O+P Fluidtechnik 9/2023
O+P Fluidtechnik 9/2023
O+P Fluidtechnik 9/2023
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5445<br />
September <strong>2023</strong><br />
09 € 17,50<br />
Organ des Forschungsfonds<br />
<strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA<br />
FLUIDTECHNIK<br />
TITEL<br />
FIRMENJUBILÄUM BEI<br />
THE LEE COMPANY<br />
Vom Küchentisch zum Global<br />
Player in Luft- und Raumfahrt<br />
ONE-FOR-TWO-<br />
DESIGN<br />
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EDITORIAL<br />
OVER-ENGINEERING –<br />
EIN VORURTEIL<br />
Liebe Leserinnen, liebe Leser,<br />
deutschen Konstrukteuren und Ingenieuren wird nachgesagt, sie neigen zum „Over-Engineering“.<br />
Ein Hang zum Perfektionismus, Detailverliebtheit und Innovationszwang bringe Lösungen<br />
hervor, die mehr Features aufweisen als für den aktuellen Verwendungszweck notwendig.<br />
Viele Betreiber kritisieren diese „Tüfteleien“ als zu kostspielig und zu komplex.<br />
Doch sollte man mit der Verurteilung ehrgeiziger Ingenieure zurückhaltend sein. Denn vor dem<br />
Hintergrund einer rasant voranschreitenden Digitalisierung und Automatisierung werden<br />
anwenderspezifische Lösungen immer schwieriger zu realisieren sein. Maschinen und Anlagen<br />
arbeiten zunehmend autonom und vernetzt und müssen dafür eine Menge zusätzlicher<br />
Features aufweisen. Wie sich das darstellt, lesen Sie zum Beispiel in unserem<br />
Beitrag ab Seite 36 über die Landwirtschaft der Zukunft. Um im Sinne des Smart<br />
Farming autonome Maschinen auf dem Acker betreiben zu können, bedarf es<br />
leistungsstarker integrierter PC-Technik, dazu einer Fülle an Sensoren,<br />
Software und Schnittstellenvariationen. Wer diese Technik-Vielfalt heute<br />
schon in seiner mobilen Maschine installiert hat, ist für zukünftige<br />
Anforderungen gerüstet. Auf der Messe Systems & Components –<br />
wir berichten ab Seite 46 – stehen sogar komplette Tool-Boxes für<br />
Sensoranwendungen in mobilen Arbeitsmaschinen im Mittelpunkt.<br />
Also lassen wir den Ingenieuren freien Lauf, dann entwickeln sie<br />
heute schon Lösungen, die mit dem Fortschritt von morgen<br />
mithalten können.<br />
Ihr<br />
Manfred Weber<br />
m.weber@vfmz.de<br />
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INHALT<br />
12<br />
22<br />
30<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
BIG PICTURE<br />
06 Additive Fertigung in der<br />
Off-Highway-Branche<br />
<strong>O+P</strong> LOUNGE<br />
10 Dr.-Ing A. W. Schultz<br />
Hydraulik ist ein unersetzliches<br />
Pfund<br />
UMFIRMIERUNG<br />
12 Qualität und Beständigkeit in<br />
neuem Gewand<br />
TITEL<br />
UNTERNEHMENSGESCHICHTE<br />
14 „Ein Traum, harte Arbeit und<br />
Durchhaltevermögen“<br />
CYBERSECURITY<br />
18 Schutz vor Cyberangriffen in der<br />
Hydraulik<br />
INDUSTRIEHYDRAULIK<br />
20 One-for-two-Design:<br />
Hydraulik-Schlauchpaket für<br />
Windturbinengetriebe<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
BERECHNUNGSMODELLE<br />
30 C, B-Massenstrommodell für<br />
Gase im Hochdruckbereich – Teil 2<br />
48<br />
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TITELBILD<br />
The Lee Company,<br />
Westbrook, USA<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
SERVICE<br />
PUMPENAGGREGATE<br />
22 Verzopft und verstopft:<br />
