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O+P Fluidtechnik 1-2/2021

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5445<br />

01-02 Januar <strong>2021</strong><br />

Organ des Forschungsfonds<br />

<strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA<br />

FLUIDTECHNIK<br />

MIT 16 SEITEN<br />

TITEL<br />

KOSTEN REDUZIERT –<br />

LEISTUNG GESTEIGERT<br />

Energieeffiziente<br />

Drucklufterzeugung nach Bedarf<br />

KRÄFTE GLEICHMÄSSIG<br />

BEHERRSCHEN<br />

2-Wege-Einbauventile liefern hohe<br />

Leistung bei geringem Druckverlust<br />

SICHERHEITSVENTIL<br />

IN NEUEM DESIGN<br />

Flache Bauform erlaubt einen<br />

kollisionsfreien Einbau<br />

oup-fluidtechnik.de


MIT SICHERHEIT<br />

EDELSTAHL<br />

VERBINDUNGSTECHNIK<br />

VON PH.<br />

Edelstahl 1.4571 Maximale Präzision Zulassungen & Normen Hohe Verfügbarkeit<br />

PH Katalog<br />

als App für<br />

Android<br />

oder Ipad<br />

PH Industrie-Hydraulik GmbH & Co. KG<br />

Wuppermannshof 8, 58256 Ennepetal, Germany<br />

Tel. +49 (0) 2339 6021, Fax +49 (0) 2339 4501<br />

info@ph-hydraulik.de, www.ph-hydraulik.de


EDITORIAL<br />

AM PULS DER ZEIT: MOBILE<br />

MASCHINEN UND <strong>O+P</strong><br />

Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />

immer wieder taucht die Frage auf, ob elektrische Antriebe die Hydraulik und Pneumatik<br />

eines Tages werden ersetzen können. Und immer wieder gibt es die Antwort, dass die<br />

Beherrschung großer Kräfte bei verhältnismäßig geringem Verbrauch von Volumen und<br />

Gewicht die große Stärke der Hydraulik sei. Paradeanwendungen finden sich oft im<br />

Bereich mobiler Maschinen. Krane, Bohrhämmer aber auch die ubiquitären Traktoren sind<br />

dafür Beispiele.<br />

Mobile Maschinen sind von daher schon immer für den Themen- und Leserkreis der <strong>O+P</strong><br />

<strong>Fluidtechnik</strong> wichtig. Mobile Maschinen sind aber für Ingenieure noch viel mehr als<br />

Instrumente der Kraftübertragung. Viele Elemente, von der Bedienerergonomie über die<br />

Navigation bis zur Kommunikation spielen wichtige Rollen. Das Thema ist so umfangreich,<br />

dass die Vereinigten Fachverlage die Zeitschrift Mobile Maschinen ins Leben riefen.<br />

Die Themen der Zeitschrift Mobile Maschinen werden ab dieser Ausgabe in die <strong>O+P</strong><br />

<strong>Fluidtechnik</strong> integriert. Das heißt, in jedem Heft wird der Bereich Mobilhydraulik sich mit<br />

robusten, starken und smarten Themen befassen. Für die Leser der <strong>O+P</strong> bedeutet das eine<br />

Stärkung fluidtechnischer Themen aus dem Fahrzeuegsktor.<br />

Der Umfang der <strong>O+P</strong> wächst dadurch, ebenso ihr thematisches Umfeld. Wir als Redaktion<br />

sind gespannt auf die Entwicklungen in allen mobilen und stationären Themengebieten<br />

und Ihre Meinung zur Integration von Mobile Maschinen in die <strong>O+P</strong>.<br />

Wir freuen uns auf neuen Herausforderungen im Jahr <strong>2021</strong> und wünschen Ihnen ein<br />

ideenreiches neues Jahr!<br />

Ihr<br />

Miles Meier<br />

m.meier@vfmz.de<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 3


INHALT<br />

14<br />

32<br />

52<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

BIG PICTURE<br />

06 Hydraulik für Architektur<br />

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

10 Informationen sind der Schlüssel<br />

MESSE<br />

12 Hybride Messen –<br />

eine krisenfeste Event -<br />

Alternative<br />

SYSTEMTECHNIK<br />

14 Von der Pumpe bis zum<br />

Verbraucher<br />

FIRMENPORTRAIT<br />

18 Die Corona-Krise erfolgreich als<br />

Chance genutzt<br />

ANZEIGE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

TITEL KOMPRESSOREN<br />

20 Energieeffiziente Drucklufterzeugung<br />

nach Bedarf<br />

HYDRAULISCHE ANTRIEBE<br />

24 Universelle Drehantriebe<br />

„Made in Germany“<br />

SCHNELLVERSCHLUSS-<br />

KUPPLUNGEN<br />

26 Sauber by Design<br />

EINBAUVENTILE<br />

28 Kräfte gleichmässig<br />

beherrschen<br />

VENTILTECHNIK<br />

32 Ventilinseln erschliessen neue<br />

Möglichkeiten für die<br />

Wasseraufbereitung<br />

PNEUMATIKPLATTEN<br />

34 Pneumatikplatte verzichtet<br />

auf Verschlauchung<br />

PRESSTECHNIK<br />

36 Präszise Pressenantriebe für<br />

die flexible Fertigung<br />

NORMEN<br />

38 Revision der ISO 13849<br />

(ISO/DIS 13849-1:2020)<br />

Übersicht der Änderungen –<br />

Maschinensteuerungen – Teil I<br />

SONDERTEIL MOBILE MASCHINEN<br />

SICHERHEITSVENTILE<br />

42 Bewährte Baggerrohrbruchsicherung<br />

in neuem Design<br />

LINEARACHSEN<br />

46 Ausbalanciert – mit schmiermittelfreien<br />

Linearführungen<br />

UNTERNEHMENSSTRATEGIE<br />

48 Continental präsentiert<br />

Strategieprogramm „Vision<br />

2030“ für den Reifenbereich<br />

DIGITALISIERUNG<br />

50 Kooperation präsentiert<br />

Farming 4.0 auf Hybrid Messe<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

52 Automatisierung von hydraulisch<br />

angetriebenen Erdbewegungsmaschinen<br />

– Teil II<br />

TELESKOPSCHIENEN<br />

58 Weil jede Sekunde zählt<br />

Lineare Lösungen für<br />

Rettungsfahrzeuge<br />

TITELBILD<br />

Almig Kompressoren GmbH<br />

Köngen<br />

SERVICE<br />

03 Editorial<br />

27 Impressum<br />

4 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 2020/06 <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


SZENE<br />

DGS WIRD 40 JAHRE ALT<br />

DGS Mainz, der<br />

Haupthändler<br />

des Getriebeherstellers<br />

Allison<br />

Transmission<br />

für Deutschland,<br />

begeht<br />

sein 40-jähriges<br />

Firmenjubiläum.<br />

Ob 9000er<br />

Getriebe für<br />

Muldenkipper in Sibirien, 3000er Getriebe für Kommunalfahrzeuge<br />

in Frankfurt, Wendegetriebe für Doppelkopfbusse am Mont<br />

Saint Michel, 4500er Getriebe für AT-Krane im Schwarzwald oder<br />

Hybridsysteme für Stadtbusse in Bochum – es gibt kein Allison-<br />

Produkt und kaum eine Getriebeanwendung, bei der DGS nicht<br />

schon die Hände im Spiel gehabt hätte. Seit der Firmengründung<br />

im Jahr 1980 hat sich DGS vom Zwei-Mann-Betrieb zu<br />

einem international agierenden Problemlöser für alle Fragen<br />

rund um den Antriebsstrang entwickelt. Die geplante große<br />

Feier zum 40-jährigen Firmengeburtstag musste wegen der<br />

Covid-19 Pandemie ausfallen, doch in kleiner Runde wurde das<br />

Jubiläum gebührend gewürdigt.<br />

www.dgs-mainz.com<br />

800 MILLIARDEN FÜR OFFSHORE-ENERGIE<br />

KEMPER ERHÄLT CREFOZERT-ZERTIFIKAT<br />

Durch die Verleihung des CrefoZert-Zertifikats hat Kemper es<br />

jetzt Schwarz auf Weiß: Der Absaugtechnik-Spezialist ist eines<br />

der wenigen Unternehmen in Deutschland mit einer ausgezeichneten<br />

Bonität. Lediglich zwei Prozent aller Firmen erfüllen<br />

die strengen Kriterien der Bonitätsbewertung. Die Wirtschaftsauskunftei<br />

Creditreform bestätigt Kemper damit eine sehr hohe<br />

Stabilität und Vertrauenswürdigkeit.<br />

Bei der Bewertung durch die Creditreform erlangte Kemper einen<br />

Bonitätsindex von 175. Korrespondierend damit ergibt sich ein<br />

PD-Wert (Probility of Default), also die Ausfallwahrscheinlichkeit<br />

nach Basel-II-Kriterien binnen einem Jahr, von gerade einmal 0,15<br />

Prozent. Damit liegt das Vredener Familienunternehmen deutlich<br />

unter dem Bundesdurchschnitt aller deutschen Unternehmen<br />

von 1,4 Prozent. Laut Creditrefom gilt ein Ausfall erst ab 71,75<br />

Prozent als wahrscheinlich. Die Bewertung belegt die ausgezeichnete<br />

Bonitätsstruktur. Sie basiert auf einer externen Bonitätsprüfung,<br />

einem externen Bilanzrating sowie einer Managementbefragung<br />

hinsichtlich maßgeblicher Bonitätsrisiken. Auch Befragungen<br />

und weitere Angaben von Lieferanten der Kemper GmbH<br />

flossen in die Bonitätsprüfung mit ein.<br />

www.kemper.eu<br />

Die EU will den Ausbau von alternativen Energiequellen im<br />

Offshore-Bereich stark ausbauen. Schon bis 2030 soll der<br />

Energiegewinn aus Windkraft verfünfacht werden, bis 2050 sogar<br />

um den Faktor 25 wachsen. Dann sollen 300 Gigawatt aus<br />

Offshore-Windanlagen kommen. Zusätzlich sollen 40 Gigawatt<br />

aus Meeresenergie und anderen Quellen geschöpft werden.<br />

Der für den Grünen Deal zuständige Exekutiv-Vizepräsident<br />

Frans Timmermans erklärte dazu: „In der heute vorgelegten<br />

Strategie zeigen wir sowohl die Dringlichkeit als auch die<br />

Möglichkeiten auf, mehr in erneuerbare Offshore-Energie zu<br />

investieren. Dank unserer Meeresbecken und der Spitzenposition<br />

unserer Industrie verfügt die Europäische Union über<br />

sämtliche Voraussetzungen, diese Herausforderung anzugehen.<br />

Erneuerbare Offshore-Energie ist bereits eine echte europäische<br />

Erfolgsgeschichte. Wir wollen sie in eine noch größere Chance<br />

für saubere Energie, hochwertige Arbeitsplätze, nachhaltiges<br />

Wachstum und internationale Wettbewerbsfähigkeit verwandeln.“<br />

Die für Energie zuständige Kommissarin Kadri Simson<br />

fügte hinzu: „Europa ist auf dem Gebiet der erneuerbaren<br />

Offshore-Energie globaler Spitzenreiter und kann bei deren<br />

weltweitem Ausbau zur treibenden Kraft werden.“<br />

www.ec.europa.eu<br />

PROXIA MES MIT DEM BITMI-GÜTESIEGEL<br />

ZERTIFIZIERT<br />

100% Service. 100% Qualität. 100% Zukunft. Das BITMi-Gütesiegel<br />

„Software Made in Germany“ garantiert dem Kunden genau<br />

diese drei Erfolgsparameter. Die MES-Software der Proxia<br />

Software AG<br />

aus Ebersberg<br />

bei München<br />

wurde vom<br />

Bundesverband<br />

IT-Mittelstand<br />

e.V. nun mit<br />

diesem<br />

Qualitätssiegel<br />

ausgezeichnet.<br />

Voraussetzung<br />

für die Auszeichnung<br />

ist<br />

jedoch nicht nur<br />

„Made in Germany“. Durchdachtes Design, praxisbewährte<br />

Lösungen, ausgereifte Produktionsverfahren, stetige Innovationen<br />

sowie kompetenter Kundenservice, sind Kriterien, die<br />

ebenfalls unter die Lupe genommen werden.<br />

„Es freut uns sehr, für eine technologisch moderne und<br />

anwenderfreundliche MES-Lösung, die wir ausschließlich in<br />

Eigenregie in Deutschland kontinuierlich weiterentwickeln,<br />

ausgezeichnet worden zu sein“, so Julia Klingspor, Vorstand der<br />

Proxia Software AG.<br />

www.proxia.com<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 5


MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

6 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


HYDRAULIK FÜR DIE ARCHITEKTUR<br />

Das IST-Gebäude der Florida Polytechnik University in Lakeland war eine Herausforderung für<br />

Ingenieure und Designer, die die Vision des Architeken Santiago Calatrava Valls umsetzten.<br />

Der besondere Clou des Gebäudes ist das System aus 94 Lamellenarmen auf dem Dach. Jeder<br />

Lammellenarm wird von einem Parker Hydraulikzylinder der Serie 2HB bedient. Die<br />

kundenspezifische Anwendung erforderte fünf unterschiedlich große Zylinder, wobei größere<br />

Zylinder für die längeren Lamellen in der Mitte des Daches und kleinere Zylinder für die<br />

kürzeren Lamellen an den Enden vorgesehen waren. Jeder Zylinder wurde mit integrierten<br />

Cartridge-Ventilen auf einem Verteiler montiert, der mit der Kappe verschraubt und mit dem<br />

Kopfende des Zylinders verrohrt wurde. Die Zylinder arbeiten unabhängig voneinander und<br />

können die Lamellen manipulieren, um Schatten und künstlerische Bewegung zu erzeugen.<br />

www.parker.com<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 7


SZENE<br />

MARTIN<br />

KNOCHE<br />

JIANG<br />

YE<br />

SHINGO<br />

HANADA<br />

HELMUT<br />

KORTHÖBER<br />

geschäftsführender Gesellschafter<br />

der Dichtelemente<br />

arcus GmbH, Seevetal, ist von<br />

der IHK Lüneburg / Wolfsburg<br />

mit dem Titel des „IHK-Innovationsbotschafters“<br />

ausgezeichnet<br />

worden. Knoches Unternehmen<br />

vertreibt alle Produkte und<br />

Lösungen rund um das Thema<br />

Dichtungen. Aus dem 8.500 qm<br />

großen Lager können die<br />

Kunden, in der Mehrheit<br />

Technische Händler, 80.000<br />

verschiedene Artikel bestellen.<br />

250 Millionen Einzelteile, die<br />

weltweit eingekauft werden,<br />

sind innerhalb von 24 Stunden<br />

bundesweit ausgeliefert.<br />

ist mit Wirkung zum 01. Januar<br />

<strong>2021</strong> als Regionalvorstand<br />

APAC zum fünften Mitglied des<br />

Vorstands der HAWE Hydraulik<br />

SE ernannt worden. Unter<br />

seiner Leitung entwickelte sich<br />

China zum wichtigsten<br />

Auslandsmarkt für Hawe<br />

Hydraulik und Hawe China zur<br />

größten Tochtergesellschaft.<br />

Dieses Wachstum und diese<br />

neue Herausforderung wird<br />

Jiang Ye nun aus der<br />

Vorstandsebene heraus<br />

anpacken und gestalten. Damit<br />

wird deutlich, welche strategische<br />

Bedeutung die APAC<br />

Region für HAWE Hydraulik hat.<br />

hat als erfahrener Kubota-Manager<br />

die Position des Präsidenten<br />

der Kubota Holdings<br />

Europe B.V. und der Kverneland<br />

Group übernommen. Kazunari<br />

Shimokawa, bis dato CEO &<br />

Präsident der Kubota Holdings<br />

Europe B.V. und der Kverneland<br />

Group ist nun als Managing<br />

Executive Officer und General<br />

Manager der Agricultural<br />

Implement Division in der<br />

Kubota Konzernzentrale in Osaka<br />

tätig. Hanada ist seit 1989<br />

bei Kubota. Zuletzt war er<br />

Executive Officer und General<br />

Manager der Outdoor Power<br />

Equipment Division.<br />

ist zum CEO der Willenbrock<br />

Fördertechnik ernannt worden.<br />

Er folgt auf Kai Froböse, der<br />

eine neue Aufgabe außerhalb<br />

der Gruppe angetreten hat.<br />

Korthöber war über 20 Jahre<br />

lang national und international<br />

in verschiedenen Führungspositionen<br />

in der Landmaschinen-<br />

Branche tätig. Er bringt<br />

umfassende Managementexpertise<br />

sowohl auf der Produktals<br />

auch auf der Marketing- und<br />

Vertriebsseite mit. Der 52-jährige<br />

Korthöber ist Diplom-Ingenieur<br />

Agrar und war seit 1997<br />

für den Landmaschinenhersteller<br />

John Deere tätig.<br />

VOITH ZEIGT SICH ROBUST IM AUSNAHMEJAHR 2020<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Der Voith-Konzern hat sich im abgelaufenen Geschäftsjahr 2020 (zum<br />

30.09.2020) in Anbetracht der in der zweiten Jahreshälfte quer durch alle<br />

Branchen und Märkte spürbaren Beeinträchtigungen durch die weltweiten<br />

Auswirkungen der Corona-Pandemie zufriedenstellend entwickelt. Dabei hat<br />

der Konzern vor allem von seiner breiten sektoralen und geografischen<br />

Aufstellung, seinen stabilen, regional organisierten Lieferketten sowie seiner<br />

sehr soliden Finanzlage profitiert.<br />

Der moderate Rückgang des Auftragseingangs und der nur leicht unter Vorjahr<br />

liegende Konzernumsatz belegen die robuste Verfassung des operativen<br />

Geschäfts von Voith. Auch die Ergebniszahlen entwickelten sich den Umständen<br />

entsprechend zufriedenstellend: Das EBIT vor Sondereinflüssen des<br />

Voith-Konzerns ist gegenüber dem Vorjahr zwar ebenfalls gesunken, lag aber<br />

auf einem auch im mehrjährigen Vergleich soliden Niveau. Auch das Konzernergebnis<br />

nach Steuern blieb trotz der Corona-bedingten Beeinträchtigungen<br />

des Geschäfts positiv.<br />

Der Gesamt-Cashflow sowie der Cashflow aus der laufenden Geschäftstätigkeit<br />

haben sich stark verbessert. Der Konzernbereich Paper verzeichnete<br />

Zuwächse bei Auftragseingang und Umsatz und leistete erneut den größten Beitrag zum Konzernergebnis. Voith Hydro fiel nach dem<br />

besonders starken Vorjahr erwartungsgemäß zurück. Marktbedingt war der Rückgang jedoch deutlicher als erwartet. Der Konzernbereich<br />

Turbo konnte sich vor dem Hintergrund der wirtschaftlichen Krise in etlichen Abnehmerbranchen insgesamt gut behaupten und<br />

verzeichnete nur leichte Einbußen bei Auftragseingang und Umsatz.<br />

Voith hat im abgelaufenen Geschäftsjahr seine Strategie noch klarer gefasst. Mit Blick auf die Megatrends Digitalisierung und Dekarbonisierung<br />

wurden vier strategische Säulen definiert: erstens die konsequente Ausrichtung der Unternehmenskultur auf Märkte, Kunden<br />

und Innovationen, zweitens die Ausschöpfung des vollen Potentials der angestammten Aktivitäten, drittens die Erschließung neuer<br />

Geschäftsfelder, und viertens die kontinuierliche Steigerung von Effizienz und Produktivität, um den finanziellen Spielraum auch für<br />

notwendige Investitionen und damit die Zukunft von Voith als unabhängiges, wettbewerbsfähiges Unternehmen langfristig zu sichern.<br />

„Wir sind überzeugt, dass wir die richtige Strategie haben, um das volle Potenzial unseres Kerngeschäfts auszuschöpfen, unsere<br />

Technologieführerschaft auszubauen und unser Portfolio kontinuierlich um digitale und nachhaltige Angebote und Services zu<br />

ergänzen“, so Egon Krätschmer (Bild), Finanzen und Controling bei Voith.<br />

www.voith.com<br />

8 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


SZENE<br />

FERNANDO GIRONI NEUES MITGLIED DER<br />

PNEUMAX-GESCHÄFTSLEITUNG<br />

Die Firma Pneumax stellte vor<br />

kurzem Fernando Gironi (im Bild an<br />

der Seite von Rossella Bottacini) als<br />

neues Mitglied der Geschäftsleitung<br />

vor. Gironis Karriereweg führte<br />

ihn in 27 Berufsjahren über<br />

verschiedene Stationen bis hin zu<br />

Spitzenfunktionen in internationalen<br />

Unternehmen. Jetzt kehrt er<br />

zurück zu Pneumax, wo er im Jahr<br />

1992 seine Karriere begann. Nach mehreren Positionen in verschiedenen<br />

operativen Bereichen gehört Gironi jetzt der Geschäftsführung<br />

der Pneumax Spa an: „Wir haben uns ehrgeizige Ziele gesetzt,<br />

ganz im Einklang mit den Werten des Unternehmens. Hier stehen<br />

die Menschen im Mittelpunkt. Sie sind die Stärke eines Unternehmens,<br />

dessen ganzes Streben schon immer auf eine nachhaltige<br />

Entwicklung gerichtet war, auf die Aufwertung der regionalen<br />

Ressourcen und auf die Pflege der zwischenmenschlichen Beziehungen<br />

– sowohl innerhalb des Unternehmens selbst, als auch<br />

durch den Aufbau echter Partnerschaften mit Kunden und Lieferanten.<br />

Unser wichtigstes Ziel ist es, die Anforderungen unserer<br />

Kunden zu erfüllen, ihnen unsere Produktionskapazität, unsere<br />

Technologie, Kompetenz und Erfahrung zur Verfügung zu stellen,<br />

um gemeinsam Wert zu schaffen,“ so Gironi. „Mit dem Eintritt von<br />

Fernando Gironi setzen wir ganz im Sinne unseres Strategieprogramms<br />

den Prozess der Erneuerung des Managements des<br />

Unternehmens fort, indem wir uns die gewünschte Verstärkung<br />

holen“, erklärt Rossella Bottacini, CEO der Pneumax Spa.<br />

www.pneumax.de<br />

8. FACHTAGUNG ZU MOBILEN<br />

ARBEITSMASCHINEN WIRD DIGITAL-EVENT<br />

Die 8. Fachtagung<br />

„Hybride und energieeffiziente<br />

Antriebe für<br />

mobile Arbeitsmaschinen“<br />

am 23. Februar<br />

<strong>2021</strong> wird aufgrund der<br />

Gesundheitsgefährdung<br />

durch das Coronavirus<br />

digital durchgeführt.<br />

Träger der Veranstaltung<br />

sind der VDMA, Mobima vom Karlsruher Institut für Technologie<br />

(Institutsteil Mobile Arbeitsmaschinen) und der Wissenschaftliche<br />

Verein für Mobile Arbeitsmaschinen (WVMA). Themenschwerpunkte<br />

sind Assistenzsysteme und autonome Systeme, Safety mit Blick<br />

auf Sicherheit der Prozesse und Maschinen, Security mit Blick auf<br />

die Sicherheit der Daten. Neben spannenden Erfahrungsberichten<br />

und innovativen Lösungsansätzen führender Hersteller von Bauund<br />

Landmaschinen, Kommunal- und Flurförderfahrzeugen sowie<br />

deren Zulieferindustrie wird die Veranstaltung von einer Fachausstellung<br />

und Firmenbesichtigung begleitet. Die Tagung besteht aus<br />

vier Sessions. Die erste beinhaltet die Keynote Speeches und wird<br />

von Peter-Michael Synek vom VDMA moderiert. Session 2 heißt<br />

„Smarte Maschinensteuerungen und Fahrstrategie“, wird moderiert<br />

von Dr. Bastian Volpert, ZF Friedrichshafen AG. Nach der<br />

Mittagspause folgt Session 3, „Innovative Lösungen für elektrische<br />

Antriebe“, geleitet von Dr. Frank Bauer, Hydac International GmbH.<br />

„Entwicklungsmethoden für Off-Highway Fahrzeuge“ heißt die<br />

letzte Session, moderiert von Dr. Benno Pichlmaier, AGCO GmbH.<br />

www.fluid.vdma.org<br />

AUF HOHE LEISTUNGSDICHTE UND<br />

ROBUSTHEIT AUSGELEGT<br />

Eine hohe Leistungsdichte und Zuverlässigkeit, gepaart mit einem feinfühligen<br />

Ansprechverhalten. Dies beschreibt die neuen Logikelemente C_ENxx,<br />

die für hohe Volumenströme bei niedrigem ∆p ausgelegt sind. Gemeinsam<br />

mit einer intelligenten Elektronik lassen sich so komplexe Hydraulikschaltungen<br />

innerhalb eines Hydraulikblocks realisieren. SOLUTIONS SINCE 1946<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 9


INFORMATIONEN<br />

SIND DER SCHLÜSSEL<br />

Dr. Steffen Haack<br />

Herr Dr. Haack, vergangenes Jahr führten Sie gemeinsam mit der TU Dresden eine Marktstudie zur Digitalisierung<br />

der Industriehydraulik durch. Worum genau geht es?<br />

Wir haben Maschinenbauer und Anwender aus unterschiedlichen<br />

Branchen und Regionen zu ihren Erwartungen<br />

an die Industriehydraulik befragt. Die Technikentscheider<br />

sind davon überzeugt, dass die <strong>Fluidtechnik</strong><br />

durch die Integration digitaler Technologien auch in<br />

Zukunft einen festen Platz im Maschinen- und Anlagenbau<br />

haben wird. Besonders wichtig waren uns in dem<br />

Zusammenhang auch konkrete Aussagen, an welchen<br />

Anwendungsfällen und Geschäftsmodellen die Befragten<br />

bereits arbeiten.<br />

Was gab den Anstoß für eine eigene Studie zum Thema Digitalisierung?<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Viele Unternehmen beschäftigen sich mit digitaler Transformation,<br />

aber was heißt das in der Praxis? Diese Studie<br />

ist eine wissenschaftliche und systematische Bestandsaufnahme<br />

zu den Anforderungen an die Industriehydraulik<br />

der Zukunft. Die Erkenntnisse daraus sind in unsere Entwicklungsplanung<br />

eingeflossen und wir setzen sie aktuell<br />

in gemeinsamen Pilotprojekten mit Maschinenherstellern<br />

und wissenschaftlichen Kooperationspartnern um.<br />

Was hat Bosch Rexroth aus der Studie lernen können? Wie können die Erkenntnisse für neue Produkte genutzt werden?<br />

Wir haben einige Kernanforderungen identifiziert: Maschinenbauer<br />

setzen immer stärker auf eine komplette Digitalisierung<br />

ihrer Arbeitsabläufe, auf einbaufertige Module und<br />

eine einfache, schnelle Inbetriebnahme. Beispielsweise wird<br />

bei Ventilen mit digitaler Elektronik erwartet, dass der Techniker<br />

die Ventile über eine entsprechende App, unabhängig<br />

von der zentralen Maschinensteuerung in Betrieb nehmen<br />

kann. Bei den Anwendern geht es zumindest in Europa oft<br />

um weniger Energieverbrauch, um die Klimaschutz-/CO2-<br />

Ziele der Unternehmen zu erreichen. Zusätzlich erwarten<br />

Betreiber minimale Ausfallzeiten. Hier gibt es konkrete<br />

Anforderungen zum Condition Monitoring, Predictive<br />

Maintenance und Ersatzteilmanagement. Rexroth berücksichtigt<br />

diese Erkenntnisse in den laufenden Entwicklungsprojekten<br />

und steuert gegebenenfalls in der Produktneuentwicklung<br />

nach.<br />

10 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


Dr. Steffen Haack ist Geschäftsleiter der Business Unit Industrial Hydraulics und<br />

Vorstandsmitglied der Bosch Rexroth AG. In unserer <strong>O+P</strong> Lounge stellt er uns<br />

wichtige Ergebnisse einer Untersuchung zur Digitalisierung der Industriehydraulik<br />

vor und erläutert, wie Bosch Rexroth diese Zukunft gestaltet.<br />

Viele der Befragten bezeichnen einen zunehmend schwankenden Markt („volatiler Markt“) als größte Herausforderung.<br />

Wie kann die Digitalisierung helfen, den Unwägbarkeiten des Marktes zu trotzen?<br />

Den Markt können wir nicht ändern, aber durch die Verlagerung<br />

von Funktionen aus der Hydromechanik in die<br />

Software bieten sich sowohl für den Maschinenbauer als<br />

auch für den Anwender einige Vorteile. Maschinenbauer<br />

können durch Digitalisierung ihrer Arbeitsabläufe ihre<br />

Time-to-Market erheblich verkürzen und schneller kundenspezifische<br />

Lösungen realisieren. Ein passendes Beispiel<br />

dafür ist unsere neue hochintegrierte, intelligente<br />

Kompaktachse CytroForce. Endanwender können im laufenden<br />

Betrieb Parameter hydraulischer Aktoren nachfragegerecht<br />

anpassen und damit den Trend zu kleineren<br />

Losgrößen abbilden.<br />

Mit „Connected Hydraulics“ bedienen Sie die digitalen Kundenanforderungen.<br />

Wie weit ist Bosch Rexroth mit der Nutzung von 5G?<br />

Bosch Rexroth verknüpft die physikalischen Alleinstellungsmerkmale<br />

der Industriehydraulik mit den Möglichkeiten<br />

der digitalen Vernetzung. In einigen unserer Steuerungen<br />

für hydraulische und elektrische Antriebe ist die<br />

5G Schnittstelle bereits vorbereitet. Eine erste Untersuchung<br />

mit dem 5G Lab Germany hat ergeben, dass perspektivisch<br />

auch industriehydraulische Steuerungen und<br />

Regelungen drahtlos über 5G aus der Edge Cloud heraus<br />

denkbar sind. Doch bis dahin sind noch einige offene<br />

Punkte hinsichtlich Sicherheitstechnik, Recht und Haftung,<br />

Resilienz/Netzstabilität, Teilnehmerzuordnung,<br />

Entfernungsbeschränkungen usw. zu lösen.<br />

Laut Studie stehen Smart Services und Condition Monitoring bis hin zu einer automatischen Ersatzteilbestellung auf<br />

den Wunschlisten Ihrer Kunden. Was ist bereits möglich, was wird noch kommen?<br />

