stapler Centern,<br />

neun weiteren Standorten<br />

sowie 15 Händlern. Ziel ist<br />

es, insbesondere Toyotas<br />

Position im deutschen<br />

Markt nachhaltig zu<br />

entwickeln.<br />

hat zum 1. April die<br />

Leitung Vertrieb und<br />

Marketing International<br />

des Geschäftsfelds<br />

Elektrowerkzeuge bei<br />

TRUMPF übernommen.<br />

Seine berufliche Laufbahn<br />

startete der Wirtschaftsingenieur<br />

als Produktmanager<br />

für TRUMPF Stanz- und<br />

kombinierte Stanz-Lasermaschinen.<br />

Ab 2016<br />

eignete er sich darüber<br />

hinaus das wichtige<br />

Branchen-Know-how als<br />

Produkt- und Ländermanager<br />

für Elektrowerkzeuge<br />

bei TRUMPF in der<br />

Schweiz an.<br />

ist seit März Leiter der<br />

neugegründeten Deutschland-Niederlassung<br />

des<br />

Kühlsystemspezialisten<br />

Ymer. Nach seinem<br />

Studium (Schwerpunkt<br />

Unternehmensentwicklung<br />

und Logistik)<br />

arbeitete Graubmann<br />

mehr als 10 Jahre für<br />

Webasto im Bereich<br />

Standheizungen und<br />

Klimasysteme. Die letzten<br />

8 Jahre hat Herr Graubmann<br />

bei Webasto den<br />

Bereich Bau- und Landmaschinen<br />

federführend mit<br />

aufgebaut.<br />

http://bit.ly/News_VFV

SZENE<br />

REMINDER: CALL FOR PAPERS FÜR<br />

HYBRIDTAGUNG ENDET BALD<br />

Am 20. Februar 2019<br />

findet in Karlsruhe<br />

die 7. Fachtagung<br />

„Hybride und<br />

energieeffiziente<br />

Antriebe für mobile<br />

Arbeitsmaschinen“<br />

statt. Die Einreichungsfrist<br />

für<br />

Abstracts endet am<br />

31. Mai. Zu richten<br />

sind die Beiträge an<br />

das Teilinstitut<br />

Mobile Arbeitsmaschinen<br />

des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT), E-Mail:<br />

hybridtagung2019@fast.kit.edu. Folgende Themen werden auf<br />

der Tagung aufgegriffen: Energieeffiziente elektrische Antriebstechnik,<br />

Energieeffiziente hydraulische Antriebstechnik, Hybride<br />

Antriebstopologien, Energie- und Leistungsspeicher, Steuerungsund<br />

Regelungstechnik sowie Betriebsstrategien.<br />

www.vdma.org<br />

PARTNERSCHAFT FÜR INTEGRIERTE<br />

ANTRIEBSLÖSUNGEN<br />

SAUER BIBUS ALS PARTNER VON<br />

POCLAIN ZERTIFIZIERT<br />

Der Hydraulikspezialist<br />

Sauer Bibus ist<br />

zum Certified Repair<br />

Center für die<br />

PM-Pumpenbaureihe<br />

von Poclain Hydraulics<br />

ernannt worden.<br />

Andreas Rauscher<br />

(Bild r.), Distribution<br />

Manager von Poclain<br />

Hydraulics, überreichte<br />

die Urkunde<br />

an Ralf Schrempp (l.),<br />

Geschäftsführer von<br />

Sauer Bibus. Damit<br />

erweitern die beiden<br />

Unternehmen ihre<br />

Partnerschaft, die<br />

seit 2016 besteht.<br />

Seitdem hatte Sauer<br />

Bibus den Spezialisten<br />

für hydrostatische Antriebe bei der Betreuung von ausgewählten<br />

deutschen Kunden unterstützt. Die Antriebssysteme<br />

von Poclain kommen in den Bereichen Automobil, Landwirtschaft,<br />

Bau, Umwelt, Materialhandling und Industrie zum Einsatz.<br />

www.sauerbibus.de<br />

Prozessmesstechnik<br />

Hawe Hydraulik und STW Sensor-Technik Wiedemann haben eine<br />

Partnerschaft im Bereich der integrierten mechatronischen<br />

Antriebslösungen für mobile Maschinen geschlossen. Gemeinsam<br />

realisieren die beiden bayerischen Unternehmen nun<br />

komplette Systeme von der Hydraulik bis hin zu Automatisierung<br />

und Cloud-basierten Konzepten. STW bietet das gesamte Portfolio<br />

von Sensorik, Steuerungen, Mensch-Maschine-Schnittstellen bis<br />

hin zu Vernetzung, Datenmanagement und Cloud-Lösungen.<br />

Dieses passt zu den Hydraulikkomponenten, -steuerungen und<br />

-systemen von Hawe. Aus einem intelligenten Baukasten heraus<br />

werden gemeinsame Entwicklungen angegangen.<br />

www.hawe.com; www.stw-mm.com<br />

TURCK UND BANNER GRÜNDEN JOINT<br />

VENTURE IN MALAYSIA<br />

Turck und Banner Engineering haben ein weiteres Joint Venture in<br />

Süd-Ost-Asien gegründet. Turck Banner Malaysia ist nach dem<br />

regionalen Headquarter in Singapur das zweite Joint Venture in<br />

der Region. Im Rahmen ihrer Internationalisierungsstrategie<br />

hatten beide Partner vereinbart, bestimmte Märkte in gemeinamen<br />

Joint Ventures zu betreuen. Im März wurden die Geschäftsräume<br />

des jungen Unternehmens in Petaling Jaya feierlich<br />

eröffnet. Geschäftsführer Darren Chan formulierte in seiner<br />

Eröffnungsrede die Ziele des Unternehmens: „Wir wollen nah bei<br />

unseren Kunden sein und sie als Partner für Automatisierungstechnik<br />

mit unseren Produkten und Services bei der Entwicklung<br />

ganzheitlicher Lösungen begleiten.“<br />

www.turck.com<br />

Extrem robust und adaptiv?<br />

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www.afriso.de/dmu-vario<br />

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Prozesstechnik<br />

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<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 11<br />

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01<br />

ZUKUNFTSPOTENTIALE<br />

AUF DEM 11. IFK – IFAS IN NEUEN HÄNDEN<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Im März fand sich die Fluid Power Community in<br />

Aachen ein, um beim 11. Fluidtechnischen<br />

Kolloquium (IFK) die anstehenden<br />

Herausforderungen der Branche zu diskutieren.<br />

Neben dem Symposium und der Konferenz, die<br />

ganz im Zeichen der vernetzten <strong>Fluidtechnik</strong><br />

unter dem Motto „Fluid Power Networks“<br />

standen, bildeten die Feierlichkeiten zum<br />

50-jährigen Bestehen der <strong>Fluidtechnik</strong> an der<br />

RWTH Aachen University und die Übergabe der<br />

Leitung des neu benannten Instituts für<br />

fluidtechnische Antriebe und Systeme (ifas) von<br />

Herrn Professor Murrenhoff an Frau Professorin<br />

Schmitz weitere Höhepunkte.<br />

Das alle zwei Jahre stattfindende IFK ist eine der größten<br />

Konferenzen zu Themen der <strong>Fluidtechnik</strong> weltweit. Mit<br />

über 770 Teilnehmern aus allen Kontinenten der Welt<br />

konnte eine branchenweite Diskussion aktueller Fragestellungen<br />

in einer globalisierten <strong>Fluidtechnik</strong> stattfinden.<br />

Den Auftakt der dreitägigen Konferenz bildete das Symposium mit<br />

über 120 Beiträgen vorwiegend aus dem wissenschaftlichen Sektor.<br />

Durch das optionale Angebot der Begutachtung der Beiträge im<br />

Rahmen eines Peer-Reviews konnte ein hohes fachliches Niveau der<br />

eingereichten Artikel sichergestellt werden.<br />

Das Kolloquium an den folgenden beiden Tagen bot mit seiner anwendungsbezogenen<br />

Ausrichtung zahlreichen Vertretern aus der Industrie<br />

die Möglichkeit zum fachlichen Austausch. Insbesondere die<br />

Schwerpunkte Digitalisierung & Kommunikation, Komponenten &<br />

Systeme sowie Tribologie & Fluide waren Anlass zahlreicher interessanter<br />

Diskussionen und Gespräche. Der Teilnehmeranteil der<br />

Besucher aus industriellem Umfeld in Höhe von 60% macht deutlich,<br />

welchen Stellenwert das IFK in der <strong>Fluidtechnik</strong>branche genießt. Drei<br />

spannende Plenarvorträge zeigten aktuelle Trends und Herausforderungen<br />

in der Zukunft auf: Prof. Dr.-Ing. Peter Post, Leiter der<br />

Forschungsabteilung der Festo AG & Co KG, sprach zum Thema<br />

Digitalisierung in der Pneumatik zur Steigerung der Effizienz der<br />

Autor: Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme (ifas)<br />

der RWTH Aachen University<br />

Automatisierung. Dr. Steffen Haack, Leiter des Produktbereichs Industrieanwendungen<br />

der Bosch Rexroth AG, erörterte in seinem<br />

Übersichts vortrag die Frage, ob die <strong>Fluidtechnik</strong>branche auf dem richtigen<br />

Weg zur Umsetzung von Industrie 4.0 ist. Abschließend referierte<br />

Aaron Saunders, Vice President Engineering bei Boston Dynamics, über<br />

die Entwicklung des dynamischsten menschenähnlichen Roboters.<br />

DAS BREITE SPEKTRUM DER FLUIDTECHNIK<br />

Parallel zu den Vorträgen und in den Pausen wurde weitere Informations-<br />

und Austauschplattformen durch die wissenschaftliche<br />

Poster-Session sowie die begleitende Fachausstellung geboten. 34<br />

Unternehmen, Aussteller aus den Bereichen hydraulische und<br />

pneumatische Komponenten und Systeme, Simulationssoftware,<br />

Dienstleitungen, sowie elektromagnetische Aktuatorik präsentierten<br />

sich in dieser Ausstellung und machten einmal mehr deutlich, wie<br />

breit die <strong>Fluidtechnik</strong>branche aufgestellt ist.<br />

Ausreichend Zeit für Gespräche und Diskussionen bot neben den<br />

fachbezogenen Konferenztagen auch das abwechslungsreiche<br />

Rahmenprogramm. Mit dem Konferenzbankett im historischen<br />

Krönungssaal des Aachener Rathauses wurde ein feierlicher Höhepunkt<br />

der Konferenz gesetzt. In diesem Rahmen wurde zunächst der<br />

diesjährige hp-Förderpreis, der jeweils zum IFK in Aachen eine<br />

herausragende Arbeit im Bereich der <strong>Fluidtechnik</strong> auszeichnet,<br />

durch den Vorstandsvorsitzenden der Fördervereinigung <strong>Fluidtechnik</strong><br />

e.V., Herrn Frank Bauer, an Herrn Milos Vukovic überreicht. Wie<br />

in den letzten Jahren boten die Mitarbeiter des ifas anschließend ein<br />

abwechslungsreiches Rahmenprogramm, was in diesem Jahr<br />

insbesondere durch den Brand der Versuchshalle vor zwei Jahren,<br />

die Verabschiedung von Herrn Prof. Murrenhoff und dem Gedenken<br />

an Herrn Prof. Backé dominiert wurde.<br />

VERGANGENHEIT TRIFFT ZUKUNFT<br />

Mit diesem teils emotionalen Programm am Festabend wurden auch<br />

die Feierlichkeiten anlässlich des fünfzigjährigen Jubiläums der<br />

fluidtechnischen Forschung an der RWTH Aachen University und<br />

der Wechsel in der Institutsleitung des ifas eingeleitet. Die offizielle<br />

und feierliche Übergabe der Institutsleitung moderierte der Rektor<br />

der RWTH Aachen University Herr Prof. Schmachtenberg am Mittwochnachmittag<br />

und betonte die Wichtigkeit der <strong>Fluidtechnik</strong> für die<br />

Forschung an der RWTH Aachen. In einem spannenden Vortrag<br />

wagte Herr Prof. Murrenhoff einen Rückblick über die vergangenen<br />

50 Jahre Forschungsarbeiten in der <strong>Fluidtechnik</strong> am IHP unter Prof.<br />

Backé und am IFAS, bevor Frau Prof. Schmitz ihre Visionen für die<br />

nächsten Jahre präsentierte.<br />

Um den aktuellen Anforderungen aus der Branche und der Industrie<br />

gerecht zu werden, werden die Schwerpunkte am ifas neu justiert. Die<br />

Struktur der Forschungsgruppen wird entsprechend angepasst, um<br />

12 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

11. IFK<br />

01 Die feierliche Übergabe der Institutsleitung von<br />

Herrn Prof. Murrenhoff (links) an Frau Prof. Schmitz moderierte<br />

Herr Prof. Schmachtenberg, der Rektor der RWTH Aachen University<br />

02 Eine Grafik, viele Herausforderungen:<br />

die neue Ausrichtung des IFAS<br />

neue Themenfelder, wie Digitalisierung, Automatisierung und Simulationsentwicklung,<br />

sowie neuartige Werkstoffe und Fertigungsverfahren<br />

in den Fokus zu rücken. Neben vorwettbewerblicher Forschung<br />

steht das ifas somit als unabhängiger Entwicklungsdienstleister und<br />

Forschungspartner für alle Unternehmen zur Verfügung, insbesondere<br />

auch für jene, welche sich zurzeit im digitalen Wandel befinden.<br />

RAHMENPROGRAMM UND AWARD-PREMIERE<br />

Abends lud die Fördervereinigung <strong>Fluidtechnik</strong> e.V. zur Feier in das<br />

ehemalige Straßenbahndepot Aachen ein. Abgerundet wurde dieser<br />

Abend mit Vorträgen über Meilensteine und Anekdoten aus fünf<br />

Dekaden <strong>Fluidtechnik</strong> in Aachen.<br />

Das zweitägige Kulturprogramm, parallel zu den Vortragsreihen,<br />

welches für Begleitpersonen angeboten wurde hatte die Ziele Brüssel<br />

und Düsseldorf. Im Anschluss an die Konferenz wurde eine zweitägige<br />

Exkursion zu Zielen am Rhein und in Belgien angeboten. Am<br />

ersten Tag wurden der Europäische Transsonische Windkanal in<br />

Köln und das XCMG Forschungszentrum in Krefeld besucht. Die<br />

Ziele des Folgetags waren ein Werk der SMS Group in Mönchengladbach<br />

und das Pumpspeicherkraftwerk in Coo-Trois-Ponts.<br />

Außerdem wurde erstmalig der IFK-Best-Paper-Award der GFPS<br />

(Global Fluid Power Society) für den besten Beitrag an zwei herausragende<br />

Nachwuchswissenschaftler verliehen und durch Prof.<br />

Weber (IFD, TU Dresden) übergeben.<br />

02<br />

Die Ausrichter, die Fördervereinigung <strong>Fluidtechnik</strong> e.V. und der<br />