Optimierte Pumpen lösen<br />
Problem<br />
PNEUMATIK<br />
24 Drucklufterzeugung:<br />
Wärmerückgewinnung<br />
wird attraktiver<br />
ANLAGENBAU<br />
26 Fertigungszelle: Flexibel<br />
produzieren auf kleinstem Raum<br />
GASFEDERN<br />
28 Gaszugfedern entlasten Greifer<br />
für Blechplatinen<br />
03 Editorial<br />
08 Impressum<br />
SONDERTEIL MOBILE MASCHINEN<br />
LANDWIRTSCHAFT<br />
36 Vom Feld in die Cloud:<br />
Edge-PCs für Autonome<br />
Maschinen<br />
KRANINSTANDHALTUNG<br />
40 Kleiner Sensor mit großer<br />
Wirkung<br />
PROMOTION<br />
42 Wie SKF Landwirte an Technikwissen<br />
teilhaben lässt<br />
HYDRAULIKSYSTEME<br />
44 Von der Straße auf die Schiene<br />
AUTOMATION<br />
46 Der Weg zur autonomen<br />
Off-Highway-Maschine<br />
ANTRIEBSKONZEPTE<br />
48 Drei Lösungen für<br />
Umweltverträglichkeit<br />
4 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
SZENE<br />
JETTER UND FUTRONIC WERDEN ZU BUCHER<br />
AUTOMATION<br />
Bereits seit 2013 gehört die<br />
Jetter-Gruppe bestehend aus<br />
Jetter AG, Futronic GmbH, Jetter<br />
Hungary KFT und Jetter Automation<br />
Technology (Shanghai) Co. Ltd.<br />
zu Bucher Industries und ist Teil<br />
des Geschäftsbereichs Bucher<br />
Specials. Mit der Umbenennung zu Bucher Automation und der<br />
Übernahme des Konzern-Layouts haben die Unternehmen nun<br />
zum 1. Juli <strong>2023</strong> einen weiteren Integrationsschritt vollzogen.<br />
Trotzdem bleibt die Eigenständigkeit von Bucher Automation<br />
weiterhin erhalten. Bucher Industries vereint starke Marken<br />
und Weltmarktführer unter einem Dach, zum Beispiel die Kuhn<br />
Gruppe als Hersteller von Landmaschinen, Bucher Municipal im<br />
Bereich der Kommunalfahrzeuge oder Bucher Hydraulics als<br />
Spezialist für elektronische und hydraulische Komponenten.<br />
„Bucher Industries hat die klare Konzernstrategie, dezentral zu<br />
führen – das ist eins ihrer Erfolgsrezepte“, erklärt Christian<br />
Benz, Vorstandsvorsitzender der Bucher Automation AG. „Wir<br />
werden also unsere Eigenständigkeit beibehalten. Außerdem<br />
sind wir als Unternehmen wichtig für den Konzern: Wir<br />
beliefern einen großen Teil der Unternehmensgruppe mit<br />
Automatisierungslösungen.“ Den neuen Namen versteht Jetter<br />
als Chance. Benz betont: „In den Märkten, in denen wir uns<br />
bewegen, hat Bucher ein sehr gutes Image. Für uns kann der<br />
neue Name somit ein echter Türöffner sein.“<br />
www.bucherautomation.com<br />
TOCHTERGESELLSCHAFT IN KANADA<br />
Nordamerikanischer Markt stärker im Fokus: Hawe Hydraulik<br />
SE hat zum 1. Juli <strong>2023</strong> die Hawe Hydraulik Canada Inc. als<br />
100%-ige Tochtergesellschaft gegründet. Sitz des Unternehmens<br />
ist Mississauga in Ontario. Hawe setze damit seine<br />
dreikontinentale Vertriebsstrategie konsequent fort. Produkte<br />
von Hawe werden seit vielen<br />
Jahren im kanadischen Markt<br />
durch verschiedene lokale<br />
Vertriebspartner angeboten.<br />
Unter anderem betreut die<br />
1989 in Mississauga in Ontario<br />
gegründete HydraFab FluidPower<br />
Kunden mit Hydrauliklösungen,<br />
die Produkte von Hawe<br />
enthalten. Bereits 2018<br />
übernahm Hawe 55 % der Anteile an HydraFab und ging damit<br />
erste Schritte hin zu einem eigenen Tochterunternehmen in<br />
Kanada. Das Hauptgeschäft von HydraFab mit derzeit über 40<br />