Unsere Software-Lösung CytroConnect erfasst die Betriebsdaten<br />

beispielsweise von Hydraulikaggregaten dezentral.<br />

Instandhalter können diese per Smartphone abrufen.<br />

Dem Anwender bieten wir stufenweise Service-Pakete<br />

an, die von einfachen Datenanzeigen bis zu „Rundumsorglos-Paketen“<br />

reichen. Mit dem Ersatzteil-Service für<br />

Industriehydraulik verkürzen wir die Bestell- und Reparaturzeiten.<br />

Der Digital Service Assistant vereinfacht die<br />

Identifikation von Ersatzteilen durch das Smartphone und<br />

verfügt über eine integrierte Bestellfunktion. In Zukunft<br />

wird sich die Hydraulik vermutlich selbst überwachen und<br />

vorausschauend notwendige Ersatzteile bestellen.<br />

www.boschrexroth.com<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 11


MESSE<br />

HYBRIDE MESSEN –<br />

EINE KRISENFESTE EVENT-ALTERNATIVE<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Die Messe- und Eventbranche ist von den Folgen<br />

der Corona-Pandemie besonders hart betroffen.<br />

Doch schon während des ersten „Lockdown“ im<br />

Frühjahr startete schnell die Suche nach<br />

Lösungen: Hybride Messen, bei denen ein<br />

virtueller Teil eine Veranstaltung vor Ort mit<br />

digitalen Methoden ergänzt, entpuppt sich<br />

während der Krise vielerorts als Rettungsanker.<br />

Live-Events, die um digitale Angebote ergänzt werden, bestechen<br />

mit Vorteilen, die das Konzept Hybrid Messe bereits während<br />

des ersten Lockdowns zu einem Erfolgsgaranten gemacht<br />

haben. Das Konzept, das die Vorteile einer virtuellen Messe mit<br />

denen einer Präsenzveranstaltung verbindet, verstärkte schnell auch<br />

die Nachfrage nach hochwertigem Bewegtbild-Content und erforderte<br />

innovative Angebote wie das eines virtuellen Messestands.<br />

Auch nach Ende des Ausnahmezustands wird die neue Art der<br />

Messegestaltung als attraktive Erweiterung der klassischen Präsenzmesse<br />

allen Experten zufolge weiterhin gefragt bleiben. Hybride<br />

Messen sind übrigens nicht mit einem Livestream zu verwechseln,<br />

vielmehr beziehen diese Veranstaltungen die Teilnehmer<br />

interaktiv ein, ermöglichen Austausch und Diskussionen.<br />

Viele Industrieunternehmen haben in der Lockdown-Situation<br />

das Konzept Hybride Messen bereits für ihr Unternehmen entdeckt<br />

und nutzen die Möglichkeiten der digitalen Interaktivität mit Kunden<br />

weltweit. Dabei spielt der Bewegtbild-Content respektive die<br />

Autorin: Heidi Ziegler, Geschäftsführerin der Blue Silver GmbH<br />

Nutzung von Virtual Reality eine maßgebliche Rolle bei der Ergänzung<br />

und Erweiterung der Produktpräsentationen.<br />

ÜBERZEUGENDES KONZEPT WIRD ZUM TREND<br />

Auch das Europäische Institut für Tagungswirtschaft (EITW) stellt<br />

einen klaren Trend zu Hybrid Messen fest. Das Institut an der Hochschule<br />

Harz hat untersucht, wie sich die Corona-Krise auf den Veranstaltungsmarkt<br />

in Deutschland ausgewirkt hat, und fand heraus, dass<br />

vor Beginn der Pandemie nur 27 Prozent der Befragten Hybrid Messen<br />

eine zukunftsweisende Rolle zutrauten – im März 2020 waren es<br />

60 Prozent der Anbieter, die hybride und räumlich ungebundene Veranstaltungen<br />

als positiv bewerteten. Das ist wenig verwunderlich,<br />

denn die Vorteile einer Hybrid Messe liegen auf der Hand: Sie ist<br />

kostengünstiger als eine mit Präsenz vor Ort und insgesamt weniger<br />

aufwändig umzusetzen. Es fallen weder Reise- und Übernachtungskosten<br />

an noch muss Personal für den Aufbau der Infrastruktur angeheuert<br />

werden. Zudem sind Interessierte in der Lage, das Event<br />

jederzeit zu besuchen – egal wo sie sich physisch aufhalten. Weiterer<br />

Pluspunkt ist die unschlagbare CO²-Bilanz einer Hybrid Messe.<br />

Bislang ungeahnte Möglichkeiten eröffnen sich auch fürs Marketing.<br />

Nach Ende der Veranstaltung mit Live-Diskussionen, Live-Key<br />

Notes und Shows steht ausreichend Content – etwa zum Streamen<br />

in Social Media Kampagnen – zur Verfügung, der für eine noch<br />

größere Reichweite der Messe sorgt.<br />

AUF BEWEGTBILD INHALTE SETZEN<br />

Um hochwertigen Content kommt in diesem Kontext kein Unternehmen<br />

mehr herum. Optimal, um das Branding zu unterstützen<br />

und die Markenbotschaft zu übermitteln, ist dabei Bewegtbild-<br />

Content. Kein anderes Medium ruft so leicht Emotionen hervor<br />

und baut eine vergleichbar starke Kundenbindung auf. Auch 3D-<br />

Bewegtbild-Content aus Konstruktionsdaten haben ein großes Potenzial<br />

für den virtuellen Messestand – Stichwort 360-Grad-Videos.<br />

12 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


MESSE<br />

Der 3D-Bewegtbild-Content aus Konstruktionsdaten – im Sinne<br />

von Simulation respektive Animation – ist für Industrieunternehmen<br />

und speziell auch für die Hydraulikbranche besonders interessant<br />

und bietet ungeahnte Möglichkeiten. Anbieter von Hydraulikkomponenten<br />

wie Ventile, Zylinder oder Verbindungstechniken<br />

präsentieren ihre Waren auf klassischen analogen Messen oftmals<br />

losgelöst vom Gesamtkontext der Anlagen in denen die Komponenten<br />

verbaut sind. Dies ist dem Umstand geschuldet, dass sich<br />

echte Anlagen, z. B. große, leistungsstarke Hydraulikpressen, nur<br />

schwer in einer Messehalle auf einem durchschnittlichen Messestand<br />

realisieren lassen. Der Aufwand, die Kosten und vor allem<br />

auch der Aspekt der Sicherheit sprechen hier dagegen. Auch eine<br />

Modellanlage in kleinerem Maßstab ist nicht problemlos umsetzbar<br />

und zufriedenstellend, was den Präsentationscharakter betrifft.<br />

Doch mithilfe von digitalen 3D-Animationen lassen sich beinahe<br />

unbegrenzt ganze Maschinen und Anlagen simulieren. Es lassen<br />

sich die Einbausituation der Hydraulikkomponenten und ihre direkte<br />

Wirkung im Kontext der gesamten Anlage nicht nur darstellen,<br />

sondern es können auch die unterschiedlichsten Szenarien aus<br />

dem echten Betrieb, z. B. Anlagenfehler, durchgespielt und animiert<br />

werden. Die Möglichkeiten sind im Prinzip unbegrenzt, sodass<br />

es auch denkbar ist, dass ein Online-Messekunde interaktiv<br />

diese simulierten Anlagen nach seinen Bedürfnissen konfigurieren<br />

kann, indem er z. B. die verschiedensten Ventilvarianten des Anbieters<br />

in der Simulation durchspielt.<br />

GEZIELT IM VERTRIEB UND MARKETING<br />

EINSETZEN<br />

Die Möglichkeiten des Bewegtbild-Content greifen neben der eigentlichen<br />

Hybrid Veranstaltung natürlich auch für Marketingkampagnen,<br />

Produktvideos für den digitalen Vertrieb, Erklärfilme,<br />

e-Learning und Produktmanagement. Trotzdem scheuen viele Unternehmen<br />

noch die Produktionskosten. Zu Unrecht, denn mit dem<br />

richtigen Partner kann jeder hochwertigen 2D- oder 3D-Bewegtbild-Content<br />

auch mit einem kleineren Budget realisieren – sei es<br />

für Webseiten, das Recruiting oder eben Hybrid Messen.<br />

Um sich und ihre Produkte auf Hybrid Messen angemessen präsentieren<br />

zu können, sollten Unternehmen frühzeitig ihre Aufmerksamkeit<br />

auf das Thema Video-Marketing richten. Das Bewegtbild<br />

macht laut Cisco Internet Report immerhin bereits rund 82<br />

Prozent des Internet Traffics aus. Und der Bedarf wird aller Wahrscheinlichkeit<br />

nach stetig weiterwachsen – auch wenn die Corona-<br />

Pandemie eines Tages vergessen sein wird.<br />

INFOTAINMENT PAR EXCELLENCE<br />

Die technischen Voraussetzungen, um eine Hybrid Messe erfolgreich<br />

umzusetzen, sind vorhanden. Für eine anspruchsvolle virtuelle<br />

Präsentation gibt es mittlerweile etliche Tools. Zu nennen<br />

sind etwa Video-Calls, Games, Online-Beratung von Fachleuten<br />

mit Terminvereinbarung, live übertragene Show-Vorführungen<br />

und individuelle digitale Produktvorführungen. Trocken und<br />

spröde war gestern, so ist es mittlerweile beispielsweise ein<br />

Leichtes, einen Avatar anzulegen. Hohes Unterhaltungspotential<br />

haben auch 1:1 Video-Chats, digitale Infostände oder ein virtueller<br />

Navigator sowie Lobby-Räume, in denen sich Messebesucher<br />

austauschen können. Ein komplett virtueller Messestand kann<br />

individuell mit Produktvideos oder Firmeninformationen bestückt<br />

werden und sollte als interaktive Anwendung gestaltet<br />

sein, die nach Wunsch ausgestattet werden kann. Generell ist für<br />

ein erfolgreiches Hybrid Event eine Kombination virtueller und<br />

analoger Angebote empfehlenswert. Es bietet sich beispielsweise<br />

an, VR-Anwendungen für Produktvorführungen mit VR-Brille am<br />

Stand zu nutzen.<br />

Mittlerweile gibt es auch „Komplettanbieter“ für Hybrid Messen,<br />

also Dienstleister, die eigene Plattformen für die Dramaturgie der<br />

Veranstaltung und die technische Ausstattung anbieten. Zum skalierbaren<br />

Angebot gehören dann u. a. die Plattform, Konferenztools,<br />

die Content-Aufbereitung sowie die Ablaufplanung der Veranstaltung<br />

und die Durchführung von Streamings oder Live Acts.<br />

FAZIT: KONZEPT DER ZUKUNFT<br />

Mit Corona haben sich viele Rahmenbedingungen geändert. Bereits<br />

jetzt zeigt sich, dass die Herausforderungen der Pandemie für<br />

den Messe- und Eventmarkt neue Möglichkeiten eröffnen. Diese<br />

gilt es mutig zu nutzen. Hybride Events haben mit ihrer hohen<br />

Reichweite das Potential, die Branche zu revolutionieren, und sich<br />

auch nach der Pandemie als schlagkräftiges Veranstaltungsformat<br />

zu etablieren. Auch wenn der menschliche Kontakt unersetzbar<br />

bleibt, ist davon auszugehen, dass sich das gemischte Format der<br />

Hybrid Messe durchsetzt. Es ist zeitgemäß, anspruchsvoll, individuell,<br />

skalierbar und besticht zudem mit einem hohen Unterhaltungs-<br />

und Informationswert.<br />

Fotos: Adobe Stock<br />

www.blue-silver.com<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 13


SYSTEMTECHNIK<br />

VON DER PUMPE<br />

BIS ZUM<br />

VERBRAUCHER<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

Prozesse verschlanken, Kosten reduzieren,<br />

Einkauf optimieren: Diesen Herausforderungen<br />

stellt sich jeder Maschinen- und Anlagenbauer.<br />

Erstausrüster, die in allen Fragen rund um<br />

hydraulische Leitungssysteme vom Bezug<br />

aufeinander abgestimmter Komponenten bis zur<br />

Lieferung kompletter Baugruppen mit einem<br />

Partner arbeiten, entlasten ihre internen<br />

Prozesse sowohl in der Beschaffung als auch bei<br />

Auslegung und Fertigung deutlich.<br />

Autor: Boris Mette, Leiter Marketingkommunikation, Stauff Deutschland<br />

Maschinen- und Anlagenbauer haben oft das Ziel, die<br />

Anzahl an Lieferanten zu reduzieren. Möglichst viele<br />

Komponenten aus einer Hand, technisch aufeinander<br />

abgestimmt und in einheitlich hoher Qualität,<br />

lautet dann die Anforderung. „Maschinen- und Anlagenbauer<br />

möchten sich darüber hinaus zunehmend auf ihre Kernkompetenzen<br />

konzentrieren“, erläutert Jörg Deutz, CEO der Stauff Gruppe.<br />

„Sie wünschen Ansprechpartner, die die Verantwortung für<br />

ganze Leitungssysteme übernehmen.“ Vor diesem Hintergrund<br />

wurde Stauff Line entwickelt: Von der Komponente zum System,<br />

so lassen sich die in diesem Konzept gebündelten Dienstleistungen<br />

von der Auslegung bis zur Fertigung und Konfektionierung<br />

bzw. Vormontage einbaufertiger hydraulischer Leitungen als gesamte<br />

Baugruppe beschreiben. Um diese Form der Zusammenarbeit<br />

weltweit anbieten zu können, setzt Stauff auf entsprechend<br />

qualifizierte Unternehmen seines internationalen Händlernetzwerks.<br />

In der Stauff Systempartnerschaft werden die Kompetenzen<br />

regionaler Partner mit denen des international agierenden<br />

Herstellers verknüpft. „So gewährleisten wir Kundennähe, egal, in<br />

14 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


SYSTEMTECHNIK<br />

01 Stauff Systempartner übernehmen<br />

auf Wunsch sämtliche Montageschritte<br />

welchen Märkten und an wie vielen internationalen Standorten<br />

ein OEM agiert.“ Einer der neu assoziierten Stauff Systempartner<br />

ist die Firma Kroning, Handels- und Dienstleistungsunternehmen<br />

für Industrie- und Landtechnik in Bremen.<br />

DAS KOMPLETTE SYSTEM IM BLICK<br />

Vor über 70 Jahren gegründet, ist das Familienunternehmen Kroning<br />

schon 1961 in die <strong>Fluidtechnik</strong> eingestiegen, hat bereits in den<br />

80er Jahren den Schwerpunkt Mobilhydraulik mit eigener Hydraulikfertigung<br />

und Schlauchkonfektionierung aufgebaut und 2005 ein<br />

Rohrbiegezentrum in Betrieb genommen. „Wir verstehen uns<br />

schon immer als Dienstleister und Berater, nicht nur als Komponentenhändler“,<br />

sagt Udo Willenberg, der vor 45 Jahren seine Ausbildung<br />

bei Kroning begonnen hat und seit 2014 Mitglied der Geschäftsleitung<br />

ist. Willenberg hat die Veränderungen im Fluidmarkt<br />

über mehrere Jahrzehnte live erlebt: „Es geht längst nicht mehr um<br />

einzelne, möglichst günstige Komponenten, sondern um die Funktionalität<br />

und Sicherheit des kompletten Systems. Dabei spielt die<br />

POINTIERT<br />

STAUFF BAUT EIN WELTWEITES NETZ AN<br />

SYSTEMPARTNERN AUF<br />

LOKALE HANDELSPARTNER BERATEN VOR<br />

ORT UND LIEFERN GANZE BAUGRUPPEN<br />

INTERNE PROZESSE VON ERSTAUSRÜSTERN<br />

WERDEN ENTLASTET<br />

VERANTWORTUNG FÜR DAS HYDRAULISCHE<br />

LEITUNGSSYSTEM LIEGT IN EINER HAND<br />

Beratung eine zentrale Rolle.“ Wenn es beispielsweise um enge<br />

Bauräume mit eingeschränkten Montagewegen geht, bieten vorgefertigte<br />

Baugruppen mehr Spielräume in der Leitungskonzeption.<br />

Auch für Dr.-Ing. Arne Lucas, der gemeinsam mit seiner Frau das<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 15


SYSTEMTECHNIK<br />

02 Dr.-Ing. Arne Lucas (l.) leitet<br />

gemeinsam mit seiner Frau das<br />

Familienunternehmen Kroning. Udo<br />

Willenberg (r.) ist seit 2014 Mitglied<br />

der Geschäftsleitung. Beide sehen in<br />

der Systempartnerschaft mit Stauff<br />

erhebliche Vorteile für ihre Kunden<br />

und Wachstumspotential für ihr<br />

eigenes Unternehmen.<br />

03 Komplette Baugruppen können<br />

vormontiert und direkt in die Produktion<br />

geliefert werden<br />

02<br />

Familienunternehmen in dritter Generation fortführt und seit 2016<br />

Geschäftsführer bei Kroning ist, ist das technische Know-How der<br />

Schlüssel zu einer stabilen Kundenbeziehung.<br />

FERTIGE BAUGRUPPEN LIEFERN<br />

Aus seiner Sicht ist die Stauff Systempartnerschaft ein naheliegender<br />

Schritt: „Mit unserer branchenübergreifenden Erfahrung im<br />

Engineering können wir unseren Kunden die gesamte Hydraulikfrage<br />

abnehmen.“ Kroning bietet neben der Lieferung von Komponenten<br />

je nach Kundenwunsch sämtliche Dienstleistungen bei der<br />

Fertigung ganzer hydraulischer Leitungssysteme an: Auslegung<br />

und Beratung, Schlauchkonfektionierung, Biegen von Rohrleitungen,<br />

Vormontage und Lieferung von Baugruppen und Aggregaten<br />

bis zum Montageband des Kunden. In Zukunft auf Stauff Line Produkte<br />

zu setzen, hat aus seiner Sicht Vorteile sowohl für die Kunden,<br />

als auch für interne Prozesse des eigenen Unternehmens.<br />

„Stauff Line Komponenten sind aus dem Systemgedanken heraus<br />

MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

03<br />

16 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


SYSTEMTECHNIK<br />

entwickelt worden und daher technisch aufeinander abgestimmt<br />

und kompatibel. Ein konkreter Vorteil ist zum Beispiel die hochwertige<br />

Zink/Nickel-Beschichtung, mit der wir durchgängig einen<br />

einheitlich hohen Korrosionsschutz garantieren können.“ Auch<br />

Fragen der Gewährleistung können umso einfacher geklärt werden,<br />

je weniger Ansprechpartner an einem hydraulischen Leitungssystem<br />

beteiligt sind.<br />

VERANTWORTUNG LIEGT IN EINER HAND<br />

Stauff Systempartner übernehmen dem Kunden gegenüber die<br />

Verantwortung von der Pumpe bis zum Verbraucher und haben<br />

bei Bedarf Zugriff auf das internationale Stauff Netzwerk. Weltweit<br />

ist somit die Versorgung mit Stauff Line Komponenten und<br />

dem entsprechenden Service für die exportorientierten OEM sichergestellt.<br />

„Dabei bleiben wir ein unabhängiges Unternehmen“,<br />

betont Lucas. Ein Argument für die enge Zusammenarbeit<br />

mit Stauff ist auch die Reduzierung der internen Prozesskosten<br />

seines Unternehmens. Ausschlaggebend für die Systempartnerschaft<br />

ist aber der Mehrwert, der für Maschinen- und Anlagenbauer<br />

entsteht. „Hierin steckt für uns enormes Wachstumspotential.“<br />

REGIONAL UND INTERNATIONAL VERBUNDEN<br />

Die Systempartnerschaft ist auch aus einem kritischen Blick auf<br />

das klassische Händlermodell heraus entstanden. Jörg Deutz: „Es<br />

ist einfach nicht sinnvoll, innerhalb eines Gebietes doppelte Vertriebsstrukturen<br />

zu unterhalten.“ Die Peripherie zweimal abzubilden<br />

sei auf lange Sicht nicht zielführend, meint Deutz. Er sieht<br />

die Zukunft auch für das internationale Geschäft darin, regionalen<br />

Systempartner den Erstkontakt zu überlassen: Der Systempartner<br />

tritt als Teil eines globalen Verbunds auf und wird als ursprünglich<br />

regional agierender Unternehmer auch für internationale<br />

Erstausrüster attraktiv. Stauff als Hersteller will eine eine<br />

weltweit hohe Lieferperformance und die individuelle Betreuung<br />

MASCHINEN- UND AN-<br />

LAGENBAUER MÖCHTEN<br />

SICH ZUNEHMEND AUF<br />

IHRE KERNKOMPETEN-<br />

ZEN KONZENTRIEREN<br />

Jörg Deutz, CEO der Stauff Gruppe<br />

STAUFF SYSTEMPARTNERSCHAFT:<br />

GEMEINSAME VERANTWORTUNG VON<br />

ANSCHLUSS ZU ANSCHLUSS<br />

Stauff Line ist der Oberbegriff für alle Produkte und<br />

Leistungen, die die Unternehmen der Stauff Gruppe und<br />

die Stauff Systempartner für den Bau hydraulischer<br />

Leitungssysteme anbieten. Die Basis ist das vollständige<br />

Komponentenprogramm von der Stauff Schelle, mit der<br />

das Unternehmen bereits in den 60er Jahren bekannt<br />

wurde, bis zum 2015 eingeführten Rohrverbindungssystem<br />

Stauff Connect. Stauff Systempartner bieten nun<br />

den Kunden vor Ort sämtliche komplementären Dienstleistungen<br />

an: vom Engineering inkl. Auslegung, Analyse<br />

und Optimierung über Schlauchkonfektionierung,<br />

Rohrbiegen und Vormontage bis zur Produktion von<br />

Baugruppen. Mit dem sukzessiven Aufbau eines internationalen<br />

Netzwerks von Systempartnern können<br />

weltweit agierende Maschinen- und Anlagenbauer in<br />

Zukunft jeweils vor Ort auf die Zusammenarbeit mit<br />

qualifizierten Dienstleistern setzen.<br />

vor Ort über seine internationalen Niederlassungen und Partner<br />

garantieren.<br />

VERTRAUEN ALS KRITERIUM<br />

Mit Kroning verbindet Stauff eine über Jahrzehnte gewachsene<br />

Geschäftsbeziehung. Gegenseitige Wertschätzung und transparentes,<br />

loyales Verhalten haben die Zusammenarbeit zwischen<br />

den beiden Familienunternehmen geprägt. Das wird für Stauff<br />

auch beim Aufbau weiterer internationaler Systempartnerschaften<br />

ein wichtiges Kriterium sein. Nicht zuletzt geht es um einen<br />

Kompetenz- und Wissenstransfer innerhalb der gesamten<br />

Stauff Gruppe, um auf lange Sicht den Anforderungen<br />

des internationalen Maschinen- und Anlagenbaus<br />

an die Hydraulikspezialisten gerecht<br />

zu werden. Arne Lucas und Jörg Deutz sind<br />

sich einig: „Wer zukunftsfähig sein möchte,<br />

muss bereit sein, sich weiterzuentwickeln.<br />

Als Familienunternehmen haben wir die<br />

Möglichkeit und den Mut, in langfristige<br />

Kooperationen zu investieren. Wachstum<br />

entsteht durch Vertrauen.“ Für Arne<br />

Lucas und Udo Willenberg ist die<br />

Systempartnerschaft außerdem ein<br />

nachhaltiges Modell mit Zukunftsperspektive,<br />

die gerade auch nach dem<br />

unlängst erfolgten Generationenwechsel<br />

„ein Anker in der Übergangssituation“<br />

sein wird.<br />

Fotos: Stauff Gruppe<br />

www.stauff.com<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 17


MENSCHEN UND MÄRKTE<br />

FIRMENPORTRÄT<br />

DIE CORONA-KRISE ERFOLGREICH<br />

ALS CHANCE GENUTZT<br />

Das Familienunternehmen Oltrogge ist seit über<br />

153 Jahren Engineering-Partner für technisch<br />

anspruchsvolle Industrielösungen in den<br />

Bereichen Oberflächen- und Drucklufttechnik<br />

sowie Werkzeugmaschinen. Die Bielefelder sind<br />

ein echter Anker in der Region. Im Krisenjahr<br />

2020 stellte Oltrogge alles auf den Prüfstand und<br />

richtet sich neu aus – auf Wachstumskurs.<br />

Wie zahlreiche andere Betriebe in Ostwestfalen stellte<br />

das Corona-Jahr 2020 auch das Familienunternehmen<br />

Oltrogge vor unerwartete Herausforderungen.<br />

Statt der planmäßigen Realisierung von Projekten<br />

hieß es: Lockdown, Kurzarbeit und mobiles Arbeiten von Zuhause.<br />

Marcus Scheiber, der im Februar 2020 zusätzlich zu Daniel Oltrogge<br />

die Geschäftsführung des Mittelstandsunternehmens übernahm,<br />

hatte sich seinen Start bei Oltrogge etwas anders vorgestellt: „Kaum<br />

hatte ich alle Mitarbeiter kennengelernt, waren diese auch schon<br />

ins Mobile Office verschwunden. Es war gar nicht so einfach, mir<br />

auf die Schnelle alle Namen und die dazugehörigen Gesichter zu<br />

merken“, erinnert sich Scheiber mit Bedauern. Denn gerade durch<br />

die großartige Energie und das Engagement der Mitarbeiter ließ<br />

sich die von Daniel Oltrogge und Marcus Scheiber geplante Wachstumsstrategie<br />

überhaupt so hartnäckig verfolgen und umsetzen.<br />

Zu den Leuchtturmprojekten 2020 gehörte dabei zweifellos, dass<br />

sich Oltrogge mit Atlas Copco einen der Weltmarktführer für energie-<br />

und ressourcenschonende Kompressorentechnik an Bord holte.<br />

So konnte das ohnehin schon breite Druckluft-Portfolio erfolgreich<br />

erweitert und für die zukünftigen Herausforderungen dieses<br />

innovativen Marktes optimal vorbereitet werden. Denn Themen<br />

wie die BAFA-Förderung, Zuschüsse für eine Zertifizierung nach<br />

ISO 50 001 und ölfrei-Technik sind Themen, die die Industriekunden<br />

beschäftigen.<br />

Gleichzeitig erweiterte man das Leistungsportfolio. Mit mehr<br />

als 20 Mitarbeitern im Service zählt Oltrogge zu den größten Service-Partnern<br />

für Drucklufttechnik in der Region Ostwestfalen-<br />

Lippe. Oltrogge bietet einen herstellerunabhängigen technischen<br />

24h-Service, schnelle Wartung und Reparatur mit Original-Ersatzteilen<br />

und Schmierstoffen in höchster Qualität – egal welche<br />

18 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


FIRMENPORTRÄT<br />

Kompressorentechnik im Einsatz ist. Neu ist auch die Erweiterung<br />

des Angebots um hochwertige Ersatzteil-Alternativen mit<br />

voller Gewährleistung speziell für ältere Anlagen und preisbewusste<br />

Kunden.<br />

MIT INNOVATIONEN AUF EXPANSIONSKURS<br />

Dank der Neuausrichtung kam ordentlich Bewegung in den Druckluftmarkt.<br />

Oltrogge konnte sein Vertriebsgebiet von Ostwestfalen<br />

und Teilen Niedersachsens auf alle vier Unternehmensstandorte in<br />

Deutschland ausweiten und bildete in diesem Zuge Vertrieb und<br />

Service bundesweit zu wahren „Masters of Air“ aus. Vor allem in der<br />

Region Ostwestfalen war diese Entwicklung ein echter Jobmotor.<br />

Hinzu kamen nicht nur zahlreiche zusätzliche Arbeitsplätze in Vertrieb,<br />

Servicetechnik und Projektmanagement. Es wurden auch<br />

neue Positionen in zukunftsweisenden Tätigkeitfeldern wie Innovationsmanagement<br />

und Business Development geschaffen.<br />

Eine Entwicklung freut Marcus Scheiber aber ganz besonders:<br />

„Mitarbeiter, die vor zwei, drei Jahren das Unternehmen verlassen<br />

hatten, weil in Sachen Innovation nicht viel passierte, kamen zu<br />

Oltrogge zurück. So sind aktuell schon zwei ‚neue‘ alte Kollegen<br />

wieder mit an Bord!“<br />

Auch für Techniker und Monteure wurde Oltrogge dank des eingeschlagenen<br />

Innovationskurses und des neuen Partners zum interessanten<br />

Arbeitgeber: „Wir haben über diesen Weg schon einige<br />

neue Kollegen in den Bereichen Service und Produktmanagement<br />

bekommen. Die innovativen Produkte und Technologien unseres<br />

neuen Partners begeistern und überzeugen einfach“, ist sich Scheiber<br />

sicher.<br />

So ist beispielsweise bei Atlas Copco das Thema „Smart Industry“<br />

nicht nur ein schön klingendes Buzzword, sondern bereits seit Jahren<br />

gelebte Praxis. Die Kompressoren des weltweit agierenden Unternehmens<br />

sind mit modernsten Telemetrie-Systemen ausgestattet,<br />

sodass sowohl der Kunde als auch der Oltrogge-Kundenservice<br />

jederzeit Einblick in den Status der Anlage haben und sicher sein<br />

können, dass sie im optimalen Bereich arbeitet. Entfernt sich einer<br />

der technischen Werte zu weit vom Zielwert, schlägt ein Frühwarn-<br />

System rechtzeitig Alarm und informiert den Oltrogge-24h-Notfall-<br />

Service, der auf Wunsch direkt zum Kunden ausrückt.<br />

KONZEPTE ZUR RESSOURCENSCHONUNG<br />

Gerade in Zeiten, in denen große Investitionen schwerfallen, gibt<br />

Oltrogge Hilfestellungen, wie sich mit kostengünstigen Maßnahmen<br />

und in vielen kleinen Schritten wertvolle Energie und damit<br />

Kosten einsparen lassen. Die Bielefelder entwickelten unter dem<br />

Titel „Welt retten?“ ein Konzept, mit dem Unternehmen nachweislich<br />

zu mehr Energieeffizienz im Bereich der Drucklufttechnik gelangen.<br />

Ob eine exakte Verbrauchsmessung, das Anzeigen von<br />

Druckluftverschwendung, Leckageortung und -beseitigung oder<br />

Wärmerückgewinnung – Oltrogge demonstriert, wie einfach Kosten<br />

sparen sein kann und leistet so einen Beitrag zu einer effektiveren<br />

Nutzung von Ressourcen und führt damit seine Erfolgsgeschichte<br />

nachhaltig fort.<br />

Fotos: Oltrogge / Barbara Meinhardt<br />

www.oltrogge.de<br />

Daniel Oltrogge, Geschäftsführender Gesellschafter (links) und Marcus Scheiber, Geschäftsführer der Oltrogge<br />

