O+P Fluidtechnik 6/2019

5445
06 Juni 2019
ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS
FLUIDTECHNIK IM VDMA
FLUIDTECHNIK
08 I LOUNGE
„Die Vielfältigkeit der
Hydraulik fasziniert mich“
Timo Weber
26 I 5G IN DER
FLUIDTECHNIK
Der Einfluss von 5G auf
elektrohydraulische
Regelungen
VON PORT ZU PORT
14 I Full-Liner für
hydraulische Leitungen
oup-fluidtechnik.de

TECHNIKWISSEN FÜR INGENIEURE
FLUIDTECHNIK
FLUIDTECHNIK
KONSTRUKTIONS-
JAHRBUCH 2018
5445
5445
Sonderausgabe
9 Print-Ausgaben im Jahr
+ Sonderausgabe O+P Report (1x jährlich)
+ Sonderausgabe O+P Konstruktionsjahrbuch
(1x jährlich)
34 | DURCHLEUCHTET –
SICHERE UND EFFZIENTE
SCHLAUCHVERBINGUNDEN
DAS AKTUELLE
PRODUKTANGEBOT
DER FLUIDTECHNIK
DAS BASISKOMPENDIUM FÜR DEN
INGENIEUR IN PLANUNG,
KONSTRUKTION UND BETRIEB.
KLAR GEGLIEDERT. MIT ALLEN
LEISTUNGSDATEN.
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Hydraulikzylinder für
den Stahlwasserbau
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PUMPEN UND PUMPENAGGREGATE
ANTRIEBE
STEUERUNGEN UND REGELUNGEN
MESSTECHNIK
WEITERE SYSTEMKOMPONENTEN
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oup-fluidtechnik.de
ORGAN DES FORSCHUNGSFONDS
FLUIDTECHNIK IM VDMA
FLUIDTECHNIK
54 I FORSCHUNG
IM DIALOG
Experten diskutieren
Erfolgsprojekt STEAM
oup-fluidtechnik.de
12 I BREXIT
Welche Auswirkungen hat
der Austritt auf die Branche?
08 I MENSCHEN
UND MÄRKTE
„Mich faszinieren die Dynamik
und der Facettenreichtum
der Fluidtechnik“
COMMUNITY
GRUNDLAGEN
PRODUKTKATALOG
FIRMENVERZEICHNIS
Peter-Michael Synek (VDMA)
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erhalte ich den Bluetooth-Lautsprecher. Das Abonnement verlängert sich jeweils um ein weiteres Jahr, wenn es nicht spätestens
4 Wochen zum Ende des Bezugsjahres schriftlich gekündigt wird.
Unser Dienstleister, die Vertriebsunion Meynen, Eltville, erhebt Ihre Daten im Auftrag der Vereinigte Fachverlage (VFV) zum Zweck der Vertragsdurchführung, zur Erfüllung der
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„O+P“ ist eine Zeitschrift der Vereinigten Fachverlage GmbH, Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz, HRB 2270, Amtsgericht Mainz,
Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Umsatzsteuer-ID: DE 149063659, Gerichtsstand: Mainz

EDITORIAL
5G: „GAME CHANGER“
IN DER HYDRAULIK?
Liebe Leserinnen, liebe Leser,
der Mobilfunkstandard 5G ist angesichts der aktuellen
Versteigerung der Frequenzen regelmäßig Thema in der
Tagespresse. Auch für die Industrie ist die nächste Generation der
mobilen Kommunikation von großer Wichtigkeit. Vielfach wird
5G als das Schlüsselelement auf dem Weg zu Industrie 4.0
bezeichnet. Der neue Mobilfunkstandard kann die
kabel gebundene Kommunikation innerhalb der Fabrik ablösen.
Dank erheblich niedrigerer Latenzzeiten wird kabellose
Maschinen kommunikation in Echtzeit möglich und somit auch
für sicherheitskritische Anwendungen anwendbar.
FLUIDTECHNIK
NEWSLETTER
DER E-MAIL-SERVICE
für die
Fluidtechnik-Szene
Aktuelle Nachrichten
rund um Hydraulik
und Pneumatik, Aktorik,
Steuerelektronik
und Sensorik
5G könnte jedoch nicht nur Vorteile für übergreifende
Produktions prozesse und die innerbetriebliche Logistik mit
sich bringen – sondern auch die Regelung elektrohydraulischer
Systeme nachhaltig verändern. Unsere Experten sind sich
sicher: Wenn 5G die anvisierte Leistungsfähigkeit erreicht,
können in einigen Jahren hydraulische Regelkreise auch
drahtlos geschlossen werden. Wie dies aussehen könnte, lesen
Sie ab Seite 26.
Spielt 5G auch in Ihren Planungen bereits eine Rolle? Dann
lassen Sie es mich wissen. Gerne greifen wir Ihre Story für
unsere Berichterstattung auf.
Ihr
Peter Becker
p.becker@vfmz.de
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INHALT
11
24
42
MENSCHEN UND MÄRKTE
BIG PICTURE
06 Ressourcenschonung im
Pressenbau
O+P LOUNGE
08 Timo Weber, R+L Hydraulics:
„Die Vielfältigkeit der Hydraulik
fasziniert mich“
PERSONALIEN
10 Clark Europe GmbH: Schlagkräftiges
Team für die Zukunft
VDMA
11 Infotag Fluidtechnik: Gemeinsam
forschen für eine erfolgreiche
Hydraulik und Pneumatik
SENSOR+TEST
12 Innovationsdialog für
Sensoriker und Messtechniker
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
TITEL ROHRBEARBEITUNG
14 Full-Liner Strategie
international erfolgreich
MESSENACHBERICHT
18 Trends und Highlights der
Hannover Messe 2019
INDUSTRIE 4.0
22 VDMA-Forum Motion & Drives:
Intelligente Antriebs- und
Fluidtechnik
SERVOVENTIL
24 Abscherprozess bei
Warmpressen optimiert
DIGITALISIERUNG
26 Der Einfluss von 5G auf elektrohydraulische
Regelungen
PREDICTIVE MAINTENANCE
34 KMU: Wie Sie die
Digitalisierung erfolgreich
angehen
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
SIMULATION
38 Druckschwingungsanalyse
hydrostatischer
Antriebsstränge
O+P STELLT VOR
42 Roman Ivantysyn, IMD der
TU Dresden
ANZEIGE
SERVICE
03 Editorial
43 Impressum
TITELBILD
Walter Stauffenberg
GmbH & Co.KG, Werdohl
4 O+P Fluidtechnik 6/2019

32
TOP
ECO
LEADER
AGGREGAT NSPi
VOLUMEN- UND DRUCKGEREGELTE HYDRAULIK
Energieeffizient:
Bis zu 69 % Stromersparnis
Flüsterleise mit nur 53 dB(A)
Platzsparend durch kompakte Bauweise
Ideal für Retrofit
bei bestehenden
Aggregaten
SPECIAL INDUSTRIEPNEUMATIK
INDUSTRIEPNEUMATIK
BILANZ
29 Klaus Brinkmann über die ersten 300 Tage als Head
Head of Sales bei SMC
LEBENSMITTELINDUSTRIE
30 Schlauchverbindungen aus Edelstahl − erste Wahl
in rauen Umgebungen
DICHTHEITSPRÜFUNG
32 Prüfadapter machen Dichtungsmittel obsolet
MADE IN JAPAN
www.nachi.de
HYDRAULICS | ROBOTICS | BEARINGS | TOOLS

MENSCHEN UND MÄRKTE

RESSOURCENSCHONUNG IM PRESSENBAU
Das „big picture“ zeigt einen autarken
Pressenantrieb von Voith mit einer Presskraft
von 4 000 kN der mit lediglich 50 l Öl
auskommt. Außerdem benötigt er eine sehr
geringe Kühlleistung dank der hohen
Energieeffizienz und steigert die Produktivität
durch die hohe Arbeitsgeschwindigkeit. Die
autarke Einheit beinhaltet den hydraulischen
Aktuator und die Steuerung sowie den
Servomotor.
www.voith.com
O+P Fluidtechnik 6/2019 7

DIE VIELFÄLTIGKEIT DER
HYDRAULIK FASZINIERT MICH
Timo Weber ist ein typischer
Quereinsteiger. Nachdem er die
ersten beruflichen Schritte in einer
völlig anderen Branche machte, ist
er im Jahr 2015 der Fluidtechnik-
Community beigetreten. Seitdem
ist er bei der R+L Hydraulics GmbH
aus Werdohl beschäftigt, seit 2018
sogar als General Manager. Wir
sprachen mit ihm u.a. über die
Zugehörigkeit zum Timken-Konzern
und darüber, was ihn an der
Hydraulik fasziniert.
Herr Weber, wie sind Sie zu Ihrer aktuellen Position gekommen?
MENSCHEN UND MÄRKTE
Man kann mich wohl als Quereinsteiger in die Fluidtechnik
bezeichnen. Ursprünglich begann ich meinen beruflichen
Werdegang in der Leuchtenindustrie. Dort konnte
ich mich bei einem Weltmarktführer für Leuchtenkomponenten
vom Auszubildenden über den Vertriebssachbearbeiter
bis hin zum Gebietsverkaufsleiter für Großbritannien
entwickeln. In dieser Position habe ich für drei Jahre in
London gelebt und vor Ort die Vertriebsorganisation der
englischen Niederlassung ausgebaut und weiterentwickelt.
Parallel konnte ich in England meinen Master im Bereich
Wirtschaftswissenschaften absolvieren. Nach dem abgeschlossenen
Studium und einer Betriebszugehörigkeit von
zehn Jahren wollte ich im Alter von 29 Jahren den
nächsten beruflichen Karriereschritt setzen. Gleichzeitig
war es mir wichtig, neue Industrien und Technologien
kennenzulernen. Dadurch bin ich im Jahr 2015 zur
Hydraulik gekommen. Damals hatte ich die Möglichkeit,
die Gesamtvertriebsleitung bei R+L Hydraulics zu
übernehmen. Innerhalb von drei Jahren wurde ich zum
General Manager der R+L Hydraulics GmbH befördert,
womit ich seit 2018 das operative und strategische
Geschäft von R+L leite. Dies stets in enger Kooperation
mit unserem kaufmännischen Leiter Karsten Reimann
und dem US-Geschäftsführer Mat Happach.
Seit 2016 gehört R+L Hydraulics zur Timken Gruppe. Was hat sich für Sie und das Unternehmen dadurch geändert?
Grundsätzlich arbeiten wir weiterhin als eigenständiges
Unternehmen. Unsere Zugehörigkeit zum Timken-
Konzern bietet jedoch vielfältige Möglichkeiten für R+L
als mittelständisches Unternehmen. Angefangen vom
Zugang zu einer breiten Vertriebsorganisation über die
Anbindung an das bestehende Händlernetz bis hin zur
gemeinsamen Entwicklung des Produktportfolios.
Gleichzeitig sind durch die gemeinsame Erschließung
neuer Märkte und Kundenpotenziale unsere Entwicklungsmöglichkeiten
um ein Vielfaches gestiegen.
Zunächst war jedoch eine schrittweise und gut durchdachte
Integration oberste Prämisse. Hierbei war
entscheidend, den Fokus auf unsere Kunden in der
Hydraulikindustrie beizubehalten. Gleichzeitig ist es das
Ziel mit Timken im Bereich der Antriebstechnik und
Industriekupplungen zu wachsen und das Portfolio
gemeinsam weiterzuentwickeln sowie die eigenen
Fertigungsmöglichkeiten auszubauen.
8 O+P Fluidtechnik 6/2019

Timo Weber
Was macht für Sie die Faszination Hydraulik aus?
Ihre Vielfältigkeit. Dies war für mich einer der Beweggründe,
warum ich mich damals für den Wechsel in die
Hydraulikindustrie entschieden habe. So kann es beispielsweise
vorkommen, dass man morgens einen
Hersteller für Spritzgussanlagen besucht, mittags mit
Baumaschinenherstellern über gemeinsame Entwicklungen
im Bereich der Mobilhydraulik spricht und
abends mit Kunden aus der Windenergie individuelle
Produktlösungen für erneuerbare Energien entwickelt.
Die Hydraulik bietet Lösungen für eine Vielzahl unterschiedlichster
Industrien, wodurch man täglich seinen
eigenen Horizont erweitert und sich mit sehr interessanten
Persönlichkeiten über unterschiedlichste
Anforderungen und Erwartungen austauscht.
Worin besteht Ihrer Meinung nach die größte künftige Herausforderung der Fluidtechnik?
Ich denke hier gibt es aktuell zwei sich abzeichnende
Trends. Zum einen das steigende Umweltbewusstsein
– eine Entwicklung die ich persönlich sehr begrüße – in
Verbindung mit Anforderungen an eine höhere Energieeffizienz.
Meine Erfahrungen in der Leuchtenindustrie
haben gezeigt, dass eine solche Entwicklung sehr
schnell voranschreiten kann und dadurch eine ganze
Industrie zum Umdenken bewegt wird (Stichwort LED-
Technik, welche die Leuchtenindustrie innerhalb von
knapp zwei bis drei Jahren revolutioniert hat). Zum
anderen werden die Entwicklungen und Lösungen im
Bereich Industrie 4.0 und Predictive Maintenance in
Zukunft eine größere Rolle spielen. Hier steht die
Industrie aktuell noch am Anfang der Entwicklung und
es wird entscheidend sein, welche kundenseitigen
Anforderungen sich daraus ergeben.
www.rl-hydraulics.com
O+P Fluidtechnik 6/2019 9

PERSONALIEN
MENSCHEN UND MÄRKTE
Das neu aufgestellte Managementteam der Clark Europe GmbH: v. l. n. r. Stefan Budweit,
Director Sales & Marketing, Andreas Krause, COO, Rolf Eiten President & CEO, Markus Jöckel,
Director Parts Sales & Truck Admin und Klaus Krentscher, Director Technical Support.
ULRICH JOCHEM & PAUL KRÖNING
übernehmen neue Aufgaben bei Parker Hannifin. Ulrich
Jochem (links) ist neuer General Manager der Prädifa
Technology Division. Er tritt damit die Nachfolge von
Thomas Ottawa an, der von Parker zum Vice President
Operations der Motion Systems Group Europe berufen
worden war. Ulrich Jochem startete im April 2017 als
General Manager der Hydraulic Controls Division
Europe bei Parker und profilierte sich unter anderem
durch die erfolgreiche Zusammenlegung mit der
Engineered System Solutions Division zur neu gebildeten
Industrial Systems Division Europe. Seine
Führungsexpertise hatte er in leitenden Positionen bei
verschiedenen Industrieunternehmen erworben, z.B.
Linde AG bzw. Kion Group AG, Claas und Bombardier.
Jochems bisherige Aufgabe als General Manager der
Industrial Systems Division Europe übernimmt Paul
Kröning, zuvor Operations Manager bei der High
Pressure Connectors Europe Division.
MAGNUS
STEGMANN
übernimmt die Leitung des
Bereichs Products &
Markets beim Technologieunternehmen
Linde
Hydraulics GmbH & Co. KG.
Damit verantwortet er
global die Bereiche Product
Management, Business
Development und
Marketing & Corporate
Communications des
internationalen Herstellers
von Antriebssystemen aus
Hydraulik, Elektrotechnik
und Elektronik.
SCHLAGKRÄFTIGES TEAM
FÜR DIE ZUKUNFT
Die Clark Europe GmbH mit Sitz in Duisburg
hat mit Wirkung zum 1. Januar 2019 ihre
Führungsriege im operativen Geschäftsbereich
sowie im Vertrieb und Marketing
neu aufgestellt. Dieser Schachzug war nötig,
um das Unternehmen für die Zukunft zu
rüsten und insbesondere die Weichen für
die geplante Montagefertigung am
Standort Duisburg zu stellen. Um sich
zukünftig noch besser auf die strategische
Geschäftsentwicklung konzentrieren zu
können, hat Rolf Eiten, President & CEO der
Clark Europe, die Leitung des operativen
Geschäfts an Andreas Krause abgegeben.
Als neuer COO (Chief Operating Officer)
verantwortet dieser zukünftig das Ersatzteilwesen,
die Auftragsabwicklung, den
technischen Support, die IT, das europäische
Entwicklungszentrum sowie die Logistik in
der Europazentrale. Krause ist seit 2008 bei
Clark Europe beschäftigt und hatte zuletzt
die Position des Technical Director inne.
Andreas Krause seinerseits gibt den
Staffelstab an Klaus Krentscher weiter, der
vormals seinen Wirkungskreis als Manager
im R&D-Bereich fand und hier maßgeblich
an der Entwicklung der neuen Clark S-Series
mitgearbeitet hat. Der Bereich Marketing
geht zukünftig in den Verantwortungsbereich
von Stefan Budweit, der dann als
Director Sales & Marketing sämtliche
Vertriebsaktivitäten unter sich vereint. Im
Zuge der Planung einer Montagefertigung
wurde die Position des Director Logistics neu
geschaffen. Dieses Verantwortungsgebiet
übernimmt Karl Hielscher, vormals mit der
Garantie und dem Service bei Clark betraut.
Zu Hielschers künftigen Aufgaben gehört
neben der gesamten innerbetrieblichen
Logistik inklusive der Teileversorgung der
zukünftigen Produktionslinie die Werkstatt,
das Ersatzteillager sowie der Kundendienst
für den Direktvertrieb, den Clark seit
letztem Jahr für die Region Duisburg
etabliert hat. Den Bereich Ersatzteillager hat
Hielscher von Markus Jöckel übernommen;
der vormalige Director Parts & Distribution
ist nunmehr für den Vertrieb und die
Auftragsabwicklung von Ersatzteilen sowie
für den Einkauf verantwortlich. In der
Funktion des Director Parts Sales & Truck
Admin untersteht Jöckel zudem die
Abteilung Auftragsabwicklung Clark
Flurförderzeuge.
„Mit der neuen strategischen Aufstellung
unseres Managementteams möchten wir
uns für die zukünftigen Herausforderung im
Markt optimal aufstellen, damit wir den
Anforderungen unserer Kunden noch besser
entsprechen können“, erklärt Rolf Eiten,
dem weiterhin die Bereiche Vertrieb und
Finanzen direkt unterstellt sind.
www.www.clarkmheu.com
10 O+P Fluidtechnik 6/2019

VDMA
GEMEINSAM FORSCHEN FÜR EINE
ERFOLGREICHE HYDRAULIK UND PNEUMATIK
Am 25. Juni 2019 findet die diesjährige
Informationsveranstaltung und
Mitgliederversammlung des Forschungsfonds
Fluidtechnik im VDMA-Haus in Frankfurt am
Main statt.
Im Rahmen der öffentlichen Informationsveranstaltung am
Vormittag stellen die Forschungsstellen den Stand der Arbeiten
bzw. gewonnene Ergebnisse der vom Forschungsfonds Fluidtechnik
im VDMA initiierten Vorhaben vor. Das Programm der
Informationsveranstaltung kann ab Mitte Mai 2019 von der Geschäftsstelle
angefordert werden.
Das Instrument der industriellen Gemeinschaftsforschung bietet
eine einzigartige Möglichkeit, branchenrelevante Themen gemeinsam
im vorwettbewerblichen Rahmen durchzuführen. Diese Art
der vorwettbewerblichen Gemeinschaftsforschung ermöglicht es
insbesondere den mittelständischen Firmen mit Blick auf deren
FuE-Ressourcen, an neuesten Forschungsergebnissen zu partizipieren.
Forschungsprojekte dienen auch der Ausbildung und Qualifizierung
dringend benötigter Nachwuchskräfte.
Berichtet wird über die Themenfelder:
n Industrie 4.0 - Digitalisierung, Vernetzung und Kommunikation
in der Fluidtechnik
n Fluidtechnik im Wettbewerb
n Energieeffizienz pneumatischer und hydraulischer Komponenten
und Systeme
n Entwicklungsmethodik und Simulation
n Druckflüssigkeiten und Dichtungstechnik
Im Rahmen der am Nachmittag stattfindenden Mitgliederversammlung
werden von den Forschungsstellen neue Projektideen
vorgestellt, über deren Aufgreifen die Mitglieder des Forschungsfonds
Fluidtechnik eine Entscheidung treffen.
Weitere Auskünfte über den Forschungsfonds Fluidtechnik und
über die Veranstaltung am 25. Juni 2019 erteilt:
Peter-Michael Synek, Forschungsfonds Fluidtechnik im VDMA,
Lyoner Straße 18, 60528 Frankfurt am Main, Telefon: 069 6603-1513,
E-Mail: peter.synek@vdma.org.
Foto: P. Becker, O+P Fluidtechnik
Fluid.vdma.org
O+P Fluidtechnik 6/2019 11