VDMA, danken für die rege Teilnahme am 11. IFK und für die sehr<br />

positiven Rückmeldungen und wünschen den Ausrichtern aus<br />

Dresden viel Erfolg bei der Vorbereitung und Durchführung des<br />

12. IFK vom 9. bis 11.03.2020.<br />

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

Antriebssysteme<br />

nicht von der Stange<br />

• Projektierung und Umsetzung<br />

individueller Antriebssysteme<br />

und Prüfmaschinen<br />

• Hydraulische und elektrische<br />

Systeme<br />

• Umfang angepasst auf Ihre<br />

Umgebung und Anforderung:<br />

von der einzelnen Achse bis zur<br />

vollständigen Maschine<br />

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STETIG AUF<br />

WACHSTUMSKURS<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Der Maschinen- und Anlagenbau boomt – und<br />

das global. Doch die riesige Nachfrage birgt<br />

große Herausforderungen für zuliefernde<br />

Betriebe: Lieferschwierigkeiten oder sogar<br />

Qualitätsverluste sind vorprogrammiert. Wie<br />

man diese Probleme gar nicht erst aufkommen<br />

lässt, habe ich mir beim amerikanischen<br />

Her steller von Einschraubventilen und<br />

Steuerblöcken, HydraForce, vor Ort in<br />

Chicago angesehen.<br />

Wir sind in Lincolnshire, ungefähr 50 km nördlich von<br />

Chicago. Hier sitzen Parker, Kubota Engines sowie<br />

viele kleinere Zulieferer aus der Mobilbranche – und<br />

HydraForce Inc. mit seinem Stammwerk, Werk 2 zur<br />

zerspanenden Bearbeitung und dem Innovation Center. Letzteres<br />

ist auch mein erster Stopp auf meiner Reise durch die Herzstücke<br />

des global agierenden Ventil-, Steuerblock- und Systemherstellers.<br />

Nach dem Durchschreiten der Tür fällt der Blick zunächst auf den<br />

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

Zeitstrahl an der Wand, der die erfolgreiche Geschichte des Unternehmens<br />

zusammenfasst. 1985 gegründet, hat sich HydraForce<br />

zunächst einen Namen in der Zusammenarbeit mit kleineren<br />

Herstellern mobiler Arbeitsmaschinen gemacht. Spätestens mit<br />

dem Neubau des europäischen Werks 2001 in Birmingham hat das<br />

Unternehmen den Schritt zum Global Player vollzogen. Weitere<br />

Produktionsstandorte in China und Brasilien folgten in den<br />

vergangenen Jahren. 2017 produzierte HydraForce mehr<br />

als 13 Mio. Einschraubventile und ungefähr 1,2 Mio.<br />

Steuerblöcke.<br />

ENORME WACHSTUMSRATE<br />

Gleich neben diesem Zeitstrahl steht das Hydra-<br />

Force-„Dogma“: Die Vision und Mission des Unternehmens.<br />

Die Vision lautet frei übersetzt: „…ein<br />

unabhängiger Anbieter innovativer Technikund<br />

Dienstleistungslösungen, die die Welt<br />

verändern können, zu sein.“ Die Mission:<br />

„Globale Kundenzufriedenheit herzustellen<br />

das Bereitstellen höchstqualitativer Produk-<br />

IM VERGANGENEN<br />

JAHR WUCHSEN WIR<br />

UM FAST 30 PROZENT<br />

Russ Schneidewind<br />

durch<br />

te und des<br />

14 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

Axiale Kräfte<br />

fest im Griff<br />

POINTIERT<br />

HERAUSFORDERUNG AUFTRAGSBOOM<br />

MEISTERN<br />

VORAUSSCHAUEND PRODUKTIONSFLÄCHEN<br />

BEREITSTELLEN…<br />

…UM FLEXIBEL AUF AUFTRAGSSPITZEN<br />

ZU REAGIEREN<br />

KUNDENZUFRIEDENHEIT HOCH HALTEN<br />

Ihre<br />

Sicherheit<br />

im Fokus<br />

besten Kunden-Supports auf der Welt bei<br />

gleichzeitig wettbewerbsfähigen Kosten.“<br />

Diese Leitlinien sind kein neumodisches<br />

Marketing-Sprech, sondern bilden die<br />

Grundlage des Unternehmens. Sie wurden<br />

bereits bei der HydraForce-Gründung als<br />

Basis festgesetzt.<br />

Und wie sehr man sich an diesem Credo<br />

orientiert, erläutert mir Russ Schneidewind,<br />

VP Sales & Marketing Global bei HydraForce,<br />

bei unserem Gang durch die Ideenschmiede<br />

des Unternehmens. Bereits 2013 wurde das<br />

knapp 150 000 m² große Gebäude akquiriert.<br />

Bis vergangenes Jahr war jedoch nur ein<br />

Bruchteil der Fläche in Nutzung, da lediglich<br />

Entwicklungsingenieure und Marketing<br />

hier ansässig waren. Doch schon damals<br />

ging HydraForce davon aus, weiter zu<br />

wachsen und dementsprechende Kapazitäten<br />

in Sachen Innovation und Entwicklung<br />

aufzubauen, um das Markenversprechen<br />

einzuhalten. Dieser<br />

Schritt hat sich im vergangenen<br />

Jahr als Segen herausgestellt.<br />

Denn: „Wir sind weit über dem<br />

Marktdurchschnitt gewachsen.<br />

Wir konnten unseren Umsatz 2017<br />

um fast 30 Prozent steigern“, erklärt<br />

mir Russ Schneidewind.<br />

STRIKTER ANWENDUNGSFOKUS<br />

Ein Grund dafür ist sicherlich der praktische<br />

Ansatz, mit dem HydraForce Überzeugungsarbeit<br />

am Kunden leistet. Im Versuchsbereich<br />

der Anwendungsentwicklung treffe ich David<br />

Dornbach, Application Engineering Manager.<br />

Er erklärt mir, wie nah an der Anwendung<br />

HydraForce arbeitet: „Entweder kaufen wir<br />

Maschinen, in denen unsere Produkte klassischerweise<br />

zum Einsatz kommen oder wir<br />

bekommen die Fahrzeuge von unseren Kunden<br />

gestellt. Wir rüsten diese mit unseren Produkten<br />

und Lösungen um und laden dann<br />

dazu ein, die klassische Maschine gegen unsere<br />

umgerüstete antreten zu lassen. Danach sind<br />

unsere Kunden dann meist von unserer<br />

Qualität und Performance überzeugt.“<br />

Meist geht es dabei nur um bestimmte Funktionen,<br />

die umgerüstet werden. Im vergangenen<br />

Jahr ist HydraForce einen Schritt weitergegangen<br />

und hat die gesamte Hydraulik eines<br />

Telehandlers mit eigenen Lösungen und<br />

Komponenten ersetzt. Das Ergebnis: Ein Prototyp,<br />

der zeigt, was HydraForce alles hinsichtlich<br />

„Lösungen, die die Welt verändern“<br />

möglich machen kann, wie es in der Firmenvision<br />

heißt. Der Telehandler spart durch<br />

seine Arbeitshydraulik mit aufgelösten<br />

Klemmköpfe<br />

Absturzsicherungen<br />

Linearbremsen<br />

Haltekräfte bis 500t<br />

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Hydraulisch, pneumatisch,<br />

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Funktionsbeschreibungen<br />

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Anwendungen

FIRMENPROFIL<br />

01<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Steuerkanten und zusätzlicher Dezentralisierung der Hydraulik<br />

Sprit und CO 2<br />

-Emissionen ein. Zudem schrumpft der benötigte<br />

Bauraum: Die Maschinen könnten bei gleicher Leistungsfähigkeit<br />

kleiner und leichter konzipiert werden, wie mir David Dornbach<br />

bestätigt. Insofern tragen die Komponenten des amerikanischen<br />

Ventilspezialisten in der Tat dazu bei, zumindest die Maschinen<br />

von morgen zu verändern, und somit in gewissem Maß auch<br />

unsere Arbeitswelt.<br />

LIEFERFÄHIGKEIT = KUNDENZUFRIEDENHEIT<br />

Szenenwechsel: Inzwischen bin ich im wenige Kilometer entfernten<br />

Fertigungswerk angekommen, wo mich Jim Brizzolara, einer<br />

der Firmengründer und aktueller CEO des Unternehmens, durch<br />

die Produktion führen wird. Anfang 2017 schossen die Auftragseingänge<br />

bei HydraForce in die Höhe, und das in einem Maß, das<br />

niemand vorhergesehen hatte. Nicht sicher, ob es sich lediglich um<br />

eine kurzzeitige Auftragsspitze oder einen generellen Trend handelte,<br />

warteten die Einschraubventilexperten zunächst ab, bevor sie<br />

sich nach drei Monaten entschieden, die Produktion der Nachfrage<br />

entsprechend hochzufahren. Umstrukturierungen und massive Investitionen<br />

waren die Folge. Das Prüflabor wurde aus dem Stammwerk<br />

in das wenige Kilometer entfernte Innovation Center umgesiedelt,<br />

um Platz für weitere Fertigungsplätze zu schaffen. Ein Teil<br />

der Fertigungslinien zog ebenfalls in die ungenutzten Lagerflächen<br />

des größtenteils leerstehenden Innovationszentrums um. Mehr als<br />

28 Millionen Dollar wurden global investiert, unter anderem in acht<br />

neue Honmaschinen in Chicago. Insgesamt stehen im Stammwerk<br />

nun 38 solcher Maschinen bereit. Zudem wurden im vergangenen<br />

Jahr über alle HydraForce Standorte hinweg etwa 300 neue<br />

Mitarbeiter eingestellt.<br />

Wieso das alles? Das erklärt mir Jim Brizzolara bei unserer Tour<br />

durch die Fertigungslinien. „Der Kunde steht für uns im Zentrum<br />

des Handelns. Solange er zufrieden ist, geht es uns gut. Das heißt,<br />

wir müssen liefern können, wenn die Aufträge kommen. Glücklicherweise<br />

sind wir sehr flexibel in der Fertigung und können<br />

schnell auf Veränderungen reagieren. So konnten wir den Auftragsboom<br />

auffangen und haben nichts an Liefertreue eingebüßt.<br />

Wir wollen uns nie über zu viele Aufträge beschweren.“ Liefertreue<br />

heißt, dass die HydraForce-Mitarbeiter Ventilaufträge<br />

schnellstmöglich, im besten Fall innerhalb von 24 Stunden, abarbeiten.<br />

Für Steuerblöcke kann mir Brizzolara keine definitive Zahl<br />

nennen, da die Aufträge zu stark variieren. Dabei ist hervor zuheben,<br />

dass es sich bei allen Aufträgen um kundenspezifische<br />

Bestellungen handelt.<br />

GELEBTE FAMILIENATMOSPHÄRE<br />

Jim Brizzolara ist inzwischen weit über das (deutsche) Rentenalter<br />

hinaus. Nichtsdestotrotz ist er noch mittendrin im Tagesgeschäft<br />

und kennt jeden Handgriff und nahezu jeden Mitarbeiter beim<br />

Namen – und es arbeiten 880 Angestellte im Werk in Chicago<br />

(HydraForce hat global 1700 Mitarbeiter). Eine Tatsache, die dem<br />

Erfolg des Unternehmens zuträglich ist. Die Unternehmenswerte<br />

werden tagtäglich vom Gründer vorgelebt, der für alle ersichtlich<br />

noch im Werk aktiv ist. Denn auch das ist eine der HydraForce-<br />

Grundlagen, wie mir der Firmengründer erläutert: „Ich habe damals<br />

einen Unternehmensplan aufgestellt. Die grundlegenden<br />

Säulen sind unsere Vision und Mission. Aber auch der Respekt vor<br />

unseren Mitarbeitern ist von größter Wichtigkeit. Wir wollen, dass<br />

unsere Angestellten nach Möglichkeit auch bei uns in Rente<br />

gehen. Sie sind über Firmenanteile zudem direkt am Unternehmenserfolg<br />

beteiligt.“ Und das Konzept scheint aufzugehen: Die<br />

Mitarbeiterfluktuation liegt unter zwei Prozent. Das glaube ich<br />

gerne, denn: Während meines gesamten Trips habe ich das<br />

Gefühl, dass alle, die ich treffe, wirklich gerne für HydraForce arbeiten.<br />

Die viel beschworene Familienatmosphäre am Arbeitsplatz<br />

wird hier aktiv gelebt. Die Mitarbeiter gehen freundschaftlich<br />

und respektvoll miteinander um. Auch dies sind Aspekte, die<br />

der Unternehmensmaxime der größtmöglichen Qualität sicherlich<br />

zuträglich sind. Langjährige Mitarbeiter, die sich wohl- und<br />

wertgeschätzt fühlen, sind ein weiteres Puzzlestück auf der Suche<br />

nach den Gründen für den überdurchschnittlichen Erfolg der<br />

Hydraulikventilschmiede.<br />

QUALITÄT ALS MASS DER DINGE<br />

Wie wichtig Qualität für HydraForce ist, verdeutlicht mir der CEO<br />

abschließend anhand einer Anekdote aus den Anfangszeiten: „Wir<br />

hatten uns diese hohen Qualitätsstandards von Beginn an selbst<br />

auferlegt. Doch wir wollten diese auch nach außen tragen und belegen,<br />

denn Worte sind Schall und Rauch. Also haben wir eine Prüfung<br />

gemäß des Ford Q1 Standards beantragt, das war Ende der<br />

1980er Jahre das Maß aller Dinge. Diese Prüfer waren damals dann<br />

16 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

FIRMENPROFIL<br />

01 Zwei Unikate: Der umgerüstete<br />

HydraForce-Telehandler und Application<br />

Engineering Manager David Dornbach<br />

02 Acht neue Honmaschinen wurden<br />

im vergangenen Jahr in Chicago<br />

angeschafft<br />

03 Das Prüflabor bekam ein neues<br />

Zuhause im Innovation Center des<br />

Unternehmens<br />

02 03<br />

einige Tage hier im Werk und als sie fertig waren, waren sie sehr<br />

verblüfft. Denn sie konnten uns ohne Mängel zertifizieren, und<br />

das beim ersten Versuch“, erklärt mir Brizzolara stolz. Heutzutage<br />

sind andere Qualitätsstandards gefordert, doch an den Ansprüchen<br />

hat sich nichts geändert – alle HydraForce-Standorte sind zertifiziert<br />

nach der internationalen Qualitätsmanagement-Norm<br />

ISO 9001:2008.<br />

Kunde, Qualität, Mitarbeiter. Das sind meines Erachtens die drei<br />

Säulen auf denen der HydraForce-Erfolg steht. Solange diese drei<br />

Werte gehegt und gepflegt werden, spricht viel dafür, dass das<br />

Unternehmen auch in Zukunft seinen Wachstumskurs aufrechterhalten<br />

kann.<br />

www.hydraforce.com<br />

MEHR IN DER<br />

KOMMENDEN AUSGABE<br />

In unserer kommenden Ausgabe der <strong>O+P</strong><br />

<strong>Fluidtechnik</strong> können Sie sich auf ein<br />

Interview mit Tony Casale, General Manager<br />

USA bei HydraForce freuen. Ich sprach mit<br />

ihm über die Herausforderung, die Firmenphilosophie<br />

auf globaler Ebene zu implementieren<br />

sowie seine beeindruckende Vita<br />

beim Einschraubventil-Hersteller.<br />

Positionssensoren für Hydraulikzylinder - Kolbenbohren ade!<br />

SGH-Serie bis 5 m Messlänge - einfach revolutionär!<br />

absolute Erfassung des Zylinderhubs<br />

kein Bohren des Kolbens notwendig<br />

auch in Teleskopzylindern verwendbar<br />

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HYBRIDTANK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />

HYDRAULIKTANK<br />

ALS<br />

ALL-INCLUSIVE-PAKET<br />

Der HIT, Hybrid Integrated Tank, von<br />

ARGO-HYTOS ist ein innovativ gefertigter,<br />

modularer Baukasten, der als Systempaket auch<br />

in kleinen Stückzahlen wirtschaftlich vorteilhaft<br />

ist. Das „Wellness Center“ für Hydraulik- und<br />

Schmierflüssigkeit wird als einbaufertiges,<br />

leckagefreies Komplettmodul geliefert: alle<br />

gewünschten Filterfunktionen sind bereits<br />

integriert.<br />

Der „Hybridtank“ HIT von ARGO-HYTOS kombiniert auf<br />

clevere Weise die beiden Fertigungstechnologien<br />

Rotationsformen und Spritzguss. Die einzigartige<br />

Verknüpfung von innovativen Fertigungsverfahren mit<br />

einem modularen Baukasten macht den „Hybridtank“ als individuell<br />

gestaltbares Systempaket rund um die Filtration auch für kleine<br />

Stückzahlen wirtschaftlich interessant.<br />

BAUKASTEN AUS BEWÄHRTEN KOMPONENTEN<br />

Der Hybridtank ist ein einbaufertiges Komplettmodul aus Hochleistungskunststoff.<br />

