O+P Fluidtechnik 1-2/2021
O+P Fluidtechnik 1-2/2021
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 />
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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 />
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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 />
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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 />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2021</strong>/01-02 55
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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Carmen Nawrath<br />
Leitung Zentrales Marketing<br />
& Corporate Services<br />
Telefon: 0049/6131/992-245<br />
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