MESSEVORBERICHT
INNOVATIONSDIALOG
FÜR SENSORIKER UND MESSTECHNIKER
Wenige Wochen vor der Eröffnung laufen die Vorbereitungen für die
SENSOR+TEST vom 25. bis 27. Juni 2019 auf Hochtouren. Anlässlich der
Jahrespressekonferenz des AMA Verbands für Sensorik und Messtechnik e.V. in
Nürnberg gab Veranstalter Holger Bödeker einen positiven Ausblick auf die
diesjährige Ausgabe der Fachmesse für Sensorik, Mess- und Prüftechnik.
MENSCHEN UND MÄRKTE
Laut Holger Bödeker, Geschäftsführer der veranstaltenden
AMA-Service GmbH, liegt die SENSOR+TEST 2019 gut im
Plan: „Turnusgemäß erwarten wir in diesem Jahr etwas weniger
Aussteller als im Vorjahr, da die 2018 zeitgleich stattfindende
ettc – European Test and Telemetry Conference erst 2020
wieder gemeinsam mit der SENSOR+TEST durchgeführt wird.
Zudem ist unser neuer Messetermin in der letzten Juniwoche
noch nicht bei allen Ausstellern vollständig eingeplant. Dennoch
rechnen wir nach aktuellem Stand mit etwa 530 teilnehmenden
Ausstellern aus dem In- und Ausland. Schon jetzt haben Unternehmen
und Insti tute aus 30 Ländern eine Vielzahl von Innovationen
angekündigt.“
REGES INTERESSE AM RAHMENPROGRAMM
Die für das umfangreiche Rahmenprogramm der SENSOR+TEST
eingereichten Präsentationen der Aussteller müssen vor ihrer endgültigen
Aufnahme noch die Qualitätsprüfung durch ein Fachgremium,
bestehend aus Mitgliedern des AMA-Ältestenrats, absolvieren.
Dazu Holger Bödeker: „Die Qualität der Einreichungen zu
den Vortragsforen hat sich durch diese Maßnahme signifikant
erhöht. Davon profitieren vor allem die Besucher unserer Messe. Wir
dürfen uns jetzt bereits auf ein hochattraktives Programm freuen.“
Nicht nur bei den Vorträgen steht das diesjährige Sonderthema der
Messe – Sensorik und Messtechnik für die Prozessautomation –
hoch im Kurs. Auch das Sonderforum dazu ist nahezu ausgebucht.
Rege Nachfrage herrscht auch nach der staatlich geförderten Beteiligung
am Gemeinschaftstand „Innovation Made in Germany“ für
junge innovative Unternehmen. Dieser wird 2019 schon zum
zwölften Mal in Folge durch das Bundeswirtschaftsministerium
gefördert und ist bereits zu 80 % belegt.
NEUER KONGRESS-TURNUS
Abweichend vom gewohnten Turnus wird die SENSOR+TEST bereits
in diesem Jahr wieder von der 20. GMA/ITG-Fachtagung Sensoren
und Messsysteme 2019 begleitet. Die bisherigen AMA-Kongresse
SENSOR und IRS2 werden dann ab 2020 in die neue internationale
Fachkonferenz SMSI 2020 – Sensor and Measurement Science
International integriert.
12 O+P Fluidtechnik 6/2019

MESSEVORBERICHT
Unternehmen, die noch ausstellen möchten, sollten sich in jedem
Fall beeilen. Sämtliche Informationen zu den vielfältigen Möglichkeiten
einer Messeteilnahme finden interessierte Unternehmen auf
der Webseite der SENSOR+TEST. Besucher können sich dort schon
jetzt online ihren kostenlosen Eintrittsgutschein sichern.
VIER TEAMS FÜR INNOVATIONSPREIS NOMINIERT
Der AMA Verband für Sensorik und Messtechnik nominiert vier
innovative Entwicklungen für den renommierten AMA Innovationspreis
2019, der mit 10 000 Euro Preisgeld dotiert ist. Dem
diesjährigen Aufruf zur Bewerbung folgten 38 Forscher- und Entwicklerteams
aus dem In- und Ausland.
Insgesamt 11 junge Unternehmen bewarben sich zudem um den
Sonderpreis ‚Junges Unternehmen‘. Sie sind nicht länger als fünf
Jahre am Markt, beschäftigen weniger als 50 Mitarbeiter und erwirtschaften
einen Jahresumsatz unter 10 Millionen Euro. In diesem
Jahr gewinnt das Team der Senorics GmbH den Sonderpreis 2019
für ‚PLAN B‘, ein kompaktes Analysegerät für kleine Brauereien. Das
ausgezeichnete Team erhält einen kostenlosen Messeauftritt auf
der SENSOR+TEST 2019 in Nürnberg und gehört weiterhin zu den
Nominierten um den AMA Innovationspreis 2019.
„Die Jury durfte wieder sehr interessante Lösungen bewerten.
Wir sind uns einig, dass viele dieser Innovationen die technische
Basis für die Herausforderungen von morgen sind“, sagt der Juryvorsitzende
Andreas Schütze von der Universität des Saarlandes.
„In diesem Jahr nominieren wir vier Entwicklungen aus verschiedenen
Anwendungsgebieten. Eins haben aber alle gemeinsam,
die nominierten Projekte zeichnen sich durch ihre überzeugende
wissenschaftliche Leistung und eine deutlich erkennbare Marktrelevanz
aus.“
www.ama-sensorik.de
www.sensor-test.de
NOMINIERTE DES AMA INNOVATIONS-
PREISES 2019
n HoloPort – Interferometer für die Werkzeugmaschine.
Tobias Seyler, Johannes Engler.
Fraunhofer-Institut IPM, Freiburg
n Plan B – Kompaktes Analysegerät für kleine Brauereien.
Dr. Ronny Timmreck, Dr. Robert Brückner,
Dr. Matthias Jahnel, Robert Langer.
Senorics GmbH, Dresden
n Rechenkern für maschinelles Lernen eingebettet in
einer 6-Achsen-Inertialmesseinheit.
Marco Leo, Alessandra Rizzo, Andrea Donadel,
Marco Castellano, Rossella Bassoli, Alessia Cagidiaco,
Alessandro Locardi, Paolo Rosingana, Carlo Crippa
STMicroelectronics, Cornaredo/Italien
n XperYenZ – faseroptischer Sensor für absolute
Distanzmessung
Dr. Celal Mohan Ögün, Dr. Robert Send, Dr. Christopher
Hahne, Bernd Scherwath, Michael Eberspach, Jonas
Rahlf, Michael Uptmoor trinamiX GmbH, Ludwigshafen
Der oder die Gewinner des AMA Innovationspreises
2019 werden am 25. Juni 2019 auf der Eröffnungsveranstaltung
der Fachmesse SENSOR+TEST 2019 in
Nürnberg bekanntgegeben. Die Übersicht aller
Bewerbungen um den AMA Innovationspreis 2019
finden Sie unter:
http://bit.ly/AMAInno
O+P Fluidtechnik 6/2019 13

ROHRBEARBEITUNG
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL
DAS ROHR ZUR STAUFF LINE
Die seit 2014 konsequent verfolgte Strategie der
Stauff Gruppe, Full-Liner für sämtliche
Komponenten hydraulischer Leitungen zu sein,
ist international erfolgreich: Inzwischen hat sich
das Unternehmen mit Stauff Line weltweit als
Systemanbieter und Experte für alle Fragen „von
Port zu Port“ positioniert. Hierzu gehört auch die
Leitung selbst, das gebogene Hydraulikrohr, das
in mehreren eigenen Rohrbearbeitungszentren
weltweit bis zur Anschlussreife gefertigt und
konfektioniert wird.
Bei der britischen Tochtergesellschaft der Stauff Gruppe
gehört die Rohrbearbeitung seit über 20 Jahren zum
Tagesgeschäft. Heute ist Stauff UK in Sheffield das globale
Stauff-Kompetenzzentrum für Rohrbearbeitung. Auf einer
Fläche von 2 800 m² werden mit derzeit 7 CNC-gesteuerten
Rohrbiegemaschinen bis zu 8 000 gebogene Rohrabschnitte
wöchentlich gefertigt. Das britische Rohrbearbeitungszentrum ist
Vorbild für weitere Anlagen, die Stauff in den letzten Jahren bei
internationalen Tochtergesellschaften eingerichtet hat, zuletzt in
Russland, in Indien, Brasilien und Anfang dieses Jahres in den
Vereinigten Staaten. Auch in Ländern wie Italien, China, Korea und
Australien gehört das Biegen von Rohrleitungen teils seit Jahren
zum Angebot. Derzeit in Planung ist der Aufbau weiterer Fertigungsstandorte
in Europa und Asien; bereits in Umsetzung ist die
Erweiterung der Kapazitäten in Russland.
VOM ROHR ZUR EINBAUFERTIGEN LEITUNG
Sämtliche Stauff Rohrbearbeitungszentren bieten den gesamten
Prozess vom Rohmaterial bis zur einbaufertig vorkonfektionierten
Leitung an: Die Fertigungsparameter werden entweder anhand
eines Musters im Reverse Engineering mit einem digitalen Koordinatenmesssystem
ermittelt oder aus den technischen Daten des
Auftraggebers übernommen. Anschließend wird das entsprechend
abgetrennte, entgratete und gereinigte Rohr gebogen, bevor je nach
Kundenanforderung Komponenten wie Muttern und Schneidringe
maschinell montiert und Rohrenden durch Bördeln oder Umformen
für die Aufnahme von Rohrverbindungen vorbereitet werden.
Weitere Arbeitsschritte können das Schweißen und Löten von
Anschlussteilen mit anschließender Beschichtung bzw. Oberflächenveredelung
und die Vormontage zusätzlicher Systemkomponenten
wie Schellen, Flansche, Kugelhähne, Verteiler etc. sein.
Anschließend werden auf Kundenwunsch mehrere derart vorbereitete
Rohre zu komplexen Baugruppen und Modulen kombiniert,
auf sogenannten Shadowboards oder A-Frames montiert und mit
entsprechender Kennzeichnung auf Wunsch bis zum Montageband
des Kunden geliefert. Qualitätskontrollen und Drückprüfungen
sind in diesem Fertigungsprozess standardmäßig integriert. Die
Vorteile für Maschinen- und Anlagenbauer liegen auf der Hand:
deutliche Reduzierung von Beschaffungsaufwänden und
Lager beständen für einzelne Komponenten, messbare Effizienzsteigerung
durch Senkung von Montagezeiten und Erhöhung der
Montagesicherheit durch Vermeidung von Montagefehlern, sowie
die Verlagerung der umfänglichen Verantwortung von Anschluss zu
Anschluss an einen einzigen Hersteller.
14 O+P Fluidtechnik 6/2019

ROHRBEARBEITUNG
POINTIERT
FULL-LINER STRATEGIE INTERNATIONAL
ERFOLGREICH
STAUFF UK IST GLOBALES STAUFF-KOMPETENZ-
ZENTRUM FÜR ROHRBEARBEITUNG
ALLE STANDORTE MIT GLEICHEN HIGH-TECH-
ROHRBIEGEAUTOMATEN AUSGESTATTET
WEITERE FERTIGUNGSSTANDORTE IN
EUROPA UND ASIEN IN PLANUNG
STAUFF LINE: VERANTWORTUNG VON
ANSCHLUSS ZU ANSCHLUSS
Das Erfolgsmodell von Stauff UK stand schon bei der Konzeption
von Stauff Line Pate: Seit der Einführung des eigenen Rohrverschraubungsprogramms
Stauff Connect und der Integration der
Voswinkel-Produkte im Zuge der Übernahme 2015, ist die Stauff-
Gruppe weltweit nicht nur als Full-Liner sämtlicher Komponenten
für hydraulische Leitungen, sondern auch als Systemanbieter und
Lieferant anschlussfertig konfektionierter Baugruppen, gefragt –
konsequenterweise inklusive der gebogenen Rohrleitungen.
DAS ZIEL: ROHRBEARBEITUNG WELTWEIT
IN KUNDENNÄHE
Beim Versand einzelner Rohrleitungen oder komplexer Baugruppen
über größere Entfernungen entstehen hohe Transportkosten
und lange Lieferzeiten. Aus Sicht der global agierenden Stauff-
Gruppe ist es daher naheliegend, weltweit eigene Rohrbearbeitungszentren
einzurichten. Um überall Ergebnisse auf dem selben,
konstant hohem Qualitätsniveau produzieren zu können, wurden
alle Standorte mit den gleichen High-Tech-Rohrbiegeautomaten,
01 Bei Stauff UK werden bis zu 8 000
gebogene Rohrabschnitte wöchentlich
gefertigt
02 Fertigungsparameter können bei
Bedarf auf jede Rohrbearbeitungsanlage
weltweit übertragen werden
03 Aus mehreren Leitungen und
Komponenten werden anschlussfertige
Baugruppen zusammengestellt
02
01
03
wie den im Stauff Kompetenzzentrum für Rohrbearbeitung in
England eingesetzten, ausgestattet.
DAS „FLAGGSCHIFF DER ROHRBEARBEITUNG“
Mit einer Biegekraft von bis zu 36 000 Nm eignet sich eine der sieben
in England betriebenen CNC-Biegemaschinen für Rohre mit Durchmessern
bis 101,6 mm und Wandstärken bis 6 mm, wie sie zum Beispiel
im Schiffsbau eingesetzt werden. Diese beeindruckende Anlage
gilt als Flaggschiff der Rohrbearbeitung innerhalb der Stauff-Gruppe.
An allen weiteren Standorten kommen vollelektrische Maschinen
gleichen Typs zum Einsatz, die Rohre in allen gängigen Werkstoffen
und Ausführungen, mit Durchmessern von 6 bis 50,8 mm und Wandstärken
von 1 bis 4,5 mm in hochkomplexe Formen biegen. Der Clou
dabei: Das laserbasierte Überwachungs- und Korrektursystem für die
Rückfederung gebogener Rohrleitungen garantiert eine hohe Biegepräzision.
Dies ist die Voraussetzung für eine spannungsfrei zu
montierende und leckagesichere Rohrverbindung. Schließlich
übernimmt Stauff Verantwortung von Anschluss zu Anschluss.
O+P Fluidtechnik 6/2019 15

ROHRBEARBEITUNG
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL
Herr Deutz, bislang wurde die
Rohrbearbeitung in erster Linie
bei Stauff UK angeboten.
Warum bauen Sie auch an
anderen Standorten Rohr -
bearbeitungszentren auf?
Wäre es nicht ökonomischer,
Ihren britischen Standort zu
erweitern und den internationalen
Markt von hier aus zu
beliefern?
Wie gewährleisten Sie an den
neuen Zentren das hohe
Niveau der Rohrbearbeitung,
für das Stauff UK bekannt ist?
Was bedeutet diese Strategie
für Ihre Systempartner?
INTERVIEW MIT JÖRG DEUTZ,
CEO DER STAUFF-GRUPPE
Bei Stauff UK ist das Konzept von vorkonfektionierten Baugruppen inklusive Rohrleitungen schon
vor Jahren in enger Zusammenarbeit mit Kunden, vor allem in der Bahnbranche, entstanden. Die
Bahnbranche war eine der ersten, die hier die Vorteile für die Prozessoptimierung und -sicherheit
gesehen hat. Inzwischen ist dieser Ansatz generell im Maschinen- und Anlagenbau gefragt. Nicht
zuletzt vor diesem Hintergrund haben wir uns in den letzten Jahren zum Full-Liner für Leitungskomponenten
entwickelt und bieten mit Stauff Line skalierbare Dienstleistungen rund um hydraulische
Leitungssysteme an. Dazu gehört die Lieferung einbaufertig konfektionierter Baugruppen
direkt ans Montageband unserer Kunden. Wir nehmen den OEM einen weiteren Schritt im
Her stellungsprozess ab, wenn die Baugruppen auch die anschlussreif vorbereiteten Rohre beinhalten.
Was uns von anderen Global Playern unterscheidet, die ihr Portfolio über Handelsware und
die Akquise mittelständischer Unternehmen aufbauen, ist, dass wir sämtliche Komponenten aus
eigener Herstellung anbieten. Das bedeutet: in den technischen Parametern aufeinander abgestimmt,
in einheitlicher Herstellungs- und Materialqualität und mit nur einem Ansprechpartner,
der die Verantwortung für das gesamte Leitungssystem von Anschluss zu Anschluss übernimmt.
Beim Transport großer Träger für Baugruppen mit Rohrleitungen ist der wirtschaftlich sinnvolle
Aktionsradius begrenzt. Wir möchten diesen Service aber weltweit anbieten. Das ist einer der
Gründe, warum wir uns für die Investition in zusätzliche Rohrbearbeitungszentren entschieden
haben, zumal wir mit eigenen Niederlassungen in 18 Ländern und einem flächendeckenden
Netzwerk aus Handelspartnern und Werksvertretungen ohnehin global aufgestellt sind. Unabhängig
von logistischen Fragen spielt aber vor allem die Kundennähe in unserem Konzept eine
wichtige Rolle: Wir bieten Rohrbearbeitung in der Regel nicht als separate, standardisierte
Dienstleistung an, sondern im Rahmen individueller Kundenbetreuung. Wer also unsere Expertise
in der Auslegung neuer oder der Analyse und Optimierung bestehender Leitungssysteme
nutzt, kann auch die entsprechenden Baugruppen bei uns beziehen. Deshalb investieren wir an
mehreren strategisch gewählten Standorten weltweit in Hightech-Maschinen, mit denen auch
komplexe Leitungsgeometrien in mittleren Stückzahlen wirtschaftlich umgesetzt werden können.
Die internationalen Standorte werden in Zusammenarbeit mit unserem globalen Stauff Kompetenzzentrum
für Rohrbearbeitung in Großbritannien aufgebaut und mit den identischen Hightech-
Rohrbearbeitungsanlagen ausgestattet. Diese sind per Cloudanwendung miteinander vernetzt, so
dass Fertigungsparameter direkt von Maschine zu Maschine übertragen werden können. So kann
Stauff UK als erfahrenste Gesellschaft innerhalb der Gruppe komplexe Aufträge vorbereiten, bevor
die erforderlichen Daten an einen der anderen Standorte überspielt werden. An Stelle einer
langen Lernkurve steht bei uns also der praktizierte Knowhowtransfer, den wir durch ein breites
Schulungsangebot für unsere weltweiten Mitarbeiter untermauern. Global agierende Kunden mit
mehreren Fertigungsstandorten werden so übrigens mit dem exakt gleichen Produkt in identischer
Geometrie direkt von den jeweils nächstliegenden Stauff Standorten aus beliefert.
Unsere Systempartner können von dieser Entwicklung der Stauff-Gruppe profitieren: Sie sind
Teil eines internationalen Netzwerks und werden in Aufträge für global agierende Kunden mit
internationalen Standorten eingebunden. Das regionale Geschäft bleibt ihnen erhalten. Auch
hier ist die Nähe zum Kunden und die über viele Jahre aufgebaute vertrauensvolle Zusammenarbeit
mit unseren Partnern die Basis gemeinsamen Erfolgs.
www.stauff.com
16 O+P Fluidtechnik 6/2019