Alle gewünschten Tankfunktionen sind bereits<br />

integriert. Da das Filtergehäuse Bestandteil des Tanks ist, gibt es<br />

keine Dichtstellen und somit keine Leckagegefahr. Dies ist mit den<br />

traditionellen gefertigten Metalltanks sowie rotationsgeformten<br />

oder blasgeformten Tanks so nicht möglich. Bezüglich der Filterfunktion<br />

besteht die freie Wahl, ob es sich um einen integrierten<br />

Rücklauffilter oder einen Rücklauf-Saugfilter handeln soll.<br />

Die Tankgeometrie lässt sich beliebig an die Einbausituation<br />

anpassen. Zahlreiche Komponenten wie Filterdeckel oder „Quick-<br />

Connect-Anschlüsse“ kommen aus einem vorhandenen Baukas-<br />

18 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

HYBRIDTANK<br />

tensystem, haben sich hunderttausendfach bewährt und<br />

verursachen kundenseitig keine Werkzeugkosten. Durch kundenspezifische<br />

Kopierschutzlösungen wird ein 100 %-iges Ersatzfilterelementgeschäft<br />

sichergestellt. Die thermische Festigkeit des<br />

eingesetzten Polyamidmaterials ermöglicht es, den Tank auch bei<br />

höheren Betriebstemperaturen einzusetzen. So sind Temperaturen<br />

bis zu 120°C kein Problem.<br />

MAXIMALE FLEXIBILITÄT IN DER MONTAGE<br />

Quick-Connect-Anschlüsse erlauben eine fehlerfreie und<br />

werkzeuglose Schlauchmontage am Tank und sind auch jederzeit<br />

problemlos demontierbar. Dieses System hat sich bereits im rauen<br />

Feldeinsatz bei verschiedensten Mobilapplikationen über lange<br />

Jahre bewährt. Die schnelle und einfache Montage überzeugt<br />

bereits beim Einbau. Quick-Connect-Anschlüsse werden auf den<br />

Stutzen gesteckt, mit einem Sicherungsclip fixiert und sind sofort<br />

einsatzbereit. Enge Platzverhältnisse werden durch minimalen<br />

Schlauchabstand und Drehbarkeit der Leitung im montierten Zustand<br />

sicher beherrscht. Anhand des eingerasteten Sicherungsclips<br />

ist sofort erkennbar, dass der Anschluss korrekt auf dem Stutzen<br />

montiert ist. Auf Vorgabe und Kontrolle eines Anzugsmomentes<br />

kann gänzlich verzichtet werden. Der Sicherungsclip verhindert,<br />

dass die Schlauchleitung vom Stutzen abgezogen wird. In radialer<br />

Richtung jedoch bleibt die Leitung drehbar. In vielen Anwendungen<br />

stellt dies einen weiteren Vorteil dar, da sich die Leitung so in<br />

eine möglichst spannungsfreie Position bewegen kann.<br />

SO ENTSTEHT EIN HIT<br />

1<br />

5<br />

POINTIERT<br />

MODULARES, EINBAUFERTIGES<br />

KOMPLETTMODUL<br />

FERTIGUNGSVERFAHREN MACHT<br />

KOMPLEXE GEOMETRIEN REALISIERBAR<br />

FEHLERFREIE WERKZEUGLOSE MONTAGE<br />

DANK QUICK-CONNECT-ANSCHLÜSSE<br />

3<br />

2<br />

Im ersten Schritt der Hybridtank-Projektbearbeitung werden die<br />

Systemanforderungen der Maschine betrachtet. Neben Basis-<br />

8<br />

4<br />

7<br />

HYBRIDTANK MIT<br />

SENSORIK<br />

Auf der Sonderschau<br />

“Intelligente Fluid- und<br />

Antriebstechnik“ im<br />

Rahmen der HANNOVER<br />

MESSE <strong>2018</strong> hat<br />

ARGO-HYTOS einen mit<br />

Sensoren bestückten<br />

Hybridtank ausgestellt.<br />

Animierte LED-Leisten<br />

haben dabei visualisiert,<br />

wie der Datenstrom aus<br />

dem Tank in einen<br />

Controller fließt. An einem Tank-Schnittmodell wurde<br />

demonstriert, wie problemlos sich Sensorik zur Ölzustandsüberwachung<br />

in das Produkt integrieren lässt. Drei<br />

Einschraub- bzw. Eintauchsensoren (ein Füllstands- und<br />

Temperatursensor, ein Verschleißsensor und ein Ölzustandssensor)<br />

kamen dabei zum Einsatz. Predictive<br />

Maintenance im Tank wird so möglich. Auch der HIT kann<br />

mit diesen Features aufwarten.<br />

9<br />

INTEGRIERBARE FILTERFUNKTIONEN<br />

1 Filtergehäuse ist in den Tank integriert<br />

2 Belüftungsfilter<br />

3 Einfüllsieb<br />

4 Integrierte Ölstandsanzeige<br />

5 Quick-Connect-Anschlüsse<br />

6 Saugsieb<br />

7 Schwallwand (in Form eines Durchzuges)<br />

8 Interne Saug- oder Rücklaufrohre<br />

9 Sensoranschlüsse können integriert werden<br />

10 Ölablassschraube<br />

6<br />

10<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 19

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />

informationen wie benötigtes Ölvolumen, Durchflussmengen<br />

usw. ist es dabei wichtig, auch die Tankumgebung zu betrachten.<br />

Häufig ist es möglich, Funktionen in den Hybridtank zu integrieren,<br />

die bisher „extern“ gelöst werden mussten. Ein typisches<br />

Beispiel ist der Schlauchsammler. Durch „Multiportbereiche“ am<br />

Hybridtank lassen sich beliebig viele Anschlüsse auf kostengünstige<br />

Weise am Tank integrieren. Da sich die Tankgeometrie nahezu<br />

uneingeschränkt anpassen lässt, wird die Situation genau geprüft,<br />

um maximales Ölvolumen auf kleinstem Raum zur Verfügung<br />

stellen zu können.<br />

Anschließend wird aus den gesammelten Daten ein Designkonzept<br />

erstellt und der so entstandene Hybridtank als 3D-Modell passgenau<br />

in die Maschine „eingebaut“. Je nach Aufgabenstellung kommen<br />

schon während der Konzeptphase verschiedene Engineering-Tools<br />

zum Einsatz. So kann mit Hilfe der CFD-Analyse das Tankkonzept<br />

hinsichtlich Strömungsverlauf bewertet und optimiert werden. Ein<br />

Schwerpunkt dabei: Luftabscheidung. Eine Simulation gibt Auskunft<br />

darüber, inwieweit sich durch eine geschickte Verlegung von Rücklauf-und<br />

Sauganschlüssen bzw. durch gezielte Strömungsführung im<br />

Tankinneren die Abscheidung von Luftblasen verbessern lässt.<br />

Zum Standardablauf bei der Projektbearbeitung gehört ebenfalls<br />

der Einsatz eines FEM-Tools. Hiermit werden mögliche Verformungen<br />

bei Über- und Unterdruck simuliert, sowie eine Analyse der<br />

auftretenden Spannungen durchgeführt. Damit wird sichergestellt,<br />

dass der Hybridtank über die gesamte Lebensdauer der Maschine<br />

problemlos funktioniert.<br />

In Abstimmung mit dem Kunden wird nach Erreichen des<br />

Design-Freeze das geprüfte Konzept in eine Serienlösung<br />

überführt. Der große Vorteil des Hybridtank-Systems besteht dabei<br />

darin, dass lediglich ein Rotationswerkzeug für die kundenspezifische<br />

Tankhülle erstellt werden muss. Alle weiteren notwendigen<br />

Teile werden aus dem bestehenden Baukastensystem hinzugefügt.<br />

www.argo-hytos.com<br />

Die Quick-Connect-Anschlüsse werden auf den Stutzen gesteckt,<br />

mit einem Sicherungsclip fixiert und sind sofort einsatzbereit<br />

AUGMENTED REALITY APP<br />

Ebenfalls seit der Hannover Messe ist die ARGO-HYTOS AR<br />

App für Android und Apple verfügbar. Mit ihr lassen sich<br />

diverse Produkte und ihre Vorzüge interaktiv erleben. Dazu<br />

müssen Sie sich lediglich die App herunterladen und das<br />

untenstehende Bild abscannen. Aber auch ohne den Marker<br />

lassen sich die Funktionen und Features in 3D am Smartphone<br />

nachvollziehen.<br />

20 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

LEE HYDRAULISCHE<br />

MINIATURKOMPONENTEN<br />

für die Industrie- und Fahrzeughydraulik (IMH)<br />

Kleinste Einbaumaße tragen maßgeblich zur Verringerung von Größe und<br />

Gewicht der Endprodukte bei und steigern deren Qualität und Leistungsfähigkeit.<br />

Höchste Präzision und lange Standzeiten garantieren den effizienten Einsatz.<br />

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Einsatzfelder sind u.a. die Automobilindustrie, Kraft- und<br />

Landmaschinen-Hersteller sowie der industrielle Sektor.<br />

Von der individuellen Einzelfertigung bis zu millionenfachen<br />

Großserien – unsere flexible Infrastruktur und<br />

der hocheffektive Maschinenpark qualifizieren<br />

uns für alle Aufgaben dieser Sparten.<br />

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GRIFFLASCHE FÜR SCHNELLE DEMONTAGE<br />

Der Kegelverschluss GPN 608 Pöppelmann Kapsto ist universell einsetzbar<br />

als Stopfen oder Kappe und vereinfacht so das Handling. Das gut<br />

abdichtende Schutzelement wird zum Verschließen von Bohrungen und<br />

Innengewinden sowie zur Abdeckung von Bolzen und Außengewinden<br />

eingesetzt. Durch eine spezielle Grifflasche im geschützten Design lässt<br />

es sich gut greifen und einfach entfernen. Das Unternehmen hat<br />

außerdem die Nachhaltigkeitsinitiative „Pöppelmann blue“ eingeführt.<br />

Dazu gehört auch, dass Schutzkappen und -stopfen nach der Demontage<br />

an den Hersteller zurückgeführt und dort recycelt werden.<br />

www.poeppelmann.com<br />

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HOCH STROMTRAGFÄHIG AUCH IM<br />

DAUERBETRIEB<br />

Die Kontaktlamelle Multilam Flexo ML-Cux von Stäubli ermöglicht<br />

eine hohe Stromtragfähigkeit mit minimaler Kontakterwärmung<br />

bei kompakten Baugrößen. Sie ist eine Weiterentwicklung<br />

der Zwei-Komponenten-Multilam für Hochleistungs-Kontaktlösungen<br />

in Schaltanlagen, Transformatoren, Leistungsschaltern,<br />

Trennschaltern und Durchführungen. Die Stege gewährleisten<br />

durch konstanten Federdruck eine gleichbleibende Kontaktierung<br />

mit den zwei kontaktierten Oberflächen und stellen definierte<br />

Kontaktpunkte zur Stromübertragung her. Diese belastbare<br />

Kontakttechnik ist sowohl in Rundsteckern und -buchsen als auch<br />

in Steckern mit flachen Kontaktflächen integriert.<br />

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GEWICHTSREDUZIERTE STEUERBLÖCKE<br />

Potential,<br />

um beim<br />

Fahrzeugbau<br />

Gewicht zu<br />

sparen,<br />

bieten z. B.<br />

hydraulische<br />

Steuerblöcke<br />

von LKW-<br />

Aufbauten<br />

wie Hubarbeitsbühnen.<br />

B&B<br />

Fluidsysteme<br />

bietet<br />

hierfür<br />

individuell anpassbare Steuerblöcke. Zudem fertigt das Unternehmen<br />

Aluminiumgehäuse, die die Steuerblöcke zusätzlich<br />

leichter machen. Durch Anpassung der Wandstärken kann<br />

weiteres Gewicht eingespart werden. Per Computerberechnung<br />

nach der Finite-Elemente-Methode wird die Konstruktion dazu<br />

auf Festigkeit und Dehnung hin untersucht. Anhand der getesteten<br />

Parameter kann der Steuerblock so konstruiert werden, dass<br />

das optimale Verhältnis von Funktionalität, Langlebigkeit und<br />

Gewicht erreicht wird.<br />

www.bb-fluidsysteme.de<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

MOTION PLASTICS IN FLURFÖRDERZEUGEN<br />

Die schmier- und<br />

wartungsfreien<br />

Hochleistungskunststoffe<br />

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Igus eignen sich<br />

für Komponenten<br />

in Flurförderzeugen.<br />

Die Motion<br />

Plastics sind für<br />

dynamische<br />

Anwendungen<br />

entwickelt und<br />

haben eine lange,<br />

online berechenbare<br />

Gebrauchsdauer. So finden sich z. B. Iglidur-Gleitlager in<br />

Lagerstellen für Hochlastschwenks. Chainflex-Leitungen werden<br />

u. a. in Hubgerüsten oder Sitzen verbaut. E-Ketten haben einen<br />

hohen Torsionswiderstand, einen leitungsschonenden Innenraum<br />

und ermöglichen so kleinste Biegeradien und Innenhöhen. Für die<br />

Sitzverstellung kommen Drylin-Linearführungen zum Einsatz, um<br />

die Fahrerkabine ergonomisch anzupassen.<br />

www.igus.de<br />

PARTIKELMONITOR FÜR EX-BEREICHE<br />

Ein stationäres Partikelmessgerät<br />

mit Atex-2-Zulassung<br />

ist das LPM-II-CX von Stauff.<br />

Es erfüllt die Sicherheitsvoraussetzungen,<br />

um z. B. in der<br />

Öl- und Gasindustrie oder<br />

der Chemie- und Prozesstechnik<br />

eingesetzt zu<br />

werden. Die aktuelle Variante<br />

verfügt über ein großflächiges<br />

Anzeigedisplay auf der<br />

Vorderseite, über das die<br />

Messwerte in Echtzeit<br />

abgelesen werden können.<br />

Die Partikelmonitore ermöglichen<br />

die kontinuierliche<br />

Ermittlung und Einstufung<br />

des Verschmutzungsgrades von synthetischen und mineralölbasierenden<br />

Fluiden, Diesel und Petroleum in acht Größenkanälen<br />

zwischen 4 und 70 μm(c). Der integrierte Datenspeicher hat Platz<br />

für 4 000 Standardmessungen.<br />

www.stauff.com<br />

22 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

MARKTPLATZ<br />

SPEZIFISCH ANPASSBARE KOMPAKTAGGREGATE<br />

Die standardisierte<br />

Kompaktaggregate­<br />

Baureihe KA von Hydropneu<br />

mit fünf Baugrößen<br />

deckt viele üblichen<br />

Anwendungen ab. Durch<br />

den modularen Aufbau<br />

und Zusatzoptionen<br />

können die Aggregate<br />

benutzerspezifisch<br />

angepasst werden. Welche Baugröße benötigt wird und welche<br />

Zusatzoptionen sinnvoll sind, wird bei der Projektierung festgelegt.<br />

Dabei werden z. B. die Funktion des Aggregats, die Fördermenge,<br />

der Betriebsdruck, die Antriebsleistung, Bedingungen am Aufstellort<br />

oder Sicherheitsanforderungen berücksichtigt. Daneben bietet<br />

der Hersteller die benutzerspezifische BA-Baureihe an, auf deren<br />

Basis er ein individuelles Hydraulikaggregat fertigt.<br />

www.hydropneu.de<br />

ROBUST UND LEICHT ZU INTEGRIEREN<br />

Die inkrementalen Hohlwellendrehgeber<br />

von Posital<br />

lassen sich schnell und<br />

sicher auf der Maschinenwelle<br />

installieren, die durch<br />

das Sensorelement läuft.<br />

Dabei wird der Drehgeber<br />

grundsätzlich von der Welle<br />

getragen. Eingesetzt werden<br />

die robusten Durchgangshohlwellengeber<br />

zur präzisen Überwachung von Drehbewegungen,<br />

z. B. in Servomotoren, in der Fördertechnik oder in Verpackungsmaschinen.<br />

Sie ermöglichen einen platzsparenden Einbau am<br />

Motor oder auch dort, wo die freie Motorwelle für weitere<br />

Anbauten benötigt wird. Erhältlich sind die inkrementalen<br />

Feedback-Geber für Wellendurchmesser von 9,5 bis 44,5 mm. Sie<br />

haben Aluminiumgehäuse und Schutzart IP65.<br />

www.posital.de<br />

KOMPAKTER AUTARKER SERVOANTRIEB<br />

Der autarke Servoantrieb CLSP von Voith ist eine hydraulische Linearachse und bietet Energieeffizienz,<br />

Überlastsicherheit und einen nahezu verschleißfreien Betrieb. Dabei verfügt er über<br />

eine automatische, lastabhängige Umschaltung der hydraulischen Übersetzung. Damit wird die<br />

Anschlussleistung des Antriebs reduziert, und die Baugröße des Motors und des Umrichters fällt<br />

kompakter aus. Der Antrieb besteht aus Servomotor, 4Q-Innenzahnradpumpe und einem direkt<br />

gekoppelten Hydraulikzylinder. Für seinen Betrieb sind kein Hydraulikaggregat und kein Öltank<br />

erforderlich, weshalb alle Komponenten direkt integriert werden können.<br />

www.voith.com<br />

SINDEX Bern<br />

28.–30. 8.<strong>2018</strong><br />

Halle 3.0, Stand C09<br />

Valve World Expo Düsseldorf<br />

27.–29.11.<strong>2018</strong><br />

Stand 5A35<br />

Proportionalventile<br />

mit Steckspule<br />

Es sind die hohe Leistungsdichte, die kundenfreundliche Bedienung, die Robustheit<br />

sowie Wartungsfreundlichkeit, welche die Branche auszeichnen. Diese Eigenschaften<br />

werden auch von den Hydraulikkomponenten, welche in diesem Sektor<br />

zum Einsatz kommen, gefordert.<br />

SWISS MADE<br />

Ihre zuverlässige<br />

Hydraulik und Elektronik<br />

Ansteuerelektronik<br />

Anforderungen<br />

Robustheit<br />

Kompaktheit<br />

hohe Zuverlässigkeit<br />

lange Lebensdauer<br />

Ventile<br />

mit integrierter<br />

Elektronik<br />

Wandfluh AG, Helkenstrasse 13, CH-3714 Frutigen, www.wandfluh.com<br />

Wandfluh GmbH, Friedrich-Wöhler-Strasse 12, D-78576 Emmingen<br />

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<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 23

ELEKTROHYDROSTATISCHES ANTRIEBSKONZEPT<br />

PRODUKTIVE ZUSAMMENARBEIT<br />

AUF AUGENHÖHE<br />

Dr. Christoph Boes, Moog (links); Dr. Ekhard Siemer,<br />

SMS group GmbH (Mitte); Ralf Bolik, SMS group GmbH<br />

by courtesy of SMS group GmbH<br />

Im vergangenen Jahr hat Moog ein neues elektrohydrostatisches<br />

Antriebskonzept auf den Markt gebracht. Dieses Produkt ist in<br />

Zusammenarbeit mit der SMS group GmbH, einem führenden Hersteller<br />

von Ringwalzanlagen, entwickelt worden. Auf dem 11. IFK sprachen wir<br />

mit Dr. Ekhard Siemer, General Manager Design Hydraulics + Electrics<br />

Forging Plants der SMS group, über die Kooperation.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Herr Dr. Siemer, wie war<br />

die Ausgangslage zu<br />

Beginn des Projektes?<br />

Sie sprachen eben von<br />

hohen Kosten. Können<br />

Sie uns konkret schildern,<br />

wie sich diese am<br />

Beispiel Ihrer Maschine<br />

zusammensetzen?<br />

Welche Anforderungen<br />

haben Sie an das neue<br />

System gestellt? Gab es<br />

auch Eigenschaften, die<br />

erhalten bleiben sollten?<br />

Die bisher gefertigten Maschinen besaßen eine Zentralhydraulik mit großem Ölbehälter und eine<br />

aufwendige Verrohrung. Das erforderte zusätzliche Baumaßnahmen im Umfeld der Maschine wie<br />

zusätzliche Räume im Keller für die Unterbringung der Zentralhydraulik. Die Folge war: Aufbau und<br />