Mitarbeitenden mit mittlerweile sehr guten Produktkenntnisse<br />
waren bislang Systemlösungen für die Industriehydraulik und<br />
den Energiesektor. Auch Hersteller von Bohrgeräten, Hubarbeitsbühnen<br />
und Raupenfahrzeugen sollen zukünftig direkt aus<br />
der Endmontage in Mississauga bedient werden, um attraktive<br />
Lieferzeiten für die kundenspezifischen Steuerblöcke zu bieten.<br />
Auch die Kompetenzen in elektronischen Ansteuerungen,<br />
Softwareentwicklung und Elektrifizierung werden systematisch<br />
ausgebaut.<br />
www.hawe.com<br />
TECHNOTRANS AUF WACHSTUMSKURS<br />
Das Unternehmen technotrans setzt seinen Wachstumskurs<br />
fort: Der Konzern steigerte den Umsatz in den ersten 6 Monaten<br />
des Geschäftsjahres deutlich um 16,3 % auf 132,5 Mio. €.<br />
Das für das 1. Halbjahr bereits im Vorfeld schwächer geplante<br />
operative Konzernergebnis (EBIT) in Höhe von 5,9 Mio. €<br />
(Vorjahr: 6,2 Mio. €) und die hieraus abgeleitete EBIT-Marge von<br />
4,5 % (Vorjahr: 5,5 %) entwickelten sich unter den Erwartungen.<br />
Die Fokusmärkte Plastics, Energy Management und Print sowie<br />
der selektiv betreute Markt Laser & Machine Tools erwirtschafteten<br />
prozentual zweistellige Wachstumsraten. Energy Management<br />
hat den Umsatz gegenüber dem Vorjahr verdoppelt.<br />
Die Umsätze im Fokusmarkt Healthcare & Analytics erreichten<br />
nach coronabedingten Rekordabrufen den Vorjahreswert nicht.<br />
technotrans nutzte die einsetzende Entspannung auf den<br />
Beschaffungsmärkten zum Abbau des Auftragsbestands, der<br />
mit 93 Mio. € auf hohem Niveau bleibt. Das Book-to-Bill-Ratio<br />
veränderte sich entsprechend auf 0,9. Der Vorstand rechnet im<br />
2. Halbjahr mit einer fortgesetzt starken Umsatzentwicklung.<br />
Vor dem Hintergrund neuer konjunktureller und marktbedingter<br />
Herausforderungen passt der Vorstand die Prognose für das<br />
Geschäftsjahr <strong>2023</strong> an. Er erwartet einen Konzernumsatz am<br />
oberen Ende der Bandbreite zwischen 255 und 265 Mio. €. Die<br />
erwartete EBIT-Marge wird von der bisherigen Spanne zwischen<br />
6,2 % und 7,2 % auf 5,0 % bis 6,0 % adjustiert. Entsprechend<br />
wird ein Return on Capital<br />
Employed (ROCE) im<br />
Bereich 13,0 % bis 14,0 %<br />
erwartet.<br />
Bild: Der technotrans-Vorstand:<br />
v.l.: Peter Hirsch<br />
(CTO/COO), Michael Finger<br />
(CEO), Robin Schaede (CFO)<br />
www.technotrans.de<br />
Ihre Spezialisten für elektromagnetische Lösungen<br />
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MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
6 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
ADDITIVE FERTIGUNG IN DER OFF-HIGHWAY-BRANCHE<br />
Vom 12. bis 18. November wird die Messe Systems &<br />
Components in Hannover zu einer wichtigen Anlaufstelle für<br />
Anbieter und Anwender mobiler Arbeitsmaschinen, die sich<br />
mit den Schlüsseltechnologien des industriellen 3D-Drucks<br />
beschäftigen. Die Aussteller arbeiten an innovativen<br />
Werkstoffkombinationen, um die Grenzen des 3D-Drucks neu<br />
auszuloten. John Deere beispielsweise nutzt die Metal Jet<br />
S100-Technologie von HP für die Produktion von Ventilen, die<br />
unter extremen Wetterbedingungen funktionsfähig sind und<br />
im Kraftstoffsystem von Traktoren zum Einsatz kommen. Ein<br />