MARKTPLATZ
P 300 – PRÄDESTINIERT FÜR DIE
LEBENSMITTELINDUSTRIE
Mit der Neuentwicklung P 300 erweitert C. Otto Gehrckens
sein Sortiment um einen NBR-Werkstoff, der über
Zulassungen für den Einsatz in der Lebensmittel- und
Getränkeherstellung verfügt. P 300 ist zertifiziert nach
FDA 21. CFR 177.2600 sowie 3-A Sanitary Standard. Der
COG-Compound entspricht der VO (EG) 1935/2004 und
erfüllt auch die Anforderungen an ADI-freie Werkstoffe
(Animal Derived Ingredients free) für Dichtungen, die mit
Lebensmitteln in Kontakt kommen. Dank hoher Abriebund
Standfestigkeit soll sich der Werkstoff insbesondere
für den Einsatz in Anlagenteilen eignen, die einer
intensiven Materialbeanspruchung ausgesetzt sind. Er ist
zudem resistent gegen verdünnte Säuren und Laugen.
www.cog.de
SCHWERE MASCHINEN SCHMIERMITTELFREI BETREIBEN
Für Einsätze unter Extrembedingungen hat Igus das
schmiermittelfreie Zweikomponenten-Lager Iglidur Q2E
entwickelt. Der Werkstoff sorgt für Verschleißfestigkeit,
während eine harte polymere Schale das Schwerlastlager
schützt. Es besteht aus Hochleistungskunststoffen und ist
daher schmiermittel- und korrosionsfrei. Der Verzicht auf
Schmierung ermöglicht einen wartungsfreien Betrieb der
Lagerstellen und verhindert Maschinenausfälle auf Grund
von Mangelschmierung. Außerdem können Schmutz und Verunreinigungen
nicht mehr an den Lagerstellen anhaften und es gelangen weniger Fette und
Öle in die Umwelt. Wie Igus ferner mitteilt, sei das Spritzgussfertigungsverfahren
besonders kosteneffizient. Zwei Werkstoffe in einem gekapselten
Aufbau sorgen dafür, dass das Gleitlager mit einem Durchmesser von 20 mm
auch Kantenbelastungen von sieben Tonnen und mehr standhält. Im Schwenktest
wurde ermittelt, dass eine radiale Belastung von 130 MPa möglich ist.
www.igus.de
NORMREIHEN KOMPLETT
AUS REZYKLAT
Schutzelemente, die zu 100 %
aus recycelten Materialien
bestehen, bietet Pöppelmann
Kapsto an. Der Universalschutz
GPN 610 kann als Kappe oder
Stopfen eingesetzt werden. Er
verschließt Innengewinde,
Bohrungen und Außengewinde
und überbrückt auch Toleranzen.
Auch der Kegelverschluss
GPN 608 mit seitlicher Lasche ist
nun in Recyclingausführung
erhältlich. Beide Normreihen
werden aus einem Post Consumer
Polyethylen (PCR-PE)
gefertigt. Sie sind Teil der
Initiative Pöppelmann blue, die
einen geschlossenen Materialkreislauf
in der Kunststoffverarbeitung
damit Ressourcenschonung
zum Ziel hat. Dazu
gehört z. B. auch die Fertigung
von Produkten für den Gartenbau
oder Verpackungen. Für
Produkte der Division Pöppelmann
Teku trägt das Unternehmen das
RAL-Gütezeichen der RAL-Gütegemeinschaft
Rezyklate aus
haushaltsnahen Wertstoffsammlungen
e. V. Dieses Siegel weist
nach, dass lückenlos rückverfolgbar
Rezyklate aus dem Gelben
Sack oder der Gelben Tonne
eingesetzt wurden.
www.poeppelmann.com

MESSENACHBERICHT
TRENDS UND HIGHLIGHTS DER
HANNOVER MESSE 2019
Autoren: S. Aengenheister, S. Deuster, Y. Duensing, F. Guse,
A. Rambaks, P. Weishaar, K. Schmitz, Institut für fluidtechnische
Antriebe und Systeme der RWTH Aachen University
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Auch dieses Jahr war die Hannover Messe (HMI)
mit ca. 6 500 internationalen Ausstellern ein
Publikumsmagnet. Während der fünf Messetage
haben über 215 000 Besucher das Messegelände
besucht und die neuesten Trends der
ausstellenden Unternehmen begutachtet.
Das Leitthema der HMI war dieses Jahr „Integrated Industry –
Industrial Intelligence“ mit dem Anspruch relevante Anwendungsszenarien
für das Zusammenspiel von Industrie 4.0
und Künstlicher Intelligenz aufzuzeigen. Im Folgenden wird
von einigen Trends und Highlights der Industriemesse berichtet.
Dabei erhebt der Artikel keinen Anspruch auf Vollständigkeit, sondern
ist vielmehr als persönlicher Rückblick der Autoren zu verstehen.
ADDITIV GEFERTIGTES CARTRIDGEVENTIL
Die Firma Parker Hannifin hat auf der Hannover Messe die neue
Produktserie der TFplus Cartridge-Ventile vorgestellt. Bei der vorgestellten
Produktserie wurden die Steuerflächen der bisherigen
Konstruktion weiter optimiert. Durch eine geschickte Wahl der unter
Druck stehenden Flächen konnte die Hülse druckausgeglichen
konstruiert werden. Dadurch ließ sich die Last auf die Stege zwischen
den Fenstern und der Hülse reduzieren und die Geometrie der Stege
optimieren. Mit den so entstehenden, größeren Fenstern sind höhere
Volumenströme bei gleicher Druckdifferenz realisierbar, wodurch
eine Reduzierung um eine Nenngröße bei gleichbleibenden
Volumenstromanforderungen möglich ist. Erstmals entspricht dabei
der engste Querschnitt der Hülse der Nenngröße oder ist größer als
diese. Beispielsweise ist beim NG50 Ventil der kleinste durchströmte
Durchmesser 54 mm. Druckfest sind die vorgestellten Ventile dabei
bis zu einem Systemdruck von 420 bar und einem Druck von 350 bar
in der Vorsteuerstufe. Die vorgestellten Ventile sind hochdynamisch
und die Schaltzeiten konnten erneut verkürzt werden.
Die vorgestellte Produktserie wurde in einer Konzeptstudie zur
Realisierung einer additiven Ventilfertigung noch weitergedacht. Die
Geometrie der TF-Ventile wurde dabei für die additive Fertigung optimiert.
Dazu wurden alle der Bauplattform zugewandten Schrägen in
einem Winkel größer 45° ausgeführt. Durch diese Anpassung ist bei
der Herstellung im additiven Verfahren keine zusätzliche Stützstruktur
notwendig, welche eine mechanische Nacharbeitung erforderlich
machen würde. Die notwendigen Stützstrukturen sind funktional in
die Konstruktion integriert. So nehmen die Stützen für die Schraubdome
gleichzeitig die auftretenden Kräfte auf. Mechanische Nacharbeiten
sind lediglich an Funktionsflächen, wie z. B. den Dichtflächen,
notwendig. Bei dem verwendeten Werkstoff handelt es sich
um martensitisch aushärtenden Werkzeugstahl, mit einem hohen
Nickelanteil (1.2709). Durch die Verwendung dieses Materials können
filigrane Geometrien erzeugt werden. Nach einer Wärmebehandlung
werden Streckgrenzen von bis zu 1950 N/mm² erreicht.
Auch die Geometrie der ölführenden Kanäle wurde strömungstechnisch
optimiert. Das additive Fertigungsverfahren bietet im Vergleich
zu konventionellen Verfahren deutlich mehr Freiheitsgrade für eine
strömungstechnisch günstige Gestaltung. Weiter ist ein kompakteres
Design erreichbar, auch weil Hilfsbohrungen, wie sie bei konventionellen
Verfahren nötig sind, nicht erforderlich sind. Stützstrukturen im
Inneren der Kanäle, welche die Strömung negativ beeinflussen
würden, konnten dabei vermieden werden. Die durchgeführten
Modifikationen tragen zu einer weiteren Steigerung der Leistungsdichte
bei. Das konventionell gefertigte Ventil TFP016 hat ein Gewicht
von 6,5 kg. Im Vergleich dazu wiegt das additiv gefertigte Ventil
lediglich 3,8 kg. Das entspricht einer Gewichtseinsparung von 42 %.
Gleichzeitig konnte der Volumenstrom bei gleichem Druckabfall um
35 % gesteigert werden. Ein weiterer Vorteil des Verfahrens ist die
Möglichkeit der Funktionsintegration. Insgesamt konnten 5 Dichtungen,
diverse Fügestellen, Stopfen und Gewinde eingespart werden.
Trotz der erreichbaren Potentiale in Bezug auf Steigerung der
Leistungsdichte und dem ressourcenschonenden Materialeinsatz
sind die Fertigungskosten aktuell noch zu hoch für eine Serienproduktion.
Auch die Qualitätssicherung der additiven Fertigung ist im
Vergleich zur konventionellen Fertigung noch aufwändiger.
Denkbar wäre beispielsweise ein Hybridventil, welches aus
18 O+P Fluidtechnik 6/2019

MESSENACHBERICHT
konventionell und additiv gefertigten Bauteilen besteht. Die
additive Fertigung bleibt ein spannendes Verfahren, dessen weitere
Entwicklung wir mit Spannung verfolgen.
DRUCKSENSOR MIT IO-LINK FÜR
INTELLIGENTE MASCHINEN
Die WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG präsentierte auf der diesjährigen
Hannover Messe den Drucksensor Typ A-1200. Es handelt
sich hierbei um eine Neuheit in der digitalen Vernetzung im
Anlagenbau. Der Drucksensor ist flexibel einsetzbar und mit IO-Link
ausgestattet. Er dient bevorzugt der Drucküberwachung, kann alternativ
aber auch als PNP/NPN-Schalter eingesetzt werden. Der Drucksensor
wurde speziell für intelligente Maschinen entwickelt und ist
unter anderem für den Einsatz in Industrie 4.0 basierten Systemen
geeignet. Durch den Einsatz des Typ A 1200 soll im Allgemeinen die
Konnektivität von Systemen verbessert und deren Diagnose erleichtert
werden. Der Sensor dient dazu, die digitale Vernetzung von
Sensoren, Maschinen und Systemen zu verbessern und somit eine
unkomplizierte und übersichtliche Messoberfläche zu erstellen.
Die vorgestellte Produktserie lässt sich in hydraulische Systeme
integrieren und bietet vor allem in der Automatisierungstechnik
gegenüber analogen Sensoren Vorteile. So wirbt WIKA beispielsweise
mit einer schnellen und unkomplizierten Integration in die OEM-
Serienproduktion. Zudem ist der Sensor leicht zu konfigurieren und
auf Wunsch mit voreingestellten Kundenparametern lieferbar. Alternativ
kann die Konfigurationszeit weiter herabgesetzt werden, dies wird
durch eine automatisierte IO-Link-Programmierung realisiert. Eine externe
Konfiguration lässt sich über das digitale Signal realisieren. Durch
die IO-Link-Schnittstelle ist der Sensor für intelligente Systeme geeignet
und überträgt kontinuierlich alle erfassten Mess werte. Die Schnittstelle
bietet zusätzlich eine integrierte Diagnosefunktion, durch welche
der Gerätezustand kontinuierlich nachverfolgt wird. Auch die Qualität
der Messsignale wird hierbei dauerhaft überwacht. Somit können
Schäden am Sensor oder im System frühzeitig ermittelt werden.
Als besonders hilfreiche Funktion beim Einsatz des Sensors
erweist sich die in das Gehäuse integrierte 360° LED-Anzeige,
welche optisch über den Gerätezustand informiert. Angezeigt
werden hierbei drei verschiedene Signale: grün (Betrieb), gelb
(kritischer Zustand) oder rot (Fehler). Die LED-Anzeige des Drucksensors
bietet außerdem eine via IO-Link ansteuerbare Blink-Funktion,
die bei Wartungen eine eindeutige Lokalisierung des defekten
Drucksensors ermöglicht. Durch diese Funktion wird eine mögliche
Verwechslung zwischen bauartgleichen Sensoren ausgeschlossen
und der defekte Sensor kann identifiziert werden.
Zudem ist in Absprache mit WIKA eine individuelle Ausstattung
des Sensors möglich, sodass die Funktionen den vorliegenden Betriebsparametern
angepasst werden können. Der Drucksensor
kann beispielsweise speziell für extreme Umgebungsbedingungen
konzeptioniert werden.
Serienmäßig ist der Sensor für Fluidtemperaturen von -40 bis 125 °C
ausgelegt und kann somit in einem Großteil von Anwendungen in
der Hydraulik eingesetzt werden. Der maximale Nenndruck kann
optional auf einen Druck von 1000 bar erweitert werden.
Die vorgestellte Produktserie findet in intelligenten und Industrie
4.0-fähigen Systemen Einsatz. Die Vernetzung von Systemen,
Komponenten und Sensoren wird besonders durch die Anwendung
von Condition Monitoring in Zukunft weiterhin ein wichtiges
Thema darstellen.
KONTAKTLOSES BEWEGEN MIT SECHS
FREIHEITSGRADEN
Auf der diesjährigen Hannover Messer präsentierte Beckhoff im
Bereich der automatisierten Antriebstechnik das eXtended
Plan armotorsystem (XPlanar). Wandermagnetfelder in Planarkacheln
ermöglichen eine kontaktlose, hochpräzise Bewegung und
Positionierung von schwebenden Movern, die mit Permanentmagneten
ausgestattet sind. Dadurch ist ein vollkommen flexibles
Transportsystem realisierbar, das gerade in Hinsicht auf Verschleiß
und Verschmutzung im Vergleich zu bestehenden Transportsystemen
große Vorteile aufweist.
Die Magnetfelder der Spulen erzeugen elektromagnetische
Kräfte, die – in Abhängigkeit der Traglasten – Beschleunigungen der
Mover von 2g und maximale Geschwindigkeiten von 4 m/s auf der
horizontalen Ebene möglich machen, sowie ein Heben bzw. Senken
bis zu einer Höhe von 5 mm in der z-Achse. Weiterhin sind die
Mover um 5° neigbar, um z. B. Flüssigkeiten auch bei höheren
Beschleunigungswerten ohne Überschwappen transportieren zu
können. Über speziell ausgelegte Planarkacheln drehen die Mover
um 360°, die Standardkacheln lassen ein Schwenken der Mover um
bis zu +/-15° zu. Insgesamt erreichen die Mover dadurch eine
Bewegungsfreiheit von sechs Freiheitsgraden.
Je nach Anwendungsfall kann zwischen vier verschieden Plan armovertypen
ausgewählt werden. Sie unterscheiden sich in ihrer
Dimension und Nutzlast. Für den Transport kleiner Bauteile bietet
Beckhoff den Small Mover mit den Maßen 95 × 95 mm und einer
Nutzlast bis 400 g an. Maximale Tragelasten von 6 kg werden vom
Big Mover erreicht bei einer Dimension von 275 × 275 mm. Außerdem
stehen der Standard Mover (155 × 155 mm, 1,5 kg) und der
Long Mover (155 × 275 mm, 3 kg) zur Verfügung. Da die gesamte
Elektronik in den Planarkacheln verbaut ist und keine mechanische
Verbindung zwischen Kacheln und Mover besteht, handelt es sich
bei den Movern um passive Bauteile, die sich durch einfache Reinigung
der chemisch beständigen harteloxierten Aluminiumgehäuse
und minimale Wartung auszeichnen. Interessant ist außerdem die
Transportfähigkeit des Planarmotorsystems im Vergleich zu bestehenden
Transportsystemen, da sich das System von Beckhoff nicht
nur waagerecht, sondern auch senkrecht und über Kopf einsetzen
lässt. Gerade in Einsatzgebieten mit hohen Hygieneanforderungen
01
02
01 Additiv gefertigtes
Cartridgeventil
02 Drucksensoren für
intelligente Maschinen
03 eXtended Planarmotorsystem
der Beckhoff
Automation GmbH & Co. KG
04 FLOWave Durchflussmesser
von Bürkert Fluid
Control Systems
03 04