GmbH & Co. KG (rechts) teilen sich gemeinsam die Verantwortung für den Wachstumskurs des Unternehmens<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 19


KOMPRESSOREN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />

ENERGIEEFFIZIENTE<br />

DRUCKLUFTERZEUGUNG<br />

NACH BEDARF<br />

Für die Herstellung hochpräziser Feinmechanik-<br />

Komponenten für die Flugzeug- und<br />

Automobilindustrie setzt ein Maschinenbauunternehmen<br />

aus Baden-Württemberg zur<br />

Drucklufterzeugung auf direktgetriebene<br />

Schraubenkompressoren. Mit ihrer Energiespar-<br />

Drehzahlregelung passen sich die<br />

Kompressoren an permanente Lastwechsel an<br />

und vermeiden so kostenintensive<br />

Leerlaufzeiten.<br />

Autor: Ralph Jeschabek, Leiter Sales Marketing, Almig, Köngen<br />

Bei uns kommt es auf höchste Präzision an“, sagt Klaus<br />

Welte und zeigt auf einen Behälter, in dem sich blitzblanke<br />

und komplex geformte Bauteile befinden. Welte<br />

ist Teamleiter für den Bereich Präzisionsentgraten und<br />

Teileendbearbeitung bei der Ziegler GmbH im Baden-Württembergischen<br />

Bermatingen am Bodensee. „Mit etwa 160 Mitarbeitern<br />

fertigen wir hier Bauteile in geringen Stückzahlen“, beschreibt<br />

er. Die Durchschnittsmengen liegen zwischen 50 und 70 Teilen.<br />

Diese können nur wenige Millimeter dünn oder auch mehrere<br />

Kilogramm schwer sein, beispielsweise Fahrwerkskomponenten.<br />

Zum Einsatz kommen sie in der Automobil- und Flugzeugindustrie<br />

– in Branchen, in denen es um die Personenbeförderung geht,<br />

und somit können sie auch sicherheitsrelevante Funktionen<br />

übernehmen.<br />

Zu den Hauptkunden des Familienbetriebs zählen insbesondere<br />

Zulieferer der großen Hersteller. Die Ziegler-Gruppe hat im knapp<br />

vier Kilometer entfernten Markdorf noch einen zweiten Standort,<br />

der unter anderem Ersatzteile und Zubehör für Drehmaschinen fertigt.<br />

„Sicher spüren wir die Auswirkungen der Corona-Pandemie“,<br />

20 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


KOMPRESSOREN<br />

POINTIERT<br />

OPTIMIERTE ENERGIESPAR-<br />

DREHZAHLREGELUNG<br />

DRUCKLUFTERZEUGUNG LÄSST SICH AN<br />

BEDARF ANPASSEN<br />

BETRIEBSDRUCK STUFENLOS<br />

EINSTELLBAR<br />

STEUERUNG WÄHLT OPTIMALE<br />

KOMPRESSOREN-KOMBINATION<br />

01 In der Produktion kommt so ziemlich überall Druckluft zum Einsatz<br />

sagt Welte und zeigt in die Halle: Der Maschinenpark ist nur zum<br />

Teil in Betrieb. „Auch wenn wir das Ende der Krise noch nicht absehen<br />

können, Sorgen mache ich mir keine. Wir stehen gut da, und<br />

wir haben schon in der Vergangenheit immer nur dann investiert,<br />

wenn wir es uns auch leisten konnten.“<br />

OHNE DRUCKLUFT GEHT NICHTS<br />

Zu diesen Investitionen gehören auch drei neue Druckluftkompressoren<br />

von der Almig Kompressoren GmbH, einem führenden Systemanbieter<br />

in der Drucklufttechnologie mit Sitz im schwäbischen<br />

Köngen. „Wir haben in den vergangenen zehn bis 15 Jahren unser<br />

Personal nahezu verdoppelt. Kontinuierlich ist auch der Maschinenpark<br />

gewachsen“, erläutert der Teamleiter.<br />

Mit dem Wachstum stieg auch der Bedarf an Druckluft, denn ohne<br />

dieses kostenintensive Medium läuft keine Anlage – ob nun<br />

Werkzeuge automatisch gewechselt oder Zylinder bewegt werden<br />

müssen. Im Einsatz waren bis dahin vier in die Jahre gekommene<br />

Schraubenkompressoren. Alle Anlagen stammten von Almig. „Wir<br />

konnten über die Jahre sehr gute Erfahrungen mit diesen Maschinen<br />

sammeln, insbesondere bei der Verfügbarkeit“, berichtet Welte.<br />

„Langsam aber sicher stießen sie jedoch immer mehr an ihre<br />

Leistungsgrenzen.“<br />

OPTIMALE LÖSUNG AUSGEWÄHLT<br />

Druckluft ist bei Ziegler ein hohes Gut, allerdings auch ein enormer<br />

Kostenfaktor. Welte: „Wir wollten sowohl den steigenden Bedarf an<br />

Druckluft decken können, als auch dauerhaft unsere Energiekosten<br />

senken.“<br />

Dass die Verantwortlichen weiterhin auf Kompressoren aus Köngen<br />

setzen, war keine Frage. Der Teamleiter schätzt vor allem die<br />

Beratung von Almig-Gebietsverkaufsleiter Volker Gräschke, der das<br />

Unternehmen am Bodensee seit Jahren betreut. „Um die passende<br />

Lösung zu finden, führten wir eine Druckluftanalyse durch“, berichtet<br />

Gräschke. „Auf dieser Grundlage lieferten wir direktgetriebene,<br />

drehzahlgeregelte Schraubenkompressoren – zwei der Baureihe<br />

V-Drive 75 sowie eine kleinere Variable XP 22.“<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 21


KOMPRESSOREN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />

02<br />

03<br />

Weil diese Anlagen sehr energieeffizient arbeiten, konnte Ziegler<br />

mit Unterstützung des Almig-Experten Fördergelder beim Bundesamt<br />

für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) beantragen. „Um<br />

diese Fördergelder zu erhalten, erfüllen unsere Kompressoren alle<br />

erforderlichen Voraussetzungen“, so Gräschke.<br />

KOMPRESSOREN DER NEUESTEN GENERATION<br />

Die leistungsstarken Schraubenkompressoren V-Drive 75 und die Variable<br />

XP 22 zählen zur neuesten Generation. Das Besondere ist ihre<br />

optimierte Energiespar-Drehzahlregelung. Damit erreichen die Anlagen<br />

einen sehr guten Wirkungsgrad über den gesamten Drehzahlbereich.<br />

Die Drucklufterzeugung lässt sich genau an den tatsächlichen<br />

Bedarf anpassen. Durch die Vermeidung von Leerlaufzeiten sowie<br />

permanenten Lastwechseln – und der damit verbundenen höheren<br />

Verdichtung – wird Ziegler erheblich Strom sparen können – laut<br />

Berechnungen bis zu 40 000 Kilowattstunden im Jahr. Im Vergleich<br />

mit Kompressoren, die im Last-Leerlauf geregelt werden, sparen die<br />

Almig-Geräte schon allein dadurch rund 30 Prozent Energie.<br />

Die V-Drive 75 lassen sich bei acht bar zwischen 3,06 und 13,0<br />

Kubikmeter pro Minute regeln, die Variable XP 22 zwischen 0,85<br />

und 3,7 Kubikmeter pro Minute. Bei beiden Typen ist der Betriebsdruck<br />

von fünf bis 13 bar stufenlos einstellbar. Jeweils einer der beiden<br />

V-Drive-Kompressoren übernimmt die Last, die vorher die vier<br />

alten Maschinen gemeinsam getragen haben.<br />

Der Bedarf an Druckluft ist am Standort in Bermatingen ganz<br />

unterschiedlich. „Wir arbeiten hier in der Regel fünf Tage in der Woche<br />

in zwei Schichten“, sagt Welte. „Vor der Pandemie lag der Tagesbedarf<br />

bei etwa neun Kubikmeter pro Minute. Eine V-Drive-Anlage<br />

läuft aktuell nur zu etwa 50 bis 60 Prozent. Die Druckluftstation ist<br />

zurzeit auf 7,8 bar eingestellt und wird in 0,1 bar Schritten reduziert,<br />

bis wir am Optimum sind. Denn ein bar macht etwa sieben Prozent<br />

Energiekosten aus“, so Gräschke.<br />

Um die Leckagen möglichst gering zu halten, werden Druckluftverluste<br />

im Verteilernetz und in den Maschinen permanent<br />

kontrolliert und beseitigt. Zur weiteren Optimierung des Regelverhaltens<br />

der Kompressoren hat Almig einen Druckluftbehälter mit<br />

einem Volumen von 3 000 Litern installiert. Vorher standen nur<br />

1 750 Liter zur Verfügung.<br />

SICHER GESTEUERT<br />

Die Steuerung Almig Air Control HE (High-End) regelt die Kompressoren<br />

verbrauchsabhängig im Verbund – die übergeordnete<br />

Steuerung wird ebenfalls durch das BAFA gefördert. Ziegler kann<br />

mit dieser Steuerung die Energievorteile der Drehzahlregelung voll<br />

nutzen, weil die Station nur so viel Druckluft erzeugt, wie tatsächlich<br />

verbraucht wird, und automatisch die beste Kombination aus<br />

den verfügbaren Kompressoren wählt. Der Druck bleibt konstant.<br />

Steigt der Verbrauch Richtung Maximalliefermenge der Variable<br />

XP 22, schaltet sich eine V-Drive 75 zu und die kleine Anlage nach<br />

einer einstellbaren Wartezeit ab. Dabei wird eine Drehzahlreserve<br />

beibehalten. So können keine Druckschwankungen durch Zu- und<br />

Wegschalten der Kompressoren entstehen, und die Station läuft im<br />

wirtschaftlichen Bereich. In der Hauptlastphase, also in der Hauptproduktionszeit,<br />

läuft eine V-Drive 75. Die zweite V-Drive 75 ist im<br />

Standby-Modus. Um eine gleichmäßige Auslastung sicherzustellen,<br />

erfolgt diese im Grundlastwechsel. In der Schwachlastphase, wenn<br />

weniger produziert wird, läuft nur die Variable XP 22.<br />

Die Station passt sich automatisch an das Verbrauchsprofil an.<br />

Die Maschinen läuft dabei immer im optimalen Drehzahlbereich,<br />

mit möglichst geringem Energiebedarf und reduzierter Geräuschemission.<br />

Zudem werden die Maschinenbauteile weniger belastet,<br />

was sich positiv auf die Lebensdauer der Kompressoren auswirkt.<br />

Durch die Steuerung laufen alle Maschinen etwa 4 000 B/h pro Jahr.<br />

Das entspricht dem Serviceintervall. Somit können alle Kompressoren<br />

an einem Termin gewartet werden, das senkt die laufenden<br />

Kosten weiter.<br />

„Von Haus aus sind unsere HE-Steuerungen mit einem Bilanzierungs-Monitoring-System<br />

ausgestattet und haben serienmäßig einen<br />

Webserver“, erläutert Gräschke. Dieser ermöglicht es, alle relevanten<br />

Daten online auszulesen. Das Laufverhalten der vergangenen<br />

Betriebstage oder -wochen lässt sich ablesen und anhand der<br />

Daten feststellen, wie stark der Kompressor ausgelastet ist, und<br />

wann die Wartung ansteht. Zusätzlich werden die verbrauchte Luft-<br />

22 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


KOMPRESSOREN<br />

02 Mit der Energiespar-Drehzahlregelung<br />

erreichen die Schraubenkompressoren der<br />

Baureihe V-Drive einen exzellenten<br />

Wirkungsgrad über den gesamten<br />

Drehzahlbereich<br />

03 Der Variable XP ist in Schwachlastphasen<br />

im Einsatz – zum Beispiel nachts oder<br />

an den Wochenenden<br />

04 Die Steuerung Almig Air Control HE<br />

regelt die drei Kompressoren verbrauchsabhängig<br />

im Verbund, so lassen sich die Energievorteile<br />

der Drehzahlregelung voll nutzen<br />

04<br />

05 Mit dem neuen Druckluftbehälter steht<br />

nun ein Volumen von 3 000 Liter zur<br />

Verfügung<br />

menge und der Energieverbrauch aufgezeichnet. „Wenn wir merken,<br />

dass sich das Betriebsverhalten erheblich verändert hat, können<br />

wir sofort reagieren“, sagt Welte.<br />

Neben der permanenten Verfügbarkeit der Druckluft ist Ziegler<br />

vor allem die Reinheit des Mediums wichtig – und dass sich kein<br />

Kondensat bilden kann. Die bestehende Druckluftaufbereitung aus<br />

Vorfilter, Kältetrockner und Feinstfilter von Almig wurde übernommen,<br />

denn diese war schon ausreichend dimensioniert und redundant<br />

ausgelegt. Nach der Aufbereitung wird die Druckluft über ein<br />

Sammelrohr mit großem Querschnitt über den Druckluftbehälter<br />

an die Verbraucher geführt.<br />

MIT GEREGELTER ZU- UND ABLUFT<br />

KEIN WÄRMESTAU<br />

Ziegler hatte vorher das Problem, dass die alten Kompressoren zum<br />

Teil in einer kleinen Fertiggarage untergebracht waren. Dies führte<br />

bei hohen Außentemperaturen zu thermischen Problemen. Das<br />

sollte sich ändern.<br />

Die Fertiggarage gibt es heute nicht mehr – schon allein aus Platzgründen.<br />

Dafür steht dort eine moderne Halle mit geregelter Zuund<br />

Abluft, in der die neuen Maschinen untergebracht sind.<br />

„Der Umbau war für alle Beteiligten eine Herausforderung, denn<br />

der Betrieb musste ohne Unterbrechung weiterlaufen“, erinnert sich<br />

Gräschke. Eine genaue Planung und viel Improvisation waren erforderlich.<br />

Die Arbeiten fanden meist an Samstagen statt. Zuerst wurde<br />

eine der beiden V-Drive-Anlagen und die Variable XP außerhalb der<br />

Bauarbeiten installiert, diese hielten den Betrieb aufrecht. Stückweise<br />

wurden die alten Kompressoren und die Fertiggarage ab- und die<br />

neue Halle aufgebaut. „Wir haben die zweite V-Drive darin installiert,<br />

anschließend sind wir mit der Variable XP umgezogen und haben die<br />

Druckluftaufbereitung mit dem neuen Behälter eingebaut. Als diese<br />

in Betrieb waren, zog dann auch die andere V-Drive um“, beschreibt<br />

Welte. „Innerhalb eines halben Jahres haben wir den kompletten<br />

Umbau ohne Produktionsausfall hinbekommen.“<br />

Seit Mai 2020 sind die Kompressoren nun im Einsatz. „Wir vermeiden<br />

kostenintensive Leerlaufzeiten und können ordentlich Kilowattstunden<br />

im Jahr einsparen“, ist Welte zufrieden. „Vor allem profitieren<br />

wir von einer hohen Verfügbarkeit der Druckluft.“<br />

Die Schraubenkompressoren sind zudem wartungsfreundlich<br />

aufgebaut und benötigen nur alle 4 000 Betriebsstunden einen Service:<br />

Alle Komponenten sind einfach zugänglich, die Schalldämmtüren<br />

können leicht abgenommen werden. Hierdurch verkürzen<br />

sich die Wartungs- und Stillstandzeiten deutlich. So bleiben auch<br />

die Servicekosten überschaubar.<br />

„Jetzt muss nur die Wirtschaft wieder voll anlaufen. Wir stehen in<br />

den Startlöchern“, sagt Teamleiter Welte. Er zeigt auf einen Mitarbeiter,<br />

der gerade dabei ist, unter dem Mikroskop mit einem Handschleifer<br />

ein komplex geformtes Bauteil zu bearbeiten. „Automatisiert<br />

wäre das entweder unmöglich oder bei den geringen Stückzahlen,<br />

die wir haben, sehr unwirtschaftlich. Die entstehenden feinen<br />

Späne werden mit der Druckluftpistole abgeblasen. Auch das<br />

ist eine typische Anwendung bei uns.“<br />

Fotos: Almig Kompressoren<br />

www.almig.de<br />

05<br />

HOHE VERFÜGBARKEIT SICHERGESTELLT


HYDRAULISCHE ANTRIEBE<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

UNIVERSELLE<br />

DREHANTRIEBE<br />

„MADE IN GERMANY“<br />

An drei Standorten in Deutschland entwickelt<br />

und produziert die HKS Dreh-Antriebe GmbH<br />

hydraulische Drehantriebe, wie den I-DA-H.<br />

Der flexible Drehantrieb kommt aufgrund<br />

seiner Funktionalität und Präzision weltweit<br />

in den unterschiedlichsten industriellen<br />

Bereichen zum Einsatz. Je nach Bedarf können<br />

die HKS-Fachleute Serienfertigungen oder<br />

Einzelstücke herstellen und kundenspezifische<br />

Prototypen entwickeln.<br />

Seit 50 Jahren konstruiert das familiengeführte Unternehmen<br />

HKS hydraulische Drehantriebe, Stellantriebe, Dreh-Hub-<br />

Kombinationen und Zahnstangenritzelantriebe, die in der<br />

Maschinenbau-, Fahrzeugbau- und Baumaschinenbranche<br />

zum Einsatz kommen sowie auch für den Bereich Kraftwerke, Onund<br />

Offshore Anlagen und für die Lebensmittelindustrie ausgelegt<br />

sind. Alle Produkte werden auf den großflächigen Produktionsstätten<br />

der HKS angefertigt und sind von der Idee, der Konstruktion<br />

über die Fertigung bis zur Montage „Made in Germany“.<br />

Der I-DA-H aus dem Portfolio der HKS ist ein universeller Antrieb<br />

der eine Weiterentwicklung des hydraulischen DA-H Drehantriebs<br />

des Herstellers darstellt. Im Gegensatz zu Zylindern benötigen<br />

Drehantriebe keine externe Lagerung und können größere<br />

Schwenkwinkel erreichen. Dabei unterscheidet man zwei verschiedene<br />

Antriebsprinzipien: den Steilgewindeantrieb sowie das<br />

Zahnstangenritzelprinzip. Der I-DA-H ist ein Steilgewindeantrieb,<br />

der auf einem mehrgängigen, gegenläufigen Steilgewinde basiert.<br />

Dabei wird die Linearbewegung des Kolbens über das Steilgewinde<br />

in eine summierte Drehbewegung umgewandelt. Je länger der<br />

Linearweg des Kolbens, umso größer wird die Drehbewegung.<br />

Der I-DA-H ist in seinen äußeren Abmessungen flexibel gestaltbar<br />

und bietet zahlreiche technische Features. Der Drehantrieb ist<br />

für einen Betriebsdruck bis zu 250 bar und für Drehmomente bis<br />

250.000 Nm ausgelegt und erreicht im Standard Drehwinkel bis zu<br />

360° sowie Sonderdrehwinkel bis zu 1 500 °. Sämtliche Zwischendrehwinkel<br />

sind möglich, sodass sich der Drehantrieb problemlos<br />

in bestehende Systeme integrieren lässt.<br />

Es sind keine externen Anschläge nötig, denn die Drehkolben<br />

können auf ihre Endanschläge gefahren und belastet werden.<br />

Dank serienmäßig optimierter Endlagendämpfung erfolgt ein<br />

sanftes Abbremsen von Massenträgheitsmomenten. Alle Gleitflächen<br />

und Verzahnungen sind oberflächengehärtet, was den Drehantrieb<br />

nahezu verschleißfrei macht und den Wirkungsgrad maximiert.<br />

Genaue Drehwinkel- und Endlagenabfragen sind über die<br />

serienmäßige Steuerwelle möglich. Der I-DA-H ist mit neuester<br />

Dichtungstechnik ausgestattet, was die Sicherheit und Lebensdauer<br />

der Maschine deutlich erhöht, denn innere Leckagen werden<br />

vermieden und Verschleißerscheinungen minimiert. Praktisch<br />

sind zudem die stufenlose Verstellung der Wellenlage, die<br />

verbesserte Lagerung mit Vierpunktlagern sowie die serienmäßige<br />

Winkelverstellung.<br />

NACHHALTIGE LÖSUNGEN<br />

Der I-DA-H ist in unterschiedlichsten Anwendungsgebieten vertreten.<br />

Vom Anlagenbau über Solarthermische Kraftwerke, den Stahlwasserbau,<br />

der Pharmaindustrie bis hin zu Verpackungsmaschinen<br />

und der Lebensmittelindustrie hat sich der universelle Drehantrieb<br />

bewährt. Das Familienunternehmen HKS gehört seit Jahrzehnten zu<br />

den international führenden Herstellern von hydraulischen Drehantrieben<br />

und arbeitet mit Vertriebspartnern in über 20 Ländern.<br />

Um Kunden eine individuelle und nachhaltige Lösung anzubieten,<br />

beraten die HKS-Ansprechpartner Kunden zunächst ausführlich<br />

über passende Produktkomponenten und Systemangebote.<br />

Diese werden im Anschluss sowohl mechanisch als auch mit modernsten<br />

Maschinen an einem der drei Standorte in Wächtersbach-Aufenau<br />

oder in Neukirch hergestellt. Auf fast 10 000 m² Produktionsfläche<br />

und einem Team von über 250 Mitarbeitern, setzt<br />

das Familienunternehmen von den Anfängen im Jahr 1970 bis<br />

heute auf eine enge gemeinsame Projektarbeit mit seinen Kunden,<br />

um eine kontrollierte Produktqualität nach höchsten internationalen<br />

Maßstäben zu garantieren.<br />

Fotos: HKS<br />

www.hks-partner.com<br />

24 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


MARKTPLATZ<br />

KOMPAKTES 12-IN-1-MESSGERÄT<br />

Das softwarekonfigurierbare<br />

Multitalent<br />

Moku:Lab der SI<br />

Scientific Instruments<br />

GmbH<br />

vereint bis zu<br />

zwölf unterschiedliche,<br />

elektronische<br />

Messgeräte in nur<br />

einem Gehäuse:<br />

PID-Regler,<br />

Oszilloskop,<br />

Datenlogger,<br />

Arb.-/Funktionsgenerator,<br />

Lock-in-Verstärker, digitale Filterbox und -designer,<br />

Spektrum- und Frequenzantwortanalysator, Phasenmesser und<br />

Laser-Lock-Box. Die Integration von Soft- und Hardware führt zu<br />

großer Vielfältigkeit über einen breiten Bereich von Anwendungen.<br />

Indem die Rechenkapazität eines FPGAs mit Software, die sich<br />

an die jeweilige Hardwarekonfiguration anpasst, kombiniert wird,<br />

verändert Moku:Lab die Arbeitsweise von Ingenieuren und<br />

Entwicklern im Bereich Test & Measurement.<br />

www.si-gmbh.de<br />

SCFF-KUPPLUNGEN: VIELSEITIG UND ROBUST<br />

Die Kupplungsserie<br />

SCFF von<br />

Parker Hannifin<br />

bietet eine<br />

Reihe von<br />

Vorteilen – von<br />

der leckagearmen<br />

Entkopplung<br />

bis zur<br />

Vermeidung<br />

von Lufteinschlüssen<br />

beim<br />

Kupplungsvorgang.<br />

Die nach<br />

ISO 7241-2<br />

geprüften<br />

Kupplungen sind leicht zu reinigen und sehr flach. Unabhängig<br />

davon, ob die Kupplungen in der Mobilhydraulik, im Transportwesen<br />

oder in der Öl- und Gasindustrie eingesetzt werden, sind sie<br />

unempfindlich gegen mechanischen Beanspruchung. Beim<br />

Kupplungs- und Entkopplungsvorgang tritt durch die Einbeziehung<br />

eines ACME-Gewindes keine Flüssigkeit aus. Die Zuverlässigkeit<br />

des Systems wird durch die Schwenkfunktion und die Verriegelungshülse<br />

erhöht.<br />

www.parker.com<br />

PROGRAMMIERBARER<br />

SICHERHEITSCONTROLLER<br />

Das Energiemanagement-Unternehmen<br />

Eaton gab die<br />

Markteinführung<br />

seines<br />

programmierbaren<br />

Sicherheitscontrollers<br />

SFX bekannt. Er<br />

ist nach IEC<br />

61508 Safety<br />

Integrity Level<br />

(SIL) 2 zertifiziert.<br />

Der<br />

Controller eignet sich für stationäre und mobile Hydrauliksystemanwendungen.<br />

Der SFX-Controller zeichnet sich durch ein<br />

robustes mechanisches Design und Flexibilität aus und bietet<br />

Maschinenherstellern (OEMs) die Möglichkeit, funktional sichere<br />

Plattformen schnell und kosteneffizient zu entwickeln und zu<br />

zertifizieren. Ein Hauptmerkmal von Eatons programmierbarer<br />

Sicherheitssteuerung SFX ist seine partitionierte Entwicklungsumgebung<br />

für Sicherheitsanwendungen, die Änderungen an<br />

Steuerungsanwendungen ermöglicht, ohne die Software-Zertifizierungen<br />

für Sicherheitsfunktionen zu beeinträchtigen.<br />

Die SFX-Steuerung ist speziell als Überwachungssteuerung für<br />

sicherheitskritische hydraulische Systemlösungen konzipiert.<br />

Seine eingebetteten Diagnose-, Sicherheits- und Steuerungs-<br />

Host-Domänen, flexiblen E/A- und CAN-Konformitätsfunktionen<br />

unterstützen die Systemintegration mit einer Vielzahl von<br />

Steuergeräten wie Displays, Tastaturen und anderen Benutzerschnittstellen.<br />

Die Plug-and-Play-Kompatibilität mit Eatons<br />

HFX-Controllern ermöglicht auch einen einfachen Austausch bei<br />

Geräte-Upgrades.<br />

www.eaton.de<br />

IO-LINK-FÄHIGER TEMPERATURSENSOR<br />

Hydraulik- und<br />

Schmieröle verändern<br />

ihre Viskosität abhängig<br />

von der Temperatur.<br />

Deshalb ist die genaue<br />

Überwachung des<br />

gewählten Temperaturfensters<br />

für den Betrieb<br />

fluidtechnischer<br />

Systeme eine wichtige<br />

Funktion. In zeitgemäßen,<br />

kommunikativen<br />

Steuerungsabläufen<br />

reicht deshalb die<br />

binäre Setzung einer<br />

Maximaltemperatur<br />

nicht mehr aus. Gefragt<br />

ist die kontinuierlich<br />

zur Verfügung stehende „Ist-Temperatur“ im Ölbehälter als<br />

Mittelwert und evtl. an weiteren kritischen Punkten des<br />

Systems.<br />

Mit dem IO-Link fähigen Temperatursensor der Baureihe TF von<br />

Bühler Technologies wird diese anspruchsvolle Aufgabe perfekt<br />

gelöst. Die offene Parametrierungsmöglichkeit via IO-Link<br />

eröffnet Planern und Betreibern die Standardisierung der<br />

Sensoreintauchlängen und unterstützt so die Werksnormung<br />

mit positiven Folgen für Beschaffung und Ersatzteilversorgung.<br />

Der TF Sensor eignet sich für alle fluidtechnischen Anwendungen,<br />

die keine Anzeige der „Ist-Temperatur“ vor Ort erfordern<br />

und/ oder sich mit anderen Funktionen wie z.B. dem Füllstand<br />

kombinieren lassen. Der Sensorkopf besteht aus einem Sechskant<br />

mit Schlüsselweite SW36 und hat ein G ½ BSP Anschlussgewinde<br />

mit gekammertem elastischen Dichtring. Erhältlich ist<br />

der Temperatursensor TF in Ausführung aus Messing oder<br />

Edelstahl.<br />

Der elektrische Anschluss erfolgt über einen Steckersockel M12.<br />

www.buehler-technologies.com<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 25


SCHNELLVERSCHLUSSKUPPLUNGEN<br />

SAUBER BY DESIGN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Firma Schwer Fittings, Spezialist in der<br />