Inbetriebnahme des Hydrauliksystems inklusive der Verrohrung waren nur mit großem Zeitaufwand<br />

möglich und mit hohen Kosten verbunden.<br />

Die Antriebslösung basierte auf einer Zentralhydraulik mit Speichern, die speziell im Teillastbetrieb<br />

nicht energieeffizient arbeitete. In der Speicherhydraulik arbeiteten die Pumpen ständig gegen<br />

hohen Druck. An den translatorischen Walzachsen befand sich eine hochauflösende und dynamische<br />

Servohydraulik. Der Energie- bzw. Leistungsfluss wurde hierbei über das Servoventil gesteuert bzw.<br />

gedrosselt. Dadurch entstanden systembedingt teils erhebliche Drosselverluste, die sich nachteilig<br />

auf die Gesamteffizienz der Maschine auswirkten. Der Maschinenzyklus war durch schnelle<br />

Eilgangbewegungen ohne Kraft und langsame hochauflösende Zustellbewegungen unter hohen<br />

Kräften mit teilweise wechselnden Kraftrichtungen gekennzeichnet.<br />

Ja, das System war robust, überlastsicher und von hoher Verfügbarkeit gekennzeichnet. Diese drei<br />

Eigenschaften sollten bzw. mussten unbedingt erhalten bleiben. Auf die aufwendige Zentralhydraulik<br />

mit den zahlreichen Verbindungselementen sollte aber vollständig verzichtet werden. Ziel war eine<br />

vereinfachte und verkürzte Installation und schnellere Inbetriebnahme der Walzmaschinen. Von<br />

dem Wegfall der Zentralhydraulik versprachen wie uns, dass der Geräuschpegel sowie mögliche<br />

Sicherheits- bzw. Umweltgefährdungen signifikant reduziert werden. Darüber hinaus sollte die<br />

Maschine deutlich energieeffizienter und produktiver arbeiten.<br />

24 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

ELEKTROHYDROSTATISCHES ANTRIEBSKONZEPT<br />

Höhere Produktivität,<br />

geringer Strombedarf<br />

und gleichzeitig vereinfachte<br />

sowie kostengünstigere<br />

Installation waren<br />

also gefordert. Welches<br />

Produkt bzw. System von<br />

Moog konnte Sie hier<br />

überzeugen?<br />

Können Sie uns die<br />

Funktionsweise dieser<br />

Anlage darstellen?<br />

Können Sie uns noch<br />

etwas zur Energieeffizienz<br />

bzw. zur Stromeinsparung<br />

sagen?<br />

Wie haben Sie die<br />

Zusammenarbeit mit<br />

Moog erlebt?<br />

Das elektrohydrostatische Antriebssystem von Moog (EAS) vereint das Beste aus zwei Welten: die<br />

energetischen Vorteile eines elektromechanischen Antriebs basierend auf dem Prinzip „Power on<br />

Demand“ einerseits, und die Vorteile der Hydraulik bei der robusten Kraftübertragung, den günstigen<br />

Kosten und der hohen Verfügbarkeit andererseits. Das EHA-Designkonzept verbindet elektrische und<br />

hydraulische Komponenten in einem System.<br />

Wir interessierten uns sehr für diese elektrohydrostatische Lösung, weil sehr hohe Kräfte (> 1 MN)<br />

bei der Herstellung von Ringwalzmaschinen aufzubringen sind. Zudem können extreme Stoßbelastungen<br />

auftreten. Dies ist die Domäne hydraulischer Antriebe. Das EAS kann diese Kräfte in seinem<br />

hydrostatischen Getriebe umsetzen. Zusammen mit den Experten von Moog haben wir dann das<br />

Projekt realisiert und einen neuen Maschinentyp entwickelt.<br />

Die elektrohydrostatische Pumpeneinheit (EPU) wird raumsparend direkt auf den Steuerblock<br />

geflanscht. Der Steuerblock beinhaltet alle notwendigen Überlast- und Logikfunktionen. Er wird<br />

direkt an den Hydraulikzylinder montiert. Servomotor, Pumpe, Steuerblock und Hydraulikzylinder<br />

bilden somit eine Funktionseinheit. Verrohrungen am Zylinder sind auf ein Minimum reduziert.<br />

Die elektrohydrostatischen Funktionseinheiten werden direkt an die Maschinenachsen integriert.<br />

Da die Pumpe im Fördervolumen umschaltbar ist, sind Eilbewegungen mit hoher Geschwindigkeit<br />

und Arbeitsbewegungen mit niedriger Geschwindigkeit und hoher Kraft leicht umzusetzen. Alle<br />

Servo-Drives sind elektrisch über einen gemeinsamen DC Bus verbunden, der mittels einer rückspeisefähigen<br />

Power Supply Unit (PSU) versorgt wird.<br />

Die Möglichkeiten, mit dem EAS Energie einzusparen, sind enorm: Im Vergleich zu herkömmlichen<br />

Ringwalzmaschinen arbeiten die modifizierten Achsen in dieser Maschine mit einer bis zu 40<br />

Prozent geringeren Energieaufnahme. Die Anschlussleistung wird deutlich reduziert. Hinzu kommt,<br />

dass durch das neue Anlagendesign die komplette Maschinen- und Fundamentverrohrung entfällt.<br />

Der Aufbau der Maschine ist so wesentlich einfacher. Da die Ölmenge von ca. 2000 auf ca. 200 Liter<br />

reduziert wurde, entfällt die sonst nötige Aufstellfläche für ein entsprechend großes Hydraulikaggregat.<br />

Weil kaum noch Hydrauliköl erforderlich ist, spart das erheblich Hilfs- und Betriebsstoffe<br />

ein. Zudem ist die Anlage<br />

im Mittel deutlich leiser.<br />

Durch den Wegfall der Spülzeit<br />

der Zentralhydraulik<br />

und der Rohrleitungen<br />

werden circa 1-2 Tage Inbetriebnahmezeit<br />

eingespart.<br />

Die Entwicklungs- und<br />

weitere Zusammenarbeit<br />

dauerte mehr als acht<br />

Monate. In dieser Zeit<br />

haben wir das gemeinsame<br />

Arbeiten und Wirken als<br />

überaus produktiv, auf<br />

gegenseitigen Austausch<br />

bedacht, und immer auf<br />

Augenhöhe empfunden.<br />

Das begann bei der Dimensionierung<br />

der Achsen, ging<br />

über die Maschinenintegration<br />

und Aspekte der funktionalen<br />

Sicherheit, bis hin<br />

zur Inbetriebnahme und<br />

Analyse der erreichten<br />

Maschinenperformance.<br />

Dabei hat die Gesamtkompetenz<br />

der Firma Moog im<br />

Bereich Hydraulik-Design,<br />

Pumpentechnologie als<br />

auch der elektrischen Antriebstechnik<br />

sehr geholfen.<br />

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Industriebereiche und höchste Ansprüche.<br />

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11. –15. Juni <strong>2018</strong> ·Frankfurt am Main<br />

Besuchen Sie uns in: Halle 9.0, Stand B4<br />

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STEUERGERÄTE<br />

KREATIVE ZUSAMMENARBEIT VON<br />

HYDRAULIK UND ELEKTRONIK<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Mobile Arbeitsmaschinen werden in ihrem<br />

Aufbau immer komplexer. Die Steuerung muss<br />

verschiedenste Funktionen koordinieren und<br />

kontrollieren. Die Wandfluh AG hat ihr<br />

Hydraulik- und Elektronik-Knowhow in einer<br />

neuen Steuergeräte-Generation fusioniert – und<br />

dank dieser die komplexe Aufgabenstellung, die<br />

elektronisch gesteuerte, hydraulische Antriebsund<br />

Bremsunterstützung eines Forst-Anhängers,<br />

lösen können.<br />

Autor: Adrian Feuz, Wandfluh AG, Frutigen, Schweiz<br />

Bei industriellen Anwendungen übernimmt vielfach eine<br />

übergeordnete SPS die Koordination der Abläufe und steuert<br />

die beteiligten Baugruppen. Falls hydraulische Funktionen<br />

dabei sind, beispielsweise die Positionsregelung einer<br />

hydraulischen Achse oder die Druckregelung einer Klemm- oder<br />

Pressfunktion, werden auch diese von der SPS kontrolliert, indem<br />

die entsprechende Elektronik dafür angesteuert wird. Die Elektronik<br />

regelt in diesem Fall dann nur genau diese eine Funktion.<br />

UMDENKEN BEI MOBILEN MASCHINEN<br />

Die Anforderung bei mobilen Maschinen sieht wesentlich komplexer<br />

aus. Die Steuerung soll hier sowohl die Abläufe koordinieren als auch<br />

direkt die Hydraulikventile ansteuern, und zudem auch weitere elektrische,<br />

nicht-hydraulische Funktionen übernehmen. Dies erfordert<br />

auch ein Umdenken bei der Konzeption der (mobilen) Maschine,<br />

und die Zusammenarbeit zwischen System-, Hydraulik- und Elektronik-Spezialisten<br />

muss intensiviert werden. Die Funktion ist beispielsweise<br />

nicht mehr begrenzt auf einzelne Druckregelungen, sondern<br />

mehrere Funktionen der Maschine sollen koordiniert und kontrolliert<br />

werden, zusätzliche Sensoren eingelesen und die Aktoren direkt<br />

angesteuert werden.<br />

26 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

STEUERGERÄTE<br />

Mit der neuen Generation von Steuergeräten (Programmierbare<br />

Mobil-Elektronik PME) kann die Schweizer Firma Wandfluh AG<br />

genau diese Lücke schließen und das große Know-how der<br />

Hydraulik mit den steuerungstechnischen Anforderungen mobiler<br />

Maschinen verbinden. Die neue Geräte-Familie besteht aus<br />

verschiedenen Elektronik-Modulen für die Bedienung, Steuerung<br />

und Regelung sowie für die grafische Anzeige von Maschinendaten.<br />

Durch die modulare Bauweise dieser PME-Geräte und der<br />

einfachen Vernetzung über CAN-Bus kann die Steuerungsstruktur<br />

dezentral aufgebaut werden und der Montageaufwand somit stark<br />

vereinfacht werden. Erweiterungen und Zusatzfunktionen können<br />

problemlos integriert werden, und die freie Programmierbarkeit<br />

der Module führt zu großer Flexibilität, erfordert aber auch kreative<br />

Lösungsansätze. Mit den Displays, flexiblen I/O-Geräten und<br />

den Keypads können viele Anwendungen abgedeckt werden.<br />

Zudem erlauben die Telemetrie-Geräte den Fernzugriff via GSM<br />

oder Wi-Fi und ermöglichen Remote-Diagnose, Fahrzeug-<br />

Tracking oder Steuereingriffe.<br />

FLEXIBILITÄT GENUTZT<br />

Als reale Anwendung konnte Wandfluh die hydraulisch-elektrische<br />

Steuerung eines Anhängers für den Forstbetrieb realisieren. Voll<br />

beladen haben diese Anhänger ein hohes Gewicht, das mit<br />

herkömmlicher Technologie ein sehr kräftiges und somit großes<br />

Zugfahrzeug erfordert, welches auf schmalen Wegen und in unwegsamem<br />

Gelände aber nicht geeignet ist. Zudem sind die mechanischen<br />

Bremsen der Anhänger in der Regel nicht für hohe und<br />

langzeitige Bremskraft ausgelegt und würden überhitzen, und auch<br />

die Motorbremse des Traktors kann das Gewicht des Anhängers<br />

nicht genügend abbremsen.<br />

Zusammen mit den eigenen Hydraulikventilen und einer intelligenten<br />

Steuerung mit PME-Produkten hat Wandfluh nun eine<br />

hydraulische Antriebsunterstützung und hydraulische Bremse<br />

entwickelt. Dabei wurde die Flexibilität der PME-Gerätefamilie<br />

ausgenutzt: die freie Programmierbarkeit der Module erlaubte die<br />

Anpassung der Software auf die benötigten Funktionen, ein Grafikdisplay<br />

liest die Zustände der Bedienelemente ein und erlaubt die<br />

Einstellung und Diagnose der wichtigen Daten. Die dezentralen<br />

Ein-/Ausgabemodule für Sensoren und Hydraulikventile konnten<br />

POINTIERT<br />

ANFORDERUNGEN MOBILER ANWENDUNGEN<br />

SEHR KOMPLEX<br />

NEUE STEUERUNG KOMBINIERT HYDRAULIK-<br />

UND ELEKTRONIK-KNOWHOW<br />

MODULARER AUFBAU FÜHRT ZU HOHER<br />

FLEXIBILITÄT<br />

einfach über den CAN-Bus verkabelt werden, und auch eine Standard-Wandfluh-Elektronik<br />

konnte problemlos eingebunden werden.<br />

HERAUSFORDERUNG ERFOLGREICH GEMEISTERT<br />

Die Kardanwelle treibt zwei Hydraulikpumpen an, welche bergauf<br />

den notwendigen Öldruck für die Antriebsunterstützung bereitstellen.<br />

Mittels elektronisch geregelten Proportional-Druckbegrenzungsventilen<br />

kann die benötigte Zusatzkraft einfach am Display im<br />

Zugfahrzeug eingestellt werden. Bergab werden die Achsen des Anhängers<br />

hydraulisch gebremst, indem die gleichen Ventile indirekt<br />

die Drehzahl der Achsen begrenzen. Der Hydraulikmotor fördert nun<br />

das Öl, die Ventile erzeugen den gewünschten Gegendruck und<br />

bremsen damit den Anhänger. Durch die Bremsleistung erhitzt sich<br />

das Hydrauliköl, welches über die aufgebauten Lüfter gekühlt wird.<br />

Die Getriebe der beiden Achsen können einzeln dazu- oder freigeschaltet<br />

werden, um in flachem Gelände auch mit höherer<br />

Geschwindigkeit fahren zu können. Zusätzliche Sensoren, zum<br />

Beispiel bei der Kardanwelle oder beim Getriebe, erlauben die<br />

Funktionsanalyse und die Fehlerüberwachung in der Software. Die<br />

Bedienung mittels Schalter und Display im Zugfahrzeug gibt dem<br />

Fahrer jederzeit den Überblick über alle wichtigen Daten wie<br />

Geschwindigkeit, Hydraulikdrücke und Systemzustand der Funktionen.<br />

In kreativer Zusammenarbeit zwischen Hydraulik und Elektronik<br />

(PME-Geräte) konnte Wandfluh das Projekt erfolgreich durchführen.<br />

www.wandfluh.com<br />

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BUSSYSTEM<br />

WIE MAN EINEN MOBILKRAN STEUERUNGS-<br />

OPTIMIERT AUF DIE SCHIENE BEKOMMT<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Zweiwegefahrzeuge sind Baumaschinen, die<br />

mit ihren beiden Fahrwerken sowohl auf<br />

Schienen als auch auf der Straße fahren können.<br />

Im Rahmen der Umrüstung eines Multicranes<br />

von Sennebogen hat die Kuhn Schweiz AG die<br />

Bedienung und Ansteuerung des<br />

Schienenfahrwerks realisiert. Zum Einsatz<br />

kommt das Qubus-System von Graf-Syteco.<br />

Einer unserer Kunden wollte einen Sennebogen Multicrane<br />

vom Typ 608 auch auf Schienen einsetzen“, berichtet<br />

Simon Fenner, der als Technischer Leiter bei der Kuhn<br />

Schweiz AG tätig ist, „und hat das ursprünglich nur für<br />

die Straße gebaute Fahrzeug mit einem zusätzlichen Schienenfahrwerk<br />

ausgestattet. Umbauten und Umrüstungen an Baumaschinen<br />

gehören zu unserem Servicespektrum, das wir in unserer Niederlassung<br />

anbieten“, sagt Fenner. Die Kuhn Schweiz AG ist Teil der<br />

Kuhn Unternehmensgruppe, die in 10 europäischen Ländern als<br />

Händler und Servicepartner für Baumaschinen und Ladetechnik<br />

tätig ist. Mit insgesamt 1400 Mitarbeitern in 46 Niederlassungen<br />

erwirtschaftet das Unternehmen einen Umsatz von 610 Mio. Euro.<br />

Autor: Dr. Jörg Lantzsch, Agentur Dr. Lantzsch, Wiesbaden<br />

Als der Multicrane (Kranausleger mit einer Hubhöhe bis zu 22 m<br />

und einer Tragkraft bis zu 8 t) zu Kuhn kam, war das zusätzliche<br />

Schienenfahrwerk bereits montiert. Das Schienenfahrwerk ist flexibel<br />

für verschiedene Aufgaben anpassbar. So lässt sich etwa die<br />

Spurweite verstellen, um sowohl auf regulären Eisenbahntrassen<br />

als auch auf Schmalspurbahnen oder Straßenbahnschienen zu<br />

fahren. Mit Hydraulikzylindern wird das Fahrwerk abgesenkt und<br />

angehoben, wobei das vordere und das hintere Räderpaar<br />

unabhängig voneinander bewegt werden können. Die Hydraulik<br />

ermöglicht auch eine Neigung des Fahrwerks, so dass die Maschine<br />

auch auf geneigten Trassen arbeiten kann. Hydraulikmotoren<br />

treiben alle vier Räder des Schienenfahrwerks an.<br />

VERKABELUNGSAUFWAND REDUZIERT<br />

„Unsere Aufgabe im Rahmen des Umbaus ist die Ansteuerung der<br />

gesamten Hydraulik für das Schienenfahrwerk sowie eine Bedienmöglichkeit<br />

vom Steuerstand aus“, erläutert Fenner. Die größte<br />

Herausforderung beim Umbau besteht darin, dass sämtliche elektrische<br />

Steuer- und Versorgungsleitungen vom drehbaren Oberwagen<br />

zum Unterwagen über die bestehenden Drehdurchführungen geführt<br />

werden müssen. Dies gilt vor allem für die Ansteuerung der<br />

Hydraulikventile. Diese sind etwa für das Absenken und Anheben<br />

des Schienenfahrwerks, für die Umschaltung zwischen den beiden<br />

Antriebsarten, die Gangschaltung, das Lösen der Parkbremse und<br />

für die Abstützungen des Multicranes zuständig. Für die Ansteuerung<br />

der Hydraulikventile setzt Kuhn das Qubus-System von Graf-<br />

Syteco ein. Der wesentliche Vorteil dieses Systems ist der geringe<br />

Aufwand für die Verkabelung: Für sämtliche Hydraulikventile wird<br />

lediglich eine einzelne Busleitung benötigt. Insgesamt sind für das<br />

28 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

BUSSYSTEM<br />

QUBUS – DIE INTELLIGENZ IM STECKER<br />

Das Qubussystem von Graf-Syteco vereinfacht die Automatisierungsarchitektur<br />