MESSENACHBERICHT
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
wie der Pharmaindustrie oder in Reinräumen stellt sich das System
als ideal heraus, da durch die Mover ein hygienisches Handling
(z. B. ohne Abtrieb und Kontamination) erreicht wird und die Oberflächen
der Planarkacheln individuell für jeden Anwendungsbereich
anpassbar und somit leicht zu reinigen sind.
Beckhoff wirbt weiterhin mit der hohen Flexibilität, der ein fachen
Erweiterbarkeit und Integration in bestehende Systeme. Über die
Möglichkeit der individuellen Anordnung der Planarkacheln lassen
sich ideale, den räumlichen Gegebenheiten angepasste Transportpfade
für jeden Anwendungsfall und Einsatzzweck realisieren. Zur
einfachen Erweiterung werden die einzelnen Planarkacheln in Reihe
miteinander verbunden, was den Verkabelungsaufwand reduziert.
Dabei können Kacheln Hin- und Rückweg vereinen und mittels
Pufferzonen Stausituationen vermeiden. Die Steuerung erfolgt dabei
über TwinCAT und umfasst u. a. die Bahnoptimierung und Kollisionsvermeidung.
Mittels Software finden zusätzlich die Überwachung
und Diagnose statt. Die Position sowie der Dreh- und
Neigungswinkel jedes Movers ist hierdurch jeder Zeit abrufbar.
Über Informationen zu Stromaufnahme, Schleppfehler und
Temperatur lassen sich weitere Funktionen wie die Gewichtsermittlung
der Last der einzelnen Transportgüter umsetzen.
Auch beim Vorgang der Inbetriebnahme wird der Nutzer durch
Softwaretools unterstützt. Die Planarkachelanordung kann schnell
und einfach am PC angelegt werden, Vorgänge wie das Scannen des
Systems, die Identifizierung und Berechnung der Moverposition
verlaufen vollautomatisch. Bei der Programmierung der
Bewegungswege und -abläufe kann der Nutzer manuell Bahnen
vorgeben oder von der intelligenten Software Gebrauch machen,
sodass nur noch grundlegende Informationen wie Start- und
Endpunkt vorgegeben werden müssen. Die Bahnberechnung wird
anschließend durch die Software durchgeführt, was gerade bei
einer hohen Anzahl an simultan bewegten Movern von Vorteil ist.
NICHT-INVASIVE DURCHFLUSS-, TEMPERATUR-,
DICHTE-, UND ZUSTANDSMESSUNG IN EINEM SENSOR
Auch Neuigkeiten in der Messtechnik werden an diversen Ständen
auf der Hannover Messe präsentiert. Mit dem FLOWave-SAW-Durchflussmesser
stellte die Bürkert GmbH & Co. KG einen Sensor vor, der
neben dem Durchfluss auch die Fluiddichte, Fluidtemperatur sowie
die akustische Durchlässigkeit misst – und dies nicht-invasiv, also
ohne Sensorelemente im Messrohr. Möglich ist dies durch die von
Bürkert patentierte SAW-Technologie, wobei akustische Oberflächenwellen
genutzt werden, die in der Natur beispielsweise bei
seismischen Aktivitäten auftreten. Bei dem Prinzip werden Interdigitalwandler
von einem elektrischen Signal angeregt und erzeugen
akustische Oberflächenwellen. Diese breiten sich auf der Rohroberfläche
aus und koppeln zudem unter einem spezifischen Winkel in
die Flüssigkeit aus. Die Wellen erzeugen so Empfangssignale bei
einmaligem und mehrmaligem Durchlaufen der Flüssigkeit. Beides
erfolgt in als auch entgegen der Durchflussrichtung. Die Laufzeitdifferenzen
sind proportional zum Durchfluss. Der Vergleich von
einfach bis mehrfach durch die Flüssigkeit laufenden Wellen erlaubt
eine exzellente Messperformance und zusätzliche Auswertungen
bezüglich der Art und Eigenschaft der Flüssigkeiten.
Das Ergebnis ist ein Sensor, der die wichtigsten Fluid- und
Systemparameter selbst bei hoher Fluiddynamik messen kann –
und dies bei minimalem Druckabfall und ohne Leckagen. Ablagerungen
sind in dem glatten Edelstahl-Messrohr nicht möglich.
Auch aus diesem Grund findet der Sensor besonders bei hygienisch
anspruchsvollen Anwendungen Verwendung, unter anderem in
der Lebensmittelindustrie und im pharmazeutischen Umfeld. Dabei
wird durch die kontinuierliche Messung der Dichte und der
akustischen Durchlässigkeit ein Medienwechsel erkannt, wodurch
Mängel frühzeitig detektiert und behoben werden können. Doch
auch bei der Messung von Ölparametern wird der Sensor bereits
genutzt. So eignet sich der FLOWave SAW Durchflussmesser zudem
zur Erfassung der Ölqualität bei Motortestsystemen in der Automobilindustrie.
Dabei stellt die Messung der akustischen Durchlässigkeit
eine besondere Stärke des Sensors dar: Sowohl Partikel
als auch Gasblasen verändern diese und geben so frühzeitig über
Fehler und Mängel im System Auskunft. Dadurch erübrigen sich für
viele Anwendungen weitere Messeinrichtung zur Diagnose des Ölzustandes.
All diese Funktionen implementiert der FLOWave-
Durchflusssensor dabei bei minimalem Bauraum, unter geringem
Gewicht und bei niedrigem Energieverbrauch.
Aufgrund der digitalen Kommunikation über die Bürkert-eigene
Geräteplattform EDIP (Efficient Device Integration Platform) wird die
intelligente Vernetzung der Sensoren im Rahmen von Industrie 4.0
ermöglicht. Der Communicator – das Software-Tool zur Kon figuration,
Parametrierung und Diagnose von EDIP-Geräten – ist dabei das Herzstück
der EDIP-Plattform. Durch die intuitiven und modularen
Benutzerschnittstellen wie Touchscreens und inter aktiven Benutzeroberflächen
bietet sich eine gute Benutzerfreundlichkeit. Die
Kommunikationsstandards basieren auf dem Industriestandard
CANopen, der hauptsächlich in der Automatisierungstechnik und zur
Vernetzung innerhalb komplexer Geräte verwendet wird.
KOMPAKTEJEKTOREN – HOCHDYNAMISCHES
PICK-AND-PLACE
Die J. Schmalz GmbH stellte auf der diesjährigen HMI eine neue
Produktfamilie von Kompaktejektoren vor. Die neuen Kompaktejektoren
der Familie SCPM sind in drei Varianten mit verschiedenen
Funktionen erhältlich – Basic, Controlled und Intelligent.
Alleinstellungsmerkmal dieser Ejektoren ist die hohe Leistungsdichte.
Bei einem Gewicht von 80 Gramm erzielen die Ejektoren
einen Evakuierungsgrad von 87 % und bieten mit einer Spreizung
des Saugvermögens von 2,2 bis 28 l/min eine große Auswahl an
Ejektoren für die Vakuumerzeugung. Dank der geringen Masse und
den reduzierten Bauraumanforderungen können diese Ejektoren
noch näher am Greifer platziert werden und somit Totvolumen
noch einmal deutlich reduzieren.
Für den Anwender bedeutet dies eine Steigerung der Dynamik.
Zur Vakuumerzeugung genutzte Ejektoren funktionieren nach dem
Venturi-Prinzip. Extern zugeführte Druckluft strömt durch eine
Venturi- oder Laval-Düse, in welcher diese beschleunigt wird. Nach
passieren der Düse wird die Druckluft entspannt, wodurch ein
Vakuum in der angeschlossenen Leitung entsteht. Je nach Ausführung,
angestrebtem Vakuum und Anwendung können Evakuierungszeiten
von 8 s/l bis 40 s/l erreicht werden. Somit kann mittels
passender Greifer der entstehende Unterdruck für hochdynamische
Pick-and-Place Aufgaben genutzt werden.
Da nun weniger Volumen evakuiert werden muss, profitiert der
Anwender darüber hinaus auch von einer deutlichen Energieeinsparung.
Die Effizienz des Systems kann unter Verwendung von
den Controlled- und Intelligent-Varianten noch weiter gesteigert
werden. Diese Varianten sind mit einer automatischen Luftsparfunktion
ausgestattet, welche den Druckluftverbrauch zusätzlich senken
kann. Über Drucksensoren wird das Vakuum im System erfasst und
der Evakuierungsvorgang unterbrochen, wenn der gewünschte Wert
erreicht ist. Unterschreitet das Vakuum einen definierten Wert, so
wird der Evakuierungsvorgang wieder fortgesetzt.
Dieses Gesamtpaket birgt somit das Potenzial die Taktzeiten deutlich
zu reduzieren und gleichzeitig effizient zu arbeiten. Aber auch in
Sachen Digitalisierung bietet die Intelligent-Variante der neuen
Kompaktejektoren Vorteile für den Benutzer. Zum einen verfügt diese
Variante über eine IO-Link-Schnittstelle für den Zugriff auf
Gerätedaten, Prozessdaten und Wartungsinformationen, zum anderen
verfügt sie auch über Near-Field-Communication-Technologie
(NFC-Technologie), was das Auslesen von unterschiedlichen Daten
des Geräts und die Parametrierung per App auf dem Smartphone
ermöglicht. Der Datenzugriff per IO-Link oder per App auf dem Smartphone
ermöglicht somit das Condition-Monitoring der Komponente.
20 O+P Fluidtechnik 6/2019

ANZEIGE
05 06
05 Kompaktejektoren von Schmalz im Einsatz
06 Rendering der itell Konzeptstudie
Ekomat.indd 1 07.11.2012 07:49:19
Für komplexe Greifaufgeben ist es möglich bis zu 16 der neuen
Kompaktejektoren zu einem Terminal mit einem Druckluftanschluss
zusammenzufassen. Über eine IO-Link-Schnittstelle am
Terminal ist es möglich alle Ejektoren einzeln anzusteuern. Somit
ist es mit einem Terminal möglich 16 Vakuumkreisläufe unabhängig
voneinander zu betreiben.
SMARTE FILTER FÜR SMARTE SYSTEME
Die ARGO-HYTOS GmbH hat dieses Jahr auf seinem Messestand
die Konzeptstudie itell aus dem Bereich Filtration vorgestellt. Die
Studie zeigt, wie aus einem konventionellen Filter ein potentes
Werkzeug zur Zustandsüberwachung werden kann. Dazu werden
in einem ganzheitlichen Ansatz die Informationen der am Filtergehäuse
vorhandenen Messtechnik, die genauen Kenntnisse um
die Filterelementeigenschaften und Betriebsparameter aus der Systemsteuerung
zusammengeführt und für die vorausschauende
Wartung sowie Schadensprävention genutzt.
Bisher fungierten Filterelemente als ein für viele Hydraulikanwendungen
notwendiges Verbrauchsmaterial, dessen Hauptfunktion
in der Aufrechterhaltung einer definierten Ölreinheit
bestand. Ein itell-Element bietet nun zusätzlich die Möglichkeit
einer fortlaufenden Systembeobachtung, indem die maximale
Temperatur irreversibel auf dem Element dokumentiert und visualisiert
wird. Gerade bei Hydrauliksystemen, in denen bisher aus
Kosten- oder Platzgründen auf zusätzliche Sensorik am Filter
verzichtet wurde, stellt ein solcher, kostengünstiger Temperaturindikator
einen zusätzlichen Mehrwert dar.
Sein volles Potential entfaltet das Filterelement der Konzeptstudie,
wenn es mit dem „smarten“ Deckel zusammengebracht
wird. Im Gegensatz zu konventionellen Deckeln, die lediglich der
Abdichtung dienen, verfügt der innovative itell-Deckel über integrierte
Sensorik, Auswerteelektronik und drahtlose sowie drahtgebundene
Kommunikationsschnittstellen. Er ist so in der Lage,
das verbaute Element zu erkennen, aktuelle Betriebsparameter wie
beispielsweise Druck, Temperatur, Schmutzbeladung und Prognosen
sowie Handlungsempfehlungen auszugeben. Der in der
Konzeptstudie verbaute mehrfarbige LED-Ring kann diese
Informationen ohne weitere Hardware optisch darstellen.
Es entsteht so ein „intelligenter“ Filter, der sich dem Benutzer
eigenständig mitteilt. Er erlaubt zukünftig eine kontinuierliche
Zustandsüberwachung und bedarfsgerechte Wartung. Hierdurch
können Kosten eingespart und kritische Ereignisse – wie beispielsweise
ein möglicher bevorstehender Maschinenschaden – frühzeitig
erkannt und verhindert werden.
Durch die im Filter integrierte Elementerkennung und die verbaute
optische Anzeige weiß ein Servicetechniker im Wartungsfall stets,
welches Element an welcher Stelle der Maschine zu wechseln ist.
Wird versehentlich ein falsches Element verbaut oder gar ganz vergessen,
weist itell darauf hin und verhindert somit Schäden am System
oder den Komponenten. Im Schadensfall erleichtern die eindeutige
Kennung des Filterelements und die protokollierten Betriebsparameter
eine Fehlerdiagnose und den Reklamations prozess.
itell ist ein Beispiel für den Mehrwert der durch die Vernetzung
von vorhandenen Sensordaten, der Fachkompetenz des
Komponentenherstellers und der Systemsteuerung erzielt werden
kann. Gerade die Verschmelzung von vorhandenem Wissen und
Kompetenzen zeigt eindrucksvoll, welchen Mehrwert die
Vernetzung von Informationen im Sinne von Industrie 4.0 für den
Anlagenbetreiber darstellt. Als Konzeptstudie ist itell gegenwärtig
noch nicht auf dem Markt erhältlich.
Fotos: Aufmacher Deutsche Messe, 01 Parker Hannifin, 02 WIKA, 03 Beckhoff, 04
Bürkert, 05 J. Schmalz, 06 Argo Hytos
www.ifas.rwth-aachen.de
Wir Wir laden Sie Sie ein: Hannover Messe • 04.-08.04.2011 08.-12.04.2013 • Halle/Stand 13 E101 27 F85
O+P Fluidtechnik 6/2019 21

INDUSTRIE 4.0
FORUM MOTION & DRIVES:
INTELLIGENTE ANTRIEBS- UND FLUIDTECHNIK
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Die Themenvielfalt auf dem Forum Motion &
Drives der Hannover Messe und des VDMA war
erneut hoch, doch es gab einen roten Faden:
Jeder Referent beleuchtete das Thema Industrie
4.0 aus unterschiedlichsten Blickwinkeln.
Die Fluidtechnik muss sich in Sachen Industrie 4.0 nicht
verstecken. Wie aktiv diese Branche auf diesem Gebiet
bereits ist, bewies Martin Hankel, Abteilungsleiter Digital
Business bei Bosch Rexroth und Obmann des VDMA-
Arbeitskreises „Fluidtechnik Industrie 4.0“. Als ein wichtiges Mittel
zum Verbessern der digitalen Kommunikation sieht der Arbeitskreis
die 2014 eingeführte Industrie 4.0-Verwaltungsschale an, die als
offene Schnittstelle zwischen Komponenten und I4.0-Welt dient. Sie
enthält alle Daten über den kompletten Lebenszyklus eines Produktes
und kommuniziert mit anderen Komponenten bis in die Cloud.
INFRASTRUKTUR SCHAFFEN
Eine wichtige Rolle spielt die Standardisierung, denn der VDMA-
Fachverband hat es sich zum Ziel gesetzt, die für I4.0 relevanten Merkmale
in den internationalen Standardisierungsprozess einzubringen,
um die Standardisierung auch im Sinne der Fluidtechnik 4.0 voranzutreiben.
Das geschieht nicht nur in der internationalen Standardisierungsorganisation
ISO, sondern aktuell auch zusammen mit dem
Verein eCl@ss e.V. aus Köln, der sich für die Entwicklung eines
Standards für den Informationsaustausch zwischen Lieferanten und
Kunden engagiert. Der eCl@ss-Standard soll den digitalen Austausch
von allen notwendigen I4.0-Merkmalen über Branchen, Länder,
Sprachen oder Organisationen hinweg ermöglichen. Hankel:
„Beteiligt sind die Arbeitsgruppen Pneumatik und Hydraulik, die
speziell die für Industrie 4.0 nötigen Merkmale umsetzen.“
eCl@ss weist den Produkten auf unterster Ebene automatisch
Merkmale wie Hersteller- oder Lieferantenname zu. Die Fachgruppen
Pneumatik und Hydraulik haben bereits über weitere 100
I4.0-relevante Merkmale für fluidtechnische Produkte ermittelt.
„Wir arbeiten eng mit dem VDMA-Fachverband Fluidtechnik in
den einzelnen Arbeitsgruppen zusammen“, sagte Hankel. „Wir
bringen die Merkmale in eCl@ss oder ISO ein und umgekehrt. Wir
tauschen also die Merkmale untereinander aus.“ Hier gelte es
zweigleisig zu fahren. Denn während ISO sich durch weltweite
Gültigkeit auszeichne, sei die Stärke von eCl@ss der hierarchisch an
Datenbanksystemen orientierte Aufbau.
„Merkmale geben den Informationen eine Semantik“, betonte
Dr.-Ing. Michael Hoffmeister, Digital Business Executive Expert bei
Festo. „Wir schaffen gemeinsam eine Infrastruktur, in der jeder
einzelne von ihnen den Mehrwert ausprägen kann, um für seine
Kunden neue digitale Geschäftsmodelle zu ermöglichen.“ Dabei
seien die Technologien nur ein Mittel zum Zweck, die Branche
müsse nämlich nun verstärkt über das Thema Geschäft nachdenken.
DER DIGITALE ZWILLING
Ein Kernkonzept der Verabredungen der Plattform Industrie 4.0 ist
laut Hoffmeister die Verwaltungsschale, denn sie diene „als
Sammelplatz für die digitalen Modelle“. „Hier machen wir eigentlich
etwas ganz Radikales“, konstatierte der Experte. „Wir geben allen
Komponenten jeweils einen digitalen Zwilling, also eine
Verwaltungsschale“. Jeder digitale Zwilling sei dabei so spezifisch,
dass er zum Beispiel im Detail angibt: „Ich habe vier analoge
Eingänge von 0 bis 10 Volt.“ Nur mit derartig detaillierten Informationen
lassen sich Anwendungsfälle wie automatisiertes Engineering
oder automatisierte Diagnose verwirklichen. Das geschehe auf allen
Hierarchie-Ebenen von der Einzelkomponente bis hin zum Verbund
oder Netzwerk von mehreren Komponenten. Hoffmeister: „Dort
rede ich natürlich dann über die Konstruktion ganzer Maschinen bis
hin zur Simulationsmodellen sowie über Fabrik betreiber und Nutzer
von ganzen Maschinenlinien.“ Als Anwendungsfälle nennt er neue
Geschäftsmodelle wie zum Beispiel die automatische Diagnose, IT-
Dashboards für Komponenten oder künstliche Intelligenz.
Doch diese digitale Infrastruktur nutze nicht nur der großen
Firma, sondern auch dem KMU, weil sie zu einer Demokratisierung
des Business führe. Hoffmeister: „Ich kann mich tatsächlich auch
als kleiner Mittelständler gut über solche digitalen Medien wie
22 O+P Fluidtechnik 6/2019