Edelstahl-Rohrverbindungstechnik, hat sein<br />

Programm an Schnellverschlusskupplungen<br />

weiterentwickelt. Mittlerweile zählen neben<br />

Normkupplungen auch Schnellverschlusskupplungen<br />

für Spezialanwendungen zum<br />

Produktportfolio. Als wichtigste Neuerung sieht<br />

das Unternehmen aber seine flachdichtenden<br />

Niederdruckschnellverschlusskupplungen an.<br />

Schwer Fittings hat sich für seine Innovationen von verschiedenen<br />

Seiten inspirieren lassen. So ist die neue Option farblicher<br />

Markierung im Lieferprogramm ursprünglich in der<br />

Medizintechnik entwickelt worden. Die Markierungen dienen<br />

der besseren Unterscheidbarkeit mehrerer nebeneinander verbauter<br />

Hoch- und Niederdruckkupplungen. Hierbei erhalten Stecker und<br />

Kupplung jeweils eine in das Material eingelassenen farbliche Markierung<br />

aus einer patentierten, UV-härtenden Verbundkeramik.<br />

Das Verfahren sich durch seine hohe Beständigkeit gegenüber einer<br />

Vielzahl von Medien und äußeren Einflüssen, wie z. B. Temperaturbelastungen,<br />

aus. Standardmäßig sind die Farben Rot, Grün und<br />

Blau verfügbar, bis zu 16 Farben sind möglich.<br />

BEINAHE LECKAGEFREIE ENTKOPPLUNG<br />

Die jedoch wichtigste Neuerung stellt die Erweiterung des Lieferprogramms<br />

der Niederdruckschnellverschlusskupplungen um eine<br />

flachdichtende und somit leckagearme Variante auf Grundlage der<br />

Autoren: Schwer Fittings<br />

bisherigen Ausführung dar. Während die Standard-Ausführung aus<br />

konstruktiven Gründen bei jedem Entkupplungsvorgang eine zwar<br />

geringe, aber dennoch messbare Menge an Medium verliert, zeichnet<br />

sich die neue, flachdichtende Variante durch einen beinahe leckagefreien<br />

Entkupplungsvorgang aus. Insbesondere bei Anwendungen<br />

mit flüssigen oder kritischen Medien stellt dies einen Vorteil gegenüber<br />

der Standard-Ausführung dar. Bei schon bestehenden Anlagen<br />

besteht die Möglichkeit, die flachdichtende Variante nachzurüsten<br />

ohne das gesamte Kupplungssystem austauschen zu müssen – lediglich<br />

die Kupplung muss ausgetauscht werden, der Stecker ist aufgrund<br />

der besonderen Konstruktion sowohl für die standard- als<br />

auch für die flachdichtende Variante verwendbar.<br />

VERZICHT AUF GERÄNDELTE FLÄCHEN<br />

Parallel zu den Erweiterungen im Bereich der Niederdruckschnellverschlusskupplungen<br />

wurden auch die Produktlinie der flachdich-<br />

01 Farbliche Markierungen verringern die<br />

Wahrscheinlichkeit von Montagefehlern<br />

26 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


SCHNELLVERSCHLUSSKUPPLUNGEN<br />

tenden Hochdruckkupplungen bis G 1“ von Grund auf überarbeitet.<br />

Mit Einführung der neuen Produktlinie Anfang <strong>2021</strong> werden diese<br />

maßlich kompatibl zur ISO 16028 sein. Neben der Anpassung an die<br />

Norm wurden die Kupplungen insbesondere in Hinblick auf Durchfluss<br />

optimiert. Ebenso wurde das äußere Design der Kupplung, vor<br />

allem die Betätigungshülse, grundsätzlich überabreitet. Auf gerändelte<br />

Flächen, die schlecht zu reinigen sind und in denen sich Schmutzpartikel<br />

leicht festsetzen können, wird zukünftig komplett verzichtet.<br />

Die Bedienbarkeit der Betätigungshülse wird durch ein ergonomisch<br />

geformtes, griffiges Rundungsprofil sichergestellt, welches sich bei<br />

stark schmutzbehafteten Anwendungen leicht reinigen lässt. Analog<br />

zu den Schnellverschlusskupplungen aus dem Niederdruckbereich<br />

wird es auch für die flachdichtenden Hochdruckkupplungen die<br />

Möglichkeit einer farblichen Markierung geben.<br />

Auch im Bereich der Niederdruckkupplungen (bis 35 bar), die<br />

bisher ausschließlich in den Nenngrößen DN 5, DN 7,4 und DN 10<br />

verfügbar waren, konnte das Produktportfolio deutlich erweitert<br />

werden. Neben der Aufnahme einer weiteren Nennweite in das Lieferprogramm,<br />

der Nennweite DN 19, wurde insbesondere die Auswahl<br />

der Anschlussgrößen der zum EURO-Profil kompatiblen Schnellverschlusskupplungen<br />

vergrößert, sodass nun der komplette<br />

Gewindebereich von G 1/8 bis G 1" (Innen- und Außengewinde)<br />

abgedeckt werden kann. Darüber hinaus sind seit kurzem alle<br />

Nennweiten als Schott-Variante lieferbar.<br />

Fotos: Schwer Fitting<br />

www.schwer.com<br />

02 Flachdichtende Ventile<br />

sorgen für beinahe leckagefreie<br />

Entkopplungsvorgänge<br />

POINTIERT<br />

ENTKOPPLUNG BEINAHE<br />

LECKAGEFREI<br />

WENIGER VERSCHMUTZUNG DURCH<br />

NEUES DESIGN<br />

FARBLICHE MARKIERUNGEN FÜR<br />

MEHR SICHERHEIT<br />

IMPRESSUM<br />

FLUIDTECHNIK<br />

erscheint <strong>2021</strong> im 65. Jahrgang, ISSN 0341-2660<br />

REDAKTION<br />

Redakteure: Miles Meier (mm), Tel.: 06131/992-208,<br />

E-Mail: m.meier@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den redaktionellen Inhalt)<br />

Dipl.-Ing. Manfred Weber (MW), Tel.: 06131/992-202,<br />

E-Mail: m.weber@vfmz.de<br />

Ivo Greuloch (Vol.) (ig), Tel.: 06131/992-353,<br />

E-Mail: i.greuloch@vfmz.de<br />

Redaktionsassistenz:<br />

Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />

Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />

Ulla Winter, Tel.: 06131/992-347,<br />

E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />

(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />

GESTALTUNG<br />

Conny Grothe, Sonja Daniel, Anette Fröder<br />

SALES<br />

Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />

E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />

Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />

E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />

Anzeigendisposition: Isabel Faß,<br />

Tel.: 06131/992-416, E-Mail: i.fass@vfmz.de<br />

Anzeigenpreisliste Nr. 68: gültig ab 1. Oktober 2020<br />

LESERSERVICE<br />

vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />

Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />

Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige<br />

Änderungen Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />

(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />

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Jahresabonnement Inland: € 159,- (inkl. Versandkosten)<br />

Jahresabonnement Ausland: € 179,- (inkl. Versandkosten)<br />

Abonnements verlängern sich automatisch um ein<br />

weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />

Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />

VERLAG<br />

Vereinigte Fachverlage GmbH<br />

Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />

Postfach 100465, 55135 Mainz<br />

Tel.: 06131/992-0, Fax: 06131/992-100<br />

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Ein Unternehmen der Cahensly Medien<br />

Geschäftsführer: Dr. Olaf Theisen, Matthias Niewiem<br />

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Karl-Härle-Straße 2, 56075 Koblenz<br />

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Head of Sales: Carmen Nawrath<br />

Tel.: 06131/992-245, E-Mail: c.nawrath@vfmz.de<br />

(verantwortlich für den Anzeigenteil)<br />

Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />

E-Mail: s.granzin@vfmz.de<br />

DRUCK UND VERARBEITUNG<br />

Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />

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www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 27


EINBAUVENTILE<br />

KRÄFTE<br />

GLEICHMÄSSIG<br />

BEHERRSCHEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Konventionelle Hydrauliksysteme mit hohen<br />

Arbeitsdrücken bergen oftmals auch große<br />

Druckverluste in Form eines hohen ∆p. Hier<br />

können bestimmte Einbauventile als kompakte<br />

Logikelemente eingesetzt werden, die einen<br />

deutlich geringeren Druckverlust aufweisen.<br />

Hydrauliksysteme ab einer bestimmten Größe setzen große<br />

Volumenströme mit hohen Drücken voraus. Solche leistungsfähigen<br />

Systeme lassen sich z. B. in der Aluminiumverarbeitung<br />

in Form von Gusspressen mit Nachdrucksystemen,<br />

bei Öffnungsmechanismen von großen Schiffsluken, in<br />

großen Lastenaufzügen, Kränen oder in den Bremssystemen von<br />

Seilbahnen sowie bei Auslegern von Betonpumpen usw. finden.<br />

Um all diese großen und schweren Arbeiten in effizienter Geschwindigkeit<br />

verrichten zu können, bedarf es entsprechend leistungsfähiger<br />

Ventiltechnik, die trotz der großen Leistungen präzise<br />

und feinfühlig gesteuert werden kann. Wandfluh hat für solche Aufgaben<br />

die 2-Wege Einbauventile entwickelt und ihre Leistung im<br />

Laufe der Jahre kontinuierlich verbessert.<br />

Autor: Wandfluh AG<br />

KOMPLEXE HYDRAULIKKREISE IN EINEM BLOCK<br />

Die 2-Wege Einbauventile werden dabei im Steuerblock in eine<br />

nach ISO 7368 genormte Bohrung eingeführt und mit einem sogenannten<br />

Steuerdeckel verschlossen. Im Betrieb agieren sie lediglich<br />

als Verstärker und folgen dabei dem Vorsteuerventil auf dem Deckel,<br />

das entweder manuell oder über eine analoge oder digitale<br />

Schnittstelle elektrisch angesteuert werden kann. Gemeinsam mit<br />

einer intelligenten Elektronik lassen sich so komplexe Hydraulikkreise<br />

innerhalb eines Hydraulikblocks realisieren, die sich durch<br />

sehr hohe Drücke und Durchflüsse auszeichnen.<br />

Das bewährte Sortiment der 2-Wege Einbauventile hat Wandfluh<br />

mittlerweile mit deutlich leistungsstärkeren Ventilen in den Nenngrößen<br />

NG16, NG25, NG32, NG40 und NG50 ergänzt. Die neue<br />

Baureihe zeichnet sich durch eine dreiteilige Konstruktion aus und<br />

bietet dank optimierter Strömungsgeometrie praktisch eine Verdoppelung<br />

des maximal möglichen Durchflusses, bei einem nach<br />

wie vor geringen Druckverlust ∆p. Die Einbauventile wurden außerdem<br />

mit einer höheren Druckfestigkeit ausgestattet und sind<br />

neu für den Betrieb bis zu einem Systemdruck von 630 bar (9 000<br />

psi) zugelassen.<br />

Aufgrund dieser beiden Aspekte ist es nun möglich, Hydrauliksysteme<br />

wesentlich kleiner zu planen. Dies bedeutet, dass im Vergleich<br />

zu den herkömmlichen Ventilen nun das nächst kleinere<br />

Ventil verwendet werden kann, ohne dass Kompromisse bei der<br />

Leistung eingegangen werden müssen. Dies führt zu nochmals<br />

leichteren, kompakteren und effizienteren Hydrauliksystemen im<br />

Vergleich zu vorher.<br />

28 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


EINBAUVENTILE<br />

POINTIERT<br />

KOMBINATION AUS HOHEM<br />

DURCHFLUSS UND GERINGEM ∆P<br />

BREITES EINSATZSPEKTRUM<br />

VERRINGERTER PLATZBEDARF UND BESSERE<br />

LECKAGESICHERHEIT<br />

Die Einbauventile haben wie erwähnt ein breites Einsatzspektrum.<br />

In Betonpumpen-Auslegern beispielsweise verhindern die<br />

sitzdichten Ventile, dass der Ausleger mit der Zeit absinkt und<br />

Unfälle verursacht. Zusätzlich erleichtern sie die schnelle Einrichtung<br />

und präzise Steuerung, die auf Großbaustellen notwendig<br />

sind.<br />

Auch beim Gießen von qualitativ hochstehenden Aluminiumteilen<br />

in komplexe Formen sind sehr hohe Drücke erforderlich. Um<br />

sicherzustellen, dass dabei die gesamte Form ausgegossen wird,<br />

kommen in Druckgießmaschinen sogenannte Nachdrucksysteme<br />

zum Einsatz, die dank großer Volumenströme sehr effizient einen<br />

hohen Druck aufbauen können.<br />

Schaltventile sind wichtige Bestandteil des Sicherheitssystems<br />

von Seilbahnen. Deren Bremsen werden über Schaltventile angesteuert<br />

und verfügen je nach Einsatzbereich über eine Schaltstellungsüberwachung,<br />

um die Sicherheit mit Hilfe der digitalen Bahnsteuerung<br />

zu gewährleisten.<br />

Fotos: Wandfluh AG<br />

www.wandfluh.com<br />

VERRINGERTER PLATZBEDARF UND BESSERE<br />

LECKAGESICHERHEIT<br />

Die neuen 2-Wege Einbauventile in den beiden Grundausführungen<br />

Schalt- und Druckfunktion können durch Kolben mit Rückschlagfunktion,<br />

Dämpfungsnase und/oder Dichtung ergänzt<br />

werden. Der modulare Aufbau der einzelnen Ventilteile und der<br />

Einsatz geeigneter Deckel- und Vorsteuerventilkombinationen<br />

ermöglichen ein breites Spektrum an unterschiedlichen Funktionen.<br />

Dazu gehören Wegeventile mit Start-, Stopp- und Richtungssteuerung,<br />

Druckregelventile zur Druckbegrenzung, Druckentlastung,<br />

Druckfolge und Entladefunktion oder Rückschlagventile<br />

(Wegeventile mit Rückschlagfunktion).<br />

Mit der neuen Baureihe können so Hydraulik-Logikbausteine mit<br />

einem Systemdruck von 630 bar und bis zu einem Durchfluss von<br />

maximal 2 360 l/min (bei ∆p von 5 bar) in einem Block sehr platzund<br />

gewichtssparend zu einer komplexen Schaltung zusammengefügt<br />

werden. Dank des geringen Druckverlustes ∆p ist diese Art von<br />

Schaltung sehr effizient und weist, im Vergleich zu einer herkömmlichen<br />

Hydrauliklösung, wenig Schnittstellen auf, bei denen eine<br />

Leckage gegen außen überhaupt möglich wäre.<br />

Schnittmodell Hydraulikblock mit Einbauventil<br />

EINBAUVENTILE IM EINSATZ<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 29


MARKTPLATZ<br />

ZWEISTUFENANTRIEB FÜR HYDRAULISCHE WERKZEUGE<br />

Hydraulische Handwerkzeuge, wie Crimpzangen, Schneidgeräte und Stanzwerkzeuge sollen so klein<br />

wie möglich sein, damit sie am Einsatzort leicht handhabbar sind. Gleichzeitig entwickeln sie im<br />

Betrieb enorme Kräfte. Die Hydraulik ist mit ihrer hohen Leistungsdichte und dem neuartigen<br />

kompakten Zweistufenantrieb von Hawe Hydraulik hierfür ideal geeignet.<br />

Das Werkzeug fährt in der Hand des Bedieners mit möglichst hoher Geschwindigkeit (Schnellvorschub)<br />

an den Verbinder oder das Blech hin. Das bestimmt die Taktzeit. Beim Arbeitshub, dem<br />

Zerschneiden oder Zusammenfügen kommt es dann auf die Kraft an. Das Umschalten zwischen<br />

beiden Geschwindigkeiten erfolgt automatisch. Um beides in einem Antriebselement vereinen zu<br />

können, hat Hawe Hydraulik ein neuartiges Doppelpumpenelement Typ DMPE entwickelt.<br />

Es besteht aus einem Niederdruck- und einem Hochdruckkolben in einem Pumpenelement. Der<br />

Schnellvorschub wird mit beiden Kolben durchgeführt. Bei Erreichen der Niederdruckgrenze schaltet<br />

ein integriertes Ventil den Niederdruckkolben drucklos. Der Hochdruckkolben mit Drücken bis zu<br />

700 bar kommt dann zum Einsatz und erzeugt die benötigte Kraft für den Arbeitshub. An einem Exzenter angeordnet eröffnen sich mit<br />

einer Größe von nur ca. 34x31x36 mm (LxHxB) viele Anwendungsmöglichkeiten, auch über die hydraulischen Handwerkzeuge hinaus.<br />

www.hawe.com<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

STECKBARE ELASTOMERKUPPLUNGEN<br />

Miniaturkomponenten<br />

werden für Bereiche wie<br />

die Steuer- und Regelungstechnik<br />

immer<br />

wichtiger. Der Antriebsspezialist<br />

Enemac bietet<br />

hierfür verschiedene<br />

Lösungen. Die Miniaturkupplungen<br />

EWOH und<br />

EWOHC bestehen aus je<br />

zwei Aluminium-Naben<br />

und einem Polyacetalstern,<br />

sie unterscheiden sich durch ihre Wellenbefestigungsmöglichkeit:<br />

Die EWOHC ist mit radialen Klemmnaben ausgestattet,<br />

die etwas günstigere Variante EWOH mit Gewindestiften. Die<br />

beiden Typen sind besonders geeignet für hohen radialen und<br />

angularen Versatzausgleich. Beide Kupplungstypen sind einsetzbar<br />

in einem Temperaturbereich zwischen -20 und 70 °C. Es<br />

stehen jeweils fünf Baugrößen zur Verfügung, welche einen<br />

Drehmomentbereich zwischen 1 und 15 Nm abdecken. Dabei<br />

können Wellen zwischen 3 und 19 mm aufgenommen werden.<br />

www.enemac.de<br />

MESSUNGEN MIT DIGITALER KOMMUNIKATION<br />

Mit den Sensoren Typ<br />

8312 und 8412<br />

bietet Bürkert nun<br />

auch Druck- und<br />

Temperatursensoren<br />

mit CANopen und<br />

unter der Bezeichnung<br />

Typ 8318 und<br />

8418 mit IO-Link an.<br />

Die robusten<br />

Sensoren für<br />

Flüssigkeiten und<br />

Gase sorgen für ein<br />

problemloses Zusammenspiel mit anderen Komponenten, die<br />

über digitale Kommunikation verfügen. Für die IO-Link-Version<br />

stehen die üblichen IODD-Gerätebeschreibungsdateien und für<br />

CANopen Treiber zur Verfügung, die auch für den Bürkert-eigenen<br />

Systembus büS verwendet werden. Alle Sensoren bieten eine<br />

Gerätediagnose und ermöglichen damit eine schnelle Erkennung<br />

und Reaktionszeit bei nicht normalen Betriebszuständen.<br />

www.buerkert.de<br />

VERSCHMUTZUNGSRESISTENTE<br />

PROPORTIONALVENTILE<br />

Zur Verbesserung der<br />

Verschmutzungsresistenz<br />

von Proportionalventilen<br />

hat sich Hydac<br />

sein breites Produkt- und<br />

Technologiespektrum<br />

sowie seine Anwendungskompetenz<br />

zu<br />

Nutze gemacht. In einer<br />

Testreihe wurden<br />

Proportionalventile definiert verschmutztem Öl (Normstaub nach<br />

ISO Klassen ansteigend) ausgesetzt. Der Ausfallzeitpunkt und die<br />

Ausfallursache wurden untersucht und das Ventil dahingehend<br />

optimiert.<br />

So wurde die Funktionssicherheit eines Proportionaldruckregelventils<br />

für Kupplungsanwendungen von ISO-Klasse 19/17/14 auf<br />

24/22/18 erhöht. Parallel wurde dieser Test auch mit anwendungstypischer<br />

Verschmutzung durchgeführt. Durch Verbesserungen<br />

war abschließend eine Funktion bei bis zu 200mg/l<br />

Eisenabrieb aus einem Getriebe gewährleistet, einer Verschmutzung<br />

die in ISO-Klassen nicht mehr abbildbar ist.<br />

Testreihen dieser Art wurden bereits mit mehreren Ventilen<br />

durchlaufen, wie etwa dem Compactventl PDMC05S30A-50 im<br />

Bild. Die so gewonnenen Erkenntnisse flossen sofort in aktuelle<br />

Produkte ein, um Produktqualität und Performance von Hydac-<br />

Ventilen zu steigern und sich weiter gegenüber dem Stand der<br />

Technik zu differenzieren.<br />

www.hydac.com<br />

TECHNISCH-WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT<br />

Dr.-Ing. C. Boes, Böblingen<br />

Dipl.-Ing. M. Dieter, Sulzbach/Saar<br />

Dr, Steffen Haack, Lohr a. M.<br />

Dr.-Ing. M. Fischer, Kraichtal<br />

Dr.-Ing. G. R. Geerling, Elchingen<br />

Prof. Dr.-Ing. M. Geimer, Karlsruhe<br />

Prof. Dr.-Ing. habil. W. Haas, Stuttgart<br />

Dr.-Ing. W. Hahmann, Kempen<br />

Prof. Dr.-Ing. S. Helduser, Krefeld<br />

Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Jacobs, Aachen<br />

Dipl.-Ing. M. Knobloch, München<br />

Dr. L. Lindemann, Mannheim<br />

Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen<br />

Dr.-Ing. K. Roosen, Kaarst<br />

Dr.-Ing. P. Saffe, Hannover<br />

Dr.-Ing. MBA IMD A. W. Schultz,<br />

Memmingen<br />

Dipl.-Ing. E. Skirde, Neumünster<br />

Prof. Dr.-Ing. C. Stammen, Krefeld<br />

Dipl.-Ing. P.-M. Synek, Frankfurt<br />

Prof. Dr.-Ing. J. Weber, Dresden<br />

Der Vorsitzende und stellvertretende<br />

Vorsitzende des Forschungsfonds<br />

<strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA:<br />

Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen<br />

Dr.-Ing. R. Rahmfeld, Neumünster<br />

30 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


HOCHDRUCK-NADELVENTIL FÜR<br />

EINSATZ BIS 60.000 PSI<br />

Wika hat sein Portfolio<br />

an Absperrventilen um<br />

das Hochdruck-Nadelventil<br />

Typ HPNV ergänzt.<br />

Das neue Ventil ist für<br />

vier Druckbereiche<br />

ausgelegt: bis 15.000 psi<br />

(1.034 bar), bis 20.000<br />

psi (1.379 bar), bis<br />

30.000 psi (2.068 bar)<br />

und bis 60.000 psi (4.136<br />

bar). Die sensiblen Bauteile − Spindelspitze und Dichtung − sind<br />

aus entsprechend widerstandsfähigem Material gefertigt.<br />

Darüber hinaus zeichnet sich Typ HPNV durch die gleichen<br />

Eigenschaften wie die anderen Wika-Nadelventile aus: verschleißarmer<br />

Betrieb aufgrund der nichtrotierenden Spindelspitze,<br />

leichtgängige Handhabung mit geringem Drehmoment und<br />

gemäß BS6755/ISO 5208 Leckrate A geprüfte Dichtheit.<br />

Das Hochdruck-Ventil ist mit unterschiedlichen Konfigurationen<br />

und Werkstoffen erhältlich. Wika bietet zudem einen kundenspezifischen<br />

Zusammenbau von Ventil und Messgerät an. Ein<br />

solcher Geräte-Hook-up wird installationsbereit und dichtheitsgeprüft<br />

geliefert.<br />

www.wika.com<br />

KLEINER PNEUMATISCHER<br />

PARALLELGREIFER VON SMC<br />

Enge Platzverhältnisse bei<br />

Roboter- oder Pick-and-<br />

Place-Anwendungen sind<br />

keine Seltenheit – und für<br />

optimierte Produktionsprozesse<br />

sogar von Vorteil.<br />

Gleichzeitig muss stets eine<br />

sichere, aber flexible<br />

Materialhandhabung<br />

gewährleistet sein. Um<br />

diesen Anforderungen auf<br />

hohem Niveau noch besser<br />

gerecht zu werden, hat SMC die neuen pneumatischen Parallelgreifer<br />

der Serie JMHZ2 entwickelt. Besonders kompakt designt<br />

C<br />

können sie auch auf kleinstem Raum eingesetzt werden,<br />

M<br />

verursachen ein geringeres Trägheitsmoment und ermöglichen<br />

einen maximal langen Abstand zum Greifpunkt.<br />

Y<br />

Im Vergleich zum bestehenden Produkt MHZ2 ist die Gesamtlänge<br />

in der größten Version des JMHZ2 um bis zu 21,7 mm und die<br />

CM<br />

Dicke um bis zu 7,6 mm verkleinert worden, was in diesem Fall MY<br />

180 g (-43 %) an Gewicht einspart. Zusätzlich verfügt die Serie<br />

CY<br />

JMHZ2 über eine Vielzahl an Montageoptionen, was wiederum<br />

Vorteile bei Platzmangel bedeutet. Die verschiedenen Gehäuse-<br />

Gewindebohrungen ermöglichen neben einer axialen auch die K<br />

seitliche Montage des pneumatischen Parallelgreifers – in<br />

zweitem Fall auch über Durchgangsbohrungen.<br />

Ein hoher Druckluftverbrauch bedeutet immer auch einen großen<br />

Energiehunger – doch hohe Leistung korrespondiert nicht<br />

zwingend damit. So erreicht der neue pneumatische Parallelgreifer<br />

trotz kleinerer Bohrungsgröße dieselbe Greiferleistung wie der<br />

Vorgänger MHZ2. Genauer: Eine vergleichbare Leistung der<br />

Linearführung wird mit kleineren Kolbendurchmessern von 8, 12,<br />

16 und 20 mm erreicht – zuvor lag der Ø bei 10, 16, 20, 25 mm.<br />

www.smc.de<br />

CMY<br />

PNEUMATISCH-ELEKTRISCHE HYBRIDGREIFER<br />

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

Die pneumatisch-elektrischen<br />

Hybridgreifer<br />

GPP/GPD5000IL der<br />

Zimmer Group sind mit<br />

einem integrierten<br />

Pneumatikventil<br />

ausgestattet, das per<br />

IO-Link angesteuert<br />

wird. Da sich zwischen<br />

Ventil und Kolben keine<br />

Verschlauchung mehr<br />

befindet, die bei jedem<br />

Zyklus gefüllt oder entleert werden muss, haben die Greifer eine<br />

kurze Reaktionszeit. In den Greifer ist eine Sensorik integriert, die<br />

die Position der Greiferbacken im Bereich von +- 0,05 Millimetern<br />

erfasst. Damit wird nicht nur die Prozessüberwachung möglich,<br />

sondern zum Beispiel auch eine Identifikation von Werkstücken<br />

anhand ihres Durchmessers.<br />

www.zimmer-group.com<br />

Werbeanzeige.pdf 1 12.01.<strong>2021</strong> 12:59:28<br />

www.pneumax.de<br />

Druckluftaufbereitung, Ventiltechnik, Proportionaldruckregler,<br />

Pneumatikzylinder, pneumatische Verbindungstechnik, E-Achsen, E-Zylinder


RUBRIZIERUNGSEBENE<br />

VENTILINSELN ERSCHLIESSEN<br />

NEUE MÖGLICHKEITEN FÜR DIE<br />

WASSERAUFBEREITUNG<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Wasseraufbereitungsprozesse verlangen nach<br />

zuverlässigen, robusten und langlebigen<br />

Automatisierungslösungen, die sich einfach<br />

installieren, integrieren und bedienen lassen.<br />

Neu entwickelte Ventilinseln ermöglichen jetzt<br />

passgenaue Lösungen für ganz unterschiedliche<br />

Wasseranwendungen vom kommunalen<br />

Wasserversorger bis hin zur industriellen<br />

Prozesswasseraufbereitung.<br />

Autor: Sebastian Gerke, Field Segment Manager Water,<br />

Bürkert Fluid Control Systems, Ingelfingen<br />

Das Unternehmen Bürkert Fluid Control Systems bietet<br />

Ventilinseln für Wasseranwendungen, die sich einfach<br />

und schnell über ein Gateway in die jeweilige Automatisierungsumgebung<br />

einbinden lassen. Kommuniziert wird<br />

dann über gängige Industrial-Ethernet- oder Profibus-Protokolle.<br />

Im Betrieb bieten die Ventilinseln einstellbare Überwachungs- und<br />

Diagnosefunktionen, welche die Anlagenverfügbarkeit und Prozesssicherheit<br />

verbessern und eine vorbeugende Wartung ermöglichen.<br />

Ein integriertes Display zeigt dafür vor Ort detaillierte Informationen<br />

wie aktuelle Schaltzustände von Pilotventil und Prozessventil<br />

an, gibt eine Meldung aus, sobald voreingestellte Druckgrenzwerte<br />

überschritten werden oder zeigt in Klartext Fehler wie<br />

einen Kabelbruch an.<br />

ZENTRALE SCHALTSCHRANKMONTAGE ODER<br />

ROBUSTES FELDMODUL<br />

Bei der Entwicklung der Ventilinsel vom Typ 8652 hat Bürkert Wert<br />

auf kompakte Abmessungen gelegt, sodass die Lösung auch in<br />

32 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


VENTILTECHNIK<br />

01 Für die schaltschranklose Montage direkt im Feld gibt es mit<br />

dem Typ 8653 einen robusten IP65-Pneumatikblock, mit dem sich<br />

Armaturengruppen dezentral ansteuern lassen<br />

02 Die Ventilinsel vom Typ 8647 ist vollständig in das dezentrale<br />

Peripheriesystem Simatic ET 200SP HA von Siemens integriert<br />

01<br />

02<br />

kompakten Schaltschränken Platz findet. Die Schaltschränke lassen<br />

sich nahe an den Prozessventilen installieren. Die serienmäßige<br />

Airline-Quick-Adapterplatte vereinfacht die Montage und der Einsatz<br />

von Pneumatikschläuchen und Kabeln lässt sich reduzieren,<br />

sodass potenzielle Leckagestellen minimiert werden. Die Platte<br />

wird im Schaltschrankboden oder in der Schaltschrankwand integriert,<br />

Schottverschraubungen am Schaltschrank sind dann nicht<br />

mehr notwendig. Bedienung und Wartung sind praxisgerecht. So<br />

gibt es eine Hand-Not-Betätigung und die einzelnen Ventile lassen<br />

sich während des Betriebs austauschen.<br />

Für die schaltschranklose Montage direkt im Feld steht mit der<br />

Ventilinsel Typ 8653 Airline Field ein robuster IP65-Pneumatikblock<br />

zur Verfügung, mit dem sich Armaturengruppen dezentral<br />

ansteuern lassen. Das spart ebenfalls Verdrahtungs- und Verschlauchungsaufwand.<br />