in mobilen Maschinen deutlich. Häufig herrscht dort noch<br />

eine konventionelle Verkabelung vor, die einen großen unübersichtlichen<br />

Kabelbaum notwendig macht. Moderne CAN-Bus-Systeme bringen zwar<br />

eine gewisse Erleichterung, haben aber immer noch Verbesserungspotenzial<br />

hinsichtlich der Verdrahtung. Das Qubussystem sorgt hier für<br />

Abhilfe. Das System basiert auf einem Eindrahtbus mit zusätzlicher<br />

Spannungsversorgung. Mit einem einfachen kleinen Stecker, wird jeder<br />

Sensor oder Aktor zu einem Busteilnehmer. Die kleinste Einheit ist ein<br />

einzelner I/O, und es können genauso viele I/Os in den Bus eingebunden<br />

werden, wie notwendig sind. Besonders interessant ist es, dass auch<br />

Verbraucher – wie Magnetventile oder Leuchten – direkt an den Bus<br />

angeschlossen werden können. Die Ersparnis bei der Verkabelung ist<br />

durch diese Architektur enorm. Nicht zuletzt weil jeder Qubus-Stecker<br />

über ein T-Stück mit weiteren Steckern verkettet werden kann. Somit ist<br />

nur noch eine 3-polige Zuleitung für eine Ventilinsel notwendig. Das<br />

System wird dadurch sehr übersichtlich und einfach erweiterbar. Auch<br />

die Diagnose wird durch das neue System extrem vereinfacht. So werden<br />

zum Beispiel Drahtbrüche sowie Werte für Strom, Spannung und<br />

Temperatur an das Steuergerät gemeldet.<br />

Schienenfahrwerk 15 Qubus-Stecker verbaut – bis zu 125 Busteilnehmer<br />

wären mit diesem System maximal möglich. Um auch größere<br />

Anbaugeräte am Ausleger betreiben zu können, ist dieser für einem<br />

größeren Ölstrom umgerüstet, der zu- und abgeschaltet werden kann.<br />

KOMPAKTES BEDIENGERÄT IM STEUERSTAND<br />

Als Qubus-Master kommt ein Bediengerät vom Typ D2310 ebenfalls<br />

von Graf-Syteco zum Einsatz. Das kompakte Gerät hat ein 5,7-Zoll-<br />

Display mit einer Auflösung von 640 x 480 Pixel. Für Nut zereingaben<br />

ist das Gerät mit acht Tasten und einem digitalen Drehpotentiometer<br />

mit Druckfunktion ausgestattet. Mit einer frontseitigen Schutzart von<br />

IP65 und einem Betriebstemperaturbereich von -25 °C bis +70 °C ist es<br />

optimal für mobile Arbeitsmaschinen geeignet. Es hat eine umfangreiche<br />

Schnittstellenausstattung, zu der auch vier CAN-Bus-Schnittstellen<br />

gehören. Die CAN-Bus-Stränge werden auf dem Sennebogen<br />

Multicrane für verschiedene Aufgaben verwendet. „Hier schließen<br />

wir insgesamt vier MCM-Module an, mit denen wir Ein- und Ausgänge<br />

von verschiedenen Punkten der Maschine über den CAN-Bus an<br />

das Bediengerät anbinden“, erklärt Fenner. Dies sind etwa Positionsgeber,<br />

Sensoren oder Schalter zur Bedienung verschiedener Funktionen<br />

sowie die Zu- und Abschaltung des größeren Ölstroms. Auch die<br />

Anbindung der Funkfernbedienung, mit der der MultiCrane von<br />

außerhalb des Steuerstands aus gefahren werden kann, ist über CAN<br />

realisiert. Von den Vorteilen der Automatisierungsarchitektur ist<br />

Fenner überzeugt: „Neben dem geringen Aufwand für die Verkabelung,<br />

der für uns besonders wichtig ist, muss natürlich auch die<br />

Qualität stimmen, und da haben wir schon in der Vergangenheit gute<br />

Erfahrungen mit Graf-Syteco-Komponenten gemacht.“<br />

DIE ZEIT DRÄNGT<br />

Neben der Herausforderung die Verkabelung vom Oberwagen zum<br />

Fahrwerk durchzuführen, nennt Fenner noch eine weitere: „Der<br />

Zeitrahmen für das Projekt war extrem eng gesteckt. Von der Detailplanung<br />

bis zur Inbetriebnahme waren nur knapp zwei Monate Zeit.“<br />

Der Kunde hatte es eilig, die Maschine für Arbeiten im Schienenbereich<br />

einzusetzen. Bei der Einhaltung des knappen Zeitplans war<br />

Graf-Syteco sehr hilfreich. So haben die Spezialisten von Graf-Syteco<br />

die komplette Programmierung der Steuerung und der Bedienoberfläche<br />

des D2310 übernommen. Dabei war nach Aussage von Simon<br />

Fenner nur sehr wenig Abstimmungsaufwand notwendig: „Am Tag,<br />

als die Steuerung in Betrieb genommen wurde, konnten wir die<br />

Maschine bereits an den Kunden übergeben.“ Dieser hat sie schon<br />

am nächsten Tag auf einer Baustelle eingesetzt. Um zusätzliche<br />

Funktionen in der Steuerung zu implementieren, wurden seitdem<br />

mehrere Updates der Software durchgeführt. Auch diese sind Dank<br />

der Architektur der Automatisierungslösung problemlos möglich.<br />

„Mit dem Qubus-System, dem D2310 und den anderen Komponenten<br />

von Graf-Syteco war die Umrüstung der Maschine sehr einfach<br />

und schnell zu realisieren“, fasst Fenner seine positiven Erfahrungen<br />

zusammen.<br />

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Bei Optima, Hersteller von Verpackungsmaschinen, Abfüll- und<br />

Produktionsanlagen, werden die Möglichkeiten der Virtual und<br />

Augmented Reality ausgelotet. Im Gespräch mit VR-Experte<br />

Dr. Christoph Runde diskutieren vier Optima-Vertreter wie u.a.<br />

Planer und Werker in die digitale Infrastruktur integriert werden können.<br />

Das gesamte Gespräch finden Sie über untenstehenden Link.<br />

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

MIXED-REALITY<br />

Per hochaluflösendem Head-Mounted Display mit integrierten<br />

Sensoren, Lautsprechern und eigener Rechnereinheit ergeben sich<br />

für Träger der Mixed-Reality-Brille HoloLens völlig neue Möglichkeiten.<br />

In einem „eigenen Raum“ lassen sich Hologramme mit<br />

Gegenständen der realen Welt kombinieren, beliebig platzieren<br />

und bei Bedarf an einen anderen Ort projizieren, sodass man dort<br />

mit diesen kommunizieren und interagieren kann. Durch die<br />

Vermischung der physischen und virtuellen Welt bietet Microsoft<br />

eine Plattform, die Unternehmen neue Möglichkeiten eröffnet,<br />

die Effektivität von Arbeitsprozessen zu erhöhen und bestehende<br />

Kostenstruktionen zu optimieren.<br />

www.microsoft.com/de-de/hololens<br />

ROHRBEARBEITUNG IN VR<br />

DIGITALE ASSISTENZ<br />

ROHRBEARBEITUNG IN VR<br />

Mittendrin, ganz nah und aus beeindruckenden Perspektiven<br />

können Messebesucher Transfluid-Rohrbearbeitungsmaschinen<br />

per VR-Technologie entdecken. Mit der Transfluid-VR- App auf dem<br />

Smartphone in Verbindung mit einer VR-Brille können in einer<br />

virtuellen Werkshalle vier Maschinen im Einsatz erlebt werden.<br />

www.transfluid.net<br />

DIGITALE ASSISTENZ<br />

Das Fraunhofer IFF zeigt, wie der Digitale Zwilling bereits heute<br />

als Augmented-Reality-Assistenzsystem für die Instandhaltung im<br />

Anlagenbau genutzt werden kann. Die Software greift auf die<br />

Anlagendokumentation zu und vergleicht Soll- und aktuelle<br />

Zustandsdaten. Eine Mixed-Reality-Brille überlagert die virtuellen<br />

Informationen mit der realen Anlage. Dem Träger werden so<br />

beispielsweise der aktuelle Betriebszustand einer installierten<br />

Pumpe angezeigt. Bei Störungen können interaktive Handlungsempfehlungen<br />

zur Behebung aufgerufen werden.<br />

www.iff.fraunhofer.de<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 31

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

GETRENNTE STEUERKANTEN AN MOBILMASCHINEN:<br />

ENTWICKLUNGSPROZESS UND<br />

KONZEPTVALIDIERUNG<br />

Jan Lübbert, Jürgen Weber<br />

Steuerungssysteme mit getrennten Steuerkanten sind eine attraktive Alternative zu<br />

konventionellen Ventilsystemen mit gekoppelten Kanten. Auf der in den<br />

vorangegangenen Beiträgen dieser Reihe aufgebauten Systematik der Schaltungen<br />

und Betriebsmodi, sowie Identifikation der energetischen und funktionalen Vorteile<br />

wird in diesem Beitrag eine Herangehensweise zur applikationsspezifischen Ableitung<br />

eines geeigneten Ventilsystems und der dazugehörigen Steuerung für eine<br />

Mobilanwendung am Beispiel eines Kompaktbaggers vorgestellt. Simulationen und<br />

Versuche an einem Laborprüfstand zeigen abhängig von Bewegungsablauf und<br />

Betriebszustand energetische Einsparungen von 20 bis über 50 % gegenüber einem<br />

vergleichbar dimensionierten konventionellen Stromteilersystem.<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

Bild: arsdigital/Fotolia.de<br />

32 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

1. EINLEITUNG<br />

Im Bereich mobiler Arbeitsmaschinen rücken Ventilsysteme mit<br />

getrennten Steuerkanten (GSK) zunehmend in den Fokus von<br />

Forschung und Entwicklung. Einerseits wird dies durch das<br />

steigende Umweltbewusstsein motiviert, da neue Wege gefunden<br />

werden müssen, die Energieeffizienz mobiler Maschinen zu verbessern.<br />

Andererseits machen die umfangreiche Funktionsvielfalt<br />

und konstruktive Vorteile bezüglich der Ventilauslegung – wie z. B.<br />

das Vermeiden der Kompromissauslegung von Zulauf- und Ablaufkante<br />

– Systeme mit getrennten Steuerkanten zu einer attraktiven<br />

Alternative zum konventionellen Schieberventil mit gekoppelten<br />

Kanten. Auf funktionaler Ebene ist beispielsweise eine Lastkompensation<br />

bei Senkbewegungen mit getrennten Steuerkanten<br />

einfach realisierbar. Auch Kraftsteuerungen oder adaptierbares<br />

Bedienverhalten sind möglich. Diesen Vorteilen stehen jedoch der<br />

erhöhte Komponenten- und Kostenaufwand, sowie die vergleichsweise<br />

hohe Systemkomplexität entgegen. Um den<br />

Komponentenaufwand zu begrenzen sollen für eine Mobilapplikation<br />

marktetablierte Massenprodukte zum Einsatz kommen. Der<br />

Vielfalt an möglichen Struktur- und Steuerungslösungen im Bereich<br />

getrennter Steuerkanten wird mit einem gezielten Entwicklungsprozess<br />

begegnet, mit dessen Hilfe sich eine maßgeschneiderte<br />

Lösung für die betrachtete Applikation ableiten lässt.<br />

1.1 AUFBAU DES ARTIKELS<br />

Zunächst wird am Beispiel eines Kompaktbaggers aufgezeigt, wie<br />

sich aus einer betrachteten Anwendung ein passendes Hydrauliksystem<br />

mit getrennten Steuerkanten ableiten lässt. Dieses bildet<br />

die Basis für die Entwicklung einer Ansteuerungsstrategie, die die<br />

funktionalen und energetischen Vorteile der GSK-Ventiltechnologie<br />

für bedienergeführte Prozesse zugänglich macht. Dabei wird auf<br />

die Teilaspekte zentrale Betriebsstrategie, Achsmanagement mit<br />

01<br />

3<br />

y TCP<br />

[m]<br />

1<br />

0<br />

Einsatzfall und Potentialanalyse<br />

1. Einsatzfall<br />

Entleerbereich<br />

TCP<br />

Grabbereich<br />

– 1<br />

0 1 x TCP<br />

[m] 3<br />

NM<br />

NM+HD-R<br />

NM+HD-R-SC+ND-R-SC<br />

Alle Modi<br />

2. Lastzyklen definieren<br />

Ausleger<br />

Stiel<br />

Löffel<br />

100<br />

F<br />

F [kN]<br />

v<br />

v [mm/s]<br />

– 50<br />

– 100<br />

– 150<br />

0 5 t [s] 15<br />

3. Potenzialanalyse<br />

100 %<br />

84 %<br />

76 %<br />

4. Rangfolge Betriebsmodi<br />

75 %<br />

lastadaptiver Kantenabstimmung und Volumenstromregeneration,<br />

sowie die Steuerung der zentralen Versorgung eingegangen. Es<br />

schließt sich die Validierung des Konzeptes an einem Baggerarm-Laborprüfstand<br />

an. Der Beitrag wird mit einem energetischen<br />

Vergleich zwischen dem neuen GSK-System und einem ähnlich<br />

dimensionierten konventionellen Stromteilersystem am Prüfstand<br />

und in der nichtlinearen Systemsimulation abgerundet.<br />

2. APPLIKATIONSANALYSE UND ABLEITUNG<br />

DER HARDWARE<br />

Die Philosophie der getrennten Steuerkanten bietet sehr vielfältige<br />

Möglichkeiten, verschiedene Betriebsmodi mit unterschiedlichen<br />

Ventilsystemen zu realisieren. Im Folgenden wird eine Vorgehensweise<br />

zur Entwicklung eines geeigneten Ventilsystems beschrieben,<br />

welche auf gegebenen Lastzyklen basiert, die das Einsatzspektrum<br />

der betrachteten Maschine repräsentieren.<br />

2.1 APPLIKATIONS- UND POTENTIALANALYSE<br />

Anfangs erfolgt eine Analyse des Einsatzspektrums der betrachteten<br />

Maschine; also eine Betrachtung der für die Maschine<br />

typischen Lastspiele in Form von Kraft- und Geschwindigkeitsverläufen.<br />

Diese können mithilfe von Feldmessungen gewonnen<br />

oder synthetisiert werden. Für das betrachtete Beispiel des<br />

Kompaktbaggers wird ein typischer Grabzyklus definiert (Bild 1<br />

links oben). Mithilfe von Bewegungsabläufen nach [Mel92],<br />

kinematischer Modelle der Arbeitsausrüstung und Grabkraftmodellen,<br />

angelehnt an [Kun02], lassen sich die gesuchten<br />

Kraft-Geschwindigkeitsprofile für die einzelnen Verbraucher bestimmen<br />

(Bild 1 rechts). Auf Basis dieser Größen, der als bekannt<br />

vorausgesetzten Zylindergeometrien und Annahmen über die<br />

Leitwerte der Strömungspfade eines zunächst angenommenen<br />

allgemeinen GSK-Ventilsystems erfolgt eine Analyse des energetischen<br />

Einsparpotentials der verschiedenen<br />

im Übersichtsartikel beschriebenen Betriebsmodi<br />

(Normalbetrieb NM, Hochdruckregeneration<br />

über den Hochdruckkanal HD-R,<br />

zusätzlich Hochdruckregeneration über<br />

einen Kurzschlusspfad HD-R-SC, Niederdruckregeneration<br />

über Tank ND-R oder<br />

alternativ über den Kurzschlusspfad ND-R-<br />

SC) mithilfe der in [Kol16] beschriebenen<br />

Methodik. Dieser Algorithmus ermittelt für jeden<br />

Simulationszeitpunkt die im Sinne minimaler<br />

Pumpenleistung optimale Kombination der<br />

Betriebsmodi für alle beteiligten Achsen.<br />

Dabei werden relevante statische Randbedingungen,<br />

wie z.B. Minimal- und Maximaldrücke,<br />

Druckabfälle über den Ventilsteuerkanten,<br />

sowie zugelassene Betriebsmodi<br />

berücksichtigt. Letzteres bietet die Möglichkeit,<br />

durch systematisches Erlauben und<br />

Verbieten von Modi – gegebenenfalls individuell<br />

für jede einzelne Achse – und die Wiederholung<br />

der Analyse optimale Kombinationen<br />

einzelner Betriebsmodi zu ermitteln, wenn aus<br />

wirtschaftlichen Gründen nicht alle theoretisch<br />

möglichen Verschaltungen implementiert<br />

werden sollen. Die daraus resultierenden<br />

Ergebnisse sind auszugsweise in Bild 1 unten<br />

dargestellt.<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 33

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

02<br />

Hydraulikschaltplan der gewählten Systemkonfiguration<br />

10<br />

U<br />

p<br />

8<br />

3 4<br />

ECU<br />

Alpha<br />

2<br />

1<br />

7<br />

9<br />

5<br />

Weitere<br />

Verbaucher<br />

p U<br />

6<br />

11<br />

Aus der Analyse geht die Rangfolge<br />

des Einsparpotentials der<br />

Betriebsmodi hervor: Mit ausschließlicher<br />

Nutzung der<br />

Hochdruckregeneration HD-R<br />

neben dem obligatorischen<br />

Normalbetrieb NM mit lastadaptiver<br />

Kantenabstimmung<br />

können im betrachteten Lastzyklus<br />

16% Pumpenarbeit<br />

eingespart werden. Hierbei ist<br />

die Hochdruckregeneration der<br />

attraktivste einzelne Zusatzmodus<br />

neben dem Normalbetrieb.<br />

Zieht man die Realisierung<br />

von drei statt zwei<br />

Betriebsmodi in Betracht, ergeben<br />

sich Normalbetrieb NM,<br />

Niederdruck-Kurzschlussregeneration<br />

ND-R-SC und Hochdruck-Kurzschlussregeneration<br />

HD-R-SC als günstigste Kombination<br />

mit einer Einsparung von<br />

24%. Erlaubt man alle theoretisch<br />

denkbaren Modi, was<br />

einem vergleichsweise hohen<br />

technischen Aufwand bedeutet,<br />

ist darüber hinaus lediglich<br />

noch 1% zusätzlich einsparbar<br />

(Alle Betriebsmodi, Bild 1<br />

unten). Folglich sind ein bis<br />

maximal zwei mithilfe der<br />

03<br />

Systemarchitektur der Maschinensteuerung<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