weiterer Themenschwerpunkt auf der Systems & Components<br />
sind Ersatzteile on Demand – und damit die Herstellung von<br />
Bauteilen im Rahmen von Aftersales-Services. Mithilfe des<br />
3D-Druckers lassen sich zunehmend mehr Ersatzteile fertigen,<br />
die exakt den Anforderungen des Kunden und der Qualität des<br />
Originals entsprechen. Speziell für ältere Landmaschinen, bei<br />
denen ausgediente Teile nicht mehr effizient mittels<br />
traditioneller Produktionsmethoden gefertigt werden können,<br />
ist der 3D-Druck von Vorteil.<br />
Bild: ZMorph3D<br />
www.dlg.org
SZENE<br />
ROMAN<br />
GAIDA<br />
DANIEL<br />
LANGMEIER<br />
BERNHARD<br />
JUCHHEIM<br />
MARTIN<br />
KRAM<br />
wird zum 1. November<br />
die vakante Position<br />
des Chief Sales Officers<br />
(CSO) bei Bürkert Fluid<br />
Control Systems in<br />
Ingelfingen übernehmen<br />
und die weltweiten<br />
Vertriebs- und<br />
Marketingaktivitäten<br />
verantworten. Als CSO<br />
wird er gemeinsam mit<br />
CEO Georg Stawowy,<br />
Meike Querengässer<br />
(CPO/CHRO), Stefan<br />
Müller (CTO) und Dr.<br />
Udo Gais (CFO) die<br />
Geschäftsführung des<br />
Familienunternehmens<br />
bilden.<br />
ist seit dem 1. Juli <strong>2023</strong><br />
zusätzlich zu seiner<br />
Funktion als Geschäftsführer<br />
und VR-Präsident<br />
bei SMC Schweiz<br />
AG auch neuer Managing<br />
Director der SMC<br />
Deutschland GmbH.<br />
Langmeier ist seit 39<br />
Jahren bei SMC tätig<br />
und hatte bereits von<br />
2000-2013 die Verantwortung<br />
für den<br />
deutschen Markt inne.<br />
„Deutschland ist ein<br />
bedeutender und<br />
attraktiver Wachstumsmarkt“,<br />
so Daniel<br />
Langmeier.<br />
Gesellschafter der<br />
Jumo-Unternehmensgruppe<br />
und langjähriger<br />
Präsident der<br />
Industrie- und Handelskammer<br />
Fulda, wurde<br />
mit dem Hessischen<br />
Verdienstorden am<br />
Bande ausgezeichnet.<br />
Mit Juchheim wurde<br />
ein Unternehmer<br />
geehrt, der eine starke<br />
Stimme für die<br />
Wirtschaft in und um<br />
Fulda ist und sich stets<br />
für das Gemeinwohl<br />
Fuldas und der Region<br />
ehrenamtlich engagiert.<br />
ist seit Juli als Vice President Sales Germany bei<br />
Murrelektronik tätig. Damit vollzieht der Spezialist<br />
für dezentrale Automatisierungstechnik für<br />
Maschinen und Anlagen, einen Wechsel in der Vertriebsführung.<br />
Zuletzt verantwortete Kram als<br />
Vice President Global Sales den Bereich Connection<br />
Systems bei der Aptiv Ltd., einem der weltweit<br />
führenden Automobilzulieferer. Von 2014 bis<br />
2020 war der diplomierte Ingenieur für Elektrotechnik<br />
für die Eaton Electric GmbH mit Sitz in<br />
Bonn tätig. In seiner Rolle als Geschäftsführer<br />
wirkte er unter anderem in den Bereichen<br />
Vertrieb, Marketing und im Produktmanagement<br />
mit Fokus auf Maschinen- und Gebäudeautomatisierung<br />
sowie Energieverteilung. Aufgrund seiner<br />
Expertise in der Industrie- und Automatisierungstechnik<br />
wurde Kram 2015 in den Vorstand des<br />
VDMA-Fachverbands für elektrische Automation<br />
berufen, dem er bis 2020 angehörte.<br />
IMPRESSUM<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
FLUIDTECHNIK<br />
erscheint <strong>2023</strong> im 67. Jahrgang<br />
REDAKTION<br />
Chefredakteur: Miles Meier (mm),<br />