Rückmeldesignale können beispielsweise<br />

im Feld gesammelt und über ein Kabel geführt werden. Das Feldmodul<br />

ist per Plug-and-Play mit der Ventilinsel 8652 im Schaltschrank<br />

kombinierbar. Entfernte Armaturen lassen sich so ohne<br />

großen Aufwand in die zentrale Pneumatikverteilung einbinden<br />

und in Betrieb nehmen. Durch die LED-Zustandsanzeige nach<br />

Namur hat der Anwender die Funktion auch aus der Ferne immer<br />

im Blick.<br />

EINFACHE INTEGRATION IN DIE SIEMENS-WELT<br />

Im Kontext mit Industrie 4.0 werden Ventilinseln, die in Wasseranwendungen<br />

eingesetzt sind, immer mehr zu elektropneumatischen<br />

Automatisierungssystemen. Maßstäbe setzt hier der Typ 8647, der<br />

POINTIERT<br />

KOMPAKTE ABMESSUNGEN<br />

KOMMUNIKATION PER INDUSTRIAL-<br />

ETHERNET- ODER PROFIBUS-PROTOKOLLE<br />

EINSTELLBARE ÜBERWACHUNGS- UND<br />

DIAGNOSEFUNKTIONEN<br />

VENTILE WÄHREND DES BETRIEBS<br />

AUSTAUSCHBAR<br />

vollständig in das dezentrale Peripheriesystem Simatic ET 200SP<br />

HA von Siemens integriert ist. Dies ermöglicht eine schnelle und<br />

nahtlose Einbindung sowohl bei der Inbetriebnahme als auch<br />

später bei der Überwachung des laufenden Betriebs. So werden<br />

beispielsweise die durchgeführten Schaltspielzahlen an das Leitsystem<br />

weitergeleitet. Somit können vorbeugende und verschleißorientierte<br />

Wartung der Anlage eingeleitet und Stillstandszeiten<br />

minimiert werden. Außerdem sorgt ein redundantes Bus-Protokoll<br />

für zusätzliche Sicherheit.<br />

Fotos: Bürkert Fluid Control Systems<br />

www.buerkert.de<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 33


PNEUMATIKPLATTEN<br />

PNEUMATIKPLATTE VERZICHTET<br />

AUF VERSCHLAUCHUNG<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Beim Ultraschallschweißen thermoplastischer<br />

Kunststoffe setzt die Weber Ultrasonics AG<br />

Pneumatikeinheiten ein. Dabei sind seit 2019<br />

kompakte Pneumatikplatten im Einsatz. Diese<br />

führen die Druckluft durch Kanäle innerhalb der<br />

Pneumatikplatte. Ein Proportionalventil reguliert<br />

den benötigten Druck auf das Werkstück und<br />

sorgt so für präzise Ergebnisse.<br />

Seit Langem gilt das Ultraschallschweißen als bewährte Methode,<br />

um nicht-metallische Materialien wie thermoplastische<br />

Kunststoffe zu bearbeiten. Auch die Weber Ultrasonics<br />

AG setzt seit Beginn ihres Bestehens auf diese Technologie.<br />

Dadurch können unter anderem Alltagsgegenstände wie Spielzeug,<br />

Haushaltsgeräte oder Auto-Funkschlüssel ohne Einsatz von Klebern<br />

oder Chemikalien zusammengefügt werden. „Durch die Übertragung<br />

von hochfrequenten, mechanischen Schwingungen im<br />

Bereich von 20 bis 35 kHz wird der Kunststoff an den Kontaktflächen<br />

erwärmt und dadurch plastisch verformbar“, erklärt Christian<br />

Unser, Vorstand der Weber Ultrasonics AG. „Die beiden aneinanderzufügenden<br />

Flächen verschmelzen dadurch auf molekularer<br />

Ebene, was zu einer besonders stabilen Verbindung führt.“ Die Sonotrode<br />

an der Spitze des Schweißkopfes überträgt dabei die entstandenen<br />

Schwingungen auf die Werkstücke.<br />

UNSAUBERE ERGEBNISSE DURCH FEHLENDE<br />

FEIN-REGULIERUNG<br />

Hier kommt es auf absolute Ruhe der Sonotrode an, um die Bauteile<br />

nicht zu beschädigen. Diese ist jedoch nur gegeben, wenn die<br />

schnelle Abfolge von Triggerkraft, Schweißkraft und Haltekraft präzise<br />

durch die verbaute Pneumatikeinheit eingehalten wird. „Während<br />

die Triggerkraft dafür sorgt, dass die Werkstücke vorgepresst<br />

werden, setzt die Schweißkraft beim eigentlichen Verbindungsprozess<br />

der Kunststoffteile ein“, erklärt Unser. „Die Haltekraft sorgt für<br />

ein Erkalten der Schmelze unter Druck und erhöht dadurch die<br />

Qualität der Verbindung.“ Da bei herkömmlichen Pneumatikeinheiten<br />

oftmals keine Fein-Regulierung vorhanden ist, kann es bei<br />

der Ausübung der Kräfte zu einem ungenauen Verlauf kommen.<br />

Das wiederum wirkt sich direkt auf die Schweißkraft aus und hat<br />

ungleichmäßige Verbindungen zur Folge. „Der Vorgang des<br />

Schweißens soll beispielsweise bei einem Funkschlüssel nur etwa<br />

0,5 Sekunden dauern“, so Unser. „Gleichzeitig wird dieser Prozess<br />

ca. 40 Mal pro Minute wiederholt.“ Die Pneumatikkomponenten<br />

sind jedoch in der Regel mit Schläuchen versehen, sodass sich die<br />

Wege für die Druckluft und damit auch die Zykluszeit verlängern.<br />

„Bisher mussten wir die Pneumatikeinheiten für unsere<br />

Schweißgeräte zudem selbst zusammenbauen“, berichtet Unser.<br />

„Diese bestanden aus mehreren Kleinteilen wie Ventilen und Verschraubungen.<br />

Gleichzeitig mussten sie über mehrere Anschlüsse<br />

für Druckluft und Strom korrekt in der Anlage installiert werden.“<br />

Dadurch wurden Fehler bei der Montage möglich. Die Schläuche<br />

waren wiederum anfällig für Knicke, was während des Schweißens<br />

zu Problemen bei der Druckzufuhr oder sogar Leckagen führen<br />

34 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


PNEUMATIKPLATTEN<br />

konnte. Ausfallzeiten und Verzögerungen im Arbeitsablauf wurden<br />

dadurch unvermeidlich.<br />

REDUZIERTE ZYKLUSZEIT DURCH VERZICHT AUF<br />

VERSCHLAUCHUNG<br />

Um diesen Problemen zu begegnen, wandte sich die Weber Ultrasonics<br />

AG an die Konstandin GmbH, welche als Spezialist für Pneumatik<br />

und Pneutronik langjährige Erfahrung mit kompakten Bauteilen<br />

im Druckluftbereich hat. Als Lösung wurde eine individuelle<br />

Pneumatikplatte auf Basis des Modells ZK3133 konzipiert, die auf<br />

Schläuche zur Leitung der Druckluft verzichtet und dank eines eingebauten<br />

Proportionalventils extrem präzise arbeitet. „Über dieses<br />

lässt sich die Druckluft zur Steuerung der benötigten Kräfte mit<br />

maximaler Genauigkeit von 0,012 bar regulieren. Realisiert wird<br />

dies durch eine Piezo-Ansteuerung und in Abhängigkeit von der<br />

elektrischen Spannung“, erklärt Mathias Kraft, Leiter Technik bei<br />

Konstandin. „Damit ist sichergestellt, dass die Sonotrode weder zu<br />

fest noch zu sanft auf dem Werkstück aufsitzt, je nachdem, in welcher<br />

Phase des Schweißprozesses sich die Anlage gerade befindet.“<br />

Gleichzeitig bieten das kompakte Design der Platte und die<br />

schlauchlose Konstruktion den Vorteil, dass die benötigte Luft<br />

praktisch ohne Umwege zugeführt werden kann. Das Umschalten<br />

zwischen den einzelnen Kräften erfolgt somit schneller. Dadurch<br />

verringert sich die Zykluszeit und es können mehr Schweißvorgänge<br />

in der gleichen Zeit durchgeführt werden.<br />

KEINE MONTAGEFEHLER UND STÖRUNGEN<br />

DANK EINFACHER BAUWEISE<br />

Durch den Verzicht auf eine Verschlauchung entfallen auch die Risiken<br />

bezüglich Leckagen und abgeknickten Leitungen. Die komplette<br />

Druckluftverteilung findet direkt und ohne Einsatz von<br />

Schläuchen durch Kanäle innerhalb der Pneumatikplatte statt. „Ein<br />

weiterer Vorteil ist die einfache Bauweise und Fertigung aus einer<br />

01 Pneumatikeinheiten ohne zusätzliche Verschlauchung sind in der<br />

Montage und im Betrieb weniger störungsanfällig<br />

02 Beim Ultraschallschweißprozess muss sich die Sonotrode in<br />

absoluter Ruhe befinden. Daher muss die Druckluft mit konstanter<br />

Kraft und ohne Störungen zugeführt werden<br />

Hand ohne Beteiligung von fremden Herstellern“, so Kraft. „Sämtliche<br />

Einzelteile wie Ventile stammen von uns und werden vorab zusammengesetzt.“<br />

Die Montage in den Geräten bei Weber gestaltet<br />

sich dadurch besonders leicht: „Da die Platte keine Schläuche benötigt<br />

und außerdem nur ein einziges elektrisches Kabel aufweist,<br />

das angeschlossen werden muss, können den Mitarbeitern hier<br />

praktisch keine Fehler unterlaufen“, bestätigt Unser. „Das gewährleistet<br />

einen zuverlässigen Betrieb.“<br />

Auch die Wiederholgenauigkeit ist mit der Pneumatikplatte<br />

sichergestellt. Dank eines zusätzlichen Fein-Druckreglers kann es<br />

bei der Einstellung von Triggerkraft, Schweißkraft und Haltekraft<br />

auch nach zahlreichen Arbeitsgängen nicht zu Ungenauigkeiten in<br />

Bezug auf die Parameter kommen. Die pneumatische Regulierung<br />

des Schweißprozesses verläuft präzise, schnell und mit einer<br />

100-prozentigen Wiederholgenauigkeit, sodass auch im Millisekundenbereich<br />

ein exaktes Umschalten von einer spezifischen Kraft auf<br />

die nächste möglich ist. Die gleichbleibenden Ergebnisse sichern<br />

wiederum die Effizienz der ganzen Anlage, da es zu fast keinem<br />

Ausschuss an fehlerhaft geschweißten Produkten kommt.<br />

„Wir haben bereits vor diesem Projekt mehrere Kooperationen<br />

mit Konstandin erfolgreich durchgeführt und dabei immer sehr gute<br />

Erfahrungen gemacht“, fasst Unser zusammen. „Neben den überzeugenden<br />

Produkten wie der Pneumatikplatte beeindruckten uns<br />

auch die kurzen Entscheidungswege, konstruktive Lösungsvorschläge<br />

sowie eine detaillierte Dokumentation der Prozesse. Weitere<br />

gemeinsame Projekte sind daher bereits in Planung.“<br />

Fotos: Weber Ultrasonics AG<br />

www.weber-ultrasonics.com<br />

www. konstandin.com<br />

POINTIERT<br />

PNEUMATIKPLATTE MIT INTEGRIERTEN<br />

DRUCKLUFTKANÄLEN<br />

HÖHERE GENAUIGKEIT DURCH<br />

KÜRZEREN WEG<br />

VERRINGERTE WARTUNGSANFÄLLIGKEIT<br />

DURCH SCHLAUCHVERZICHT<br />

01 02<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 35


PRESSTECHNIK<br />

PRÄZISE PRESSENANTRIEBE<br />

FÜR DIE FLEXIBLE FERTIGUNG<br />

Ein Automotive-Zulieferer modernisiert für<br />

die Produktion neuer Abgasrückführungs- und<br />

Rückschlagventile seine Fertigungslinie.<br />

Die integrierten Pressensysteme mit<br />

pneumohydraulischem oder elektrischem<br />

Antrieb erlauben kurze Umrüstbauzeiten<br />

sowie präzise Montageabläufe.<br />

In der Europäischen Union gelten seit Kurzem mit der Euro-VI-<br />

Norm deutlich strengere Abgasvorschriften für Lastkraftwagen.<br />

Ziel ist es, den Güterverkehr auf europäischen Straßen emissionsärmer<br />

und umweltverträglicher zu machen. LKW-Hersteller<br />

müssen dafür ihre Motoren entsprechend anpassen, um den<br />

Schadstoffausstoß zu reduzieren. Eine wichtige Rolle spielt dabei<br />

die Abgasrückführung (AGR): Bei diesem Verfahren wird ein Teil<br />

des Abgases der Ansaugluft wieder zugemischt. Dies senkt den Sauerstoffanteil<br />

im Kraftstoff-Luft-Gemisch sowie die Verbrennungstemperatur<br />

in den Zylindern. Das Ergebnis sind weniger Stickoxid-<br />

(NO x<br />

)-Emissionen im Abgas.<br />

Ein zentrales Bauteil der Abgasrückführung ist das sogenannte<br />

AGR-Ventil. Es ist in ein Bypass-Gehäuse integriert, in dem eine angetriebene<br />

Klappe das Gas zurück in die Verbrennungskammer leitet.<br />

Ein separates Rückschlagventil verhindert, dass Luft aus dem Motor<br />

durch das AGR-Ventil in den Bypass zurückströmt. Die Berliner Pierburg<br />

GmbH, ein Tochterunternehmen des Automobilzulieferers<br />

Rheinmetall Automotive AG, produziert diese beiden Ventiltypen für<br />

einen LKW-Hersteller auf einer kombinierten Fertigungslinie. Kurze<br />

Umrüstzeiten sind dabei von großer Bedeutung, damit der Spezialist<br />

flexibel auf den jeweiligen Bedarf reagieren kann. Ein fließender,<br />

halbautomatischer Umrüstprozess sorgt dafür, dass dieser Vorgang<br />

nicht mehr als neun Minuten in Anspruch nimmt.<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

FERTIGUNGSLINIE MIT HOHEM<br />

GENAUIGKEITSANSPRUCH<br />

Verantwortlich für die Entwicklung der Fertigungslinie war das<br />

niederländische Familienunternehmen Manders Automation. Die<br />

AGR- und Rückschlagventile werden aus vorgefertigten Unterbaugruppen<br />

hergestellt. Um die Vorgabe kurzer Umrüstzeiten zu realisieren,<br />

stattete der Automatisierunsspezialist die Linie mit fest<br />

zugeordneten Bearbeitungsstationen und Robotern mit automatisierten<br />

Greiferwechselsystemen aus.<br />

Weitaus komplizierter gestaltete sich die Einhaltung der geforderten<br />

Genauigkeit, mit der unter anderem die Lagerbuchsen in<br />

das Ventilgehäuse gepresst werden müssen. „Die Maschinen mussten<br />

nicht nur äußerst präzise arbeiten und sämtliche Prozessdaten<br />

erfassen und speichern, sondern auch Verformungen der Ventilgehäuse<br />

und des Pressenrahmens von vornherein ausschließen“,<br />

erklärt Rudy Ehren, Technischer Projektmanager bei Manders<br />

Automation. Eine Lösung fand das Unternehmen bei Tox Pressotechnik,<br />

einem familiengeführten Betrieb mit Sitz im baden-württembergischen<br />

Weingarten, das Pressenantriebe für unterschiedliche<br />

industrielle Anwendungen anfertigt.<br />

36 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


PRESSTECHNIK<br />

01<br />

01 Für die Produktion von Abgasrückführungs- und<br />

Rückschlagventilen als Automotive-Komponente ist eine<br />

flexible Fertigungslinie mit kurzen Umrüstbauzeiten<br />

eingerichtet worden<br />

02 Nach dem Aufheizen der Lagerbuchse befestigt die<br />

Presse den Ventilschaft mit exakt kontrolliertem Vorschub<br />

EIN MESSGERÄT ÜBERPRÜFT<br />

DIE EINPRESSKRÄFTE<br />

Zum Einsatz kommen in der neuen Fertigungslinie von Pierburg<br />

sowohl der Tox-Electric Drive als auch das Tox-Kraftpaket: Insgesamt<br />

drei der plug-and-play-fähigen elektrischen Servoantriebe<br />

und ein pneumohydraulischer Antrieb sind in die Anlage integriert.<br />

Die Lagerbuchsen der AGR-Ventile müssen mit einer maximalen<br />

Toleranz von 0,05 mm in ihre Endposition eingepresst werden. Dies<br />

war jedoch nicht ohne weiteres möglich: „Der Ventilkörper und der<br />

Pressenrahmen verformen sich aufgrund der Einpresskräfte minimal.<br />

Das galt es zu verhindern“, beschreibt Ehren.<br />

Ein Spanndorn kam als Lösung nicht in Frage, da sich dieser entfernen<br />

lassen müsste, ohne die Lagerbuchsen zu beschädigen. Das<br />

war bei einem Kraftaufwand von 10 kN nicht umzusetzen. Auch<br />

eine geteilte Schablone wäre eine Option gewesen, um den Dorn<br />

ohne Kraft herauszuziehen, sei aber auch sehr komplex umzusetzen.<br />

„Stattdessen haben wir ein externes Messgerät zwischen den<br />

beiden Buchsen angebracht, welches deren Position während der<br />

Pressung aufzeichnet. Dadurch können wir jede Verformung exakt<br />

messen und über die Software entsprechend gegensteuern.“<br />

Die externe Messung ermöglicht es, jegliche Verformung des<br />

Ventilkörpers oder des Rahmens auszuschließen und die Bauteile<br />

genau zu positionieren. Für eine exakte Regelung der Presse sendet<br />

das Messgerät seine Daten an das Tox-Steuerungssystem. Da sich<br />

das Material der Ventilkörper während des Pressvorgangs auch verbiegt,<br />

ist dieses System besonders wichtig.<br />

„Wir müssen die Geschwindigkeit und die Kraft genau überwachen“,<br />

betont Ehren. Hinzu kommt, dass alle relevanten Daten des<br />

Pressvorgangs automatisch aufgezeichnet werden. Die rückverfolgbare<br />

Fertigung bietet weitere Möglichkeiten für die Qualitätssicherung.<br />

PRESSEN ARBEITEN NACH<br />

GESCHWINDIGKEITSVORGABEN<br />

Bei der Produktion der AGR-Ventile wird eine spezielle Lagerbuchse<br />

induktiv aufgeheizt. Eine Tox-Presse bringt daraufhin in exakt kontrollierbarer<br />

Geschwindigkeit einen Ventilschaft in die benötigte<br />

Position. Dieser wird anschließend erneut gepresst, wobei die Position<br />

des Schafts sowie die Presskraft gemessen werden. Am Ende der<br />

Linie befindet sich eine Kontrollstation, die jedes Ventil auf seine<br />

Dichtheit hin überprüft und ein Label anbringt, mit dem sich jedes<br />

einzelne Bauteil rückverfolgen lässt.<br />

Die Zusammenarbeit mit Tox Pressotechnik nahm Manders Automation<br />

aus den Niederlanden als eng und unkompliziert wahr.<br />

„Sogar in den Ferienzeiten haben wir auf unsere Fragen immer<br />

schnell eine Antwort bekommen.“ Für den Automationsspezialisten<br />

ist diese Flexibilität ein entscheidendes Kriterium, z. B. wenn es darum<br />

geht, komplette Produktionslinien unter großem Zeitdruck zu<br />

realisieren. „Gerade in der Automotive-Industrie zahlt sich Schnelligkeit<br />

aus“, resümiert Ehren.<br />

Fotos: Tox Pressotechnik<br />

www.tox-pressotechnik.com<br />

02<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 37


REVISION DER ISO 13849<br />

(ISO/DIS 13849-1:2020)<br />

ÜBERSICHT DER ÄNDERUNGEN – MASCHINENSTEUERUNGEN TEIL I<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

Die Norm EN ISO 13849 stellt Sicherheitsanforderungen<br />

und einen Leitfaden für die<br />

Gestaltung und Integration sicherheitsbezogener<br />

Teile von Steuerungen von Maschinen bereit,<br />

einschließlich der Entwicklung von Software. Die<br />

Norm gilt für alle Arten von Maschinen,<br />

unabhängig von der verwendeten Technologie<br />

(z. B. elektrisch, hydraulisch, pneumatisch,<br />

mechanisch). Die Revision der ISO 13849, die ISO/<br />

DIS 13849-1:2020(E), beinhaltet Neuerungen, die<br />

im vorliegenden ersten Teil des Beitrags<br />

ausgeführt sind und im zweiten Teil einer<br />

folgenden Heftausgabe komplettiert werden.<br />

Autor: Dipl.-Ing. Christa Düsing, Entwicklungsingenieur, FMEA-Koordinator<br />

Co-Autor: Dr.-Ing. Martin Inderelst, Technologie Entwicklung Hydraulikbagger,<br />

XCMG European Research Center GmbH, Europark Fichtenhain B4, 47807 Krefeld<br />

PRÄAMBEL<br />

Während der Entwicklung und Konstruktion neuer Maschinen und<br />

Maschinensteuerungen orientieren sich Hersteller zuerst an produktspezifischen<br />

Normen, den sogenannten C-Normen. Diese verweisen<br />

dabei auf weitere weniger konkrete Sicherheitsgrundnormen,<br />

den B-Normen und A-Normen, und sollen ebenfalls von den<br />

Maschinenherstellern angewendet werden.<br />

Zur Erfüllung der Maschinenrichtlinien 2006/42/EG der EU finden<br />

verschiedene internationale Sicherheitsnormen im Bereich der<br />

Maschinensteuerungen Anwendung, vgl. Abbildung 01. Die A-<br />

Norm ISO 12100 [2] dient dabei als Basis für Risikobeurteilungen,<br />

die B-Norm ISO 13849 [3] bildet einen Leitfaden zur Konzeption<br />

von Maschinensteuerungen.<br />

Im Entwicklungsprozess von mechanischen, hydraulischen,<br />

elektrischen sowie digitalen Maschinensteuerungen beschreibt die<br />

ISO 13849 [3] die wichtigsten Schritte zur Wahrung der funktionalen<br />

Sicherheit. Dabei klassifiziert sie die Sicherheitsfunktionen in<br />

Kategorien, die unter Zuordnung einer vorgegebenen Architektur<br />

das Hardwaresystem wiederspiegeln und es ermöglichen, einen sogenannten<br />

Performance Level (PL) zu bestimmen. Durch das zielgerechte<br />

Identifizieren, Einrichten und Überprüfen von Sicherheitsfunktionen<br />

erreicht die B-Norm ISO 13849 somit einen konstruktiven<br />

Beitrag zur Risikominderung innerhalb der Maschinensteuerung<br />

[1].<br />

38 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


NORMEN<br />

01<br />

Internationale Normen zur Maschinensteuerung<br />

In Anlehnung an Europäische Richtlinien – Grundnormen zur funktionalen Sicherheit<br />

Der neue Entwurf der ISO 13849, die ISO/DIS 13849-1:2020(E) [4],<br />

beinhaltet einige Neuerungen. Der logische Aufbau bzw. die Gliederung<br />

wurden überarbeitet, die Kapitel zur Validierung aus ISO<br />

13849 Teil 2 [5] wurden in die neue ISO/DIS 13849 Teil 1 [4] überführt<br />

und integriert. Weiterhin gibt es zusätzliche Erläuterungen<br />

und Interpretationen zum besseren Verständnis normativer Anforderungen.<br />

Alle Änderungen sollen eine Empfehlung und einen<br />

richtungsweisenden Weg durch die verschiedenen Phasen der international<br />

vereinheitlichten Anforderungen ebnen, welche sich<br />

auf die Risikobeurteilung, die erforderlichen Performance Levels,<br />

die Identifikation sicherheitsrelevanter Steuerungsteile, bis hin zur<br />

Implementierung der Sicherheitsfunktionen beziehen. Bei der<br />

Neugestaltung der DIN EN ISO 13849-1:2016-06 [3] wurde erstmals<br />

unter Berücksichtigung der Gefährdung auch eine Ausfallwahrscheinlichkeit<br />

umfassend berücksichtigt.<br />

Die wichtigsten Änderungen der Revision der DIN EN ISO 13849-<br />

1:2016-06 [3] sind wie folgt aufgelistet und werden im weiteren Verlauf<br />

bis einschließlich Unterpunkt 2.2 in diesem Artikel erläutert:<br />

1.0 Überarbeitung<br />

2.0 Änderungen und Detaillierungen<br />

2.1. Detaillierte Anforderungen an die Spezifikation von Sicherheitsfunktionen<br />

(SRS – Safety Requirements Specification)<br />

2.2. Beschreibung der Anforderungen an Design und die Performance<br />

Level<br />

n Kombination mehrerer Teilsysteme<br />

n Alternatives Verfahren zur Quantifizierung von Teilsystemen<br />

ohne MTTF D<br />

Wert (Die mittlere Zeit bis zum gefahrbringenden<br />

Ausfall)<br />

2.3. Detaillierte Beschreibung von Validierungsprozessen (Übernahme<br />

aus DIN EN ISO 13849-2:2013) [5]<br />

3.0 Integration neuer Aspekte<br />

3.1. Neuer Abschnitt zur Bestimmung des erforderlichen PL r<br />

;<br />

Integration der Bestimmung von Parameter P über fünf<br />

Faktoren und Auswahl der Parameter P1 oder P2<br />

3.2. Neuer Abschnitt zum Aspekt Ergonomie<br />

3.3. Anhang L zu Immunitätsanforderungen für elektromagnetische<br />

Kompatibilität (EMV-Anforderungen)<br />

3.4. Anhang M mit zusätzlichen Informationen zur Risikoreduzierung<br />

für das SRS-System (Safety Requirements Specifications)<br />

3.5. Anhang N zur Vermeidung von systematischen Fehlern im<br />

Software-Design<br />

3.6. Neuer Abschnitt zu den Anforderungen an die Risikobewertung<br />

und Risikominderung sowie Berücksichtigung der<br />

Ergebnisse aus der Risikobeurteilung<br />

3.7. Neuer Abschnitt zur Softwaresicherheit (Detaillierte<br />

Anforderungen)<br />

1 ÜBERARBEITUNG<br />

Normative Verweise, Begriffe und Definitionen wurden überarbeitet<br />

und aktualisiert. Es wurden strukturelle Verbesserungen vorgenommen<br />

und der logische Aufbau wurde angepasst.<br />

2 ÄNDERUNGEN UND DETAILLIERUNGEN<br />

2.1 DETAILLIERTE ANFORDERUNGEN AN DIE SPEZIFIKATION<br />

VON SICHERHEITSFUNKTIONEN<br />

Zur ausführlichen Erläuterung, Vereinfachung und Spezifizierung<br />

der Übergangsvoraussetzung bzgl. der Risikobeurteilung und<br />

dem Risikominderungsprozess nach ISO 12100 [2] wurde in den<br />

Entwurf der neuen ISO/DIS 13849-1:2020(E) der Punkt „Safety Requirement<br />

Specification (SRS)“ – „General requirements“ eingeführt.<br />

Er bietet eine Liste mit detaillierten Spezifikationen zur Erstellung<br />

der Risikobeurteilung für Sicherheitsfunktionen und relevante<br />

Beispiele für die Anforderungen sämtlicher Sicherheitsfunktionen.<br />

Darüber hinaus bietet der Entwurf der neuen ISO/DIS 13849-<br />

1:2020(E) [4] detaillierte Beschreibungen für verschiedene Sicherheitsfunktionen<br />

und fordert zudem, jede Einzelheit einer SRS bzgl.<br />

der auszuführenden Sicherheitsfunktionen zu dokumentieren.<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 39