INDUSTRIE 4.0
einer Verwaltungsschale darstellen und meine Dienste anbieten.
Wir werden dadurch alle ein Stück weit vergleichbar.“ Der Experte
ist sich sicher, dass diese digitalen Marktplätze kommen, es sei jetzt
nur noch die Frage, ob die Antriebsbranche sie selbst verwirkliche
oder aber große Anbieter wie SAP, Google oder Amazon.
AUTOMATISIERTE INBETRIEBNAHME
Wie sich Industrie 4.0 in der Fluidtechnik einsetzen lässt, untersucht
das Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme (ifas) in Aachen
im Rahmen einer Studie. Als Studienobjekte dienen eine elektrohydraulische
Achse und ein pneumatisches Handlingsystem. „Die
Inbetriebnahme ist deswegen sehr interessant, weil zum ersten Mal
in einem Maschinen-Lebenszyklus viele verschiedene Komponenten
zusammengesetzt werden, die sich untereinander absprechen
müssen, um zusammen zu funktionieren“, begründete der wissenschaftliche
Mitarbeiter Raphael Alt die Themenauswahl. Drei Stufen
hat das ifas zur automatisierten Inbetriebnahme identifiziert:
1. Einsatz von IT-angebundenen Systemen
2. Einsatz eines IT-eingebunden Systems (Integration)
3. Vollständige Automatisierung mit Aktorik, Sensorik und Robotik.
Die Machbarkeit wird das ifas im derzeit laufenden Anschlussprojekt
anhand einer offenen Demoplattform 4.0 nachweisen, in
die fluidtechnische Teilmodelle integriert werden: An diesem Prüfstand
mit seinen i4.0-Element läuft die Inbetriebnahme in Kooperation
mit der Technischen Universität Dresden einmal mit moderner
und ohne Informationstechnologie ab. Alt: „Wir starten jetzt die
komplette Formalisierung und Analyse der Inbetriebnahmeprozesse.
Dazu müssen wir Modelle erstellen und deren Anforderungen
kennen, um die hierfür nötigen Schnittstellen zu realisieren.“
STANDARD DER ZUKUNFT
In der Realisierungsphase dürfte auch bei diesem Projekt die Open
Platform Communications Unified Architecture (OPC UA) eine
wichtige Rolle spielen, gilt sie doch dieser zukünftige weltweite
Standard als ein Wegbereiter von Industrie 4.0. Die Kommunikationsplattform
reicht von der kleinsten Steuerung, über die
Bedie ner-Ebene bis hinauf in die Welt der Warenwirtschaft. Für das
„Powertrain System“ soll nun eine standardisierte OPC UA-Schnittstelle
entstehen. Für diese sogenannte Companion Specification
spricht, dass sich dank ihr Antriebskomponenten einfacher und
flexibler als bisher in größere Systeme integrieren lassen. Eine
VDMA-Arbeitsgruppe entwickelt dazu OPC UA Companion Specifications
für das Zusammenspiel von Antriebskomponenten wie
Mo tor starter, Frequenzumrichter-Modul, Motor und Übertragungselementen.
Im Fokus steht aktuell die objektorientierte Modellierung
des elektrischen Antriebstrangs inklusive Übertragungselementen.
Aus der laufenden Workshop-Arbeit warb Dr. Oliver Barth,
stellvertretender Leiter der Abteilung Development Electronics &
Software bei der WITTENSTEIN cyber motor GmbH aus Igersheim
um Teilnahme von weiteren Komponentenherstellern und
Endanwendern, denn sie haben bereits jetzt schon geholfen,
Anwendungsfälle besser zu verstehen. „Aktuell befinden wir uns in
der Phase, in der wir die Companion Specifications konkret in die Tat
umsetzen“, erklärte Barth als Vorsitzender des OPC UA-Arbeitskreises.
„Noch können Teilnehmer hinzukommen, die sie mit entwerfen und
testen. Teilnehmer können auch ihren Kunden die Möglichkeit geben,
diese zu testen. Es dürfte also eine gute Idee sein, sich die Sache näher
anzusehen, denn wahrscheinlich gestalten die Teilnehmer einen
zukünftigen industriellen Kommunikationsstandard mit.“
TEMPO VOR SCHÖNHEIT
Bei der Komplexität von I4.0-Projekten denkt sicherlich mancher:
Das gelingt nur Konzernen auf der grünen Wiese mit neuen
Fabriken, sogenannten Greenfield-Plants. Diese weit verbreitete
Ansicht widerlegte Christian Ziegler, Manager Digital Business
Development bei SMC Deutschland anhand von eigenen Erfahrungen.
„Wir überlegten, was machen wir selbst und was machen wir
mit Partnern“, blickte Ziegler zurück. „Weil wir aber nicht die Spezialisten
für Netzwerk-, Gateway- oder Edge-Technologie und
Geschäftsmodelle in der Cloud sind, hatten wir plötzlich vier
Themen mit vier unterschiedlichen Firmen und Teams. Dabei hat
jeder mit jedem gesprochen und sich ausgetauscht, so dass recht
schnell eine erste Lösung innerhalb weniger Wochen entstand.“ Es
handelt sich um einen Durchflussmesser an einer Ventilinsel mit
analoger Eingabekarte, der an ein Edge-Gateway angeschlossen
wurde. Die IT-Aufgaben, also etwa die Verbindung zur Cloud und
der Aufbau einer App, übernahmen externe Partner. Die wichtige
Botschaft von Ziegler: „Das Ganze sieht zwar etwas rudimentär aus,
uns war es aber einfach wichtig, in die Sache Tempo rein zu
bekommen und nicht so sehr auf Schönheit zu achten. So gelang es
uns ziemlich schnell, die Daten in der Cloud zu speichern, mit der
ein Anwender auch sofort etwas anfangen kann.“ Auf diese Weise
entstehen dann „70 %­ Lösungen“, auf denen sich aufbauen lässt.
Sicherlich ein sehr pragmatischer Brownfield-Ansatz, mit dem auch
KMU Schritt für Schritt ihre Anlagen I4.0-ready machen können.
Nikolaus Fecht im Auftrag des VDMA
bit.ly/VDMAFactsheet
ICH KANN MICH TATSÄCHLICH AUCH ALS KLEINER
MITTELSTÄNDLER GUT ÜBER SOLCHE DIGITALEN
MEDIEN WIE EINER VERWALTUNGSSCHALE
DARSTELLEN UND MEINE DIENSTE ANBIETEN.
WIR WERDEN DADURCH ALLE EIN STÜCK WEIT
VERGLEICHBAR.
Dr.-Ing. Michael Hoffmeister, Digital Business Executive Expert bei Festo
O+P Fluidtechnik 6/2019 23

VENTILE
PRÄZISE WIE EIN UHRWERK –
SERVOVENTIL REGELT ABSCHERPROZESS
BEI WARMPRESSEN
erhitzt und automatisch zum Scherprozess weitergeleitet. Hier
werden die glühend heißen Stangen im Maschinentakt (50 bis 80
Teile/min) möglichst exakt abgeschert. Dieser nur 50 bis 60 Millisekunden
dauernde Schervorgang hat entscheidenden Einfluss auf die
Teilequalität und somit auf den resultierenden Nacharbeitsaufwand.
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Autoren: Michael Keppler
und Thorsten Köhler, Moog
Ein neuentwickelter servohydraulischer
Anschlag optimiert den Abscherprozess bei
Warmpressen und steigert die Qualität der
Abschnitte derart, dass eine Nachbearbeitung
weitgehend obsolet wird. Zentrales Stellelement
des Anschlags ist das Servoventil D636 von
Moog, das durch seine robuste Bauweise und
seine hochdynamische digitale Regelung beste
Voraussetzungen für den Einsatz in dieser
anspruchsvollen Anwendung bietet.
Der Schweizer Maschinenbauer Hatebur Umformmaschinen
AG zählt zu den Marktführern in den Bereichen Warm- und
Kalt-Massivumformung. Auf den größten Warmpressen des
Unternehmens, der Serie HOTmatic HM 75 XL, werden
Präzisionsschmiedeteile wie Radflansche, Getrieberäder oder Wälzlagerringe
vollautomatisch in mehreren Umformstufen direkt von
der Stange gefertigt. Zunächst werden Stahlstangen bis zu einem
Durchmesser von 90 mm auf eine Temperatur von bis zu 1 250 °C
MECHANISCHER ANSCHLAG STÖSST
AN SEINE GRENZEN
Entscheidendes Kriterium für die Qualität des bis zu 7,5 kg schweren
Scherlings ist die Beschaffenheit der Stirnflächen. Diese hängt
stark davon ab wie gut die Stahlstange während des Scherens in
Position gehalten wird. Stand der Technik waren hier bislang
mechanische Anschlagsysteme, deren Vorzüge in ihrer
Robustheit, der vergleichsweise einfachen Bauweise
und Zuverlässigkeit liegen, wenn diese einmal
optimal eingestellt sind. Die Nachteile sind
dennoch vielfältig. So ist es z. B. nicht möglich im
laufenden Produktionsprozess eine Anpassung des
Scherspalts oder des Anschlagkopfwinkels vorzunehmen.
Zugleich sind diese mechanischen Anschläge
nicht in der Lage, auf Positionsabweichungen oder
sich ändernde Bedingungen wie den Verschleiß der
Schermesser zu reagieren bzw. diese auszugleichen.
Bislang war es unvermeidbar, dass der Scherling leicht abkippt,
was gegen Ende des Schervorgangs zu einem Reißen führt. Dieses
Reißen verursacht auf bis zu 20 % der Scherfläche Oberflächenverletzungen
in Form von Ausbrüchen, Schuppen und Falten und
führt zu nicht parallelen Stirnflächen. Das fertige Schmiedeteil muss
kosten- und zeitintensiv spanend nachbearbeitet werden. Um Reserven
für die Nacharbeit zu haben, ist der Betreiber gezwungen, dem
Teilerohling eine entsprechende Materialzugabe zuzugestehen.
Es lag für den Schweizer Maschinenbauer also nahe, über eine
alternative technische Lösung nachzudenken. Der Anspruch an
eine Neuentwicklung: Das Anschlagsystem soll nicht nur in neue
Maschinen, sondern auch in Bestandsanlagen integrierbar sein.
SCHNELLER ALS EIN WIMPERNSCHLAG −
SERVOHYDRAULIK IST DIE LÖSUNG
Aufgrund der durch den begrenzten Bauraum geforderten Leistungsdichte,
der starken Beanspruchung des Anschlagsystems durch aufzunehmende
Kräfte, Vibrationen und hohe Temperaturen sowie der
geforderten Prozesssicherheit für mehrere Millionen Teile pro Jahr
kristallisierte sich relativ schnell der Einsatz einer hydraulischen
Achse als Lösung für den Antrieb des Anschlags heraus. Der Antrieb
des innovativen servohydraulischen Anschlags wurde bei Hatebur
von enem Expertenteam um Dr.-Ing. Mihai Vulcan ausgelegt und
simuliert. „Bei bis zu 80 Hüben bzw. Schervorgängen pro Minute war
auch schnell klar, dass nur ein hoch dynamisches und robustes Servoventil
als zentrales Stellglied des servohydraulischen Anschlags in
Frage kam“, erläutert Dr.-Ing. Vulcan. Hatebur entschied sich schließlich
für ein direktgesteuertes Ventil der Baureihe D636 von Moog,
24 O+P Fluidtechnik 6/2019

VENTILE
POINTIERT
D636-SERVOVENTIL VERFÜGT ÜBER
DIGITALE REGELUNG
01 Direktgesteuertes
Servoventil der Baureihe
D636 mit integrierter
digitaler Elektronik
EIN SCHERVORGANG IN NUR 50
MILLISEKUNDEN
QUALITÄT DER SCHERFLÄCHEN DEUTLICH
VERBESSERT
SERVOVENTIL INDUSTRIE 4.0-FÄHIG
welches sich seit über zehn Jahren am Markt bewährt hat und über
die Jahre ständig weiterentwickelt wurde. Durch die digitale Reglerstruktur
und den leistungsfähigen Linearmotor erreicht das Ventil
die hohen dynamischen Kenndaten, die für den Schervorgang
unabdingbar sind, der mit 50 bis 60 Millisekunden schneller ist als
ein Wimpernschlag.
Im Vergleich zum Moog-Pendant mit analogem Regler (Baureihe
D633) bietet die digitale Variante (Baureihe D636) eine doppelt so
hohe Bandbreite im Kleinsignal-Bereich. Die integrierte Schwingungs-Entkopplung
schützt die Elektronik ferner vor Schock- und
Vibrationsbelastungen. Die verschleißfeste Kolben-Buchsen-
Einheit mit präzisem Nullschnitt wird von einem kurzhubigen
Linearmotor angetrieben.
02 03
MIT DYNAMIK GEGEN AUSBRÜCHE
Das Servoventil mit integrierter Digitalelektronik sorgt während des
Schervorgangs durch eine Kraftregelung (Δp-Regelung) mit Lageüberwachung
dafür, dass jegliche Abweichung von der Sollposition
innerhalb weniger Millisekunden korrigiert wird. Der Abstand
zwischen Messer und Anschlag wird hierdurch während des Schervorgangs
konstant gehalten und es treten kaum noch Zugspannungen
auf. Die notwendigen Daten liefert die im Anschlag integrierte
Messtechnik. Die Ventilstellzeit (0 bis 100 %) von weniger als acht
Millisekunden wird in dieser anspruchsvollen Anwendung nahezu
voll ausgenutzt.
Der Maschinenbetreiber kann das Weg-Kraft-Zeit-Profil innerhalb
bestimmter Grenzen entsprechend seiner Anforderungen frei
parametrieren. Es ist nun möglich, ohne Produktionsunterbrechung
vom Bedienpult aus Anpassungen vorzunehmen, die die
Servohydraulik unmittelbar umsetzt. Dadurch lässt sich der
Verschleiß der Schermesser ausgleichen und andere Einflussfaktoren
auf die Scherqualität wie Werkstoff, Temperatur oder Spannung
in der Trennzone kompensieren.
Um die Vorteile der Digitaltechnik auszuschöpfen setzt Hatebur
auf den echtzeitfähigen EtherCAT-Feldbus und ist somit auch für
die Zukunft gut gerüstet, da das D636 als Industrie 4.0-fähig
bezeichnet werden kann.
ERPROBUNG IM DREISCHICHTBETRIEB
Seit 2017 wird der servohydraulische Anschlag in Partnerschaft mit
einem führenden Automobilzulieferer auf der HOTmatic HM 75 XL
ausgiebig unter verschiedenen Einsatzbedingungen und mit diversen
Werkstoffen erprobt. Es zeigte sich, dass die Simulationsergebnisse
aus der Entwicklungsphase sehr gut mit dem realen Antriebsverhalten
des servohydraulischen Anschlags übereinstimmten und die
02 Mit mechanischem Anschlag abgeschertes Werkstück
− im unteren Bereich sind deutlich Ausbrüche und Schuppungen zu sehen
03 Scherling ohne Ausbruch, hergestellt mit
servohydraulischem Anschlag
Ergebnisse auch noch nach mehreren Millionen produzierter Teile
überzeugend waren.
Das oberste Ziel der Neuentwicklung, die Qualität der Scherflächen
deutlich zu verbessern, wurde zuverlässig erreicht. Prozesssicher
sorgt der servohydraulische Anschlag durch die sensible und
dynamische Regelung des Servoventils für ein hervorragendes
Scherbild. Die Scherflächen sind nun nahezu parallel und die Ausbrüche
und Schuppenbildung auf der Scherfläche werden von
bisher oft 20 Prozent auf durchschnittlich ein Prozent reduziert.
Nacharbeit ist kaum noch notwendig und der Materialverbrauch
sinkt. Da weniger Material erwärmt werden muss, sinken auch die
Energiekosten. Produktionsunterbrechungen sind seltener
notwendig, da sich der Anschlag im laufenden Produktionsbetrieb
gegebenenfalls nachjustieren lässt. Die Prozesssicherheit sowie die
Qualität der fertigen Schmiedeteile steigen.
Derzeit steht bei Moog ein weiterentwickeltes Servoventil der
Baureihe D636 kurz vor der Serienreife, welches durch einen neuen
Linearmotor sowie einer neuen digitalen Elektronik eine noch
höhere Dynamik und somit noch schnellere Reaktionszeiten bieten
wird, was insbesondere bei den kleineren Warmpressen von Hatebur
aufgrund der sehr hohen Taktzahlen zu weiteren Einsparungen
führen kann.
Bilder: © 2019 Hatebur All Rights Reserved
www.moog.com
O+P Fluidtechnik 6/2019 25

DIGITALISIERUNG
DER EINFLUSS VON 5G
AUF ELEKTROHYDRAULISCHE REGELUNGEN
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Die fünfte Mobilfunkgeneration (5G) wird die Fertigungsbereiche in den Fabriken
dauerhaft verändern und den Automationsgrad deutlich erhöhen. Der neue
Mobilfunkstandard hat Auswirkungen auf die gesamte Automationswelt und damit auch
auf die Industriehydraulik. Neben den heute bereits genutzten Mobilfunkanwendungen
wie Remote Control oder vereinzelt bereits Augmented Reality könnte 5G mit seiner stark
verbesserten Leistungsfähigkeit auch direkt in hydraulischen Regelkreisen eingesetzt
werden. Der Beitrag beschreibt den aktuellen Stand von 5G und die potentiellen
Auswirkungen auf die heutige Topologie von elektrohydraulischen Regelungssystemen.
International gesehen ist der neue Mobilfunkstandard auf dem
Vormarsch, auch wenn für die Industrie sehr wahrscheinlich
erst ab dem Jahr 2022 f. mit ausgereiften Installationen zu
rechnen ist. Aktuell entstehen in vielen Ländern 5G-Testanwendungen
und Pilotprojekte in verschiedenen Anwendungsbereichen
(vgl. Titelbild des Beitrags). Sowohl Chiphersteller
(z.B. Qualcomm, Intel, Samsung oder Huawei) als auch Netzausrüster
(z.B. Nokia, Ericsson oder Huawei) und Netzbetreiber
(z.B. Vodafone, Telekom oder Telefonica) kommen mit ersten
Produkten auf den Markt.
Zunächst werden in einer 5G-Erstinstallationsphase beginnend ab
Ende 2019 und vor allem ab 2020 Teilverbesserungen des Mobilfunknetzes
verfügbar sein, die auf dem heutigen, öffentlichen 4G-
Netz aufsetzen. Beide Netze werden parallel betrieben, so dass ein
stufenweiser Ausbau erfolgen kann. 5G wird in den kommenden
Jahren im Vergleich zu 4G bis zu 1 000-fach höhere Datenraten
bieten (eMBB: Enhanced Mobile Broadband), eine massiv höhere
Anzahl an Teilnehmern bzw. IoT-Geräten bedienen können
(mMTC: Massive Machine Type Communications), eine Echtzeitübertragung
mit Latenzzeiten von bis zu 1 ms oder gar darunter
26 O+P Fluidtechnik 6/2019

DIGITALISIERUNG
POINTIERT
5G BIETET NEUE MÖGLICHKEITEN
IN DER INDUSTRIE
AUCH HYDRAULISCHE REGELKREISE KÖNNTEN
EVTL. DRAHTLOS GESCHLOSSEN WERDEN
RAHMENBEDINGUNGEN BEDÜRFEN NOCH
DER KLÄRUNG
Autoren: Dr. Steffen Haack, Bosch Rexroth
AG/ Industrial Hydraulics, Lohr am Main,
Dr. Norman Franchi, 5G Lab Germany/
Technische Universität Dresden, Dresden
01 Private
industrielle Netze
ermöglichen (URLLC: Ultra-Reliable and Low Latency Communication)
und den Energieverbrauch pro Bit senken.
Die Architektur des neuen Mobilfunkstandards 5G richtet sich
stark nach den Anforderungen der Anwender vor Ort. Für elektrohydraulische
Regelungen mit hohen Echtzeitanforderungen kommt
dabei ein 5G-Netz mit URLLC-Funktionalitäten und -Technologien
in Betracht, ein Hoch-Zuverlässigkeitsnetz mit deterministischen
Übertragungseigenschaften und sehr kurzen Antwortzeiten.
PRIVATE INDUSTRIELLE NETZE
Für Industrie 4.0 Anwendungen haben z.B. in Deutschland Unternehmen
die Möglichkeit, lokale, private bzw. nichtöffentliche 5G-
Netze mit eigener Infrastruktur und geschützten 5G-Frequenzen im
Frequenzband 3,7-3,8 GHz unabhängig von den etablierten Mobilfunkbetreibern
aufzubauen und zu betreiben. Ein solcher Netzbetrieb
ist darauf ausgelegt, sehr hohe Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanforderungen
zu gewährleisten. Ein Anwendungsbeispiel
sind echtzeitkritische Regelungen in der industriellen Fertigung. Im
Wesentlichen stehen für die Umsetzung von privaten bzw. nichtöffentlichen
5G-Netzen zwei Varianten zur Verfügung:
n Typ A: Ein physikalisch eigenständiges 5G-Netz auf dem Grundstück
eines Industriebetriebs. Das private Netz kann vom Anwender/Industriebetrieb
selbst oder einem von ihm beauftragten
Dienstleister geplant, aufgebaut und/oder betrieben werden.
n Typ B: Virtualisierung eines privaten 5G-Netzes durch die
Definition und Einrichtung eines Network Slice in einem öffentlichen
5G-Mobilfunknetzwerk. Beispielsweise kann für kleinere
Unternehmen eine erweiterte Rolle der Betreiber der öffentlichen
Netze als ein solcher Dienstleister vorteilhaft sein.
Bild 01 zeigt den prinzipiellen Aufbau eines privaten industriellen
Netzwerkes in einer Fertigungshalle. In der Halle finden sich ein
O+P Fluidtechnik 6/2019 27