Bediener<br />

V Ausleger<br />

V Stiel<br />

V Löffel<br />

V Soll<br />

p Zu, Soll<br />

p Erf,<br />

Q Erf<br />

Pumpenstrom<br />

Auslieger<br />

Stiel<br />

Löffel<br />

Ventilblock<br />

Versorgungssteuerung<br />

Ventilströme<br />

p 0, Erf<br />

p 0<br />

p A,<br />

p B<br />

Q 0, Erf<br />

Zentralsteuerung<br />

/<br />

Betriebsstrategie<br />

Achssteuerung<br />

34 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

Potentialanalyse identifizierte Zusatzmodi neben dem Normalbetrieb<br />

aus wirtschaftlicher Sicht ein guter Kompromiss. Daher beschränken<br />

wir uns auf die Hochdruckregeneration HD-R als einzigem<br />

Zusatzmodus. Daneben ist die Niederdruck-Kurzschlussregeneration<br />

ND-R-SC beim Senken des Auslegers mit dem vorliegenden Nackenzylinder<br />

ohne Tankvorspannung nicht realisierbar.<br />

2.2 ABLEITUNG DER VENTILSTRUKTUR<br />

Maßgeblich für die Synthese einer Ventilstruktur sind die Lastzyklen,<br />

die jede betrachtete Achse erfährt und die zuvor mithilfe<br />

der Potentialanalyse ermittelten Betriebsmodi, die an der jeweiligen<br />

Achse implementiert werden sollen. Abhängig von der Applikation<br />

können die Ventilsysteme für die verschiedenen Verbraucher<br />

einer Maschine unterschiedliche Gestalt annehmen:<br />

Typischerweise weist z. B. der Ausleger eines Mobilbaggers das<br />

größte Regenerationspotential aufgrund der Energiedissipation<br />

bei Senkbewegungen auf. Verfügt der Ausleger über Hubzylinder,<br />

die beim Senken eingefahren werden, sollte eine eventuelle Energierückspeisung<br />

in den Pumpenkanal bevorzugt am Ausleger<br />

implementiert werden.<br />

An einem Mobilbagger treten an allen betrachteten Achsen<br />

(Ausleger, Stiel und Löffel) Betriebspunkte in allen vier Quadranten<br />

der F/v-Ebene auf. Dies erfordert ein Schaltungskonzept für<br />

doppeltwirkende Verbraucher, also solche, die in beiden<br />

Bewegungsrichtungen motorisch arbeiten können. Im Sinne der<br />

Vereinheitlichung der verwendeten Komponenten wird eine an<br />

beiden Verbraucheranschlüssen symmetrische Schaltungsstruktur<br />

bevorzugt, welche baugleiche Elemente auf Kolben- und<br />

Stangenseite umfasst.<br />

Am nachfolgend betrachteten Prüfstandsaufbau wird aufgrund<br />

der Marktverfügbarkeit an Komponenten für die proportionale<br />

Dosierfunktion in Zu- und Ablauf auf 2/2-Ventile in Schieberbauweise<br />

zurückgegriffen (Positionen 8 und 9 in Bild 2). Für die<br />

Gewährleistung der Lasthaltefunktion werden Sitzventile in Reihe<br />

geschaltet (Positionen 3 bis 6). Diese Struktur mit zwei Proportional-<br />

und vier Sitzventilen nimmt gegenüber einer Lösung mit vier<br />

Proportionalventilen mehr Bauraum in Anspruch, bietet aber aufgrund<br />

des zweiten Abschaltpfades einen Sicherheitsvorteil (siehe<br />

auch im vorangegangenen Beitrag „Vergleichbarkeit schaffen –<br />

getrennte Steuerkanten und die Sicherheitsnormen“). Mit dieser<br />

Grundstruktur können beide Arbeitsanschlüsse wahlweise mit<br />

Hoch- oder Niederdruck verbunden werden. Dies erlaubt neben<br />

Normalbetrieb NM in beiden Verfahrrichtungen auch die Hochdruckregeneration<br />

HD-R. Werden mehrere Verbraucher an einer<br />

gemeinsamen Pumpe betrieben, so orientiert sich der Pumpendruck<br />

stets am lasthöchsten Verbraucher. Niederbelastete<br />

Verbraucher sind Prinzip bedingt überversorgt. Um Quereinflüsse<br />

aufgrund dieser Überversorgung zu vermeiden, wird die Schaltung<br />

um eine Primär-Individualdruckwaage (2) und ein Lastmeldeventil<br />

(7) zur indirekten Volumenstromregelung erweitert.<br />

Wie bei konventionellen lastkompensierten Systemen drosselt die<br />

Druckwaage den Drucküberschuss an den niederbelasteten<br />

Verbrauchern ab. Damit wird die hohe Regeldynamik der Druckwaage<br />

zum pumpendruckunabhängigen Ausregeln der Zulaufvolumenströme<br />

der einzelnen Verbraucher und zur Lastkompensation<br />

motorisch wirkender Lasten genutzt. Damit entstehen<br />

Kostenvorteile, weil die Dynamik der Proportionalventile so auf<br />

dem vergleichsweise niedrigen Niveau der Wahrnehmungsschwelle<br />

des Bedieners liegen kann. Ziehende bzw. generatorisch<br />

wirkende Lasten werden mithilfe des Proportionalventils im Ablauf<br />

und der Signale der Drucksensoren (10 und 11) elektronisch<br />

kompensiert. Hinsichtlich der Versorgungssteuerung wird die am<br />

Prüfstandsaufbau angestrebte maximale Flexibilität mit einer elektronisch<br />

schwenkwinkelgesteuerten Pumpe erreicht (Position 1).<br />

Damit ist eine bedarfsgerechte Versorgung unter Vermeidung<br />

unnötiger Drucküberschüsse, wie sie oft in konventionellen<br />

Load-Sensing-Systemen auftreten, für verschiedene Steuerungsstrategien<br />

möglich.<br />

3. STEUERUNGSALGORITHMEN<br />

Aufgabe der Maschinensteuerung ist das Einstellen der vom Bediener<br />

gewünschten Sollgeschwindigkeiten an den jeweiligen<br />

Verbrauchern. Dies soll unter Berücksichtigung der gegebenen<br />

Hardware so genau und energieeffizient wie möglich geschehen.<br />

Die zwei Freiheitsgrade eines GSK-Ventilsystems erlauben neben<br />

der konventionellen bedienergeführten Geschwindigkeitssteuerung<br />

die Beeinflussung einer weiteren Stellgröße, dem Druckniveau<br />

im Verbraucher. Diese zusätzliche Stellgröße soll sinnvoll<br />

genutzt werden, um Befüllungsdefizite im Falle bewegungsunterstützend,<br />

also generatorisch wirkender Lasten zu vermeiden und<br />

energieeffiziente Betriebsmodi zu ermöglichen. Dazu ist ein<br />

Algorithmus zur Festlegung des Druckniveaus im Verbraucher<br />

erforderlich.<br />

Im Folgenden wird ein möglicher Steuerungsalgorithmus für die<br />

Anwendung in mobilen Arbeitsmaschinen vorgestellt, mit dem alle<br />

vier Quadranten eines Antriebes abgedeckt sind, d.h. sowohl motorische<br />

als auch generatorische Lasten in beiden Richtungen bewegt<br />

werden können. Der Forderung nach hoher Robustheit gegenüber<br />

den für Mobilmaschinen typischen Schwankungen der Antriebsparameter<br />

(z. B. druck- und temperaturabhängige Kapazität und<br />

Steifigkeit, positions- und beladungsabhängige Ersatzmasse) wird<br />

durch Verzicht auf modellbasierte Regelungsansätze Rechnung<br />

getragen. Die auf Drucksignalen basierende Lastdetektion ermöglicht<br />

neben der Kompensation generatorischer Lasten auch die<br />

eigenständige Wahl zwischen Normalbetrieb NM und Hochdruckregeneration<br />

HD-R.<br />

Für die Steuerung mehrerer Achsen und einer ihnen gemeinsamen<br />

Versorgung wird eine Steuerungsarchitektur vorgeschlagen,<br />

die die drei Module Zentral-, Achs- und Versorgungssteuerung<br />

umfasst (Bild 3): Die Zentralsteuerung erfasst die vom Bediener<br />

geforderten Sollgeschwindigkeiten und gibt sie an die der jeweiligen<br />

Achse zugeordnete Achssteuerung weiter. Außerdem sammelt<br />

sie die von den Achssteuerungen gemeldeten Lastsituationen und<br />

bestimmt das allen Achsen gemeinsame Solldruckniveau in den<br />

Zulaufkammern. Aus den Solldrücken bestimmt die Zentralsteuerung<br />

den erforderlichen Versorgungsdruck und meldet diesen<br />

sowie den benötigten Summenvolumenstrom an die Versorgungssteuerung.<br />

Die Achssteuerung überwacht den aktuellen<br />

Zustand der zugehörigen Achse mithilfe beider Zylinderkammerdrücke<br />

und aktuiert die zugehörigen Ventile derart, dass sich die<br />

Sollwerte für Geschwindigkeit und Zulaufkammerdruck am<br />

jeweiligen Zylinder einstellen. Im Folgenden werden die wesentlichen<br />

Aspekte der Zentral- und Achssteuerung näher beleuchtet.<br />

3.1 ZENTRALSTEUERUNG<br />

Aufgabe der Zentralsteuerung ist die Erfassung und Weitergabe<br />

der individuellen Sollgeschwindigkeiten an die einzelnen Achsen,<br />

sowie die Festlegung der Solldruckniveaus für die Achsen. Durch<br />

die gezielte Vorgabe der Solldrücke wird der Betriebsbereich, in<br />

dem die energiesparende Hochdruckregeneration HD-R möglich<br />

ist, erweitert.<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 35

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

04<br />

05<br />

p Zu, Soll<br />

V Soll<br />

Erweiterung des Regenerationsbereiches durch Anheben des Druckniveaus im Differentialzylinder<br />