NORMEN<br />

PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />

02<br />

03<br />

Beispiel für die Aufschlüsselung einer Sicherheitsfunktion und<br />

ihre Zuordnung zu Teilsystemen<br />

Quelle: ISO/DIS 13849-1:2020(E) [4]<br />

Kombination von Teilsystemen zur Erzielung eines einheitlichen PL<br />

Quelle: ISO/DIS 13849-1:2020(E) [4]<br />

Gegenüber der alten Norm wird ein detaillierter<br />

Aufbau des Safety-related Parts<br />

of Control System (SRP/CS) beschrieben.<br />

In einem SRP/CS müssen nun alle Sicherheitsfunktionen<br />

in Teilfunktionen bzw.<br />

Unterfunktionen gegliedert werden, welche<br />

den Teilsystemen zugeordnet werden.<br />

Jede Teilfunktion muss künftig die Beschreibung<br />

der Sicherheitsanforderungen<br />

für die Unterfunktion aufweisen bzw. dar-<br />

stellen. Dies betrifft zudem die Abbildung<br />

der Ein- und Ausgänge für jede Unterfunktion.<br />

2.2 BESCHREIBUNG DER ANFORDERUNGEN<br />

AN DESIGN UND PERFORMANCE LEVEL<br />

KOMBINATION MEHRERER TEILSYSTEME<br />

Ein SRP/CS setzt sich aus validierten Teilsystemen<br />

zusammen, oder es besteht aus<br />

Systemelementen, die ein Teilsystem bilden.<br />

Die Möglichkeit zur Aufschlüsselung<br />

einer Sicherheitsfunktion wird in Abbildung<br />

02 dargestellt. Sie zeigt hierzu einen<br />

beispielhaften Aufbau von Sicherheitsfunktionen<br />

aus mehreren Teilsystemen und Systemelementen.<br />

Für die Aufschlüsselung der<br />

Teilsysteme gilt per Definition: Ein beliebiger<br />

Ausfall eines beliebigen Teilsystems<br />

kann zum Verlust der gesamten Sicherheitsfunktion<br />

führen, auch innerhalb einer<br />

Kategorie.<br />

Das Diagramm zeigt verschiedene Kombinationen<br />

von Teilsystemen, die als SRP/<br />

CS für eine Sicherheitsfunktion kombiniert<br />

werden können. Eingänge bzw. Inputs<br />

in den Teilsystemen 1, 4 und 6 können<br />

beispielsweise durch Sensoren und<br />

Schaltsignale abgebildet werden. Die Weiterverarbeitung<br />

der Inputs erfolgt in der<br />

Logik, vgl. Teilsysteme 2 und 5 in Abbildung<br />

02. Schließlich werden die entsprechenden<br />

Ausgänge für Aktuatoren, wie<br />

beispielweise Ventile, generiert (Teilsysteme<br />

3 und 5).<br />

In der neuen ISO/DIS 13849-1:2020(E)<br />

[4] werden die Anforderungen für spezielle<br />

Sicherheitsfunktionen detailliert beschrieben.<br />

Hierzu gehören unter anderem:<br />

n Sicherheitsrelevante Stoppfunktionen<br />

n Manuelle Reset-Funktionen (Rückstellfunktionen)<br />

n Neustart-Funktionen<br />

n Lokale Steuerungsfunktionen<br />

n Stummschaltfunktionen<br />

n Abweichungen von sicherheitsrelevanten<br />

Parametern<br />

n Verluste und Wiederherstellungen von<br />

Energiequellen<br />

n Anforderungen für die Auswahl der Betriebsart<br />

n Wartungserwägungen für Sicherheitsfunktionen<br />

Gegenüber der alten Norm werden die<br />

Anforderungen zur Kombination mehrerer<br />

Teilsysteme mit unterschiedlichen Performance<br />

Level (PL) zielgerechter beschrieben.<br />

Die Erzielung eines einheitlichen PL<br />

für die Realisierung einer Sicherheitsfunktion<br />

basiert auf zuvor validierten Teilsystemen<br />

nach IEC 62061 [6], IEC 61508 [7] oder<br />

anderen relevanten Produktnormen. Abbildung<br />

03 stellt dies exemplarisch am Sicherheitssystem<br />

des Auslegerzylinders eines<br />

LKW-Ladekrans dar.<br />

ALTERNATIVES VERFAHREN ZUR<br />

QUANTIFIZIERUNG VON TEIL-<br />

SYSTEMEN OHNE VORHANDENEN<br />

MTTFD-WERT<br />

Das alternative Verfahren im neuen Entwurf<br />

der Norm ist beschränkt auf Teilsysteme<br />

aus den Bereichen Mechanik, Hydraulik,<br />

Pneumatik, Elektro-Hydraulik sowie<br />

Elektropneumatik, für welche keine Zuver-<br />

40 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


NORMEN<br />

lässigkeitsdaten bzw. die mittlere Zeit bis<br />

zum Ausfall der Komponente oder des Systems<br />

(MTTF D<br />

) verfügbar sind. Gemäß ISO/<br />

DIS 13849 [4] wird für diese Verfahren die<br />

Beziehung verschiedener Hardware-Kategorien<br />

und Performance Level analog zum<br />

derzeitigen Stand in einer Tabelle beschrieben.<br />

Die Beschreibung erfolgt hinsichtlich<br />

der berechneten Wahrscheinlichkeit eines<br />

gefährlichen Ausfalls pro Stunde (=PFH D<br />

-<br />

Wert) und bezüglich der Inputs und Outputs<br />

des Sicherheitssystems. Diese Beziehungen<br />

werden in Abbildung 04 durch rote<br />

Punkte in das konventionelle System mit<br />

vorhanden MTTF D<br />

-Werten grafisch eingeordnet.<br />

Man erkennt, dass die alleinige Berücksichtigung<br />

dieser Werte hohe Aufwände<br />

seitens der Hersteller zur Umsetzung<br />

von Risikovermeidung erwirkt.<br />

Weiterhin können durch die Neuerungen<br />

nun unter diesen Bedingungen für<br />

Kategorie B, 2 und 3 ein MTTF D<br />

-Wert von<br />

10 Jahren für jeden Kanal angesetzt werden.<br />

Für Kategorie 1 müssen entsprechend<br />

bewährte Komponenten (aktuelle<br />

Version der ISO 13849 [4]: betriebsbewährte<br />

Komponenten) vorgesehen werden,<br />

um einen angenäherten MTTF D<br />

-Wert<br />

von 30 Jahren erreichen und berücksichtigen<br />

zu können, wobei maximal ein Performance<br />

Level PL c erreicht wird. Bei Fehlern<br />

gemeinsamer Ursache „Common<br />

Cause Failure“ (CCF) sind auch weiterhin,<br />

wie in der aktuell gültigen ISO 13849 [3]<br />

für Kategorie 2 und 3, der Diagnosedeckungsgrad<br />

„Diagnostic Coverage“ (DC)<br />

zu berücksichtigen. Der DC muss für Kategorie<br />

2 und 3 mindestens 60 % betragen.<br />

Diese zusätzlichen Regelungen und Zusammenhänge<br />

werden in Abbildung 04<br />

durch Einführung der gelben Punkte verdeutlicht.<br />

Entsprechend dem neuen Entwurf der<br />

Norm darf bei Kategorie 4 diese Methode<br />

nicht berücksichtigt bzw. angewendet werden.<br />

Für Kategorie 4 müssen generell bewährte<br />

Komponenten, Grundprinzipien<br />

und bewährte Sicherheitsprinzipien verwendet<br />

werden. Dies bedeutet, ein MTTF D<br />

Wert muss vorliegen bzw. berechnet worden<br />

sein. Diese alternative Methode versetzt<br />

den Hersteller nun in die Lage, eine<br />

Bewertung des Performance Levels auch<br />

ohne Vorliegen eines MTTF D<br />

Wertes anzuwenden<br />

bzw. vorzunehmen.<br />

Die bisher beschriebenen Änderungen<br />

stellen deutlich klarere Rahmenbedingungen<br />

für die Entwicklung von sicherer Maschinensteuerungen.<br />

Weitere Änderungen<br />

können Sie in der nächsten Ausgabe der<br />

<strong>O+P</strong>-<strong>Fluidtechnik</strong> erfahren.<br />

Fotos: Aufmacher: Adobe Stock<br />

www.xcmg-erc.com<br />

04<br />

Quantifizierung ohne MTTF D<br />

Wert<br />

Quelle: ISO/DIS 13849-1:2020(E) [4] [8]<br />

Begriffsdefinition/Abkürzungen<br />

Abk. Bedeutung Erläuterung<br />

DC Diagnosedeckungsgrad Die Summe aller erkannter gefahrbringender Ausfälle im<br />

Verhältnis zur Gesamtzahl aller gefahrbringenden Ausfälle<br />

MTTF D<br />

Mittlere Zeit bis zum<br />

gefahrbringenden Ausfall<br />

Literaturverzeichnis<br />

[1] Sicherheitsnormen im neuen Konzept<br />

(O + P 3/2006)<br />

[2] DIN EN ISO 12100:2011-03<br />

Sicherheit von Maschinen – Allgemeine Gestaltungssätze<br />

– Risikobeurteilung und Risikominderung<br />

[3] DIN EN ISO 13849-1:2016-06<br />

Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene<br />

Teile von Steuerungen – Allgemeine<br />

Gestaltungssätze<br />

[4] ISO/DIS 13849-1:2020(E)<br />

Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene<br />

Teile von Steuerungen – Allgemeine Gestaltungssätze<br />

Statistische Erwartung der mittleren Zeit bis zum<br />

gefährlichen Ausfall<br />

PL Performance Level Diskreter Level, der die Fähigkeit sicherheitsbezogener Teile<br />

von Steuerungen spezifiziert<br />

PL r<br />

SRS<br />

SRP/CS<br />

PFH D<br />

CCF<br />

EMV<br />

P1<br />

P2<br />

Erforderliche Performance<br />

Level<br />

Spezifikation der Sicherheitsanforderungen<br />

Sicherheitsbezogene Teile<br />

eines Steuerungssystems<br />

Wahrscheinlichkeit eines<br />

gefährlichen Ausfalls pro<br />

Stunde<br />

Fehler gemeinsamer<br />

Ursache<br />

Elektromagnetische<br />

Verträglichkeit<br />

Parameter P1 – Möglichkeit<br />

unter speziellen Konditionen<br />

Parameter P2 – Kaum<br />

möglich<br />

Erforderlicher Level, der die Fähigkeit sicherheitsbezogener<br />

Teile von Steuerungen spezifiziert<br />

Sicherstellung, das alle Aspekte zur Prozesssicherheit<br />

berücksichtigt werden<br />

Teile von Maschinensteuerungen, die Sicherheitsaufgaben<br />

übernehmen<br />

Berechnung der gefahrbringenden Ausfallwahrscheinlichkeit<br />

nach verwendeter Architektur (Referenzwert für den<br />

Performance Level)<br />

Ausfall verschiedener Einheiten aufgrund eines einzigen<br />

Ereignisses, wobei sich diese Ausfälle nicht gegenseitig beeinflussen<br />

Die Fähigkeit eines technischen Systems, andere Systeme nicht<br />

durch ungewollte elektrische oder elektromagnetische Effekte<br />

zu stören oder durch andere Systeme gestört zu werden<br />

Möglichkeit der Gefahrenvermeidung oder<br />

Schadensbegrenzung<br />

Kaum Möglichkeit der Gefahrenvermeidung oder<br />

Schadensbegrenzung<br />

[5] DIN EN ISO 13849-2:2013<br />

Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogene<br />

Teile von Steuerungen - Validierung<br />

[6] IEC 62061<br />

Sicherheit von Maschinen – Sicherheitsbezogener<br />

elektrischer elektronischer Steuerungssysteme<br />

[7] IEC 61508:2010-04<br />

Funktionale Sicherheit von elektrischen / elektronischen<br />

/ programmierbaren elektronischen<br />

sicherheitsgerichteten Systemen<br />

[8] Revision der ISO 13849-1 Fachveranstaltung<br />

Maschinen Dr. Michael Huelke, Michael Hauke,<br />

Bamberg, 11. Juli 2019<br />

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MOBILE MASCHINEN<br />

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SICHERHEITSVENTILE<br />

BEWÄHRTE<br />

BAGGERROHR-<br />

BRUCHSICHERUNG<br />

IN NEUEM<br />

DESIGN<br />

Bucher Hydraulics bringt mit der neuen<br />

Baggerrohrbruchsicherung CFS-EF ein<br />

weiteres Sicherheitsventil auf den Markt,<br />

welches nach den Bedürfnissen der<br />

Baggerhersteller konstruiert wurde. Die<br />

Lösung ist eine innovative Erweiterung des<br />

CFS-Baukastens des Herstellers. Ihre flache<br />

Bauform erlaubt einen kollisionsfreien<br />

Einbau am Hubzylinder ohne Zwischenplatte.<br />

Die Baggerrohrbruchsicherung wird dort eingesetzt,<br />

wo es die Richtlinien nach ISO 8643, EN 474 und DIN<br />

24093 für Baggergeräte mit Hebezeugvorrichtung<br />

(z.B. Lasthaken an der Schaufel) vorschreiben. Betroffene<br />

Verbraucher sind Hubzylinder, Stielzylinder und Verstellzylinder.<br />

Ein Einsatz ist auch an Geräten vorzusehen, bei<br />

denen ein Rohrleitungsbruch an den Verbrauchern eine gefährliche<br />

Situation hervorrufen kann. (z.B. Geräte für den Materialumschlag<br />

und Rückbau).<br />

Das von Bucher Hydraulics entwickelte Baggerrohrbruchsicherungsprinzip<br />

der Typenreihe CFS (Compact Flow Control<br />

and Safety Valve) verhindert im Fall eines Rohr- oder<br />

Schlauchbruches eine unkontrollierte Senkbewegung am Verbraucher.<br />

Zudem wird der Verbraucher in Ruhestellung durch<br />

das Ventil in seiner Position gehalten. Das Ventil hat zusätzlich<br />

eine Sekundärdruckbegrenzung integriert, die den Verbraucher<br />

gegen Überlast absichert. Das CFS ist mit Flanschanschlussbild<br />

nach SAE an den Verbraucher- und Zulaufanschlüssen<br />

ausgestattet und lässt sich somit auch problemlos<br />

bei bestehenden Geräten nachrüsten.<br />

Durch das fast lastdruckunabhängige, vorgesteuerte Öffnungsprinzip<br />

haben unterschiedliche Lastdrücke bis hin zum<br />

01 Baggerrohrbruchsicherung<br />

vom Typ CFS 16-A-EF<br />

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SICHERHEITSVENTILE<br />

Der Öffnungspunkt der Baggerrohrbruchsicherung wird exakt auf den<br />

jeweiligen Baggertyp abgestimmt und mittels Einstellschraube auf<br />

dem Prüfstand auf die erforderlichen Werten eingestellt. Mit der optional<br />

erhältlichen Hubbegrenzung kann zusätzlich der Vorsteuerkolben<br />

eingegrenzt und so die Senkgeschwindigkeit beeinflusst werden.<br />

MERKMALE<br />

n Erfüllt Sicherheitsanforderungen nach ISO 8643, EN 474 und<br />

DIN 24093<br />

n Hohes Aufsteuerverhältnis (480:1)<br />

n Garantierte Schließkraft der Regelachse → Schließsicherheit auch<br />

bei Federbruch<br />

n Erfüllt hohe Ansprüche an Korrosionsschutz → Ventil galvanisch<br />

verzinkt (Cr VI-frei)<br />

VORTEILE<br />

n Keiner, bzw. sehr geringer Einfluss auf bestehendes Hydrauliksystem<br />

→ Problemlos nachrüstbar<br />

n Konstante Einstellung dank geringer Hysterese<br />

n Rücklaufdruck unabhängiges Ventil<br />

n Keine dynamischen Dichtungen im Hauptschieber und im<br />

Druckbegrenzungsventil<br />

Maximaldruck keinen Einfluss auf die Feinsteuerbarkeit und die<br />

hydraulischen Werte des Geräts. Die innovative Ventilkonstruktion<br />

erlaubt es, dass mit sehr geringen Senkdrücken gearbeitet werden<br />

kann. Das Ventil wird in den Hydraulikkreislauf integriert, dass die<br />

Baggerrohrbruchsicherung keinen Einfluss auf die am Gerät bereits<br />

eingestellten Hydraulikwerte nimmt. Typische Anwendungen für<br />

diese hochwertigen Ventile sind Raupen- sowie Radbagger.<br />

FUNKTIONEN<br />

RUHESTELLUNG / NULLSTELLUNG<br />

Die Baggerrohrbruchsicherung ist in der Nullstellung über die auf<br />

den Regelkolben wirkende Druckfeder, sowie durch den Lastdruck,<br />

der auf die Rückseite des Regelkolbens wirkt, geschlossen.<br />

HEBEN (VOLUMENSTROMRICHTUNG A → B)<br />

Beim Anheben des Verbrauchers steht der Pumpendruck über den<br />

Anschluss A am Ventilsitz des Regelkolbens an und bewirkt, dass<br />

der Regelkolben gegen die weiche Druckfeder öffnet.<br />

NUTZEN (OEM)<br />

n Optimal auf den Schieber abgestimmte Baggerrohrbruchsicherung<br />

und einfach nachrüstbar<br />

n Konstante Ventilfunktion, d.h. zuverlässige Erfüllung der ISO<br />

8643-Norm<br />

n Dank symmetrischem Aufbau des Ventils entsteht eine minimale<br />

Installationszeit<br />

n Lange Lebensdauer und einsetzbar bei wechselnden Einsatzbedingungen<br />

NUTZEN (END USER)<br />

n Lastunabhängiges Fahrverhalten für den Gerätebediener<br />

n Erhöhte Sicherheit für Menschen und Geräte auch<br />

bei Fehlfunktion<br />

n Kosteneinsparungen durch bessere Energieeffizienz<br />

n Optimale Bedienung da die Baggerohrbruchsicherung auf den<br />

Hauptschieber abgestimmt ist<br />

MOBILE MASCHINEN<br />

SENKEN (VOLUMENSTROMRICHTUNG B → A)<br />

Voröffnung<br />

Durch den Steuerdruck am Anschluss X wird der Aufsteuerkolben<br />

gegen die Druckfedern verschoben und der Vorsteuerkolben öffnet<br />

beim eingestellten Druck. Dadurch wird der Lastdruck hinter dem<br />

Regelkolben über den Vorsteuerkolben zum Anschluss A abgebaut.<br />

Die progressive Voröffnungscharakteristik ermöglicht ein ruckfreies<br />

Anfahren der Verbraucherbewegung.<br />

Hauptöffnung<br />

Bei weiterem Anstieg des Steuerdruckes an X wird der Vorsteuerkolben<br />

weiter geöffnet und der geminderte Druck hinter dem Regelkolben<br />

reduziert sich weiter. Der Lastdruck schiebt nun über die<br />

Flächenverhältnisse am Regelkolben diesen in Öffnungsrichtung<br />

soweit von seinem Ventilsitz, bis sich die Druckverhältnisse zwischen<br />

zu- und ablaufendem Regel Öl abgeglichen haben.<br />

Der Öffnungsquerschnitt des Regelkolbens und damit die<br />

Durchflussmenge von B → A ist somit über den Steuerdruck am<br />

Aufsteuerkolben regelbar. Das Vorsteuerventil ist kompensiert<br />

und arbeitet unabhängig von einem allfälligen Rücklaufdruck im<br />

Anschluss A.<br />

Fotos/Grafiken: Bucher Hydraulics<br />

www.bucherhydraulics.com<br />

TECHNISCHE DATEN<br />

Bauart<br />

Maximaler Volumenstrom<br />

Maximaler Betriebsdruck<br />

Betätigungsart<br />

Vorgesteuertes Sitzventil,<br />

flache Bauform<br />

350 l/min<br />

420 bar<br />

Aufsteuerverhältnis 480:1<br />

Öffnungsdruckbereich<br />

Oberflächenschutz<br />

Hydraulisch-Proportional<br />

4.4 … 10 bar<br />

Alle Außenteile mit Zink-<br />

Nickel-Beschichtung nach<br />

DIN EN ISO 19598<br />

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SICHERHEITSVENTILE<br />

02<br />

Anwendungsschema CFS-Flach – Optional erhältliche Funktionen<br />

Ausgleichsventil<br />

(Parallelanwendungen)<br />

Mechanischer<br />

Notablass<br />

Einstellbare<br />

Hubbegrenzung<br />

03<br />

Symbol CFS-Flach – Anwendungsbeispiel: Parallelanwendung<br />

LAST<br />

zum Steuerelement<br />

zum Steuerelement<br />

zu den anderen Verbrauchern<br />

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LINEARACHSEN<br />

AUSBALANCIERT – MIT SCHMIER-<br />

MITTELFREIEN LINEARFÜHRUNGEN<br />

MOBILE MASCHINEN<br />

Mit dem „Gekko“ hat die Köppl GmbH einen<br />

Einachs-Mäher entwickelt, der vor allem für<br />

anspruchsvolles Gelände konzipiert ist. Das<br />

Konstruktionsmerkmal der automatisch<br />

verschiebbaren Achse leistet dazu auch einen<br />

Beitrag. Zur Realisierung, haben sich die Köppl<br />

Konstrukteure aus dem Baukasten der<br />

schmiermittelfreien Linearführungen<br />

von Igus bedient.<br />

Autor: Uwe Sund, Leiter Branchenmanagement Agrartechnik, igus GmbH<br />

Steile Hänge und unwegsames Gelände sind das Terrain, in<br />

dem sich der Gekko am wohlsten fühlt. Das leistungsstarke<br />

Einachs-Gerät mäht überall dort, wo Mähtraktoren an die<br />

Grenzen der Geländegängigkeit stoßen. Der Anwender kann<br />

sich entscheiden, ob er dem Gerät folgt, auf einer Plattform mitfährt<br />

oder ob er es per Funkfernsteuerung bedient.<br />

Der Gekko gehört zum Programm der Köppl GmbH in Saldenburg<br />

in Niederbayern, die Einachs-Motorgeräte für die Bodenbearbeitung<br />

und die Landschaftspflege anbietet. Köppl entwickelt und<br />

fertigt unterschiedliche Aggregateträger – immer mit einer Achse,<br />

immer mit Verbrennungsmotor, leistungsstarken hydrostatischem<br />

Fahrantrieb und mechanischer Zapfwelle für den Antrieb der Anbaugeräte<br />

und Arbeitswerkzeuge.<br />

SELF-BALANCE-FUNKTION PER<br />

VERSCHIEBBARER ACHSE<br />

Bei der Entwicklung des Gekko stand das Ziel im Vordergrund,<br />

auch auf steilem Gelände eine hohe Mähleistung (bei bis zu 5 m<br />

46 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


LINEARACHSEN<br />

Schnittbreite) zu erzielen. Das erreicht man u. a. mit tiefem<br />

Schwerpunkt bei großer Bodenfreiheit, einer verbreiterten Achse<br />

und zwei unabhängig voneinander arbeitenden hydraulischen<br />

Radantrieben. Darüber hinaus haben die Konstrukteure mit der<br />

Self-Balance-Funktion eine Möglichkeit geschaffen, mit der sich<br />

die Achse des Gekkos um 300 mm in der Längsachse verschieben<br />

lässt. Damit verändert sich die Gewichtsverteilung zwischen Achse<br />

und Anbaugerät.<br />

In der Praxis wird diese Funktion mit der Bezeichnung Self-Balance<br />

so genutzt, dass die Achse je nach Steigung und Bergauf- oder<br />

Bergabfahrt näher zum Arbeitsgerät rückt oder aber größeren Abstand<br />

zum Mähbalken einnimmt. Ganz ähnlich macht es übrigens<br />

der Mensch: Wenn er bergauf oder bergab geht, verändert er ganz<br />

unbewusst seine Schrittlänge, um immer sicheren Stand zu haben<br />

und das Gleichgewicht zu halten.<br />

ACHSVERLAGERUNG FÜR RAUE<br />

UMGEBUNGSBEDINGUNGEN<br />

Bei der Umsetzung dieser Idee standen die Konstrukteure vor einer<br />

Herausforderung, die sich aus den Einsatzbedingungen ergibt. Die<br />

mechanische Beanspruchung ist groß, weil hohe Kräfte auf die Achse<br />

wirken. Hinzu kommt die starke Verschmutzung, der die Fahrwerkskomponenten<br />

je nach Untergrund ausgesetzt sind. Ein weiterer<br />

Aspekt: Da die mobilen Maschinen in der freien Natur arbeiten,<br />

kamen geschmierte Linearachsen nicht infrage. Deshalb verwendet<br />

Köppl bei verschiedenen – auch rotativen – Lagerlösungen Komponenten<br />

aus dem Konstruktionsbaukasten von Igus. Typisch für diese<br />

Komponenten ist die Kombination von Hochleistungspolymeren<br />

mit inkorporiertem Schmierstoff (für die Lager) und hartanodisiertem<br />

Aluminium (Achsen).<br />

Die Achsverlagerung wird jetzt mit einer Drylin W-Linearachse<br />

realisiert. Auf der Doppelschienen-Profilführung verfahren<br />

vier Führungswagen, wobei die Ursprungskonstruktion nochmals<br />

angepasst wurde. Zunächst wurde die komplette Igus Achse<br />

einschließlich der Gehäuse für den Führungswagen getestet. Die<br />

vier einzelnen durch Schrauben mit der Achsbefestigung verbundenen<br />

Gehäuse haben sich aber nicht bewährt. Die Kräfte<br />

waren einfach zu hoch. Deshalb entschieden sich die Köppl<br />

Konstrukteure in Abstimmung mit Igus – das Gehäuse als Halbzeug<br />

selbst zu fertigen. Es nimmt alle vier Lager auf, die somit<br />

zueinander in fester Position stehen. Damit ist das Risiko des<br />

Verdrehens oder Verklemmens einzelner Profilführungen ausgeschlossen<br />

und im Betrieb kann sich die Position der Achse nicht<br />

selbsttätig verstellen.<br />

02<br />

KONZENTRATION AUF DAS WESENTLICHE<br />

Die Verstellung der Achse erfolgt hydraulisch – und auf Wunsch<br />

auch automatisch. Diese Option wird von Köppl empfohlen, weil<br />

sich der Bediener dann auf das Manövrieren des Gerätes (das mit<br />

hoher Geschwindigkeit unterwegs sein kann) konzentrieren kann.<br />

In diesem Fall liefert ein Neigungssensor per CAN-Bus das Ist-Signal<br />

an die Steuerung, und die Achsposition passt sich an die aktuelle<br />

Steigung an. Das funktioniert in einem breiten Arbeitsbereich<br />

und während des Betriebs.<br />

Der Gekko arbeitet bei bis zu 50,2o Neigung. Das entspricht einem<br />

Gefälle bzw. einer Steigung von 120 %. Für die Achsverstellung<br />

gilt dann der Grundsatz „Je steiler, desto vorlastiger“. Bei der Entwicklung<br />

des Gekko und der Achsverstellung hatten die Konstrukteure<br />

auch schon den nächsten Schritt im Blick. Karl Köppl, Geschäftsführer<br />

der Köppl GmbH: „Wir arbeiten darauf hin, dass unsere<br />

Maschinen künftig autonom im Gelände unterwegs sind.“<br />

WEITERE BAUREIHE MIT ADAPTIVER<br />

ACHSVERSTELLUNG<br />

Anwender einer zweiten Baureihe von Einachs-Arbeitsmaschinen<br />

können inzwischen auch von der adaptiven Achsverstellung profitieren.<br />

Der Taurus – ein universeller Geräteträger für verschiedene<br />

Mähwerke (in Trommel-, Portal-, Schlegel-, Scheiben- und Sichelbauweise),<br />

Boden-, Schlitz- und Baumstumpffräsen, Mulcher<br />

und Wildkrautentferner – ist mit einer hydraulischen Achsverschiebung<br />

ausgerüstet, die der Bediener per Knopfdruck und<br />

während der Fahrt betätigt. Hier ist der Verstellweg 200 statt<br />

300 mm lang und es kommen ebenfalls Drylin W-Lineareinheiten<br />

von Igus zum Einsatz.<br />

Bild: Köppl<br />

www.igus.de<br />

01<br />

01 Die adaptive Achsverstellung muss dauerhaft unter rauen<br />

Umgebungsbedingungen arbeiten – und das schmiermittelfrei<br />

02 Das Stachelwalzenrad lässt Rückschlüsse darauf zu,<br />

welch hohe Kräfte auf die Achsverstellung wirken<br />

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MOBILE MASCHINEN<br />

UNTERNEHMENSSTRATEGIE<br />

CONTINENTAL PRÄSENTIERT<br />

STRATEGIEPROGRAMM „VISION 2030“<br />

FÜR DEN REIFENBEREICH<br />

Continental hat im Rahmen der Kapitalmarkttage ein neues Strategieprogramm für<br />

das Geschäftsfeld Tires vorgestellt. Im Zentrum der „Vision 2030“ steht die<br />

konsequent kundenzentrierte Ausrichtung der Organisation und aller<br />

Geschäftsaktivitäten. Zudem soll der Reifenbereich weiter profitabel wachsen und<br />

sich in einem rasant verändernden Marktumfeld gezielt in den Bereichen<br />

Nachhaltigkeit und digitale Lösungen differenzieren.<br />

Insbesondere in den Wachstumsmärkten Asien und Nordamerika<br />

will das Geschäftsfeld Tires weiter Marktanteile hinzugewinnen.<br />

Im Segment der Pkw-Reifen wird das weltweite Geschäft für<br />

die Elektromobilität sowie Ultra-High-Performance-Reifen weiter<br />

ausgebaut. Der Bereich der Lkw- und Busreifen soll in allen Regionen<br />

durch das Conti-360˚-Angebot von Flottendienstleistungen<br />

weiterentwickelt werden. Das Spezialreifengeschäft von Continental,<br />

welches neben Zweirad- und Rennreifen auch Reifen für eine<br />

Vielzahl von Industrieanwendungen umfasst, soll ebenfalls weiterwachsen,<br />

insbesondere das Segment Agrarreifen. „Exzellente Reifen<br />

sind und bleiben unsere DNA. Sie haben uns zu einem der<br />

größten Reifenhersteller weltweit gemacht. Mit unserem Strategieprogramm<br />

‚Vision 2030‘ stellen wir nun die Weichen, um unsere<br />

starke Position weiter auszubauen. Künftig werden smarte, digitale<br />

Reifenlösungen und die Umsetzung ambitionierter Nachhaltigkeitsziele<br />

maßgeblich zu unserem Erfolg und zur Differenzierung<br />

im Markt beitragen“, sagte Christian Kötz, Leiter des Geschäftsfelds<br />

Tires und Mitglied des Vorstands von Continental. „Das neue Strategieprogramm<br />