DIGITALISIERUNG
02
03
02 Heutige Topologie
elektrohydraulischer
Regelungstechnik
03 Regelung auf Edge
Cloud Level: Zykluszeiten
der Hydraulik
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Sende-/Empfangsgerät des industriellen 5G-Netzes, die Sensorsignale
werden über verschiedene Zugangspunkte erfasst und an
die private industrielle Edge Cloud weitergeleitet, in der die Datenverarbeitung
und die eigentliche Steuerung bzw. Regelung stattfinden
kann. Die in der Regelung generierten Sollwerte werden auf
dem umgekehrten Weg zurück an den Aktor übertragen. Denkbar
sind verschiedene Signal-Routinen, z.B. auch über eine Firewall
nach außen an die Basisstation des öffentlichen 5G-Netzes.
ELEKTROHYDRAULISCHE REGELUNGEN
Elektrohydraulische Regelungen werden beispielsweise bei Rundtaktmaschinen,
Pressen, Kunststoffmaschinen, Holzbearbeitungsmaschinen
und vielen anderen Anwendungen eingesetzt. In Bild 02
sind verschiedene Topologien von hydraulisch geregelten Achsen
dargestellt. Die Regelung (Positions-, Geschwindigkeits-, Druck-,
Kraftregelung- und ablösender Regelung) selbst kann heute in einer
übergeordneten Steuerung (A. Motion Logic Control für Hydraulik),
einer separaten hydraulischen Motion-Steuerung (B. Hydraulic
Motion Control) oder direkt am Ventil in der On-Board-Elektronik
(C. Integrated Axis Controller) erfolgen.
Innere Regelschleife: Die Abtastzeiten des Proportionalventils
selbst betragen etwa

INDUSTRIEPNEUMATIK
300 TAGE:
KLAUS BRINKMANN ZIEHT BILANZ
Seit etwas mehr als 300 Tagen übernimmt
Klaus Brinkmann als Head of Sales nun neue
Aufgaben bei SMC Deutschland. Jetzt zieht
er eine erste Bilanz.
Kundenzufriedenheit und Wachstum: Diese Ziele hat
Klaus Brinkmann als Head of Sales Headquarter nach 300
Tagen erreicht. Der vormalige Verkaufsleiter von SMC
Deutschland wechselte am 1. Juli 2018 in sein neues
Verantwortungsspektrum. „Im Zuge der Digitalisierung verändern
sich die Produktauswahl- und Einkaufsprozesse in der
Industrie grundlegend. Wir wollen unseren Fokus noch mehr auf
die Kunden und ihre Anforderungen legen“, sagt Klaus Brinkmann.
In der Abteilung Sales Headquarter werden Kunden direkt
mit den für sie wichtigsten Unternehmensbereichen verbunden.
„DER KUNDE STEHT IMMER IM MITTELPUNKT“
Für Klaus Brinkmann war der Wechsel von der Verkaufsleitung
in seine neue Tätigkeit folgerichtig. „Für mich als Head of Sales
Headquarter stehen die Kunden jetzt noch mehr im Mittelpunkt“,
erklärt er – und zieht ein positives Fazit seiner ersten 300
Tage im Amt. „Die Zusammenarbeit mit den bestehenden
Verkaufsstrukturen funktioniert sehr gut, wir ergänzen uns ganz
natürlich.“ In Zukunft möchte er Unternehmensbereiche wie das
Customer Project Management, Product Management und das
Customer Service Center aktiv ausbauen. Der Maschinenbau-
Ingenieur ist seit 2006 bei SMC und war zunächst als Gebietsund
später Regionalverkaufsleiter tätig, bevor er 2015 zum
Verkaufsleiter für Deutschland ernannt wurde. „SMC bietet
große Freiheiten bei der Arbeit. Das trägt sicher auch zum
Engagement und zur Bereitschaft der Kolleginnen und Kollegen
bei, sich auf Veränderungen einzustellen“, erläutert Klaus
Brinkmann, was er an SMC besonders schätzt.
GEMEINSAM IN DIE DIGITALISIERTE ZUKUNFT
In seiner neuen Position bei SMC will er das Unternehmen gemeinsam
mit Stephan Neuwirth voranbringen, der zum gleichen
Zeitpunkt als Head of Sales startete: „Wir stellen die Verbindung
zwischen Sales und Sales Headquarter her. So können wir ganzheitlich
auf die Anforderungen unserer Kunden eingehen.“ Dazu
gehört zunehmend auch die Digitalisierung, die Klaus
Brinkmann als Innovationsbeschleuniger versteht – auch für
SMC Technologien. „Schon heute sind wir mit unserem breiten
Produktspektrum von 12 000 Basismodellen und mehr als
700 000 Varianten führend in der Branche“, betont Klaus
Brinkmann. Zudem entwickelt und produziert SMC als einer von
wenigen Herstellern weltweit komplette IO-Link Systeme vom
Master bis zum Aktor/Sensor aus einer Hand. „Für den weiteren
Erfolg des Unternehmens sind zwei Personengruppen essenziell:
die Kunden und die Mitarbeiter. Dabei steht für uns immer
der persönliche Kontakt mit den Kunden im Vordergrund“,
beschreibt Klaus Brinkmann die Ziele.
www.smc.de
O+P Fluidtechnik 6/2019 29

SCHLAUCHVERBINDUNGEN
AUS EDELSTAHL − ERSTE WAHL IN
RAUEN UMGEBUNGEN
SPECIAL INDUSTRIEPNEUMATIK
Lebensmittel müssen effizient in der Herstellung
und einfach in der Handhabung sein. Vor allem
in der Getränke- und Tiernahrungsindustrie
haben sich deshalb die sogenannten
Standbodenbeutel durchgesetzt. Mit
entsprechend konzipierten Beutelfüllmaschinen
lassen sich praktisch verpackte Lebensmittel
besonders effizient produzieren. Dazu tragen
auch pneumatische Steckanschlüsse aus
Edelstahl bei, die im Nassbereich der
Füllmaschinen zum Einsatz kommen
und sich dort vor allem wegen ihrer
Korrosionsbeständigkeit und der schnellen
Montage bewähren.
Ein renommierter deutscher Hersteller für High-Speed-
Beutelfüllmaschinen entwickelt und realisiert Prozessanlagen
sowie Beutelfüllmaschinen, die vor allem in der
Getränke-, Lebensmittel- und Tiernahrungsindustrie zum
Einsatz kommen. In diesen Branchen sind die Anforderungen an
die Hygiene sehr hoch, entsprechend müssen sich die Anlagen
gut reinigen lassen. Für die verbauten Komponenten bedeutet
das, dass sie nicht nur den rauen Produktionsumgebungen,
sondern auch chemischen Reinigungsmitteln und Spritzwasser
trotzen müssen. Das gilt auch für die pneumatischen Anschlüsse,
die im Nassbereich der Füllmaschinen zum Einsatz kommen:
Auch wenn diese Bauteile nicht direkt mit den Produkten in
Berührung kommen, so werden sie doch in einem hygienisch
anspruchsvollen Bereich eingesetzt und sind rigorosen Reinigungsprozeduren
ausgesetzt.
EDELSTAHL STATT NICKEL
Damit die Anschlüsse in diesen Umgebungen standhalten, ist die
Wahl des Werkstoffes maßgeblich. Vernickelte Komponenten
haben bei feuchter Umgebung noch einen ausreichenden Korrosionsschutz,
sofern die Nickelschicht unbeschädigt bleibt. Den
Umgebungseinflüssen, denen die Füllmaschinen ausgesetzt sind,
halten sie aber nicht stand – das macht sich nach kurzer Zeit durch
30 O+P Fluidtechnik 6/2019

SCHLAUCHVERBINDUNGEN
02
01
POINTIERT
AUS KORROSIONSBESTÄNDIGEM
EDELSTAHL GEFERTIGT
HALTEN EXTREMEN
DRUCKVERHÄLTNISSEN STAND
IN EINEM WEITEN TEMPERATUR-
BEREICH EINSETZBAR
MONTAGE ERFORDERT
GERINGEN KRAFTAUFWAND
Lochkorrosion bemerkbar. Aus diesem Grund setzt der deutsche
Maschinenbauer auf Anschlüsse aus Edelstahl. Komponenten aus
diesem Werkstoff sind für raue Produktionsumgebungen besser
gewappnet, da sie auch ohne Beschichtung sehr widerstandsfähig
gegen korrosive Einflüsse sind.
HYGIENISCH, FLEXIBEL, WIDERSTANDSFÄHIG
01 Vakuum von - 0,95 bar als auch Überdrücke bis 16 bar überstehen
die Edelstahl-Steckanschlüsse des Programms 17 dauerhaft
02 Die Lösehülse der Eisele Schlauchanschlüsse ermöglicht die
komfortable Demontage des Schlauches
Bei der Suche nach einem Anbieter entsprechender Steckanschlüsse
aus Edelstahl fiel die Wahl auf das Unternehmen Eisele aus Waiblingen.
Mit den Anschlüssen vom Typ Inoxline des Programms 17
fand man die ideale Lösung, die Zuverlässigkeit, Haltbarkeit und
optimale Hygiene vereint.
Für den Einsatz in rauen Umgebungen bringen diese Edelstahlkomponenten
beste Voraussetzungen mit: Sie halten sowohl einem
Vakuum von - 0,95 bar als auch Überdrücken bis 16 bar langfristig
stand, ohne Risiko der Leckagenbildung. Überall dort, wo in der
Produktionsumgebung Vibrationen und Schlauchbewegung
auftreten, werden zudem Verschraubungen mit Überwurfmutter
eingesetzt. So lässt sich ein unkontrolliertes Lösen der Schlauchverbindung
verhindern.
Die Steckanschlüsse mit Lösehülse und Dichtung sind in verschiedenen
Bauformen lieferbar und werden aus rostfreiem und
säurebeständigem Edelstahl 1.4301/07 gefertigt. Sie sind so konstruiert,
dass sie bezüglich Reinigungsfreundlichkeit und Korrosionsbeständigkeit
höchsten Anforderungen gerecht werden.
Mit einem weiten Temperaturbereich von - 20 bis 120 °C sind die
Steckanschlüsse flexibel einsetzbar und können mit entsprechender
Ausstattung sogar Temperaturen von - 50 bis 200 °C standhalten. Das
Programm 17 benötigt wenig Bauraum und stellt im Inneren der
Anlage trotzdem den vollen Schlauchdurchgang zur Verfügung.
KOMFORTABEL IN DER HANDHABUNG
Die Allround-Anschlüsse aus Edelstahl von Eisele ermöglichen eine
schnelle Montage und Demontage von Druckluftschläuchen ohne
Werkzeug. Die Einschraubseite zur Montage des Steckanschlusses
an der Maschine oder am Prozessventil ist mit einem gekammerten
O-Ring abgedichtet. Der Schlauch muss nur bis zum Anschlag in
die Lösehülse des Steckanschlusses geschoben werden. Die patentierte
Spannzange im Inneren des Anschlusses hält den Schlauch
dauerhaft, zuverlässig und beschädigungsfrei in seiner Position fest.
Auch bei häufiger Montage und Demontage – zum Beispiel für
Wartungszwecke – bleibt der Schlauch aufgrund der Spannzange
unbeschädigt und hält immer fest und dicht. Ein Druck auf die
Lösehülse – und schon kann der Schlauch entfernt werden.
Diese einfache Handhabung kommt auch bei dem Hersteller der
Beutelfüllmaschinen gut an, denn die dort zuvor verwendeten Steckanschlüsse
erfordern bei der Montage teilweise einen hohen Kraftaufwand.
Hintergrund hierbei ist, dass diese herkömmlichen Anschlüsse
nicht über eine Lösehülse verfügen, sondern nur mit einem Lösering
ausgestattet sind. Dieser muss mit großer Kraft gedrückt werden, was
sich manuell nur schwer bewerkstelligen lässt. Der Einsatz von Werkzeug
hingegen führt vor allem bei Kunststoff-Löseringen schnell zu
Beschädigungen, die das Lösen noch zusätzlich erschweren. Die
großzügig ausgelegte Lösehülse der Inoxline-Edelstahlanlüsse
erfordert dagegen nur wenig Kraft und ermöglicht die komfortable
Demontage des Schlauchs auch noch nach langer Einsatzdauer.
www.eisele.eu
O+P Fluidtechnik 6/2019 31

PRÜFADAPTER
PRÜFADAPTER MACHEN
DICHTUNGSMITTEL OBSOLET
SPECIAL / INDUSTRIEPNEUMATIK
In zahlreichen Industrien ist die
pneumatische Dichtheitsprüfung eines der
gängigsten Prüfverfahren und muss schnell,
zuverlässig und leckagefrei erfolgen.
Prüfadapter von WEH können hierbei
helfen. Der Anschluss an das zu prüfende
Bauteil erfolgt in Sekundenschnelle durch
einfaches Aufstecken, ohne langwieriges
Schrauben. Zusätzliche Dichtungsmittel
sind durch den Einsatz von WEH
Prüfadaptern nicht mehr notwendig.
Die Pneumatik ist in der Antriebs- und Fluidtechnik
heutzutage nicht mehr weg zu denken und in vielen
Anwendungen der Industrieautomation ein wesentliches
Element – vom Maschinenbau bis zum Bergbau sowie der
Lebensmittelherstellung. Auch wenn der Druck im Vergleich zu
Hydrauliksystemen relativ gering ist, bieten Pneumatiksysteme einen
bedeutenden Vorteil: Sie sind gegenüber Umwelteinflüssen,
wie Temperaturschwankungen und Schwingungen, sehr robust.
Um Leckagen, die oftmals erst spät bemerkt werden und zu
steigenden Energiekosten führen, müssen auch pneumatische
Komponenten vor ihrem Einsatz auf Dichtigkeit geprüft werden.
Hierfür bietet WEH verschiedenste Prüfadapter für eine Vielzahl
von Anschlussmöglichkeiten. Egal ob pneumatische Bauteile mit
Innen- oder Außengewinde, Glattrohr oder Bohrung, mit Bund
oder Sicke, WEH liefert den passenden Adapter. Der Großteil der
WEH Adapter besitzt das speziell von WEH entwickelte einzigartige
Spannzangensystem. Dies bietet bedeutende Vorteile gegenüber
herkömmlichen Schraubverbindungen. Schraubverbindungen
32 O+P Fluidtechnik 6/2019

PRÜFADAPTER
sind oft nicht wirklich dicht und können Leckagen verursachen.
Daher muss der Gewindeanschluss zusätzlich mit Teflonband
umwickelt oder ein Dichtungsmittel aufgetragen werden.
Die Herausforderung dabei ist dann das richtige Anzugsdrehmoment
zu finden, da sich dieses durch das zusätzliche Teflonband
bzw. Dichtungsmittel verändert. Auch durch Schwingungen oder
Stöße, denen die Schraubverbindungen ausgesetzt sind, kann sich
die Verbindung wieder lockern, was wiederum zu Undichtheit führt.
Ein weiterer Nachteil von Schraubverbindungen ist die mangelhafte
Ergonomie. Durch umständliches und langwieriges Hantieren
werden die Gelenke der Bediener erheblich belastet. Manuelles Anund
Abschrauben ist auf Dauer nicht nur zeitraubend und daher
kostenintensiv, sondern auch sehr anstrengend und kann unter Umständen
zu krankheitsbedingten Ausfällen der Anwender führen z. B.
wegen Überbeanspruchung (Abnutzung/Entzündung) der Gelenke.
Mit dem WEH® Adapter TW05 bietet WEH das ideale Werkzeug für
Funktions-, Dichtheits- und Druckprüfungen von pneumatischen
Komponenten mit Innengewinde. Das Anschließen und die Druckbeaufschlagung
mit 5 - 12 bar erfolgen in einem Arbeitsgang. Durch
einfaches Betätigen der Schiebehülse spreizen die patentieren WEH®
Spannzangen auf und greifen im Gewinde. Zusätzliche Dichtmittel
werden nicht benötigt. Aufwendige und teure Spann- und Prüfvorrichtungen
entfallen. Somit wird eine sichere und druckdichte
Verbindung in Sekundenschnelle hergestellt – ohne aufwändiges Anund
Abschrauben. Aufgrund der zunehmenden Automatisierung,
vor allem im Hinblick auf Industrie 4.0, bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung,
bestehen immer höhere Forderungen, die vor allem in
der Serienfertigung realisiert werden müssen. Kontinuierliche
Verbesserungsprozesse im Rahmen des Qualitätsmanagements sind
daher unerlässlich, um den geltenden Qualitätsnormen gerecht zu
werden und diese effizienter zu gestalten. Deshalb werden vor allem
in der Serienfertigung Dichtheitsprüfungen immer mehr automatisiert,
da hier oft sehr hohe Stückzahlen während des Produktionsprozesses
zuverlässig auf Dichtigkeit geprüft werden müssen.
Die pneumatische Dichtheitsprüfung ist hierbei das gängigste
automatisierte Prüfverfahren in der Automobil- und Hydraulikindustrie,
Kälte-Klima-Technik sowie im gesamten produzierenden
Gewerbe und eignet sich für zahlreiche Anwendungsbereiche, wie
z. B. für Prüfstände, Messgeräte, Motoren, Zylinder, Fluidleitungen,
Ventile, Druckbehälter, Pumpen, Filter, uvm.
Die pneumatisch betätigten WEH Prüfadapter mit dem WEH
Spannzangensystem haben sich seit Jahrzehnten zur Automatisierung
bewährt und vereinfachen Prozessabläufe, steigern die
Produktivität und sorgen so für einen schnellen ROI.
Seit vielen Jahren in fast allen Industrien zu finden, sind die Adapter
TW17 und TW18, die an nahezu allen genormten Innen- bzw.
Außengewinden anschließen. Aufgrund des modularen Aufbaus der
TW17 und TW18 Baureihe sind die Adapter vielfältig einsetzbar und
neben der V-Version mit pneumatischer Betätigung über Ventilknopf
oder als P-Version für externe manuelle, halb- oder vollautomatische
Ansteuerungen auch als H-Version mit Handhebel betätigung
zur manuellen Prüfung von kleinen Stückzahlen verfügbar.
Die Betätigungen können jederzeit ganz einfach gewechselt
werden. Hierfür muss lediglich der hintere Teil des Adapters ausgetauscht
werden. Vor allem die V-Version sowie die P-Version
werden gerne bei der Serienfertigung zur Dichtigkeitsprüfung von
hydraulischen und pneumatischen Komponenten eingesetzt. Die
Spannzangen greifen im oder auf dem Prüfling durch Zuführen des
Steuerdrucks über den Steuerdruckanschluss. Die druckdichte
Verbindung wird also automatisch durch Zuführung des
Steuerdrucks hergestellt, anstatt über Handhebel, Spannhebel oder
Schiebehülse, wie bei manuell betätigten Adaptern. Somit kann die
Dichtheitsprüfung von Komponenten voll in den Produktionsprozess,
als Teil der Qualitätssicherung integriert werden. Gerade im
Automobilbereich wird immer mehr auf automatisierte Prozesse
gesetzt. Verschiedenste Anschlüsse mit den unterschiedlichsten
Anschlussspezifikationen wie z. B. Bauteile mit Sicke, Bördel, Bund,
Flansch, Stutzen oder Außengewinde müssen automatisiert geprüft
werden. Neben herkömmlichen Druck- und Dichtheitsprüfungen
werden regelmäßig Hot- und Coldtests an Motoren durchgeführt.
Die zu prüfenden Anschlüsse befinden sich meist in beengten
Platzverhältnissen, daher sind in der Automobilindustrie vor allem
die Universaladapter TW800 und TW850 gefragt, diese schließen an
einer Vielzahl von Anschlussmöglichkeiten an. Bauteile wie z. B.
Druckbehälter, Kompressoren, Wärmetauscher, Motoren, Schläuche,
Rohre oder Tanks werden entweder im Niederdruckbereich bis
max. 50 bar (TW800) oder im Hochdruckbereich bis max. 630 bar
(TW850) geprüft. Zur Prüfung von Automotive-Bauteilen steht der
Kraftstoffanschluss WEH TW713 zur Verfügung, der speziell zum
automatisierten Anschließen an die Kraftstoffleitung an Motorenprüfständen
entwickelt wurde. Aber auch für Dichtigkeitsprüfungen
von Komponenten mit Augenschrauben und Rohr- / Schlauchanschlüssen
mit Überwurfmuttern bietet WEH den passenden
Multifunktionsanschluss TW130. Über 40 Jahre Entwicklungskompetenz
in der Verbindungstechnik führen bei WEH heute zu
Produkten, die Effizienz und Ergonomie garantieren und selbst
strengste Sicherheitsanforderungen erfüllen.
www.weh.com
POINTIERT
DICHTHEITSPRÜFUNG IN VIELEN
INDUSTRIEN NOTWENDIG
MIT I4.0 SOLL QUALITÄT VON PRODUKTEN
GESTEIGERT WERDEN
PRÜFADAPTER KÖNNEN PROZESS
BESCHLEUNIGEN…
…UND DICHTUNGSMITTEL OBSOLET
MACHEN
Universaladapter TW800 für Dichtheitsprüfungen an Motoren im Einsatz