bei unveränderter Lastkraft<br />

p<br />

p 0<br />

Normalbetrieb<br />

HD-R möglich<br />

A<br />

B<br />

A B<br />

v<br />

F L<br />

y Zu<br />

y Ab<br />

y Zu<br />

y Ab<br />

Signalflussplan der Achssteuerung<br />

F L<br />

p B<br />

p A<br />

HD-Regeneration<br />

Anheben des<br />

Druckniveaus<br />

(F L<br />

= konst.)<br />

m<br />

p Ab,Soll<br />

A Ab y(Q,Δp)<br />

Q Ab<br />

Y Ab<br />

U p<br />

U p<br />

Q Zu<br />

y(Q,Δp)<br />

Δp m<br />

Zylinder<br />

Kräftegleichgewicht<br />

Lastkraft<br />

Y Zu<br />

Δp m<br />

v<br />

F L<br />

v<br />

F L<br />

3.1.1 SOLLGESCHWINDIG-<br />

KEITEN DER VERBRAUCHER<br />

Im Normalfall werden die vom<br />

Bediener geforderten Sollgeschwindigkeiten<br />

direkt an die Achssteuerung<br />

weitergegeben. Wenn der<br />

Bediener jedoch einen Summenvolumenstrom<br />

anfordert, der den<br />

Maximalvolumenstrom der Pumpe<br />

(Baugröße, Drehzahl Verbrennungsmotor)<br />

oder die Höchstleistung des<br />

Verbrennungsmotors übersteigt, tritt<br />

Unterversorgung ein. Dies muss softwareseitig<br />

vermieden werden, weil<br />

die Ventilschaltung mit Primär-IDW<br />

in diesem Falle den lasthöchsten<br />

Verbraucher benachteiligt. Die Zentralsteuerung<br />

berechnet den vom<br />

Bediener geforderten Summenvolumenstrom<br />

und vergleicht ihn mit<br />

dem aktuellen Maximalförderstrom<br />

der Pumpe unter Berücksichtigung<br />

der Leistungsbegrenzung. Übersteigt<br />

der Bedienerwunsch den Maximalvolumenstrom,<br />

so skaliert die<br />

Zentralsteuerung alle Sollgeschwindigkeiten<br />

in gleichem Maße so weit<br />

herunter, dass genau der verfügbare<br />

Maximalvolumenstrom angefordert<br />

wird, und gibt die reduzierten Sollgeschwindigkeiten<br />

an die Achssteuerung<br />

weiter. Dadurch erfährt der<br />

Bediener das von einem Stromteilersystem<br />

mit nachgeschalteten Druckwaagen<br />

gewohnte Verhalten.<br />

3.1.2 SOLLZULAUFDRÜCKE<br />

DER VERBRAUCHER<br />

Beim gleichzeitigen Betrieb mehrerer<br />

Verbraucher entstehen oft große<br />

Drosselverluste an den niederbelasteten<br />

Verbrauchern. In konventionellen<br />

mechanisch lastkompensierten Systemen<br />

sind diese Verluste an den<br />

Zulauf-Druckwaagen der betreffenden<br />

Verbraucher lokalisiert. In [Sit14]<br />

wird vorgeschlagen, die Zulaufdrücke<br />

aller Verbraucher durch Drosseln ihrer<br />

Ablaufpfade auf das Niveau p Z,min,LF<br />

, zu<br />

heben, welches für die Bewegung des<br />

höchstbelasteten Verbrauchers<br />

minimal erforderlich ist. Der Mindestzulaufdruck<br />

p Z,min<br />

jedes Verbrauchers<br />

ergibt sich dabei aus seiner jeweiligen<br />

Lastkraft F L<br />

und minimalen Ablaufkammerdruck<br />

p Ab,min<br />

.<br />

Durch die Anhebung des Druckniveaus<br />

der niederbelasteten Verbraucher<br />

erhöht sich im motorischen<br />

Betrieb die Maximalkraft, bis zu der<br />

36 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

die Hochdruckregeneration HD-R beim Ausfahren genutzt werden<br />

kann (Bild 4), weil der künstlich angehobene Ablaufdruck den<br />

Zulaufdruck dann auch bei größeren Lastkräften übersteigt. Neben<br />

der Einsparung von Pumpenvolumenstrom durch die Rückführung<br />

des Ablaufvolumenstroms in den Hochdruckkanal besteht ein positiver<br />

Nebeneffekt in der Versteifung des Antriebes durch die<br />

Druckerhöhung.<br />

3.2 ACHSSTEUERUNG<br />

Aufgabe der Achssteuerung ist das Einstellen der von der Zentralsteuerung<br />

vorgegebenen Sollwerte v Soll<br />

für die Geschwindigkeit und<br />

p Zu,Soll<br />

für den Zulaufdruck, unabhängig von der aktuell am<br />

Zylinderkolben angreifenden Lastkraft. Hierzu ist eine Zustandsrückführung<br />

für die Betätigung der Proportional- und Schaltventile<br />

erforderlich. Viele in der Literatur bekannte Ansätze nutzen dazu<br />

Mehrgrößenregelungen [And13; Bin00; Kol16]. Hier wird ein Ansatz<br />

mit Eingrößen-Rückführung gewählt, weil die P-IDWs eine Aufspaltung<br />

der Regelkreise für Geschwindigkeit und Druck erlauben:<br />

Die Geschwindigkeit v wird mit dem Zulauf-Proportionalventil<br />

y Zu<br />

gesteuert; der Zulaufdruck p Zu<br />

in einem geschlossenen Kreis<br />

mithilfe des Proportionalventils y Ab<br />

im Ablauf [Lüb16]. Weiterhin<br />

berechnet die Achssteuerung den für die gewünschte Geschwindigkeit<br />

erforderlichen Volumenstrom Q Erf<br />

und den unter der aktuell<br />

wirkenden Lastkraft F L<br />

und minimalem Ablaufdruck erforderlichen<br />

minimalen Zulaufkammerdruck p Erf,min<br />

, der, ergänzt um die Druckverluste<br />

im Zulaufpfad, von der Pumpe bereitgestellt werden muss.<br />

Im Folgenden wird die Betätigung der beiden Proportionalventile<br />

näher beleuchtet (Bild 5).<br />

3.2.1 ZULAUFSTEUERUNG<br />

Zusammen mit der Primärdruckwaage (P-IDW) wirkt die<br />

Zulaufkante als Stromregelventil. Unter Annahme ausreichender<br />

Versorgung, welche durch die Zentralsteuerung sichergestellt wird,<br />

ist die Druckdifferenz ∆p m<br />

über der Zulaufkante bekannt, da sie von<br />

der Druckwaage auf dem eingestellten Wert gehalten wird. Damit<br />

lässt sich die für den gewünschten Volumenstrom Q Zu<br />

erforderliche<br />

Ventilöffnung y Zu<br />

aus dem bekannten Ventilkennfeld berechnen.<br />

Softwareseitig handelt es sich um eine Steuerung in offener Kette,<br />

da keine elektronische Rückführung von Istgrößen erfolgt.<br />

3.2.2 ABLAUFSTEUERUNG<br />

Um die gewünschte Geschwindigkeit auch bei ziehenden Lasten zu<br />

erreichen und weiterhin das im Zulauf gewünschte Druckniveau<br />

p Zu,Soll<br />

einzustellen, ist softwareseitig eine lastabhängige Adaption<br />

der Ablauföffnung erforderlich. Als Rückführgröße wird die Lastkraft<br />

F L<br />

genutzt, berechnet mithilfe zweier Kammerdrucksensoren.<br />

Durch Einsetzen der Lastkraft F L<br />

und des gewünschten Zulaufrucks<br />

p Zu,Soll<br />

in die Kräftegleichung des Zylinderkolbens<br />

0 = pZu AZu − pAb AAb − FL<br />

erhält man<br />

1<br />

p = ⋅ p A − F<br />

( )<br />

Ab, Soll Zu,<br />

Soll Zu L<br />

AAb<br />

für den ablaufseitigen Kammerdruck, der sich einstellt, wenn in<br />

der Zulaufkammer der Sollzulaufdruck p Zu,Soll<br />

bei der aktuell<br />

angreifenden Lastkraft F L<br />

erreicht ist. Mit diesem gewünschten<br />

() 1<br />

(2)<br />

Ablaufkammerdruck p Ab,Soll<br />

, welcher bei angenommenem Tankdruck<br />

Null dem Solldruckabfall über dem Ventil entspricht, und<br />

dem gewünschten Ablaufvolumenstrom Q Ab<br />

wird die erforderliche<br />

Öffnung y Ab<br />

des Ablaufventils bestimmt. Im Falle drückender<br />

Lasten ist der gewünschte Ablaufkammerdruck p Ab,Soll<br />

gering. Dies<br />

führt zu einer weiten Öffnung der Ablauf-Steuerkante y Ab<br />

und<br />

damit einem energieeffizienten Betrieb unter weitgehender Vermeidung<br />

der bei konventionellen Systemen mit gekoppeltem<br />

Schieber auftretenden Ablauf-Drosselverluste. Ziehende Lasten<br />

bewirken hohe Sollablaufdrücke, also große Druckdifferenzen<br />

über der Ablaufsteuerkante, und somit kleine Öffnungen y Ab<br />

.<br />

Durch diese Lastadaptivität der Ablaufkante wird ein ungewolltes<br />

Beschleunigen ziehender Lasten vermieden. Ein besonderer<br />

Vorteil der beschriebenen Zustandsrückführung besteht in der<br />

einfachen Inbetriebnahme, weil keine Reglerparameter festgelegt<br />

werden müssen. Aufwändige iterative Inbetriebnahmeverfahren<br />

sind somit vermeidbar.<br />

3.2.3 REGENERATIONSBETRIEB<br />

Wenn der Ablaufdruck p Ab<br />

den Zulaufdruck p Zu<br />

um eine Reserve<br />

∆p Reg,min<br />

übersteigt schaltet die Achse beim Ausfahren in die Hochdruckregeneration<br />

HD-R. Diese Regenerationsbedingung wird<br />

mithilfe der beiden Kammerdrucksensoren ständig überprüft. Im<br />

Regenerationsbetrieb fließt der Ablaufvolumenstrom in den<br />

Zulaufpfad zwischen Druckwaage und Zulaufproportionalventil<br />

zurück. Dementsprechend reduziert sich der Pumpenvolumenstrom.<br />

Die größtmögliche Last, bis zu der Hochdruckregeneration<br />

möglich ist, hängt vom gewünschten Zulaufdruck ab, der sich<br />

gemäß der in der Zentralsteuerung hinterlegten Betriebsstrategie<br />

am lasthöchsten Verbraucher orientiert.<br />

3.3 VERSORGUNGSSTEUERUNG<br />

In vielen mobilen Arbeitsmaschinen versorgt eine zentrale Pumpe<br />

mehrere zugleich agierende Verbraucher. Die Energieeffizienz des<br />

Gesamtsystems hängt dabei maßgeblich von der bedarfsgerechten<br />

Versorgung der Verbraucher ab. Wie das Hydrauliksystem auf<br />

Unter- oder Überversorgung reagiert hängt von der gewählten Ventilstruktur<br />

ab. Nach diesem Verhalten richtet sich der Algorithmus<br />

zur Pumpensteuerung.<br />

Die vorgestellte Ventilstruktur nutzt Primär-Individualdruckwaagen,<br />

welche als individuelle Stromregler für jede einzelne Achse<br />

wirken. Im Unterversorgungsfall verlangsamt der höchstbelastete<br />

Verbraucher, bei Überversorgung kommt es zu einem starken<br />

Druckanstieg. Daher muss die Pumpe möglichst genau den erforderlichen<br />

Gesamtvolumenstrom liefern. Dies geschieht mithilfe<br />

eines geschlossenen Regelkreises. Der hierzu entwickelte Ansatz<br />

verbindet die dynamischen Vorteile der Bedarfsstromsteuerung<br />

[Web05] mit der Genauigkeit des konventionellen Load- Sensing-<br />

Prinzips (Bild 6).<br />

Die Achssteuerungen berechnen die erforderlichen Volumenströme,<br />

welche die Zentralsteuerung summiert an die Pumpensteuerung<br />

weitergibt(Q erf<br />

). Weiterhin erhält die Pumpensteuerung<br />

den höchsten der erforderlichen Zulaufkammerdrücke als Sollwert<br />

(p Zu,Soll<br />

). Auf diesen wird eine Zulauf-Druckreserve ∆p Z,0<br />

zur<br />

Überwindung der Zulauf-Widerstände addiert, womit sich der<br />

Sollpumpendruck p 0,Soll<br />

ergibt. Ein P-Regler vergleicht den aktuellen<br />

Pumpendruck p 0<br />

mit dem Sollwert p 0,Soll<br />

und überlagert dem<br />

Sollvolumenstrom Q erf<br />

einen Korrekturvolumenstrom Q R<br />

. Die<br />

Pumpe wird gemäß dem resultierenden Volumenstrom Q P<br />

ausgeschwenkt.<br />

Durch den Vorsteueranteil Q erf<br />

reagiert die Pumpe deut-<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 37

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

06<br />

07<br />

v<br />

B A<br />

Algorithmus zur Versorgungssteuerung (vereinfachte Darstellung mit Einzelverbraucher)<br />

75<br />

v [mm/s]<br />

0<br />

125<br />

p [bar]<br />

75<br />

50<br />

25<br />

0<br />

10<br />

K P, Pumpe<br />

Validierung des Steuerungskonzeptes am Baggerarm-Prüfstand mittels Planierversuch<br />

Ist<br />

A Ist<br />

A Soll<br />

p 0, Soll<br />

Soll<br />

B Ist<br />

B Soll<br />

p Zu, Soll<br />

Δp Z, 0<br />

Q R<br />

Δp R Achssteuerung<br />

p 0, Ist<br />

i(Q) U p<br />

Q erf<br />

Q U<br />

P p<br />

Δp m<br />

11 12 13 14 15 t [s] 17<br />

lich schneller als in einem<br />

LS-Regelkreis. Gleichzeitig kann<br />

die Reglerverstärkung K P,Pumpe<br />

kleiner eingestellt werden, was<br />

die Schwingneigung des Regelkreises<br />

reduziert.<br />

4. KONZEPTVALIDIE-<br />

RUNG AM PRÜFSTAND<br />

Die Funktionsfähigkeit des<br />

vorgestellten Steuerungsalgorithmus<br />

wurde mithilfe<br />

einer zum Zwecke der Reproduzierbarkeit<br />

automatisierten<br />

Planierbewegung am Baggerarm-Versuchsstand<br />

validiert<br />

(Bild 7). Wird der Löffel von der<br />

Baggerkabine wegbewegt, so<br />

senkt sich der Ausleger mit einer<br />

zunehmend ziehenden Last.<br />

Gleichzeitig wird der Stiel gegen<br />

eine zunehmend drückende<br />

Last angehoben. Daraus ergibt<br />

sich der gemeinsame Sollzulaufdruck<br />

für beide Verbraucher.<br />

Folglich soll der Zulaufdruck des<br />

Auslegerzylinders (Kolbenseite)<br />

während der Senkbewegung<br />

steigen, also dem Zulaufdruck<br />

des Stielzylinders (Stangenseite)<br />

folgen. Das obere Diagramm in<br />

Bild 7 zeigt die gewünschte und<br />

die tatsächliche Geschwindigkeit<br />

des Auslegerzylinders. Man<br />

erkennt ein gutes Einhalten der<br />

Sollgeschwindigkeit, also die<br />

Lastkompensation bei ziehend<br />

wirkender Last. Die dynamische<br />

Verzögerung ist der Ventildynamik<br />

und der Massenträgheit des<br />

Auslegers geschuldet.<br />

Das untere Diagramm stellt<br />

die gewünschten Kammerdrücke<br />

des Auslegers den Messwerten<br />

gegenüber. Der Zulaufdruck<br />

(A) wird von der Zentralsteuerung<br />

anhand der Last am<br />

Stielzylinder bestimmt, während<br />

sich der Ablaufdruck aus dem<br />

Zulaufdruck und der Lastkraft<br />

am Auslegerzylinder ergibt.<br />

Nach etwa einer Sekunde haben<br />

die Istdrücke die Sollwerte<br />

erreicht und folgen diesen gut:<br />

Die Abweichung zwischen Sollund<br />

Istwerten sind im Bereich<br />

kleiner dynamischer Veränderungen<br />

geringer als 10 bar. Es<br />

treten keine Schwingungen auf,<br />

was auf ein robustes dynamisches<br />

Verhalten hinweist.<br />

38 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

5. ERREICHTE ENERGIE-<br />

EINSPARUNGEN<br />

Neben der Verbesserung des<br />

Steuerverhaltens bei Senkbewegungen<br />

besteht eine<br />

Hauptmotivation für die<br />

Einführung getrennter Steuerkanten<br />

in der Einsparung von<br />

Energie. Die Einsparpotentiale<br />

der hier beschriebenen Struktur<br />

werden im Folgenden<br />

anhand eines Vergleichs mit<br />

einem konventionellen Stromteilersystem<br />

(LUDV) gleicher<br />

Nenngröße und einer von dessen<br />

Hersteller vorgegebenen<br />

LS-Druckdifferenz von dp LS<br />

=­<br />

14bar untersucht. Die Zulauf-Druckreserve<br />

∆p Z,0<br />

des<br />

neuen GSK-Systems ist zum<br />

Zwecke der Vergleichbarkeit<br />

auf den gleichen Wert eingestellt.<br />

Der energetische<br />

Vorteil getrennter Steuerkanten<br />

gegenüber Systemen mit<br />

gekoppeltem Schieber hängt<br />

stark von der Last- und Bewegungssituation<br />

ab. Um einen<br />

Überblick über die Breite der<br />

möglichen Betriebssituationen<br />

zu geben, wird eine Planierbewegung<br />

als Beispiel für den<br />

Teillastbereich betrachtet und<br />

repräsentativ für den Grabeinsatz<br />

der in Abschnitt 2 eingeführte<br />

Grabzyklus.<br />

5.1 PLANIERZYKLUS<br />

Die Ergebnisse eines am<br />

Baggerprüfstand durchgeführten<br />

Planierzyklus sind in Bild 8<br />

gezeigt. Die hydraulische Leistung<br />

P Hyd<br />

berechnet sich aus<br />

Pumpendruck p 0<br />

und theoretischem<br />

Pumpenvolumenstrom<br />

Q 0,th<br />

, d.h. die volumetrischen<br />

Verluste der Pumpe werden<br />

nicht berücksichtigt. Dies<br />

kommt einer Betrachtung der<br />

Gesamtmaschine näher, weil<br />

für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung<br />

die Leistung des<br />

08<br />

09<br />

Verbrennungsmotors bzw. dessen Kraftstoffverbrauch maßgeblich<br />

ist. Der Verbrennungsmotor muss auch die volumetrische<br />

Verlustleistung der Pumpe aufbringen. Dem Diagramm lässt sich<br />

eine Einsparung hydraulischer Pumpenarbeit von 40 % für die<br />

betrachtete reversierte Planierbewegung entnehmen. Dies wird<br />

zum einen mithilfe der Hochdruckregeneration HD-R erreicht,<br />

welche den Pumpenvolumenstrom Q 0<br />

reduziert, zum anderen<br />

durch das Vermeiden unnötiger Drosselverluste im Ablaufpfad.<br />

Gemessene Energieeinsparung gegenüber konventionellem Stromteilersystem (LUDV)<br />

mittels Planierversuch<br />

8<br />

P hyd<br />

[kW]<br />

p Pumpe<br />

4<br />

1<br />

LUDV<br />

– 40 %<br />

2<br />

GSK<br />

0<br />

0 5 10 t [s] 20<br />

Momentaufnahme der gemessenen Verlustleistungen des GSK-Systems verglichen mit einem<br />

konventionellen LUDV-System bei gleichzeitigem Heben des Auslegers und Senken des Stiels.<br />

1<br />

2a<br />

3<br />

Ausleger<br />

LUDV<br />

Stiel<br />

1, 2b, 3<br />

1<br />

1: Zulaufverluste<br />

2a: Nutzleistung<br />

2b: Aufgenommene Leistung Senken<br />

3: Ablaufverluste<br />

3<br />

Q Pumpe<br />

2<br />

p Pumpe<br />

3<br />

1<br />

2a<br />

Ausleger<br />

Ausleger<br />

Stiel<br />

Besonders bei gleichzeitigen Hub- und Senkvorgängen, welche oft<br />

in Planiervorgängen auftreten, lassen sich mithilfe der Hochdruckregeneration<br />

HD-R große Energieeinsparungen erreichen, weil die<br />

Zulaufverluste im niederbelasteten Verbraucher durch die Volumenstromeinsparung<br />

signifikant reduziert werden können. In Bild 9<br />

ist dies für eine solche Betriebssituation exemplarisch dargestellt:<br />

Der Stiel arbeitet im GSK-System aufgrund der HD-R auf einem<br />

höheren Druck als im Normalbetrieb, konsumiert aber einen deut­<br />

1<br />

3<br />

Stiel<br />

GSK<br />

1<br />

1, 2b, 3<br />

LUDV<br />

2<br />

Q Pumpe<br />

Mechanisch zugeführte<br />

Leistung, in Zu- und<br />

Ablauf gedrosselt<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 39

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

10<br />

Energieeinsparung GSK-System gegenüber konventionellem Stromteilersystem (LUDV) im Grabzyklus (Simulation)<br />