‚Vision 2030‘ unterstreicht unseren Anspruch, unsere<br />

Organisation konsequent darauf auszurichten, kundenorientierte<br />

Lösungen zu entwickeln und die Kundenbedürfnisse in den<br />

Mittelpunkt all unserer Aktivitäten zu stellen.“<br />

Mit der vorangegangenen Strategie „Vision 2025“ konnte der<br />

Reifenbereich seine Marktanteile weltweit deutlich steigern. Das


UNTERNEHMENSSTRATEGIE<br />

neue Strategieprogramm soll diese Erfolgsgeschichte nun konsequent<br />

fortschreiben.<br />

AN DEN BEDÜRFNISSEN DER KUNDEN<br />

AUSGERICHTET<br />

Auch künftig steht Continental mit ihrem Premiumportfolio im<br />

Pkw-, Lkw- und Spezialreifenbereich für innovative Spitzenleistungen<br />

in der Reifentechnologie. Diese soll durch ein stetig wachsendes<br />

Serviceangebot ergänzt und noch gezielter auf die unterschiedlichen<br />

Kundensegmente ausgerichtet werden. Darüber hinaus hat<br />

Continental in den vergangenen Jahren ihr weltweites Produktionsnetzwerk<br />

gezielt ausgebaut. In den hochmodernen Werken<br />

werden u.a. vollautomatisierte Reifenlager und die flächendeckende<br />

Einführung eines globalen digitalen Manufacturing-Systems<br />

dabei helfen, künftig noch effizienter und umweltschonender zu<br />

produzieren.<br />

Continental wird weiterhin konsequent neue Geschäftsmodelle<br />

entwickeln und ein komplettes Ökosystem smarter, digitaler Lösungen<br />

rund um ihre Premiumreifen erschaffen. Zudem schließt der<br />

Reifenhersteller gezielt Entwicklungspartnerschaften mit Kunden<br />

und weiteren Technologieunternehmen. So will das Geschäftsfeld<br />

Tires bei servicebasierten, digitalen Lösungen bis 2030 weltweit die<br />

Nummer eins werden. Bereits heute bietet der Reifenhersteller vielen<br />

Flottenkunden garantierte Kilometerlaufleistung inklusive umfangreicher<br />

Reifenservices zu jeder Zeit und an jedem Ort. Dazu<br />

kommen intelligente Reifen, deren Zustand Kunden mithilfe von<br />

Software und Sensoren überwachen können. In verschiedenen Pilotprojekten<br />

demonstriert Continental derzeit den Mehrwert, den<br />

sie künftig durch die Verbindung von Reifen mit Sensorik, Telemetriedaten,<br />

Algorithmen und der Cloud für ihre Kunden schaffen<br />

wird. So werden smarte, digitale Lösungen dazu beitragen, dass<br />

Reifen in Zukunft genau dann gewartet oder gewechselt werden,<br />

wenn es nötig ist.<br />

INNOVATIV IN DIE NACHHALTIGE ZUKUNFT<br />

Auch im Bereich Nachhaltigkeit verfolgt Continental ambitionierte<br />

Ziele und möchte sich bis 2030 zum fortschrittlichsten Hersteller in<br />

der Reifenindustrie entwickeln. Dazu wurden bereits im April 2020<br />

alle weltweiten Projekte und Aktivitäten in der neu geschaffenen<br />

Abteilung „Sustainability“ gebündelt. Nachhaltiges und verantwortungsbewusstes<br />

Wirtschaften ist bereits seit vielen Jahren integraler<br />

Bestandteil der Unternehmensstrategie von Continental. Im Zentrum<br />

stehen die strategischen Themen Klimaschutz, emissionsarme<br />

Mobilität, zirkuläres Wirtschaften sowie nachhaltige Lieferketten<br />

und somit alle Phasen der Wertschöpfungskette.<br />

Um den Reifen der Zukunft noch energiesparender und umweltfreundlicher<br />

in Herstellung, Einsatz und Recyclebarkeit zu machen,<br />

investiert Continental konsequent in die Forschung und Entwicklung<br />

neuer Technologien, alternativer Materialien und umweltschonender<br />

Produktionsverfahren. So will der Reifenhersteller z.B. sukzessive<br />

bis 2050 auf 100 Prozent nachhaltig erzeugte Materialien in<br />

seinen Reifenprodukten umstellen. Das Unternehmen definiert alle<br />

Materialien als nachhaltig, die aus einem geschlossenen Materialkreislauf<br />

stammen, keine schädlichen Auswirkungen auf Mensch<br />

und Umwelt haben, verantwortungsvoll beschafft werden und entlang<br />

der Lieferkette klimaneutral sind. Schon heute generiert der<br />

Reifenbereich mit seinem Taraxagum-Projekt Naturkautschuk aus<br />

Löwenzahn und erschließt so eine alternative Rohstoffquelle. Als Ergebnis<br />

jahrelanger Bemühungen verbraucht Continental bereits<br />

heute im Vergleich zum Industriedurchschnitt pro produzierter<br />

Tonne Reifen 55 Prozent weniger Wasser und 17 Prozent weniger<br />

Energie. Bis 2030 sollen hier jeweils zusätzlich 20 Prozent eingespart<br />

werden.<br />

Fotos: Adobe Stock, Continental<br />

www.continental.de<br />

Für Christian Kötz, Leiter des Geschäftsfelds Tires und Mitglied des<br />

Vorstands von Continental, haben digitale Reifenlösungen und<br />

Nachhaltigkeit das größte Zukunftspotenzial<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 49


DIGITALISIERUNG<br />

02<br />

01<br />

KOOPERATION PRÄSENTIERT<br />

FARMING 4.0 AUF HYBRID MESSE<br />

MOBILE MASCHINEN<br />

Die mittelständischen Unternehmen Anedo,<br />

Lacos und Reichhardt bearbeiten gemeinsam als<br />

Smart Farming Experts Projekte für OEM-Partner.<br />

Im Fokus steht die Digitalisierung der<br />

Landtechnik. Im Rahmen der VDI-Landtechnik<br />

2020 gaben die Unternehmen webbasierte,<br />

interaktive Einblicke in das Thema digitale<br />

Videosysteme und Highspeed-Isobus. Die Online-<br />

Plattform wurde an zwei Veranstaltungstagen<br />

durch eine Live-Videoschaltung auf einen realen<br />

Messestand ergänzt und so zu einem hybriden<br />

Kommunikationserlebnis.<br />

Mit einem umfassenden Portfolio an Produkten und<br />

Leistungen zielen die Smart Farming Experts darauf<br />

ab, Smart Farming Anwendungen einschließlich Agrarlogistik<br />

und Telemetrie auf verschiedenen Fahrzeugplattformen<br />

zu integrieren. Die Entwicklung kundenspezifischer<br />

Apps gehört ebenso dazu wie die Lieferung der Infrastruktur<br />

für ein ergonomisches und automatisiertes Bedienkonzept. Maßgeschneiderte<br />

praxisgerechte Systemlösungen auf der Basis zukunftsfähiger<br />

Komponenten und Dienstleistungen, basierend auf ISO<br />

11783, sind das Ergebnis der gemeinschaftlichen Arbeit.<br />

Im Forschungsprojekt „Next Generation Isobus“ wurde eine moderne<br />

Ethernet-basierte digitale Videoschnittstelle für Isobus-Bediengeräte<br />

der aktuellen und nächsten Generation entwickelt. Die-<br />

se Schnittstelle ist eine anwendungsneutrale Softwarekomponente,<br />

eine sogenannte Middleware, die so zwischen Anwendungen auf<br />

dem Bediengerät und der digitalen Videokamera vermitteln kann<br />

und den Grundstein für die Digitalkommunikation auf dem Highspeed<br />

Isobus (HSI) legen soll. Ergebnis ist ein Synergieeffekt bei der<br />

gleichzeitigen Übertragung von Isobus-Nachrichten, da die Protokollebene<br />

identisch werden könnte.<br />

Kameras oder Kameradienste können ein wesentlicher Bestandteil<br />

der HSI-Kommunikation sein, um Steuergeräte direkt mit Bildverarbeitungsergebnissen<br />

wie Abständen, Größen oder Positionen<br />

zu versorgen, während der Live-Stream an die Isobus-Bediengeräte<br />

gesendet wird. Digitales Video über Ethernet bietet dieselben Basisfunktionen<br />

wie sein analoges Gegenstück, jedoch in höherer Qualität<br />

und variablen Auflösungen bis hin zu Ultra HD, um das hochauflösende<br />

Display eines modernen Bedienterminals angemessen<br />

zu versorgen. Außerdem bieten die Ethernet-basierten Digitalkameras<br />

zusätzliche Funktionen wie Bildstabilisierung, Schwenken<br />

oder Zoom. Darüber hinaus benötigen digitale Multi-View-Lösungen<br />

einen weniger komplexen Kabelbaum.<br />

Auf der VDI-Landtechnik 2020 standen die Smart Farming Experts<br />

auf einem realen Messestand zu diesem und anderen Themen<br />

mit einer Expertenrunde den Besuchern live Rede und Antwort.<br />

Informationen „on Demand“ lieferte der digitale Messestand noch<br />

weit über die Veranstaltung hinaus.<br />

Fotos: Smart Farming Experts<br />

www.smartfarmingexperts.de<br />

01 Am realen Messestand konnten sich die Besucher<br />

live vor Ort informieren<br />

02 Information „on Demand“ lieferte der digitale Messestand<br />

noch weit über die Veranstaltung hinaus<br />

50 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


MARKTPLATZ<br />

CURTISS-WRIGHT MIT NEUEM DREHWINKELSENSOR AM MARKT<br />

Die SRH76x-Drehwinkelsensoren der Industrial Division von Curtiss-Wright basieren auf<br />

berührungsloser, langlebiger Hall-Effekt-Technologie und bieten präzise Messergebnisse über<br />

zwei unabhängige und elektrisch isolierte Ausgänge. Die Sensoren sind in einem Gehäuse aus<br />

Zink-Aluminium-Legierung mit technischen Polymerlagern und vollständig abgedichteter<br />

Elektronik verbaut. Die SRH76x-Serie wurde entwickelt, um den Anforderungen der industriellen<br />

Hochleistungspositionserfassung mit einem robusten mechanischen Design zu entsprechen.<br />

Ideal für den Einsatz unter härtesten Umweltbedingungen wie sie z.B. bei Nutzfahrzeugen<br />

respektive Bau- und Agrarmaschinen zu finden sind.<br />

Die Sensorwelle ist mechanisch von der vollständig abgedichteten Elektronik isoliert. Dies<br />

bietet den Vorteil einer langen Lebensdauer von Dichtung und Wellenlager von größer 20<br />

Millionen Messzyklen bei IP68 (2M) und IP69K.<br />

Die SRH76x-Sensoren bieten einen wählbaren Messbereich von 20° bis 360°, bei einer optimierten<br />

12-Bit-Auflösung und ein maximales Ausgangssignal je gewählten Arbeitswinkel.<br />

Der SRH76x kann direkt an 12- oder 24-V-DC-Batteriesystemen betrieben werden und ist durch interne Schaltkreise nach ISO7637-<br />

Testimpuls 1-5 geschützt. Die Auswahl von unterschiedlichen Spannungs-, Strom- oder digitalen PWM-Ausgangsignalen, bieten<br />

Entwicklern eine optimale Kombination aus Leistung, Sicherheit und Kosten für eine einfache Systemintegration.<br />

www.curtisswright.com<br />

VOGELSANG: NEUE ANSPRECHPARTNERIN FÜR AGRARTECHNIK<br />

Hanna Hüsing, Marketing Managerin Agrartechnik, ist im Bereich Presse- und Öffentlichkeitsarbeit<br />

die neue Fachansprechpartnerin für Agrar-Themen bei der Vogelsang GmbH & Co. KG. Sie folgt auf<br />

Birte Bollhorst, die das Maschinenbauunternehmen zum Jahresende verlassen hat.<br />

Zum Themen- und Aufgabengebiet von Hüsing zählen die Gülleausbring- und Verteiltechnik,<br />

Pump- und Zerkleinerungstechnik für landwirtschaftliche Anwendungen: Für das gesamte Agrartechnik-Produktportfolio<br />

von Vogelsang übernimmt die neue Marketing Managerin die strategische<br />

Planung, Entwicklung und Koordination von Kommunikationsstrategien und Kampagnen. Dabei<br />

steht Hüsing in regem Austausch mit Fachbereichen wie Vertrieb und Produktmanagement.<br />

Bei Presseanfragen steht wie gewohnt die Agentur Vocato public relations zur Verfügung. Das<br />

Team von Vocato und Hanna Hüsing arbeiten eng zusammen und unterstützen Interessierte mit<br />

Informationen, Texten, Bild- und Videomaterial sowie bei allen weiteren Presseanliegen.<br />

Hanna Hüsing (1993) war bereits vor ihrer Tätigkeit bei Vogelsang im Marketing aktiv. Als Marketing Managerin bei der Erich Stallkamp<br />

ESTA GmbH, Maschinenbauunternehmen mit Hauptsitz im niedersächsischen Dinklage, begleitete sie drei Jahre lang das Produktportfolio<br />

rund um Gülletechnik, Biogas- und Abwasserkomponenten. Schon in ihrem Studium der Business Administration hat sich Hüsing<br />

auf die Bereiche Marketing und Innovation spezialisiert und als Master of Science abgeschlossen.<br />

www.vogelsang.info/de<br />

AKTUATOR FÜR HOHE<br />

SICHERHEITSANFORDERUNGEN<br />

Funktionale Sicherheit wird<br />

auch in hydraulischen<br />

Systemen von mobilen<br />

Anwendungen immer<br />

wichtiger. Sonceboz bietet<br />

mit dem SAFE42 eine<br />

elektromechanische Lösung<br />

für Ventilsteuerungen an.<br />

Der Aktuator ermöglicht den<br />

Aufbau eines sicheren<br />

Systems gemäß der aktuellen<br />

Maschinenrichtlinien.<br />

Sonceboz entwickelt Aktuatoren zur Ansteuerung von Ventilschiebern<br />

von Hydraulikventilen in verschiedenen Größen und<br />

mit unterschiedlichen Durchflussmengen. Immer mehr Applikationen<br />

erfordern ein Sicherheitslevel bis zu einem Performance Level<br />

(PL) C/D. Der SAFE42-Antrieb von Sonceboz ermöglicht es, dass<br />

Anwendungen den Normen ISO 25119 und ISO 13849 entsprechen.<br />

In Kombination mit dem Sicherheitskommunikationsprotokoll<br />

CAN J1939-76 kann der Aktuator sichere Maschinenabläufe<br />

gewährleisten, wie etwa die aktive Rückführung des Ventilschiebers<br />

in die sichere Neutralposition.<br />

www.sonceboz.com<br />

RIESENREIFEN VON BKT<br />

BKTs Palette an Spezialreifen für<br />

den Off-Highway-Bereich heißt<br />

ein neues, wahrhaft gigantisches<br />

Produkt willkommen. Es<br />

handelt sich um den Earthmax<br />

SR 468, der für die Ausrüstung<br />

von starren Muldenkippern<br />

konzipiert wurde. Bislang<br />

wurde der Prototyp in der<br />

Größe 40.00 R 57 hergestellt<br />

und steht bereit, um in den<br />

kommenden Monaten von den<br />

Ingenieuren von BKT getestet<br />

zu werden. Der Earthmax SR<br />

468 reiht sich in die zahlreichen<br />

Produkte der Earthmax-Familie ein, einer Serie von Radialreifen,<br />

die an Geländefahrzeugen verwendet werden und mit einer<br />

Vollstahlstruktur ausgestattet sind, die eine größere Widerstandsfähigkeit<br />

des Gehäuses und damit einen höheren Schutz<br />

gegen Beschädigungen bietet. Ein herausragendes Merkmal des<br />

Earthmax SR 468 ist das Profildesign und die Mischung, die<br />

entwickelt wurde, um die Wärmeentwicklung zu begrenzen. Die<br />

Tiefe E-4 des Profils sorgt für extreme Widerstandsfähigkeit<br />

unter schwierigsten Bedingungen.<br />

www.bkt-tires.com<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 51


MOBILE MASCHINEN<br />

AUTOMATISIERUNG<br />

AUTOMATISIERUNG VON HYDRAULISCH<br />

ANGETRIEBENEN ERDBEWEGUNGS-<br />

MASCHINEN – TEIL II<br />

Im vorliegenden zweiten und abschließenden<br />

Teil der Serie wird nach einem kurzen Blick auf<br />

ausgewählte weit entwickelte Demonstratoren<br />

der Forschungsstand und verbleibender<br />

Forschungsbedarf betrachtet, die für eine<br />

autonom arbeitende Maschine als langfristiges<br />

Zukunftsziel relevant sind. Hieraus wird eine<br />

Vision abgeleitet, welche Entwicklungen uns<br />

mittelfristig auf einer modernen Baustelle<br />

vermutlich erwarten werden.<br />

Die ETH Zürich setzt seit einigen Jahren prototypische<br />

(Teil-)Automatisierungslösungen an einem Schreitbagger<br />

um. In [HLSM15] wird z. B. eine automatische Nivellierung<br />

und Fußkraftverteilung vorgestellt. Musste der<br />

Fahrer bisher alle vier Füße des Schreitbaggers manuell nacheinander<br />

steuern, so reicht nun die manuelle Bedienung der vorderen<br />

Beine allein, während eine computergestützte Steuerung die<br />

hinteren Beine so nachführt, dass die Kabine in ebener Orientierung<br />

verbleibt und die Fußkräfte gleichmäßig verteilt sind. Damit<br />

kann der Fahrer die Maschine sicherer und schneller bewegen,<br />

als zuvor.<br />

In die Kategorie der bedingten Automatisierung (Level 3) fallen<br />

die Aktivitäten der Stiftungsprofessur für Baumaschinen der TU<br />

Dresden im Rahmen des Projekts „Smart Loader“ [KBHR17],<br />

[WaRW18]. Gegenstand der Entwicklung ist die Automatisierung des<br />

52 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


AUTOMATISIERUNG<br />

Schaufelbefüllungsprozesses bei einem Radlader. Voraussetzung für<br />

die Arbeitsplanung ist an erster Stelle die Erkennung des Istzustandes<br />

der Umgebung – hier der Haufwerksebene. In [WaRW18] ist eine<br />

Lösung auf Basis eines Lidar-Sensors beschrieben.<br />

An der TU Tampere in Finnland existiert ein mittlerweile unter<br />

bestimmten Bedingungen vollautonom arbeitender Radlader. In<br />

[Tamp17] nimmt dieser ohne menschlichen Eingriff Schüttgut aus<br />

einem Haufen auf und lädt dieses an anderer Stelle ab. Der „Bediener“<br />

muss hierzu die Arbeitsaufgabe genau definieren, also Aufnahmeort,<br />

bestimmte Wegpunkte und Ablageort. Auch wenn die<br />

Maschine zuweilen noch langsam und teilweise unpräzise arbeitet,<br />

was sich in einer geringen Schaufelbefüllung äußert, zeigt die<br />

Lösung doch das Potenzial, das sich mit bereits jetzt verfügbaren<br />

Technologien heben lässt. Es ist zu erwarten, dass weitere Optimierungen<br />

mittelfristig zu einer Leistungssteigerung der Maschine führen<br />

werden.<br />

Mit dem HEAP-Schreitbagger von Menzi Muck hat die ETH Zürich<br />

ein Beispiel für einen automatisierten Grabprozess realisiert<br />

[Ethz20]. Mithilfe eines 3D-Lidarsystems (ein Velodyne VLP16) zur<br />

Erfassung der Arbeitsoberfläche und Erstellung einer Terrainkarte<br />

ist der Bagger in der Lage, auch tiefen Grabenaushub vollautomatisiert<br />

zu bewerkstelligen. Der sensorische und antriebstechnische<br />

Aufwand zur Realisierung solch eines Demonstrators ist erheblich,<br />

weshalb sich dieser Automatisierungsgrad wohl nur bedingt in der<br />

breiten Masse der Erdbewegungsmaschinen in den nächsten Jahren<br />

wiederfinden wird. Dennoch wurde hier gezeigt, was technisch<br />

möglich ist und wie sich der Weg für neue Assistenzfunktionen bereiten<br />

lässt. Bild 01 zeigt die Antriebsarchitektur der Aktoren von<br />

HEAP [JLKH19].<br />

Auf einem ähnlich anspruchsvollen Niveau ist der Demonstrator<br />

THOR der TU Kaiserslautern angesiedelt, welcher auf einem<br />

18-Tonnen-Volvo-Bagger basiert [Schm16]. Schwerpunkt dieser<br />

Arbeiten war die Arbeitsplanung. Die Maschine ist in der Lage, verschiedene<br />

Grabaufgaben autonom durchzuführen, einschließlich<br />

der autonomen Bewegung der Maschine zwischen verschiedenen<br />

Standorten.<br />

ERTÜCHTIGUNG DER HYDRAULIK FÜR<br />

AUTOMATISIERUNGSFUNKTIONEN<br />

Die zuvor angesprochenen (Teil-)Automatisierungslösungen umfassen<br />

vorrangig Regelungen komplexer kinematischer Ketten. So<br />

wird z. B. im Rahmen des Projekts „Smart-Loader“ beim automatisierten<br />

Abtragen des Haufwerks die Ladeschaufel des Radladers<br />

stets so positioniert, dass minimale Prozesskräfte und ein minimaler<br />

Kraftstoffverbrauch erreicht wird [WaRW18]. Die Löffelspitze<br />

des erwähnten HEAP-Schreitbaggers von Menzi Muck folgt<br />

beim automatisierten Grabprozess einer optimierten Bahnkurve,<br />

sodass der Löffel unter Berücksichtigung der Standsicherheit stets<br />

maximal befüllt wird [JHLH17]. Das Ziel der Automatisierungslösungen<br />

ist somit i. d. R. ein geeignetes Folgeverhalten eines Tool-<br />

Center-Points als Endpunkt einer kinematischen Kette. Mithilfe<br />

inverser Kinematikberechnungen lassen sich daraus die Sollwerte<br />

der eingesetzten elektrohydraulischen Achsen ableiten. Hieraus<br />

wiederum folgt, dass grundsätzlich umfassende Regelungen elektrohydraulischer<br />

Achsen notwendig werden, wie dies in der<br />

Stationärhydraulik, der Robotik und im Bereich elektrisch betriebener<br />

Maschinen und Anlagen bereits verbreitet ist.<br />

Im Sinne einer guten Regelbarkeit zeigten Untersuchungen aus<br />

dem Bereich stationärer Maschinen, dass die Systemeigenschaften<br />

hohe Dynamik, Linearität, Wiederholgenauigkeit und Unabhängigkeit<br />

parallel betriebener Verbraucher wünschenswert sind. Herkömmliche<br />

Hydrauliksysteme mobiler Arbeitsmaschinen sind klassischerweise<br />

für den bedienergeführten Betrieb konzipiert und<br />

bringen einige Herausforderungen mit sich:<br />

n Lange Hydraulikleitungen sowie hohe Auslenkzeiten variabler<br />

Hydraulikpumpen begrenzen häufig die erreichbare Dynamik der<br />

Antriebssysteme.<br />

01<br />

Antriebsarchitektur der Aktoren von HEAP [JLKH19]<br />

Host<br />

PC<br />

Hydraulics<br />

CAN Bus<br />

Electrical<br />

HyTTC<br />

Pilot<br />

Stage<br />

Valve<br />

Main<br />

Stage<br />

Valve<br />

Servo<br />

Valve<br />

+<br />

Micro<br />

Controller<br />

+<br />

Pressure<br />

Sensing<br />

Pilot Stage 30bar<br />

Main Stage 300bar<br />

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AUTOMATISIERUNG<br />

02 Proaktives Warnsystem zur Personenerkennung [Koll19]<br />

MOBILE MASCHINEN<br />

n Für Mobilapplikationen geeignete Ventile bewirken aufgrund<br />

ihrer positiven Überdeckungsverhältnisse für Regelungen unerwünschte<br />

Nichtlinearitäten. Die positiven Ventilüberdeckungen<br />

sind aus Sicherheitssicht zum Halten von Lasten über längere Zeiträume<br />

hinweg auch bei abgestelltem Motor notwendig.<br />

n Eine Entkopplung der Ansteuerung einzelner Aktoren wird aufgrund<br />

der Integration zahlreicher Verbraucher in oftmals wenige<br />

Hydraulikreisläufe sowie der kinematischen Kopplung von Steuerkanten<br />

erschwert.<br />

n Im kostensensitiven Bereich mobiler Arbeitsmaschinen findet<br />

nur ein begrenzter Einsatz von Sensorik statt. Komplexe Steueralgorithmen<br />

benötigen jedoch meist zahlreiche Messgrößen als System-Feedback.<br />

Die Sichtung aktueller Forschungsarbeiten unterstreicht die bedingte<br />

Eignung herkömmlicher Mobilhydrauliksysteme zur Umsetzung<br />

von Automatisierungsfunktionen. Viele dieser Arbeiten greifen<br />

stattdessen auf Antriebssysteme zurück, die hauptsächlich in<br />

stationären Maschinen innerhalb von Fabrikhallen Anwendung<br />

finden. Auch humanoide Laufroboter dienen hierbei als Inspirationsquelle.<br />

Häufig finden Systeme mit konstantem Druckniveau<br />

unter der Nutzung von Regel- oder Servoventilen Anwendung, vgl.<br />

HEAP-Schreitbagger [HLSM15], [JHLH17]. Rein verdrängergesteuerte<br />

Systeme erfreuen sich aktuell in der Antriebstechnik großer Beliebtheit,<br />

wohingegen sie im Bereich mobiler Maschinen noch<br />

selten Gegenstand der Forschung sind. Einige wissenschaftliche<br />

Arbeiten adressieren Kompaktachsen bei Baggern [ZMPK19] oder<br />

mobilen Kranaufbauten [KSDA18]. Nur einige wenige Arbeiten<br />

nutzen grundsätzlich seriennahe mobilhydraulische Antriebssysteme,<br />

z. B. ein klassisches Open-Center-System [LeCh02]. Die Einwirkung<br />

von Prozesslasten wird dabei jedoch vielfach vernachlässigt.<br />

Der maßgebliche Ansatz der Forschungsarbeiten ist es, bestehende,<br />

teilweise high-end, Hardware-Lösungen zu nutzen, um den<br />

Entwicklungsschwerpunkt auf die Ansteuerungsalgorithmen zu legen.<br />

Als erfolgversprechend zur Realisierung vordefinierter Grabkurven<br />

zeigt sich der beim HEAP-Schreitbagger gewählte Weg der<br />

Nutzung „weicher Trajektorien“, die sich den Krafteinwirkungen<br />

anpassen. Anstelle eines Weges wird dem Tool-Center-Point ein<br />

von der aktuellen Position und der gewünschten Endkontur abhängiger<br />

Kraft- bzw. Momentvektor vorgegeben. Für das gewählte Ansteuerkonzept<br />

ist hierbei das Hydrauliksystem nicht nur durch<br />

zahlreiche Sensoren (Drucksensoren, Wegaufnehmer, inertiale<br />

Messeinheiten usw.), sondern auch durch eine leistungsstarke<br />

Rechentechnik zur Berechnung der Algorithmen zu ergänzen<br />

[JLKH19].<br />

Antriebsseitige Einflussfaktoren auf die Automatisierungsergebnisse<br />

werden in den angesprochenen Publikationen kaum diskutiert.<br />

Ebenso finden keine Bewertungen der angewandten Systemarchitekturen<br />

hinsichtlich wichtiger Aspekte wie Robustheit (Vibration,<br />

Verschmutzung, klimatische Bedingungen), Komponentenkosten<br />

oder Energieeffizienz statt. Die der Stationärhydraulik entlehnten Architekturen<br />

weisen vor allem in puncto Robustheit Schwachstellen<br />

auf und sind häufig aufgrund der verwendeten Servoventile mit hohen<br />

Kosten verbunden. Für die Umsetzung der Forderungen nach<br />

kostengünstigen Lösungen sowie der Verwirklichung von betriebs-<br />

54 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


AUTOMATISIERUNG<br />

nahen Zyklen unter Prozesslasten, zeigen vor allem hydraulische<br />

Systeme mit getrennten Steuerkanten Potenziale auf. Die Autoren in<br />

[BeWe17], [KoWe16], [LSBW16] schlagen für Systeme mit getrennten<br />

Steuerkanten bereits Lösungen sowohl für das Hardwarelayout als<br />

auch für die Ansteuerungsalgorithmen sowie Analysemethoden zur<br />

Sicherheit und Verfügbarkeit vor.<br />

GEFAHRENBEREICHSÜBERWACHUNG<br />

AN MOBILEN MASCHINEN<br />

Grundlage für eine automatisierte Arbeitsfunktion im realen Arbeitseinsatz<br />

ist, dass die Maschinen nicht unabsichtlich mit eigenen<br />

Komponenten anderen Maschinen, Menschen o. ä. kollidieren.<br />

Dazu muss die Maschine in der Lage sein, den eigenen Kollisionsbereich<br />

zu kennen sowie die umgebenden Objekte zu erfassen. Bei<br />

der manuellen Bedienung von Baumaschinen ist vor allem die<br />

Überwachung von nicht oder schwer einsehbaren Arealen im<br />

Schwenk- und Fahrbereich ein hohes Sicherheitsrisiko. Neben den<br />

etablierten Kamera-Monitor-Systemen geht die Entwicklung auch<br />

zu proaktiven Warnsystemen, die eine konkrete Gefährdung erkennen<br />

und den Bediener gezielt warnen können. Liebherr hat z. B. zur<br />

Bauma 2019 eine Personenerkennung über eine Rückfahrkamera<br />

an einem Radlader demonstriert [Koll19] (Bild 02). Grundlage für<br />

solch eine Objekterkennung können optische Kamerabilder sein,<br />

als auch Tiefenbilder (z. B. durch Stereokameras, Lidar oder Timeof-Flight-Kameras).<br />