PREDICTIVE MAINTENANCE
KMU: DIE DIGITALISIERUNG
ERFOLGREICH ANGEHEN
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN
Digitalisierungsprojekte wie die
vorausschauende Wartung gehören für große
Unternehmen längst zum Unternehmensalltag.
Trotz nachgewiesener (Wettbewerbs-) Vorteile
scheuen kleine und mittlere Unternehmen vor
Digitalisierungsvorhaben aber häufig noch
zurück. Oft mangelt es ihnen an Know-how und
Ressourcen, um den richtigen Zugang für ihr
Unternehmen zu finden. Mit externer Hilfe
können sie das eigene Potential erschließen
und gewinnbringende Projekte initiieren.
Autor: Dr. Andreas Wierse, Geschäftsführer Sicos BW GmbH
Viele Erfolgsbeispiele zeigen: Digitalisierungsprojekte rund
um Big Data, Smart Data und Co. verschaffen Unternehmen
enorme Vorteile und erhöhen die Wettbewerbsfähigkeit.
Als Paradebeispiel gilt die vorausschauende Wartung
(Predictive Maintenance). Mit ihrer Hilfe können Unternehmen
Wartungszeiten passgenau planen und Ausfallzeiten minimieren –
dies spart Zeit und Kosten. Die Konstruktions- und Entwicklungsabteilungen
sind darüber hinaus in der Lage, Rückschlüsse aus den
aus der Produktion zurückfließenden Daten zu ziehen und
ihrerseits die Prozesse zu optimieren. Unternehmen und Kunden
profitieren davon gleichermaßen.
NEUTRALE BERATUNG
Die Beurteilung, ob, wann und wie Big-/Smart-Data-Technologien
auch für das eigene Unternehmen lohnenswert sind, fällt kleinen
und mittleren Unternehmen (KMU) oft schwer. Häufig mangelt es
ihnen an Fachwissen und Ressourcen. Externe Unterstützung kann
hier Abhilfe schaffen und den Weg für Digitalisierungsvorhaben
ebnen. Mittlerweile existieren in den einzelnen Bundesländern
zahlreiche Initiativen, Förderprogramme und Kompetenzzentren,
die den ansässigen Unternehmen bei Bedarf Standortvorteile, auch
beim Einsatz von Industrie 4.0-Technologien, bieten.
So berät beispielsweise das Smart Data Solution Center Baden-
Württemberg (SDSC-BW) neutral und unabhängig zu Smart-Data-
Technologien, mit finanzieller Unterstützung durch das Landes-
34 O+P Fluidtechnik 6/2019

PREDICTIVE MAINTENANCE
POINTIERT
KMU SCHEUEN
DIGITALISIERUNG
DIGITALISIERUNGSVORHABEN
WERDEN GEFÖRDERT
DIGITALISIERUNG IM
MITTELSTAND IST UMSETZBAR
ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg
(MWK). 2014 von der Stuttgarter Sicos BW GmbH und
dem Karlsruher Institut für Technologie (KIT) gestartet, bietet das
Solution Center eine kostenfreie Potentialanalyse. Mit Hilfe dieser
Analyse können Unternehmen unterschiedliche Smart-Data-
Technologien kennenlernen und einschätzen, wie Big und Smart
Data auch in ihrem Unternehmensumfeld eingesetzt werden können.
Die SDSC-BW-Experten beraten dann hinsichtlich weiterer
konkreter Schritte zu möglichen Einsatzfeldern und stehen bei
Bedarf als Begleiter bei der Umsetzung eines tiefergehenden
Projekts zur Verfügung.
Projektbeispiele des SDSC-BW zeigen, dass Digitalisierungsvorhaben
auch im Mittelstand erfolgreich umgesetzt werden können.
PROJEKTBEISPIEL: DRUCKLUFTSYSTEMDATEN
SINNVOLL NUTZEN
Als Partner der Industrie deckt die Mader GmbH & Co. KG,
Leinfelden-Echterdingen, mit ihrem Leistungsspektrum die gesamte
Druckluftstrecke ab. Zum Leistungsportfolio gehört neben dem
Produktprogramm auch eine Reihe von Dienstleistungen, wie zum
Beispiel die Planung und Installation von Druckluftsystemen. Das
Unternehmen sucht permanent nach neuen Energieeffizienztechnologien,
denn: Rund 78 Prozent der Lebenszykluskosten einer Druckluftanlage
sind Energiekosten. Laut Deutscher Energie Agentur (dena)
lassen sich im Druckluftbereich rund 50 Prozent der Energie einsparen.
Wartungsroutinen, Echtzeit-Überwachungssysteme, effizientes
Design und Systemkonfigurationen haben bei Mader bereits zur
Steigerung der Energieeffizienz beigetragen. Um die Effizienz
weiter zu verbessern, untersuchte das Unternehmen die Möglichkeit,
mit Hilfe von Smart-Data-Systemen bislang unerkannte
Muster in bereits gewonnen Daten zu entdecken. Hierzu stellte es
den Datenexperten des SDSC-BW die Zeitreihendaten eines ihrer
Druckluftsysteme zur Verfügung. Diese enthielten neben Daten aus
der Kompressor-Steuerung auch verschiedene Sensordaten –
inklusive Energieverbrauch, Maschinenaktivitäten und mehreren
Variablen, die den aktuellen Zustand des Systems widerspiegelten.
Das Team nutzte diese Daten, um herauszufinden, inwieweit sie für
eine vorausschauende Instandhaltung geeignet sind. Gleichzeitig
galt es weitere energieeffiziente Kompressor-Optimierungen zu
entdecken. Die Experten des SDSC-BW wandten hierzu eine Zeitreihenanalyse
sowie Techniken des maschinellen Lernens an. Das
erlaubte ihnen, die Entwicklung der Druckluftsystemdaten zu
untersuchen – insbesondere die Korrelation zwischen möglichen
Faktoren wie zum Beispiel die Auslastungskombination der
Kompressoren und dem Gesamtenergieverbrauch des Systems.
Das Ergebnis der sechswöchigen Potentialanalyse machte deutlich,
dass ein Druckluftsystem in der Praxis erheblich von einem
Modell, das aus theoretischen Werten berechnet wurde, abweichen
kann. Weiterhin zeigte sich, welche Rolle Smart-Data-Analytics zukünftig
bei der weiteren Verbesserung der Energieeffizienz in der
gesamten Druckluftkette spielen wird. Mader kann nun weitere
Schritte unternehmen, um die Vision eines noch energieeffizienteren
Druckluftprozesses zu verwirklichen.
AUCH KLEINE DATENMENGEN LIEFERN
WERTVOLLE ERKENNTNISSE
Beispiele wie dieses zeigen: Die gängige Annahme, dass nur
große Unternehmen über das erforderliche Datenvolumen verfügen,
um erfolgreiche Digitalisierungsprojekte umzusetzen, ist ein
Irrglaube. Selbst wenn die Begrifflichkeit „Big Data“ es suggeriert,
kommt es nicht allein auf die Menge der Daten an. Auch KMU
besitzen ausreichend Daten, die in Kombination mit weiteren
externen Daten oder Informationen gewinnbringend sein
können. Sie müssen lediglich eine gewisse Qualität und Varianz
aufweisen. So sind sie dann von Interesse, wenn sich in ihnen
Muster oder Verbindungen erkennen lassen, die Erkenntnisse für
die Prozessoptimierung liefern. Bei Smart-Data-Analysen geht es
deshalb nicht nur um die mittels IT erfassten Datenmengen,
sondern auch um die Zusammenführung mit weiteren Informationen
– wie die Materialbeschaffenheit oder die Erfahrungswerte
von Technikern. So können auch KMU aus ihren kleineren
Datenmengen wertvolle Erkenntnisse ziehen und ihre
Wettbewerbs fähigkeit stärken.
www.sicos-bw.de
O+P Fluidtechnik 6/2019 35

FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
SIMULATION
DRUCKSCHWINGUNGSANALYSE
HYDROSTATISCHER ANTRIEBSSTRÄNGE
Heiko Baum
Druckschwingungen in hydrostatischen Antriebssträngen können Geräusche
und Bauteilschädigungen verursachen und beeinträchtigen die Funktion und
die Zuverlässigkeit. Eine Analyse der Druckschwingungssituation kann nur im
Gesamtsystem erfolgen, da Leitungsverzweigungen und die Hydrostaten
selbst Einfluss auf die Resonanzfrequenzen und die Schwingungsformen
ausüben. Eine Visualisierung der Schwingungsform hilft, die
Wirkzusammenhänge im hydrostatischen Antriebsstrang zu verdeutlichen
und ist eine Grundvoraussetzung für die Entwicklung von Abhilfemaßnahmen.
In diesem Beitrag wird die Vorgehensweise einer simulativen
Druckschwingungsanalyse am Beispiel eines hydraulischen Antriebsstrangs
mit drei individuell verstellbaren Hydrostaten präsentiert.
36 O+P Fluidtechnik 6/2019

SIMULATION
EINLEITUNG
Gesteigerte Anforderungen der Kunden nach reduziertem
Verbrauch, verbessertem Komfort und erhöhter Leistungsfähigkeit
sowie gesetzliche Vorgaben bezüglich der maximal zulässigen
Schadstoffemissionen haben zur Folge, dass ein moderner Antriebsstrang
immer komplexer wird. Für den Fahrantrieb mobiler
Arbeitsmaschinen haben sich in den letzten Jahrzehnten teil- und
vollhydrostatische Antriebsstrangkonzepte in vielen Anwendungen
etabliert, wobei jedoch unterschiedliche Belastungsprofile angepasste
Lösungen für den Antriebsstrang und die Getriebesteuerung
erforderlich machen [1].
Die Mehrzahl der hydrostatischen Antriebsstränge (Bild 01)
besitzt mindestens eine Fahrpumpe und in der Regel mehrere
Fahrmotoren. Verbunden sind die Hydrostaten des Getriebes
durch ein Leitungssystem, das sich abhängig von der Topologie
des gesamten Fahrzeugs in mehrere Leitungen unterschiedlicher
Länge verzweigt. Die Hydrostaten werden individuell verstellt,
um den Antriebsstrang im optimalen Wirkungsgradbereich zu
betreiben oder um spezielle Betriebsbedingungen, wie z. B. bei
großen Maschinen eine enge Kurvenfahrt, zu ermöglichen.
PROBLEMSTELLUNG
Die geforderte Flexibilität moderner Antriebsstränge stellt nicht
nur besondere Anforderungen an die Steuerung der Hydrostaten,
auch hinsichtlich des Druckschwingungsverhaltens der Leitungen
stehen die Entwickler immer wieder vor neuen Herausforderungen.
Mit modernen fluidtechnischen 1D-Simulationswerkzeugen
[2] ist heute jedoch eine Vorhersage möglich, bei welchen
Betriebsbedingungen (stationärer Druck, dynamische Druckamplitude,
Frequenz der Pulsation) der Antriebsstrang druckschwingungsmäßig
auffällig ist.
Grundsätzlich gilt, dass jedes Hydrauliksystem, auch ein
hydrostatischer Antriebsstrang, mehrere Eigenfrequenzen besitzt.
Dies bedeutet aber noch nicht, dass im System auch Resonanzprobleme
auftreten, denn dazu müssen die Eigenfrequenzen
zunächst einmal angeregt werden. Im Antriebsstrang erfolgt die
01
Schemata und Anwendungsbeispiele unterschiedlicher Antriebsstrangkonzepte [1]
02
Druckpulsausbreitung in einem einfachen hydrostatischen
Antriebsstrang mit ausreichender Systemdämpfung
O+P Fluidtechnik 6/2019 37

SIMULATION
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
03
04
Druckleitung eines verzweigten hydrostatischen Antriebsstrangs mit beginnendem
Druckpulsationsproblem
Simulationsmodell des hydrostatischen Beispielantriebsstrangs
Anregung durch Volumenstrompulsation,
die durch prinzipbedingte kinematische
Ungleichförmigkeiten und Umsteuervorgänge
in den Hydrostaten entsteht. Die Volumenstromwellen
induzieren Druckwellen,
die als Anregung durch das gesamte
hydraulische System laufen. Aufgrund der
variablen Drehzahl der Hydrostaten wird
das Hydrauliksystem durch die Druckpulsation
in einem breiten Frequenzspektrum
angeregt, was unglücklicherweise die
Wahrscheinlichkeit erhöht, dass eine Systemresonanz
„getroffen“ wird. Im nachfolgenden
Beispiel wird zunächst vereinfachend
allein die Anregung durch die
Grundfrequenz f eines Hydrostaten (f=n∙z)
betrachtet. Die reale Anregung durch einen
Hydrostaten ist deutlich komplexer,
was bei der Analyse der Druckschwingungssituation
thematisiert wird.
Ob es im Resonanzfall im hydrostatischen
Antriebsstrang zu einem Druckschwingungsproblem
kommt, hängt von der Höhe
der Druckpulsation und von der
Systemdämpfung ab. In Bild 02 ist dies
idealisiert für einen charakteristischen
Druckpuls der Quelle (Pumpe) dargestellt,
wobei die Aussagen prinzipiell auch für
einen Druckpuls des Verbrauchers (Motor)
gültig sind. Die Wahrscheinlichkeit, dass
eine Systemresonanz getroffen wird, erhöht
sich mit jedem Hydrostaten, der seine
Drehzahl ändert.
Der Druckpuls der Quelle in Bild 02
„läuft“ zunächst als Druckwelle durch das
Leitungssystem in Richtung Verbraucher.
Die Ausbreitungsgeschwindigkeit der
Druckwelle hängt dabei vom Druckniveau,
der Temperatur und von der Steifigkeit der
Rohr- oder Schlauchwand ab [3]. Dämpfung
erfährt die Druckwelle dabei durch
die interne Reibung im Fluid und vor allem
durch das viskoelastische Verhalten
eventuell im Leitungssystem verbauter
Schläuche [4], die mit der Druckwelle interagieren.
Die Energie der Druckwelle
wird in Wärme umgewandelt (dissipiert).
Am Verbraucher angekommen, läuft die
Druckwelle in diesen ein, wird in diesem
weiter gedämpft und durch diesen reflektiert.
Was von der Druckwelle jetzt noch
übrig ist, läuft durch das Leitungssystem
zurück in Richtung Quelle, wobei wiederum
Energie dissipiert wird. Im Idealfall
wird eine von der Quelle ins System eingebrachte
Druckwelle auf ihrem Weg durch
das System und zurück zur Quelle
komplett dissipiert. Selbst wenn die
Resonanz „getroffen“ wird, kommt es dann
zu keinem Druckpulsationsproblem.
Bei hydrostatischen Antriebssträngen
größerer Leistung ist nicht die kinematische,
sondern die kompressionsbedingte
Pulsation die dominierende Anregung. In
der Regel ist die kompressionsbedingte
Druckpulsation so groß, dass die erzeugte
Druckwelle nicht komplett dissipiert wird.
Salopp ausgedrückt bleibt von der Druckwelle
auf ihrem Weg durch das Leitungssystem
immer noch so viel „übrig“, dass sie
es bis zur Quelle zurückschafft.
Im Resonanzfall (Bild 03) trifft die
rücklaufende Druckwelle genau dann auf
die Quelle, wenn von dieser eine neue
Druckwelle erzeugt wird. Durch die Überlagerung
der beiden Druckwellen ergibt
sich eine Druckwelle mit etwas größerer
Amplitude. Von dieser zweiten Druckwelle
bleibt bei ihrer Rückkehr zur Quelle
38 O+P Fluidtechnik 6/2019

SIMULATION
noch mehr erhalten als von der ersten, sodass die dritte
Druckwelle eine noch größere Amplitude besitzt, usw. Das
Druckpulsationsproblem ist entstanden.
Bild 03 visualisiert die Resonanzsituation in einem verzweigten
hydrostatischen Antriebsstrang und verdeutlicht, dass mit jedem
zusätzlichen im Antriebsstrang enthaltenen Hydrostaten die
Gefahr weiter steigt, dass eine Systemresonanz „getroffen“ wird.
Resonanzen und die daran gekoppelten Schwingungsformen
bilden sich nämlich nicht nur zwischen der Quelle und den
Verbrauchern, sondern auch zwischen den Verbrauchern selbst.
Der Beispielantriebsstrang aus Bild 03 hat drei unterschiedliche
Leitungslängen, von der jede einzelne durch die beiden angeschlossenen
Hydrostaten angeregt wird. In Summe ergeben sich
hieraus für den Antriebsstrang 3 (Leitungslängen) × 2 (Hydrosta-
05
Zeitsignal und FFT-Spektrum der Drücke am Hydrostatenflansch
06
Spektrogramme der Drucksignale bei simultaner Verstellung der Hydrostaten
O+P Fluidtechnik 6/2019 39