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />

lich kleineren Pumpenvolumenstrom. Weiterhin ist beim Vergleich<br />

beider Grafiken jeweils links unten (Ausleger Bereich 3) zu erkennen,<br />

dass die Ablaufdrosselverluste am lastführenden Verbraucher<br />

mithilfe der lastadaptiven Kantenabstimmung im GSK-System<br />

wesentlich kleiner ausfallen, als im LUDV-System. Die höheren<br />

Ablaufverluste am niederbelasteten Verbraucher (Stiel Bereich 3)<br />

sind durch die Anhebung von dessen Druckniveau bedingt, um die<br />

HD-R zu ermöglichen. Dies verschiebt die aufgrund der Lastsituation<br />

unvermeidbaren verbleibenden Verluste von der Zulauf- auf die<br />

Ablaufseite. Aufgrund des leicht unterschiedlichen Ansprechverhaltens<br />

der beiden Systeme waren die Betriebszustände<br />

zwischen LUDV- und GSK-System nicht exakt reproduzierbar, was<br />

die zwischen beiden Systemen geringfügig abweichenden Nutzleistungen<br />

erklärt; jedoch zeigt der Vergleich deutlich das beträchtliche<br />

Einsparpotential. Bedingt durch das Kolbenflächenverhältnis am<br />

lastniederen Verbraucher ist dessen Energieaufnahme durch die<br />

HD-R um bis zu 67% reduzierbar.<br />

5.2 GRABZYKLUS<br />

Der in Abschnitt 2 eingeführte Grabzyklus wird mithilfe nichtlinearer<br />

Systemsimulation untersucht, da eine reale Durchführung am<br />

vorliegenden Prüfstand nicht möglich ist. Grundlage dazu ist ein<br />

mithilfe von Laborversuchen validiertes Modell vom Ventilsystem<br />

und der Arbeitsausrüstung des Kompaktbaggers. Die zuvor<br />

beschriebenen Steuerungsalgorithmen werden auf einer virtuellen<br />

SPS implementiert, welche das Simulationsmodell steuert. Ein<br />

virtueller Bediener in Form eines PI-Wegreglers für jede einzelne<br />

Achse erzeugt die Sollgeschwindigkeiten, welche die SPS durch<br />

Ansteuerung des Modells umsetzt. Die Ergebnisse des Versuchs<br />

sind in Bild 10 dargestellt. Mithilfe der GSK-Technologie ist eine<br />

lastadaptive Kantenabstimmung möglich, die Drosselverluste an<br />

den Ablaufkanten auf ein Minimum reduziert. Weiterhin reduziert<br />

die Hochdruckregeneration HD-R im Teillastbereich den von der<br />

Pumpe aufgenommenen Volumenstrom. Mit diesen beiden<br />

Maßnahmen werden im betrachteten Arbeitszyklus 20 % der<br />

Pumpenarbeit eingespart, wobei die größten relativen Einsparungen<br />

im Teillastbereich ab ca. 5s auftreten.<br />

6. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK<br />

Im vorliegenden Beitrag wurde eine Methode zur Ableitung und<br />

Auslegung eines Steuerungssystems mit getrennten Steuerkanten<br />

vorgestellt und am Beispiel eines Kompaktbaggers ausgeführt. Der<br />

betrachtete typische Grabzyklus einer solchen Maschine zeigt ein<br />

theoretisches Energieeinsparpotential von bis zu 25 % Pumpenarbeit<br />

gegenüber dem reinen Normalbetrieb NM mit lastadaptiver<br />

Kantenabstimmung durch Nutzung aller denkbaren Zusatzbetriebsmodi,<br />

welche im Übersichtsbeitrag „Systematik und Auslegung<br />

von Systemstrukturen mit getrennten Steuerkanten“<br />

vorgestellt wurden. Allerdings sind bereits mit der Hochdruckregeneration<br />

HD-R allein 16 % einsparbar und – wenn man bis zu<br />

drei Betriebsmodi in Betracht zieht – 24 % mit den Kurzschlussregenerationsmodi<br />

HD-R-SC und ND-R-SC. Für eine praktische<br />

Umsetzung der getrennten Steuerkanten sind bezogen auf die Baggeranwendung<br />

also lediglich drei Modi ein guter wirtschaftlicher<br />

Kompromiss, der bereits fast das volle Einsparpotential ausschöpft.<br />

Aus der Forderung, Normalbetrieb NM und Hochdruckregeneration<br />

HD-R in beiden Bewegungsrichtungen umsetzen zu können,<br />

sowie der für Prüfstandanwendungen geforderten besonderen<br />

Flexibilität wurde eine Systemstruktur abgeleitet, welche aus zwei<br />

Proportionalventilen und vier Schaltventilen, sowie einer Druckwaage<br />

nebst zugehörigem Lastmelde-Schaltventil pro Zylinder<br />

besteht und über eine elektrisch schwenkwinkelgesteuerte Pumpe<br />

verfügt. Die hierzu entwickelte Betriebsstrategie, bestehend aus<br />

einer Zentralsteuerung und unterlagertem Achsmanagement, zeigt<br />

40 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

STEUERUNGEN UND REGELUNGEN<br />

an einem Baggerarm-Laborprüfstand ein gutes Geschwindigkeitsund<br />

Druckfolgeverhalten für die Vorgabe der Sollgeschwindigkeit<br />

und des Zulaufkammerdrucks durch die Zentralsteuerung.<br />

In einem für Teillast-Betriebsfälle typischen Planierzyklus wurde<br />

an einem Laborprüfstand eine Einsparung von 40 % Pumpenarbeit<br />

gegenüber einem vergleichbar dimensionierten konventionellen<br />

Stromteilersystem (LUDV) gemessen. Dabei kamen im GSK-System<br />

die Modi Normalbetrieb NM und Hochdruckregeneration HD-R<br />

zum Einsatz. In bestimmten Betriebssituationen sind darüber<br />

hinaus noch deutlich größere Einsparungen von zum Teil über 50 %<br />

möglich. Im betrachteten Grabzyklus wurden mithilfe nichtlinearer<br />

Systemsimulation 20 % Energieeinsparung ermittelt. Weiteres Einsparpotential<br />

lässt sich mithilfe intelligenterer Umschaltstrategien<br />

und weiterer Betriebsmodi erschließen, welche mit der gegebenen<br />

Laborausrüstung (Baggerarm mit Nackenzylinder und Tank auf<br />

Atmosphärendruck) nicht realisierbar waren. Hierbei erscheint<br />

insbesondere die Niederdruck-Kurzschlussregeneration ND-R-SC<br />

besonders attraktiv, weil sie energieneutrale Senkbewegungen<br />

erlaubt. Auch verbraucherübergreifende Regenerationsschaltungen<br />

sind mit getrennten Steuerkanten denkbar.<br />

7. DANKSAGUNG<br />

Die präsentierten Forschungsarbeiten erfolgten innerhalb des<br />

Projektes „Neue Lösungen für elektrohydraulische Steuerungssysteme<br />

mobiler Arbeitsmaschinen mit getrennten Steuerkanten“<br />

(Förderkennzeichen WE4828/1). Die Autoren danken der<br />

Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) für die Förderung.<br />

Literaturverzeichnis<br />

[And13] Andersen, T. ; Pedersen H. ; Skouboe, T. ; Jacobsen, M. ; Department of<br />

Energy Technology, University of Aalborg, Denmark: Investigation and<br />

comparison of separate meter in separate meter out control strategies. Proceedings<br />

of the ASME/BATH 2013 Symposium on Fluid Power & Motion Control.<br />

Sarasota, Florida, USA, 2013<br />

[Bin00] Bindel, Ralf ; Nitsche, Rainer ; Rothfuß, Ralf ; Zeitz, Michael:<br />

Flachheitsbasierte Regelung eines hydraulischen Antriebs mit zwei Ventilen für<br />

einen Großmanipulator, Bd. 48. In: Automatisierungstechnik, S. 124–131<br />

[Kol16] Kolks, Giacomo ; Weber, Jürgen ; Institute for Fluid Power (IFD),<br />

Technische Universität Dresden: Modiciency - Efficient industrial hydraulic drives<br />

through independent metering using optimal operating modes. Proceedings of the<br />

10. International Fluid Power Conference. Dresden, 2016<br />

[Kun02] Kunze, G. ; Göhring, H. ; Jacob, K.: Baumaschinen: Erd- und<br />

Tagebaumaschinen. Fachbuch : Vieweg Verlag, 2002<br />

[Lüb16] Lübbert, Jan ; Sitte, André ; Beck, Benjamin ; Weber, Jürgen:<br />

Load-Force adaptive Outlet Throttling - An easily commissionable Independent<br />

Metering Control Strategy. Proceedings of the 2016 Symposium on Fluid Power<br />

and Motion Control. Bath, United Kingdom, 2016<br />

[Mel92] Melchinger, Uli: Simulation der Arbeitsbewegungen und Antriebssysteme<br />

von Hydraulikbaggern. Technische Universität Berlin. Dissertation, 1992<br />

[Sit14] Sitte, André ; Beck, Benjamin ; Weber, Jürgen ; Institute for Fluid Power<br />

(IFD), Technische Universität Dresden: Design of independent metering control<br />

systems. Proceedings of the 9th International Fluid Power Conference. Aachen,<br />

Germany, 2014<br />

[Web05] Weber, Jürgen ; Lautner, Erik: Intelligente Baumaschinensteuerungen<br />

und alternative Antriebssysteme : Tagungsbeitrag VDBUM Seminar. Braunlage /<br />

Harz, 2005<br />

Abkürzungen<br />

GSK<br />

HD-R<br />

HD-R-SC<br />

ND-R<br />

ND-R-SC<br />

NM<br />

P-IDW<br />

SIL<br />

Formelzeichen<br />

Getrennte Steuerkanten<br />

Hochdruckregeneration<br />

Hochdruckregeneration über Kurzschlussventil<br />

Niederdruckregeneration<br />

Niederdruckregeneration über Kurzschussventil<br />

Normalmodus<br />

Primär-Individualdruckwaage<br />

Software in the Loop<br />

K<br />

Reglerverstärkung<br />

p bar Druck<br />

Q l/min Volumenstrom<br />

T s Zeitkonstante<br />

t s Zeit<br />

v mm/s Geschwindigkeit<br />

y mm Ventilschieberhub<br />

Indizes<br />

0 Versorgung / Pumpe<br />

Ab Ablaufkammer<br />

erf erforderlich<br />

Ist Istwert<br />

L Last<br />

LF Lastführend<br />

LS Load Sensing<br />

m Messblende (Stromregelventil)<br />

min Minimalwert<br />

P Pumpe<br />

R Regler<br />

Reg Regeneration<br />

Soll Sollwert<br />

t Totzeit<br />

Zu Zulaufkammer<br />

Z,0 Zulauf (Versorgung)<br />

Autoren: Dipl.-Ing. Jan Lübbert, Prof. Dr.-Ing. Jürgen Weber, Institut für<br />

<strong>Fluidtechnik</strong> (IFD), Professur für fluidmechatronische Systemtechnik, Technische<br />

Universität Dresden<br />

<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 41

FLUIDTECHNIK<br />

DEUTSCHLAND SUCHT INGENIEURE!<br />

OFFENE INGENIEURSSTELLEN NACH REGION/BUNDESLAND<br />

4280<br />

(4. Quartal 2017, ausgewählte Branchen,<br />

vgl. untenstehendes Diagramm)<br />

3810<br />

1930<br />

Egal, mit wem man spricht, die Situation<br />

ist immer dieselbe: Die Wirtschaft<br />

boomt, die Auftragsbücher sind voll.<br />

Doch dieser Umstand hat eine Kehrseite:<br />

die Wirtschaftsunternehmen brauchen fähiges<br />

Personal, um die Aufträge abzuarbeiten – und<br />

dieses zu bekommen, wird immer schwieriger.<br />

Wie groß die Nachfrage nach Ingenieuren<br />

im konstruktiven und produzierenden Bereich<br />

im vierten Quartal 2017 war, zeigen unsere<br />

Grafiken, die wir basierend auf Zahlen des<br />

Ingenieur monitors 2017/IV, herausgegeben<br />

vom Institut der deutschen Wirtschaft, zusammen<br />

gestellt haben.<br />

2420<br />

8340<br />

2970<br />

2710<br />

2850<br />

KOMPLETTE ERHEBUNG<br />

ALS DOWNLOAD<br />

Den Ingenieurmonitor können Sie auf<br />

der Webseite des Instituts der deutschen<br />

Wirtschaft komplett einsehen.<br />

Dieser Link führt zum Dokument:<br />

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

9350<br />

10570<br />

Quelle: Ingenieurmonitor 2017/IV, Institut der<br />

deutschen Wirtschaft<br />

OFFENE INGENIEURSSTELLEN IN DEUTSCHLAND<br />

NACH BRANCHEN IM 4. QUARTAL 2017<br />

Prozentuale Veränderung im Vergleich zum Vorjahresquartal<br />

■ Rohstofferzeugung- und<br />

gewinnung (2250)<br />

■ Kunststoffherstellung<br />

und chem. Industrie (1210)<br />

■ Maschinen- und Fahrzeugtechnik<br />

(17060)<br />

■ Energie- und Elektrotechnik<br />

(16320)<br />

■ Technische Forschung und<br />

Produktionssteuerung<br />

(12640)<br />

18000<br />

16000<br />

14000<br />

12000<br />

10000<br />

8000<br />

6000<br />

4000<br />

2000<br />

0<br />

+34,2 % +21,8 % +9,7 % +13,7 % +18,8 %<br />

42 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong>

VORSCHAU<br />

TECHNISCH-WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 06/<strong>2018</strong><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 />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 18. 06. <strong>2018</strong><br />

ANZEIGENSCHLUSS: 01. 06. <strong>2018</strong><br />

INSERENTENVERZEICHNIS HEFT 05/<strong>2018</strong><br />

AFRISO-EURO-INDEX, Güglingen11<br />

Breit Hydraulik, Pneumatik, Elektronik,<br />

Heiligenhaus 7<br />

COG Gehrckens Dichtungstechnik,<br />

Pinneberg25<br />

EKOMAT, Karben22<br />

Hänchen, Ostfildern13<br />

Heinrichs Schrauben u. Drehteile,<br />

Dommershausen27<br />

LEE Hydraulik Miniaturkomp.,<br />

Sulzbach21<br />

NACHI EUROPE, Krefeld 5<br />

Scanwill Fluid Power, Albertslund<br />

(Dänemark)29<br />

SIKO, Buchenbach17<br />

SITEMA, Karlsruhe15<br />

SUN Hydraulik, Erkelenz 3<br />

WANDFLUH Hydraulik + Elektronik,<br />

Frutigen (Schweiz)23<br />

Transfluid ist ein weltweit gefragter Partner für die Herstellung von<br />

Rohrbiegemaschinen und -bearbeitungsmaschinen. Im Interview<br />

spricht Stefanie Flaeper, Geschäftsführerin bei der Transfluid<br />

Maschinenbau GmbH, über Trends im Zusammenhang mit Rohrumformung,<br />

Biegetechnik und Industrie 4.0.<br />

Foto: Transfluid<br />

IMPRESSUM<br />

FLUIDTECHNIK<br />

erscheint <strong>2018</strong> im 62. Jahrgang, ISSN 0341-2660<br />

Redaktion<br />

Chefredakteur: Peter Becker B. A.,<br />

Tel.: 06131/992-210, E-Mail: p.becker@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<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 />

Doris Buchenau, Angelina Haas, Ulla Winter<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

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

Institutsdirektorin,<br />

Tel: 0241/80-47701, Fax: 0241/80-647712,<br />

E-Mail: sc@ifas.rwth-aachen.de<br />

Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hubertus Murrenhoff,<br />

Tel.: 0241/80-47710, Fax: 0241/80-647712,<br />

E-Mail: mh@ifas.rwth-aachen.de<br />

ifas – Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme<br />

RWTH Aachen University, Campus-Boulevard 30,<br />

52074 Aachen, Internet: www.ifas.rwth-aachen.de<br />

Organ: Organ des Forschungsfonds des Fachverbandes<br />

<strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA<br />

Gestaltung<br />

Mario Wüst, Anette Fröder, Anna Schätzlein,<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 />

Datenspeicherung<br />

Ihre Daten werden von der Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

gespeichert, um Ihnen berufsbezogene, hochwertige Informationen<br />

zukommen zu lassen. Sowie möglicherweise<br />

von ausgewählten Unternehmen genutzt, um Sie<br />

über berufsbezogene Produkte und Dienst-leistungen<br />

zu informieren. Dieser Speicherung und Nutzung kann<br />

jederzeit schriftlich beim Verlag widersprochen werden<br />

(vertrieb@vfmz.de).<br />

Die Zeitschrift sowie alle in ihr enthaltenen Beiträge<br />

und Abbildungen sind urheberrechtlich geschützt. Mit<br />

der Annahme des redaktionellen Contents (Texte, Fotos,<br />

Grafiken etc.) und seiner Veröffentlichung in dieser<br />

Zeitschrift geht das umfassende, ausschließliche,<br />

räumlich, zeitlich und inhaltlich unbeschränkte Nutzungsrecht<br />

auf den Verlag über. Dies umfasst insbesondere<br />

das Recht zur Veröffentlichung in Printmedien<br />

aller Art sowie entsprechender Vervielfältigung und<br />

Verbreitung, das Recht zur Bearbeitung, Umgestaltung<br />

und Übersetzung, das Recht zur Nutzung für eigene<br />

Werbezwecke, das Recht zur elektronischen/digitalen<br />

Verwertung, z. B. Einspeicherung und Bearbeitung<br />

in elektronischen Systemen, zur Veröffentlichung<br />

in Datennetzen sowie Datenträger jedweder Art, wie<br />

z. B. die Darstellung im Rahmen von Internet- und Online-Dienstleistungen,<br />

CD-ROM, CD und DVD und der<br />

Datenbanknutzung und das Recht, die vorgenannten<br />

Nutzungsrechte auf Dritte zu übertragen, d. h. Nachdruckrechte<br />

einzuräumen. Eine Haftung für die Richtigkeit<br />

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Prüfung durch die Redaktion nicht übernommen<br />

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Ansicht der Redaktion dar. Für unverlangt eingesandte<br />

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Grundsätzlich dürfen nur Werke eingesandt werden,<br />

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<strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 5/<strong>2018</strong> 43

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