Alle Sensortechnologien sowie die verwendeten<br />

Algorithmen zur Objekterkennung haben ihre Vor- und Nachteile,<br />

weshalb zukünftig wohl verschiedene Systeme verbaut werden. Die<br />

Verknüpfung verschiedener Sensordaten und Berechnungsansätze<br />

zur Erhöhung der Robustheit und Zuverlässigkeit wird als Informationsfusion<br />

bezeichnet.<br />

Im Off-Highway-Bereich beschränkt sich der kommerzielle<br />

Einsatz von Hinderniserkennungslösungen für autonome Anwendungen<br />

bisher auf das Fahren autonomer Dumpdrucks, z. B. in<br />

[Koma18]. Diese bewegen sich in einer gut berechenbaren, weitgehend<br />

hindernisfreien Umgebung. Auf typischen Baustellen sind die<br />

aktuell verfügbaren Hinderniserkennungssysteme bisher nur als<br />

Assistenzlösungen für bedienergeführte Maschinen im Einsatz<br />

[Netz18]. Diese stellen keine Sicherheitsfunktion dar und greifen<br />

nicht in die Steuerung ein. Verantwortlich ist immer noch der Geräteführer,<br />

der das Kamerabild im Blick haben muss. Die Objektund<br />

Personenerkennung liefert nur unterstützende Informationen.<br />

Eine der wenigen Veröffentlichungen im Kontext automatisierter<br />

Baumaschinen, die die Hinderniserkennung thematisiert, ist<br />

[SBSR99]. Als Sensoren kommen dort Laserscanner zum Einsatz.<br />

Eine Herausforderung ist die Trägheit der Maschine, die ein vorausschauendes<br />

Stoppen erfordert. Angesichts des gegenüber einem<br />

Straßenfahrzeug komplexeren Bewegungsverhaltens einer mobilen<br />

Arbeitsmaschine wird die Erkennung von Hindernissen im Bewegungsraum<br />

und die rechtzeitige automatische Reaktion auf diese<br />

als ein anspruchsvolles Forschungsthema erachtet, auf dem noch<br />

umfangreicher Arbeitsbedarf besteht. Da die Anforderungen an die<br />

Sensorik zur Hinderniserkennung (umfassender Abtastbereich, hohe<br />

Dynamik, geringe Präzision) andere sind, als für die Erfassung<br />

des Baufortschritts (eingeschränkter Abtastbereich und geringe Dynamik<br />

ausreichend, hohe Präzision), ist zu erwarten, dass künftige<br />

(teil-)autonom arbeitende Maschinen für diese zwei Aufgaben verschiedene<br />

Hardware nutzen werden.<br />

ERFASSUNG DES BAUFORTSCHRITTS<br />

Der im letzten Arbeitsschritt erreichte Istzustand der Baustelle ist<br />

maßgeblich für die Planung des weiteren Arbeitsablaufs, sowie für<br />

die Dokumentation des Arbeitsergebnisses. Im Projekt „Smart Loader“<br />

der TU Dresden wurde ein zuverlässiger Algorithmus zur Erkennung<br />

des Haufwerks entwickelt, der auf einem Lidar-Sensor<br />

und stochastischen Algorithmen zur Unterscheidung von Boden,<br />

Haufwerk und Hintergrund basiert [WaRW18]. Der Versuchsbagger<br />

HEAP nutzt zur Erfassung des Arbeitsfortschritts zwei Lidar-Sensoren<br />

[JLKH19]. Im „Intelligent Excavation System“, einem 2008 in<br />

Südkorea ins Leben gerufenen umfangreichen Forschungsprojekt,<br />

kommt ein laserbasiertes 3D-Scan-System zum Einsatz. Die gewonnenen<br />

Daten sind rauschfrei und hoch aufgelöst, doch finden sich<br />

in den Quellen [YoKi17] und [YeYK19] keine Angaben zur weiteren<br />

Verarbeitung der Daten.<br />

Eine Herausforderung bei der Zustandserfassung ist das Ausblenden<br />

von Störeffekten wie rieselndes Schüttgut oder Nebel.<br />

Hierfür wurde in [SBSR99] eine zuverlässige Lösung entwickelt.<br />

Weiterhin muss für den Prozess irrelevanter Hintergrund oder<br />

störender Vordergrund (z.B. Büsche) ausgeblendet werden. In<br />

[WaRW18] werden geeignete Ansätze identifiziert. Nicht zuletzt<br />

muss ein Algorithmus zur Erkennung des Istzustandes mit erfasste<br />

Teile der Maschine selbst ausblenden. Das Problem wurde in<br />

[JLKH19] adressiert.<br />

Zur Baufortschrittserfassung kommt in der Forschungslandschaft<br />

meistens der Lidar-Sensor zum Einsatz. Die entwickelten Algorithmen<br />

erfüllen ihre Funktion und bis dato bekannte Probleme<br />

sind gelöst. Jedoch müssen die entwickelten Lösungen noch ihre<br />

Robustheit unter den vielfältigen Umgebungsbedingungen des industriellen<br />

Baustelleneinsatzes unter Beweis stellen. Zudem ist die<br />

Frage nach der Akzeptanz hinsichtlich Kosten und Robustheit der<br />

Hardware noch nicht geklärt.<br />

AUFGABEN- UND BEWEGUNGSPLANUNG<br />

Soll eine Maschine über den von ihrem aktuellen Standort aus erreichbaren<br />

Arbeitsraum hinaus eine umfangreiche Aufgabe abarbeiten,<br />

setzt dies einen geeigneten Navigations- und Abarbeitungsplan<br />

voraus. Erste Überlegungen hierzu reichen in die<br />

1980er-Jahre zurück [Rome89]. Eine Renaissance erlebte das Thema<br />

im Kontext des in Südkorea entwickelten „Intelligent Excavation<br />

System“ [KiSe11]. An einer weitgehend autonomen Maschine<br />

umgesetzt wurde eine Arbeits- und Pfadplanung im Versuchsträger<br />

THOR [Schm16], [ScBe15]. Allen Ansätzen gemein ist eine hierarchische<br />

Planung von übergeordneten Standortwechseln der<br />

Maschine und untergeordneter Trajektorienplanung im aktuellen<br />

Arbeitsraum. Hat das Thema Arbeitsplanung im Zusammenhang<br />

mit autonomer Mining-Logistik bereits einen robusten industriell<br />

angewendeten Stand erreicht, so beschränkten sich die Umsetzungen<br />

im Baumaschinenspektrum noch auf in ihrem jeweiligen Bereich<br />

validierte Insellösungen. Eine wichtige Voraussetzung für die<br />

Umsetzung von Aufgabenplanungsalgorithmen ist die Vernetzung<br />

der beteiligten Akteure.<br />

Eine gute Bewegungsplanung im Arbeitsraum ist maßgeblich für<br />

Produktivität und Energieeffizienz der Maschine. Für eine gute Lösung<br />

muss der Zielkonflikt zwischen Produktivität auf der einen<br />

Seite, also möglichst schnelle Bewegungen bei maximaler Schaufelbefüllung,<br />

und Einhaltung der Maschinenleistungsgrenzen sowie<br />

einer energieeffizienten und verschleißarmen Arbeitsweise auf der<br />

anderen Seite beachtet werden.<br />

Der an der ETH Zürich entwickelte Algorithmus für die Ermittlung<br />

von Grabkurven auf Basis gemessener Prozesskräfte sorgt für<br />

eine konstante Maschinenauslastung und passt sich automatisch<br />

an die Bodeneigenschaften an (Bild 03). Man erkennt, dass die Löffelspitze<br />

in weichem Lehm tiefer in den Boden eindringt, als beim<br />

Graben in festerer Tonerde. Im Projekt „Smart Loader“ der TU<br />

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AUTOMATISIERUNG<br />

Dresden wurden Methoden zur Überwachung der Prozesseffektivität<br />

und Online-Adaptierung des Prozesses entwickelt.<br />

Zur Planung der Prozessbewegungen sind produktive und energieeffiziente<br />

Ansätze entwickelt worden. Problematisch ist deren<br />

praktische Umsetzung mit wirtschaftlicher Antriebstechnik, da<br />

heutige Arbeitsmaschinen auf Bedienersteuerung ausgelegt und<br />

daher aufgrund ihres spezifischen Übertragungsverhaltens schwer<br />

automatisierbar sind. Die TU Dresden erforscht hierfür geeignete<br />

wirtschaftliche Lösungen. Erst wenn sich eine geeignete Antriebslösung<br />

am Markt etabliert hat, wird eine breite Validierung der Bewegungsplanungsalgorithmen<br />

in vielfältigen Einsatzszenarien<br />

möglich sein.<br />

HINDERNISSE IM ARBEITSPROZESS<br />

Die autonome Abarbeitung einer realistischen Arbeitsaufgabe wird<br />

früher oder später durch unplanbare Hindernisse gestört. Dies können<br />

z. B. große Steine oder Rohrleitungen sein. Solche Hindernisse<br />

müssen erkannt und in geeigneter Weise behandelt werden.<br />

Zur Erkennung von vergrabenen metallischen Gegenständen<br />

schlagen die Autoren von [WhMo86] einen Magnetsensor vor. Aus<br />

dem Boden herausragende Hindernisse können mit TOF-Kameras<br />

oder anderen Entfernungs- oder Bildsensoren erfasst werden; die<br />

Schwierigkeit liegt hierbei in der Klassifikation der erfassten Kontur<br />

als Hindernis. In [McMa14] wird hierfür ein Algorithmus vorgeschlagen,<br />

der die meisten in einem Haufwerk oder einer Bodenkontur<br />

vorhandenen übergroßen Gesteinsbrocken identifiziert. Diese<br />

können dann gezielt als Hindernisse behandelt werden.<br />

Der Umgang mit erkannten Hindernissen ist bereits seit den Anfängen<br />

der Baumaschinenautomatisierung Forschungsthema. So<br />

wird in [BrSe98] vorgeschlagen, so lange tiefer horizontal an einen<br />

erkannten Stein heran zu graben, bis dieser untergraben und ausgehoben<br />

werden kann. Dieser Ansatz führt aber nur dann zum Erfolg,<br />

wenn der Stein nicht tiefer ragt als die Sollgrabtiefe. In<br />

[ShLW96] kommt ein auf Fuzzy-Logik basierender Entscheidungsalgorithmus<br />

zum Einsatz, der auch Strategien zum Untergraben tief<br />

ragender Steine umfasst. In einer Laborumgebung ließen sich alle<br />

von den Autoren in Betracht gezogenen Hindernisse erfolgreich<br />

ausgraben. Der nächste Schritt wäre eine Anwendung des Algorithmus<br />

in einem realen Grabszenario.<br />

Zur Identifikation und Behandlung verschiedener spezieller Hindernisse<br />

existieren akademisch validierte Lösungen. In der Vielfalt<br />

realer Anwendungen erfolgreich eingesetzte Lösungen sind den<br />

Autoren nicht bekannt. Es erscheint unwahrscheinlich, dass in<br />

absehbarer Zeit eine Lösung entsteht, die mit jedem denkbaren<br />

Hindernis umgehen kann. Daher wird der Mensch als kreativer<br />

Entscheider im Umgang mit speziellen Situationen auch noch auf<br />

lange Zeit unentbehrlich sein.<br />

FAZIT<br />

Die erfolgreiche (Teil-)Automatisierung von Arbeitsprozessen<br />

hängt maßgeblich von der Präzision und Dynamik der Arbeitsbewegungen<br />

ab. Mit klassischen, auf Bedienersteuerung ausgelegten<br />

hydraulischen Systemen heutiger Maschinen sind keine befriedigenden<br />

Ergebnisse erreichbar. Folglich muss die Antriebstechnik<br />

für die Ausführung automatischer Vorgänge qualifiziert werden.<br />

Die Professur für Fluid-Mechatronische Systemtechnik hat bereits<br />

umfangreiche Erfahrung mit der vielversprechenden Technologie<br />

der getrennten Steuerkanten gesammelt und wird parallel an kostengünstigeren<br />

Lösungen für die Adaption von Seriensystemen<br />

forschen.<br />

Für einen Großteil der für die Automatisierung einer Erdbewegungsmaschine<br />

zu lösenden Teilprobleme existieren in der<br />

Forschungslandschaft bereits Insellösungen, die bisher nicht<br />

fusioniert wurden (Aufgabenplanung, Erfassung des Istzustands,<br />

Bewegungsplanung). Diese Lösungen können in Kombination<br />

einen erheblichen Beitrag zur Teilautomatisierung von<br />

Arbeitsprozessen auf Baustellen leisten. Im Ergebnis kann auch<br />

geringqualifiziertes Personal in kurzer Zeit hochwertige Arbeitsergebnisse<br />

erzielen. Hierbei sind automatisierte Prozesse bis<br />

zum Level 3 (bedingte Automatisierung) in den nächsten zehn<br />

Jahren durchaus realistisch. Hersteller mobiler Arbeitsmaschinen<br />

sollten die Chance nutzen, sich durch Investitionen in die<br />

03<br />

Grabkurven des Demonstrators HEAP<br />

– 10.2<br />

– 10.4<br />

MOBILE MASCHINEN<br />

z-Position [m]<br />

– 10.6<br />

– 10.8<br />

– 11<br />

– 11.2<br />

Tonerde<br />

Lehm<br />

8.5 9 9.5<br />

Quelle: Dominic Jud/Prof. Dr. Marco Hutter, Robotic Systems Lab, ETH Zürich<br />

x-Position [m]<br />

10 10.5<br />

56 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


AUTOMATISIERUNG<br />

Forschung in den zuvor genannten Bereichen einen Vorsprung<br />

gegenüber dem Wettbewerb zu erarbeiten.<br />

Die schwierigsten noch verbleibenden Probleme auf dem Weg<br />

zur vollautonomen Maschine sind die Identifikation der Bodeneigenschaften<br />

für eine produktive und energieeffiziente Prozessplanung<br />

sowie die Erkennung von und der Umgang mit Hindernissen<br />

im Arbeitsprozess und im Bewegungsraum. Die derzeit<br />

für den Baumaschinenbereich verfügbaren Objekterkennungssysteme<br />

verfügen noch nicht über eine für solche Sicherheitsfunktionen<br />

ausreichende Zuverlässigkeit. Im Straßenverkehr<br />

wurden vergleichbare Probleme hinsichtlich der Hinderniserkennung<br />

und -behandlung über die letzten Jahrzehnte bereits in<br />

weiten Teilen gelöst. Es ist daher anzunehmen, dass die Lösung<br />

dieser Probleme im Bereich der Erdbewegungsmaschinen<br />

durchaus möglich ist, aber noch viel Zeit und umfangreiche Investitionen<br />

erfordern wird. Autonome Erdbewegungsmaschinen<br />

werden auf realen Baustellen erst in ferner Zukunft im Einsatz<br />

sein. Auf dieses Ziel gerichtete industrielle, akademische und vor<br />

allem gemeinschaftliche Forschung kann aber schon jetzt dazu<br />

dienen, Erfahrungen und Erkenntnisse in den relevanten Technologiefeldern<br />

zu sammeln. Gleichzeitig entstehen in solchen<br />

Forschungsarbeiten neue Assistenzsysteme sowie teilautomatisierte<br />

Lösungen, die bereits kurzfristig zum Einsatz kommen<br />

können und dabei den Kundennutzen in Form von Effizienz und<br />

Sicherheit steigern.<br />

Literaturhinweise/Quellenangaben:<br />

[BeWe17] Beck, Benjamin; Weber, Jürgen: Enhancing safety of independent<br />

metering systems for mobile machines by means of fault detection. In: The 15th<br />

Scandinavian International Conference on Fluid Power, SICFP’17. Linköping (S),<br />

2017<br />

[BrSe98] Bradley, David; Seward, Derek: The Development, Control and<br />

Operation of an Autonomous Robotic Excavator. In: Journal of Intelligent and<br />

Robotic Systems (1998), Nr. 21, S. 73–97. – container-title: Journal of Intelligent<br />

and Robotic Systems<br />

[Ethz20] ETH Zürich: HEAP (Übersichts-Webseite). URL https://rsl.ethz.ch/<br />

robots-media/heap.html. – abgerufen am 2020-08-20<br />

[HLSM15] Hutter, Marco; Leemann, Philipp; Stevsic, Stefan; Michel, Andreas;<br />

Jud, Dominic; Hoepflinger, Mark; Siegwart, Roland; Figi, Ruedi; U. A.: Towards<br />

optimal force distribution for walking excavators. In: IEEE, 2015 – ISBN<br />

978-1-4673-7509-2, S. 295–301<br />

[JHLH17] Jud, Dominic; Hottiger, Gabriel; Leemann, Philipp; Hutter, Marco:<br />

Planning and Control for Autonomous Excavation. In: IEEE Robotics and<br />

Automation Letters Bd. 2 (2017), Nr. 4, S. 2151–2158<br />

[JLKH19] Jud, Dominic; Leemann, Philipp; Kerscher, Simon; Hutter, Marco:<br />

Autonomous Free-Form Trenching using a Walking Excavator. In: IEEE Robotics<br />

and Automation Letters Bd. 4 (2019), Nr. 4<br />

[KiSe11] Kim, Jeonghwan; Seo, Jongwon: Task Planner for Autonomous<br />

Excavator Considering Work Environment. In: Proceedings of the 28th ISARC.<br />

Seoul (Korea), 2011. – container-title: Proceedings of the 28th ISARC, S. 770–771<br />

[Koll19] Koller, Martin: Intelligente Assistenzsysteme für XPower-Großradlader<br />

bei Liebherr auf der Bauma 2019. URL https://www.liebherr.com/de/int/<br />

aktuelles/news-pressemitteilungen/detail/intelligente-assistenzsysteme-fuer-xpower-grossradlader-bei-liebherr-auf-der-bauma-2019.html.<br />

– abgerufen am<br />

2020-08-20<br />

[Koma18] Komatsu Corporate Communications: Komatsu celebrates 10th<br />

anniversary of commercial deployment of Autonomous Haulage System<br />

(AHS):100-AHS-trucks-in-operation milestone inspires plans to accelerate pace of<br />

mining automation. URL https://home.komatsu/en/press/2018/<br />

others/1198705_1831.html. – abgerufen am 2019-08-28<br />

[KoWe16] Kolks, Giacomo; Weber, Jürgen: Modiciency – Efficient industrial<br />

hydraulic drives through independent metering using optimal operating modes.<br />

In: Proceedings of the 10. International Fluid Power Conference. Dresden, 2016<br />

[KSDA18] Ketelsen, Sören; Schmidt, Lasse; Donkov, Viktor Hristov; Andersen,<br />

Torben Ole: Energy Saving Potential in Knuckle Boom Cranes using a Novel<br />

Pump Controlled Cylinder Drive. In: Modeling, Identification and Control: A<br />

Norwegian Research Bulletin Bd. 39 (2018), Nr. 2, S. 73–89<br />

[LeCh02] Lee, Sung-Uk; Chang, Pyung Hun: Control of a heavy-duty robotic excavator<br />

using time delay control with integral sliding surface. In: Control<br />

engineering practice Bd. 10 (2002), Nr. 7, S. 697–711<br />

[LSBW16] Lübbert, Jan; Sitte, André; Beck, Benjamin; Weber, Jürgen: Load-Force<br />

adaptive Outlet Throttling – An easily commissionable Independent Metering<br />

Control Strategy. In: Proceedings of the 2016 Symposium on Fluid Power and<br />

Motion Control. Bath (UK), 2016<br />

[McMa14] McKinnon, Christopher; Marshall, Joshua A.: Automatic Identification<br />

of Large Fragments in a Pile of Broken Rock Using a Time-of-Flight Camera. In:<br />

IEEE Transactions on Automation Science and Engineering Bd. 11 (2014), S.<br />

935–942. – container-title: IEEE Transactions on Automation Science and<br />

Engineering<br />

[Netz18] Netzwerk Baumaschinen | Personen- und Objekterkennung in<br />

Gefahrenbereichen (2018), S. 32<br />

[Rome89] Romero, Humberto: A Strategic Planner for Robot Excavation. In: Sixth<br />

International Symposium on Automation and Robotics in Construction. San<br />

Francisco (USA), 1989<br />

[SBSR99] Stentz, Anthony; Bares, John; Singh, Sanjiv; Rowe, Patrick: A Robotic<br />

Excavator for Autonomous Truck Loading. In: Autonomous Robots Bd. 7 (1999),<br />

Nr. 2, S. 175–186. – container-title: Autonomous Robots<br />

[ScBe15] Schmidt, Daniel; Berns, Karsten: Construction Site Navigation for the<br />

Autonomous Excavator Thor. In: Proceedings of the Sixth International<br />

Conference on Automation, Robotics and Applications. Queenstown, New<br />

Zealand, 2015. – container-title: Proceedings of the Sixth International Conference<br />

on Automation, Robotics and Applications<br />

[Schm16] Schmidt, Daniel: Shaping the future – a control architecture for<br />

autonomous landscaping with an excavator. 1. Auflage. München: Verlag Dr.<br />

Hut, 2016 – ISBN 978-3-8439-2816-8<br />

[ShLW96] Shi, Xiaobo; Lever, P. J. A.; Wang, Fei-Yue: Experimental robotic<br />

excavation with fuzzy logic and neural networks. In: Proceedings of IEEE<br />

International Conference on Robotics and Automation. Bd. 1, 1996. – event:<br />

Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and Automation<br />

container-title: Proceedings of IEEE International Conference on Robotics and<br />

Automation – ISBN 1050-4729, S. 957–962 Bd.1<br />

[Tamp17] Tampere University of Technology: Automated Work Cycles with a<br />

Robotic Wheel Loader (Video). URL https://www.youtube.com/<br />

watch?v=kxrjLrdWPhc. – abgerufen am 2019-07-03<br />

[WaRW18] Waurich, Volker; Richter, Christian; Will, Frank: Umgebungserkennung<br />

für die automatisierte Schaufelbefüllung eines Radladers. In: 7. Fachtagung<br />

Baumaschinentechnik, 2018<br />

[WhMo86] Whittaker, William L.; Motazed, Behnam: Evolution of a robotic<br />

excavator. In: CAD and Robotics in Architecture and Construction: Springer,<br />

1986, S. 233–239<br />

[YeYK19] Yeom, Dong-jun; Yoo, Hyun-Seok; Kim, Young-Suk: 3D surround local<br />

sensing system H/W for intelligent excavation robot (IES). In: Journal of Asian<br />

Architecture and Building Engineering Bd. 18 (2019), Nr. 5, S. 439–456<br />

[YoKi17] Yoo, Hyun-Seok; Kim, Young-Suk: Development of a 3D Local Terrain<br />

Modeling System of Intelligent Excavation Robot. In: KSCE Journal of Civil<br />

Engineering Bd. 21 (2017), Nr. 3, S. 565–578<br />

[ZMPK19] Zhang, Shuzhong; Minav, Tatiana; Pietola, Matti; Kauranne, Heikki;<br />

Kajaste, Jyrki: The effects of control methods on energy efficiency and position<br />

tracking of an electro-hydraulic excavator equipped with zonal hydraulics. In:<br />

Automation in Construction Bd. 100 (2019), S. 129–144<br />

Autoren: Dipl.-Ing. Volker Waurich und Dipl.-Ing. Christian Richter sind<br />

wissenschaftliche Mitarbeiter an der Professur für Baumaschinen unter der<br />

Leitung von Prof. Dr. Ing. Frank Will. Dipl.-Ing. Jan Lübbert und Dipl.-Ing. Simon<br />

Köhler sind wissenschaftliche Mitarbeiter an der Professur für Fluid-Mechatronische<br />

Systemtechnik unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Jürgen Weber. Beide<br />

Professuren sind in das von Prof. Weber geleitete Institut für Mechatronischen<br />

Maschinenbau an der TU Dresden eingegliedert<br />

Bilder: Aufmacherfoto: Smileus – stock.adobe.com<br />

www.tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/imd/fms<br />

www.tu-dresden.de/ing/maschinenwesen/imd/bm<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 57


TELESKOPSCHIENEN<br />

WEIL JEDE SEKUNDE ZÄHLT<br />

LINEARE LÖSUNGEN FÜR RETTUNGSFAHRZEUGE<br />

MOBILE MASCHINEN<br />

Für Sonderfahrzeuge im Bereich Fire & Rescue<br />

liefert der Lineartechnikanbieter Rollon<br />

maßgeschneiderte Lösungen, die den hohen<br />

Anforderungen an Belastbarkeit, Funktionssicherheit<br />

und Langlebigkeit gerecht werden<br />

sollen. Die zuverlässigen Komponenten bieten<br />

laut Hersteller hohe Effizienz im Einsatz und<br />

erleichtern so die Arbeit der Feuerwehr- und<br />

Rettungskräfte.<br />

Im Ernstfall zählt jede Sekunde. Einsatzkräfte von Feuerwehr<br />

und Rettungsdienst benötigen daher schnellen Zugriff auf ihr<br />

Material. Die modularen Teleskopauszüge und Linearschienen<br />

von Rollon sind hart im Nehmen, bewältigen große Lasten und<br />

bewegen sich dabei leichtgängig. Ob Stromgeneratoren-, Werkzeug-<br />

und Notpumpenauszüge, Rollstuhlrampen, Schiebauszüge<br />

für Krankentragen oder LCD-Bildschirmverstellungen in Kranken-<br />

und Rettungswagen – im Bereich Sonderfahrzeuge, Spezial-<br />

Container und Aggregatauszüge, speziell Fire & Rescue, ist Rollon<br />

ein erfahrener Partner.<br />

Alle Lösungen des Herstellers, egal ob Standardkomponente, Produktoptimierung<br />

oder anwenderspezifische Neuentwicklung, werden<br />

individuell konzipiert und passgenau auf die jeweilige Applikation<br />

zugeschnitten. Dabei weisen sie eine kompakte Bauweise, hohe<br />

Tragfähigkeit sowie eine lange Lebensdauer auf. Ihre Leistungsfähigkeit<br />

stellen die robusten Linearkomponenten tagtäglich unter Beweis,<br />

teilweise unter widrigsten Umständen. Dabei können ihnen selbst<br />

korrosive Umgebungsbedingungen, Verunreinigungen, Schmutz<br />

oder Temperaturschwankungen nichts anhaben.<br />

Rollon-Lineartechnik hat sich weltweit in unzähligen Einsätzen<br />

bewährt. Verbaut werden v.a. Auszüge der Telescopic Line. Die<br />

selbstausrichtenden Teleskopschienen mit Kugellager zeichnen<br />

sich durch eine hohe Belastbarkeit (bis zu 4 000 kg pro Schienenpaar)<br />

sowie geringe Durchbiegung aus. Sie sind widerstandsfähig<br />

gegenüber Stößen und Schwingungen und verfügen dank der gehärteten<br />

Laufflächen über optimale Laufeigenschaften. Auch bei<br />

Maximallast sollen sie einen spielfreien Betrieb garantieren. Werkzeug-<br />

oder Stromgeneratoren-Auszüge lassen sich so in Sekundenschnelle<br />

aus dem Fahrzeug herausziehen. Erfordert die Anwendung<br />

eine Linearführung, wird oft die Compact Rail eingesetzt. Die<br />

Laufrollenführungen sind hochpräzise, robust und können auch in<br />

enge Bauräume integriert werden.<br />

Bilder: Rollon GmbH<br />

www.rollon.com<br />

Die Teleskopauszüge ermöglichen Feuerwehr- und<br />

Rettungskräften schnellen Zugriff auf ihr Material<br />

58 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 www.oup-fluidtechnik.de


VORSCHAU<br />

IM NÄCHSTEN HEFT: 03/<strong>2021</strong><br />

ERSCHEINUNGSTERMIN: 25. 02. <strong>2021</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 08. 02. <strong>2021</strong><br />

01<br />

02<br />

03<br />

01 Parker Hannifin hat gemeinsam mit einem Präzisionsmaschinenhersteller<br />

eine neuartige Feinschneidpresse entwickelt. Parker Hannifin<br />

liefert das gesamte hydraulische System inklusive IIoT-Lösung.<br />

Foto: Parker Hannifin<br />

DER DIREKTE WEG<br />

<strong>O+P</strong> IM INTERNET<br />

www.oup-fluidtechnik.de<br />

<strong>O+P</strong> ALS E-PAPER<br />

digital.oup-fluidtechnik.de<br />

<strong>O+P</strong>-REDAKTION<br />

RAINER WESSELOWSKI,<br />

r.wesselowski@vfmz.de<br />

WERBUNG IN <strong>O+P</strong><br />

sales@vfmz.de<br />

WORLD OF INDUSTRIES<br />

digital.world-of-industries.com<br />

02 Elektrohydrostatische Antriebssysteme zeichnen sich u.a. durch<br />

Energieeffizienz und reduziertes Ölvolumen aus. Moog entwickelt<br />

diese Systeme mit geringem Bedarf an zusätzlicher hydraulischer<br />

Infrastruktur.<br />

Foto: Moog<br />

03 Hydraulische Klemmelemente sind komplex, die Montage<br />

aufwendig. Spieth-Ingenieure haben ein hydraulisches Spannelement<br />

entwickelt, das ein automatisches Klemmen und Lösen erlaubt.<br />

Foto: Spieth<br />

(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />

www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 59


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Leitung Zentrales Marketing<br />

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Telefon: 0049/6131/992-245<br />

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