SIMULATION
07
Schwingungsformen in einem hydrostatischen Antriebsstrangs mit beginnendem Druckpulsationsproblem
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
ten) = 6 Grundkonfigurationen, bei denen Systemresonanzen
allein durch die Grundfrequenzen der Hydrostaten (f=n∙z)
angeregt werden können.
Bei den Erläuterungen zu Bild 03 ist allerdings noch nicht
berücksichtigt (und auch nicht eingezeichnet), dass ein
Antriebsstrang gewöhnlich ein Leitungssystem für den Zu- und
eines für den Rücklauf hat. Selbst bei exakt gleichem Leitungsaufbau,
wovon in der Praxis aber nicht ausgegangen werden
kann, haben die beiden Leitungssysteme unterschiedliche
Resonanzfrequenzen, da sich druckabhängig die Wellenausbreitungsgeschwindigkeit
im Fluid ändert. Wechselt bei einer
Fahrtrichtungsumkehr der Maschine das Druckniveau in den
Leitungen, so steigt die Anzahl der Konfigurationen, bei denen
Systemresonanzen angeregt werden können, hierdurch auf
6 Grundkonfigurationen × 2 Druckniveaus × 2 unabhängige
Leitungssysteme = 24 Konfigurationen an.
In der Entwicklung des Antriebsstrangs ist es nahezu unmöglich
all diese Konfigurationen versuchstechnisch abzusichern, zumal
der Einfluss der Temperatur auf die Frequenzverschiebung der
Systemresonanzen noch gar nicht berücksichtigt ist.
An dieser Stelle kommt die simulative Druckschwingungsanalyse
als Hilfsmittel zur entwicklungsbegleitenden Absicherung ins Spiel.
Bild 04 zeigt ein hierzu geeignetes Simulationsmodell. Im unteren
Bildteil befindet sich der hydrostatische Antriebsstrang, der aus
drei hybriden Pumpenmodellen [4] und einem verzweigten
Leitungssystem, das durch mehrere Rohr- und Schlauchelemente
modelliert wird, besteht. Die Hydrostaten können jeweils individuell
in ihrer Drehzahl verstellt werden.
Die Signalleitungen und Bauteile oberhalb des Antriebsstrangs
dienen der Visualisierung der Druckschwingung. Der Druck
entlang der Mittelachse der Rohrleitung wird in eine Datei
geschrieben, wodurch eine Datenmatrix aus Druckwerten für die
spätere Analyse der Schwingungsformen entsteht, deren x-Achse
die Rohrleitungslänge und deren y-Achse die Simulationszeit
bzw. die Anregungsfrequenz ist.
Aber der Reihe nach. Denn zunächst einmal erfährt der hydrostatische
Antriebsstrang aus Bild 04 dank der hybriden Pumpenmodelle
eine realitätsnahe Anregung, sodass die Drucksignale der Simulation
denen einer realen Messung ähneln. Von links nach rechts
präsentiert Bild 05 das Drucksignal am Flansch der Quelle, des Verbrauchers
1 und des Verbrauchers 2. Die obere Reihe Grafiken zeigt
das Zeitsignal und die untere Reihe das Spektrum des jeweiligen
Drucksignals. Alle Hydrostaten wurden in den 60 s Simulationszeit
individuell verstellt. Die Drehzahl der Quelle steigt linear von 20 1/
min auf 1 500 1/min, die Drehzahl des Verbrauchers 1 sinkt linear
von 2 200 1/min auf 20 1/min und der Verbraucher 2 hat während der
ersten 20 s eine konstante Drehzahl von 1 000 1/min, die dann in 40 s
auf 20 1/min absinkt. Da im Beispiel die Verstellung ohne Druckregelung
aufgeprägt wird, bleibt das Druckniveau im Antriebsstrang
während der Simulation nicht ganz konstant, was jedoch im vorliegenden
Druckbereich keinen nennenswerten Einfluss auf die
Resonanzsituation im Antriebsstrang hat.
Bei der Analyse der Drucksignale in Bild 05 wird verständlich,
dass allein durch Messungen am System ein vertieftes Verständnis
der Schwingungssituation nur schwer zu erreichen ist. Zwar sind im
Zeitsignal bereits Druckspitzen zu erkennen, die auf eine Resonanzsituation
schließen lassen, da Drucksensoren jedoch immer nur die
Summe der Pulsationen an der Messstelle erfassen, können die
Druckspitzen keiner Schwingungsform zugeordnet werden. Da in
Bild 05 keine Drehzahlen dargestellt sind, kann auch nicht geprüft
werden, ob die Druckspitzen mit einer Anregungsfrequenz der
Hydrostaten korrelieren. Aus den Drucksignalen kann mittels FFT
aber auf die kritischen Resonanzfrequenzen des Systems geschlossen
werden. Es bleibt jedoch immer noch unklar, durch welche
Pumpenordnung diese Resonanzen angeregt werden und welche
Teile des Leitungssystems in die Schwingung involviert sind. Ein
erster Erkenntnisgewinn wird erzielt, wenn aus den Drucksignalen
die in Bild 06 dargestellten Spektrogramme berechnet werden.
In einem Spektrogramm [6] kann zwischen konstanten Frequenzen
(Systemresonanzen), die als horizontale Linien sichtbar sind,
40 O+P Fluidtechnik 6/2019

SIMULATION
und drehzahlvarianten Frequenzen, die bei einer linearen
Drehzahländerung auffächern, unterschieden werden. In den
Spektrogrammen von Bild 06 ist die drehzahlvariable Anregung der
Grundordnung (f=n∙z) und der höheren Ordnungen als deutliche
Anregung sichtbar. Ungleichförmigkeiten in den Hydrostaten sind
dafür verantwortlich, dass es zwischen den Hauptordnungen auch
schwächere Anregungen geben kann, an denen sich u. a. auch die
Anzahl der Verdränger des Hydrostaten (Kolben-, Flügel- oder
Zähnezahl) ablesen lässt.
Bild 06 verdeutlicht, dass die Hydrostaten ein breitbandiges
Anregungsspektrum erzeugen. Wann immer eine dieser vielen
Anregungsfrequenzen eine Systemresonanz „trifft“, ist dies im
Spektrogramm an einem deutlichen Anstieg der Druckpulsationsamplitude
zu erkennen. Es ist also möglich, mit Hilfe der
Spektrogramme zu ermitteln, welche Anregungsordnung dafür
verantwortlich ist, dass eine Systemresonanz auffällig/störend wird.
Welche Schwingungsform von einer bestimmten Systemresonanz
erzeugt wird ist aus den Spektrogrammen jedoch nur schwer
ablesbar. Die Kenntnis über den Verlauf der Schwingungsform im
Leitungssystem ist aber essentiell für den Erfolg einer Abhilfemaßnahme.
Sonst wird unter Umständen ein Dämpfer/Resonator an
der Position eines Druckknotens oder im falschen Leitungszweig
positioniert, nur weil dort – salopp gesagt – „gerade Platz ist“. Der
Dämpfer ist dann in Bezug auf die anvisierte Resonanzfrequenz
nutzlos. Im schlimmsten Fall wirkt sich der falsch positionierte
Dämpfer sogar negativ auf andere Resonanzen aus. Denn durch
den Dämpfer/Resonator kommt ein zusätzliches Bauteil ins
System, das mit den restlichen Komponenten des Antriebsstrangs
schwingungstechnisch interagiert, wodurch die Resonanzen in
ihren Frequenzen verschoben werden und die Pulsationen im
Resonanzfall auch veränderte Amplituden haben.
Messtechnisch ist die Ermittlung der Schwingungsform, die zu
einer Systemresonanz gehört, nur mit einer großen Anzahl über
das Leitungssystem verteilter Sensoren möglich, denn gerade bei
höheren Ordnungen der Systemresonanz bedarf es zahlreicher
Messpunkte, um hieraus die Hüllkurve der Schwingungsform zu
rekonstruieren. Hier schlägt jetzt die Stunde der numerischen Simulation,
denn die in Bild 04 gespeicherten Daten können direkt
zur Visualisierung der Schwingungsform verwendet werden.
Bild 07 zeigt exemplarisch die Schwingungsformen im Leitungssystem
des Beispielantriebs mit drei Hydrostaten. Für jede mögliche
Leitungslänge wird ein sogenannter Druckvektorplot erstellt.
Auf der x-Achse eines Diagramms ist die Frequenz der Schwingung
aufgetragen. Die y-Achse eines Diagramms repräsentiert die
Leitungslänge. Jede der sichtbaren vertikalen Linien ist eine
Resonanzfrequenz des Antriebsstranges.
Das linke Diagramm in Bild 07 zeigt die Druckpulsationen in
der Leitung von der Quelle hin zum Verbraucher 1, was im
Antriebsstrang die längste Leitung darstellt. Farbig markiert ist
die erste Eigenfrequenz der Leitung (λ/2-Grundfrequenz). Gut
zu erkennen ist die Symmetrie der Schwingung mit dem Druckknoten
in der Mitte der Schwingungsform. Die Prinzip-Skizze
des Antriebsstrangs verdeutlicht, dass die T-Verzweigung mit der
Zuleitung zum Verbraucher 2 etwas außerhalb der Mitte der
Verbindungsleitung von Quelle zu Verbraucher 1 liegt. Dies hat
zur Folge, dass die T-Verzweigung in einem Druckbauch der
zweiten Schwingungsordnung liegt. Die Pulsation der zweiten
Ordnung der Grundschwingung wirkt somit als Anregung für die
Leitung von der T-Verzweigung zum Verbraucher 2. Der
abzweigende Leitungsstrang wird hierdurch mindestens
zwangsangeregt und kann im ungünstigsten Fall sogar seinerseits
in Resonanz geraten. Den genau entgegengesetzten Fall
zeigte die zweite in Bild 07 markierte Schwingung. Die T-
Verzweigung liegt jetzt genau in einem Druckknoten, wodurch
es in der Zuleitung zu Verbraucher 1 zu keiner Pulsationsanregung
kommt, obwohl im Leitungsstrang deutlich die
Pulsationen der vierten Schwingungsordnung von Quelle zum
Verbraucher 2 zu erkennen sind.
ZUSAMMENFASSUNG
Die simulative Druckschwingungsanalyse eines verzweigten
Leitungssystems ist zu einem praxistauglichen Werkzeug herangereift,
mit dem sich die hydraulischen Eigenfrequenzen eines
hydrostatischen Antriebsstrangs komfortabel ermitteln lassen. Die
Visualisierung der Druckschwingungen in den einzelnen Leitungszweigen
ermöglicht eine umfassende Interpretation der Schwingungssituation
und vereinfacht die Lokalisierung von Bereichen
hoher und niedriger Druckpulsationen − die Grundvoraussetzung
für erfolgreiche Abhilfemaßnahmen. Im Nachgang zur Problemanalyse
ist die Simulation ideal für die Überprüfung der
Dimensionierung und für die richtige Positionierung der Abhilfemaßnahmen,
bevor kostspielige Messkampagnen am realen
Fahrzeug starten. Unter Berücksichtigung der drehzahlabhängigen
Anregungsfrequenzen der Hydrostaten ist es möglich, Modifikationen
hinsichtlich Notwendigkeit und Wirksamkeit zu bewerten.
Literaturverzeichnis
[1] Kohmächer, T.; „Modellbildung, Analyse und Auslegung hydrostatischer
Antriebsstrangkonzepte“, Dissertation RWTH Aachen, Aachen, 2008
[2] n. n.; „DSHplus – Simulationsprogramm für fluidtechnisch mechatronische
Systeme“, FLUIDON Gesellschaft für Fluidtechnik mbH, Aachen, 2017
[3] Pasquini, E., Baum, H., Murrenhoff, H.; „Die Schallgeschwindigkeit von
Fluiden in nachgiebigen Leitungen – Teil I: Leitungen mit linear-elastischem
Materialverhalten“, O+P Fluidtechnik 4/2017
[4] Baum, H., Pasquini, E.; „Druckschwingungsanalyse von Leitungssystemen mit
viskoelastischem Materialverhalten der Rohrwand - Modellsynthese und
messtechnische Ermittlung der Modellparameter“, VDI-Tagung SimVec,
22.-23.11.2016, Baden-Baden
[5] Baum, H., Becker, K., Faßbender, A.; „Hybrid Pump Model for 1D Hydraulic
System Simulation“, The 9th International Fluid Power Conference, 24. -
26.3.2014, Aachen
[6] Seite „Spektrogramm“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand:
28. Juli 2018, 09:50 UTC. URL: https://de.wikipedia.org (Abgerufen: 28.
März 2019, 15:27 UTC)
Autor:
Dr.-Ing. Heiko Baum, FLUIDON Gesellschaft für Fluidtechnik mbH, Aachen
TECHNISCH-WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT
Dr.-Ing. C. Boes, Böblingen
Dipl.-Ing. M. Dieter, Sulzbach/Saar
Prof. Dr.-Ing. A. Feuser, Lohr a. M.
Dr.-Ing. M. Fischer, Kraichtal
Dr.-Ing. G. R. Geerling, Elchingen
Prof. Dr.-Ing. M. Geimer, Karlsruhe
Prof. Dr.-Ing. habil. W. Haas, Stuttgart
Dr.-Ing. W. Hahmann, Kempen
Prof. Dr.-Ing. S. Helduser, Krefeld
Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Jacobs, Aachen
Dipl.-Ing. M. Knobloch, München
Dr. L. Lindemann, Mannheim
Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen
Dr.-Ing. K. Roosen, Kaarst
Dr.-Ing. P. Saffe, Hannover
Dr.-Ing. MBA IMD A. W. Schultz,
Memmingen
Dipl.-Ing. E. Skirde, Neumünster
Prof. Dr.-Ing. C. Stammen, Krefeld
Dipl.-Ing. P.-M. Synek, Frankfurt
Prof. Dr.-Ing. J. Weber, Dresden
Der Vorsitzende und stellvertretende
Vorsitzende des Forschungsfonds
Fluidtechnik im VDMA:
Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen
Dr.-Ing. R. Rahmfeld, Neumünster
O+P Fluidtechnik 6/2019 41

Herr Ivantysyn, stellen Sie sich bitte kurz vor.
Ich bin 32 Jahre alt, ursprünglich in der Slowakei geboren und
dann in der Nähe von Hamburg, Bad Oldesloe in Schleswig
Holstein, aufgewachsen. Kurz vor meinem Abitur bin ich mit
meiner Familie in die USA, nach Lafayette im Bundesstaat
Indiana, gezogen und habe dort dann meinen Schulabschluss
gemacht. Die Stadt ist geprägt von der Purdue University, eine der
renommierteren technischen Universitäten in den USA. Dort
habe ich dann auch meinen Bachelor und Master im Maschinenbau
absolviert. Seit 2011 bin ich dann nach Dresden gekommen,
um hier am Institut für Fluidtechnik (oder neuerdings mechatronischen
Maschinenbau) der TU Dresden zu promovieren.
Wieso haben Sie sich für die Fluidtechnik entschieden? Was
fasziniert Sie an diesem Forschungsfeld?
Es liegt bei mir quasi im Blut, meine beiden Eltern sind Ingenieure
die in der Fluidtechnik tätig waren. Meine Mutter, Monika Ivantysynova,
war Professorin an der Purdue University. Ihre
Forschung hatte mich schon immer begeistert. Schon seit dem ich
klein war, war ich umgeben von Baumaschinen und Prüfständen,
daher hatte ich eine gewisse Affinität zur Hydraulik und war
fasziniert von den Kräften und Energien die in diesen Bauteilen
gebändigt werden.
Woran forschen Sie aktuell?
Zurzeit beschäftige ich mich mit der virtuellen Auslegung von
hydrostatischen Verdrängermaschinen. Hier geht es sowohl darum,
die Lebensdauer und Verschleißverhalten in der Simulation abbilden
zu können, als auch die Auslegung dieser Maschinen so weit
wie möglich virtuell zu halten. Der Test dieser Komponenten ist
äußerst kostenintensiv daher ist es erstrebenswert, den Trial & Error
Designprozess – vor allem der Dichtspalte – weitestgehend virtuell
zu halten. Dafür habe ich mehrere Prüfstände aufgebaut, in denen
ich Spalt- und Temperaturmessungen an Axialkolbenpumpen
durchgeführt habe. Diese dienen nicht nur zur Validierung der
Simulation, sondern auch dazu, das Verhalten des Dichtspalts bei
unterschiedlichsten Betriebspunkten beschreiben zu können.
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
ROMAN IVANTYSYN,
IMD DER TU DRESDEN
O+P Fluidtechnik präsentiert Ihnen in dieser Serie
regelmäßig die Entwickler von morgen.
Dieses Mal stellen wir Roman Ivantysyn vor,
der aktuell am IMD (ehemals IFD) der TU
Dresden promoviert. Ihm wurde die
Fluidtechnik quasi in die Wiege gelegt.
Wie sieht Ihre Vision für die Fluidtechnik aus?
Meine Vision für die Fluidtechnik ist recht ambitioniert. Zunächst
bin ich stark davon überzeugt, dass die Fluidtechnik noch einen
großen Sprung vor sich hat. Die Widerstandssteuerung, wie sie
heute in fast allen Systemen Standard ist – sprich die Kontrolle der
Aktuatorbewegung durch Drosselventile – sehe ich als veraltete
Technologie. Die Kontrolle der Bewegung sollte alleine durch die
Volumenstromquelle, also durch die dynamische Verstellung des
Fördervolumens der Pumpe geschehen. Die Pumpentechnologie
ist heutzutage durchaus in der Lage dies schon zu tun, es benötigt
nur ein optimiertes Stellsystem der Pumpe. Dabei ist die Geschwindigkeit
des Stellventils der maßgebende Faktor wie schnell diese
Verstellung möglich ist. Das Einsparpotential der Verdrängersteuerung
ist natürlich maschinenabhängig, allerdings liegt es
meist im zweistelligen Prozentbereich, etwas wovon andere
Industrien nur träumen können. Diese Technologie in Kombination
mit virtuell optimierten Komponenten, die z. B. auf den Betrieb
mit Wasser als Arbeitsmedium ausgelegt sind, wird die Fluidtechnik
neu aufblühen lassen. Zurzeit sehe ich den Ball bei der
Pumpenindustrie, denn diese müssen dazu in der Lage sein,
schnell und kostengünstig Pumpen, die für die Verdrängersteuerung
geeignet sind, in verschiedensten Größen zur Verfügung
zu stellen. Das Virtual Prototyping sollte dabei enorm helfen, die
Entwicklungskosten neuer Pumpenreihen stark zu reduzieren.
tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/imd
42 O+P Fluidtechnik 6/2019

IM NÄCHSTEN HEFT: 7-8/2019
ERSCHEINUNGSTERMIN: 30. 07. 2019
ANZEIGENSCHLUSS: 15. 07. 2019
01
01 Mangelndes Fachwissen gepaart mit Bedenken
sind ein Hinderungsgrund für den verbreiteten
Einsatz vernetzter, prognosefähiger und datengestützter
Technologien. Angesichts dessen macht
Shell Lubricants in seinem Industriebericht
„Exploring Industry 4.0“ deutlich, dass eine
Zusammenarbeit von entscheidender Bedeutung ist,
um vom Fortschrittspotenzial profitieren zu können.
Foto: Shell
02
03
02 Für maritime Anwendungen bietet Roth
Hydraulics widerstandsfähige Blasenspeicher.
Extremen Einsatzbedingungen wie rauem Wind,
oder starkem Seegang halten sie zuverlässig stand.
Sie haben einen hohen Wirkungsgrad, sind
wartungsarm und flexibel in der Speichergröße.
Foto: Roth Hydraulics
03 Bosch Rexroth vereint seine Expertisen aus den
Bereichen elektrische Industrielösungen und mobile
Arbeitsmaschinen mit der langjährigen Expertise im
Bereich der Elektromobilität. Das Ergebnis ist ein
umfangreiches Portfolio an Komponenten für die
Elektrifizierung mobiler Arbeitsmaschinen
Foto: Bosch Rexroth
IMPRESSUM
FLUIDTECHNIK
erscheint 2019 im 63. Jahrgang, ISSN 0341-2660
Redaktion
Chefredakteur: Peter Becker B. A.,
Tel.: 06131/992-210, E-Mail: p.becker@vfmz.de
(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)
Redakteur: Dipl.-Ing. Manfred Weber (MW),
Tel.: 06131/992-202, E-Mail: m.weber@vfmz.de
Redaktionsassistenz: Melanie Lerch,
Tel.: 06131/992-261, E-Mail: m.lerch@vfmz.de,
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371, E-Mail: p.weidt@vfmz.de
Doris Buchenau, Angelina Haas, Ulla Winter
(Redaktionsadresse siehe Verlag)
Herausgeber: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz,
Institutsdirektorin,
Tel: 0241/80-47701, Fax: 0241/80-647712,
E-Mail: sc@ifas.rwth-aachen.de
Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hubertus Murrenhoff,
Tel.: 0241/80-47710, Fax: 0241/80-647712,
E-Mail: mh@ifas.rwth-aachen.de
ifas – Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme
RWTH Aachen University, Campus-Boulevard 30,
52074 Aachen, Internet: www.ifas.rwth-aachen.de
Organ: Organ des Forschungsfonds des Fachverbandes
Fluidtechnik im VDMA
Gestaltung
Mario Wüst, Sonja Daniel, Anette Fröder,
Anna Schätzlein,
Chef vom Dienst
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