Tel.: 06131/992-208, E-Mail: m.meier@vfmz.de<br />
(verantwortlich i.S.d. § 18 Abs. 2 MStV)<br />
Redakteure:<br />
Dipl.-Ing. Manfred Weber (MW),<br />
Tel.: 06131/992-202, E-Mail: m.weber@vfmz.de<br />
Felix Berthold, M.A. (be)<br />
Tel.: 06131/992-204, E-Mail: f.berthold@vfmz.de<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Melanie Lerch, Tel.: 06131/992-261,<br />
Petra Weidt, Tel.: 06131/992-371,<br />
E-Mail: redaktionsassistenz_vfv@vfmz.de,<br />
(Redaktionsadresse siehe Verlag)<br />
Herausgeberin: Univ.-Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz,<br />
Institutsdirektorin, Tel: 0241/80-47701<br />
E-Mail: sc@ifas.rwth-aachen.de<br />
ifas – Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme<br />
RWTH Aachen University, Campus-Boulevard 30,<br />
52074 Aachen, www.ifas.rwth-aachen.de<br />
Organ: Organ des Forschungsfonds des Fachverbandes<br />
<strong>Fluidtechnik</strong> im VDMA<br />
GESTALTUNG<br />
Sonja Daniel, Anette Fröder, Conny Grothe<br />
ISSN 0341-2660<br />
ISSN E-Paper: 2747-8009<br />
SALES<br />
Oliver Jennen, Tel.: 06131/992-262,<br />
E-Mail: o.jennen@vfmz.de<br />
Andreas Zepig, Tel.: 06131/992-206,<br />
E-Mail: a.zepig@vfmz.de<br />
Auftragsmanagement: Heike Rauschkolb,<br />
Tel.: 06131/992-241, E-Mail: h.rauschkolb@vfmz.de<br />
Anzeigenpreisliste <strong>2023</strong>, gültig ab 01.10.2022<br />
LESERSERVICE<br />
vertriebsunion meynen GmbH & Co. KG,<br />
Große Hub 10, 65344 Eltville, Tel.: 06123/9238-266<br />
Bitte teilen Sie uns Anschriften- und sonstige Änderungen<br />
Ihrer Bezugsdaten schriftlich mit<br />
(Fax: 06123/9238-267, E-Mail: vfv@vertriebsunion.de).<br />
Preise und Lieferbedingungen:<br />
Einzelheftpreis: € 17,50 (zzgl. Versandkosten)<br />
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Jahresabonnement Ausland: € 186,- (inkl. Versandkosten)<br />
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weiteres Jahr, wenn sie nicht spätestens vier Wochen vor<br />
Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekündigt werden.<br />
VERLAG<br />
Vereinigte Fachverlage GmbH<br />
Lise-Meitner-Straße 2, 55129 Mainz<br />
Postfach 100465, 55135 Mainz<br />
Tel.: 06131/992-200<br />
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Vertrieb: Sarina Granzin, Tel.: 06131/992-148,<br />
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DRUCK UND VERARBEITUNG<br />
Westdeutsche Verlags- und Druckerei GmbH<br />
Kurhessenstraße 4 - 6, 64546 Mörfelden-Walldorf<br />
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8 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
SZENE<br />
STRATEGISCHE INVESTITION IM MIKROFLUIDIK-BEREICH<br />
Bürkert Fluid Control Systems aus<br />
Ingelfingen hat zum 1. Juni <strong>2023</strong> die<br />
Mehrheit am Schweizer Jungunternehmen<br />
ReseaTech aus Burgdorf übernommen.<br />
Beide Unternehmen arbeiten<br />
bereits seit 2021 erfolgreich an gemeinsamen<br />
Projekten. Im September 2021<br />
haben Bürkert und ReseaTech ihre<br />
Zusammenarbeit zu einer strategischen<br />
Partnerschaft ausgebaut und Bürkert ist<br />
als Investor bei dem Schweizer Start-up eingestiegen. Nach<br />
zwei Jahren intensiver und erfolgreicher gemeinsamer Arbeit an<br />
neuen Produkten und Lösungen im Bereich der Mikrodosierung<br />
wird die strategische Partnerschaft nun auf die nächste Stufe<br />
gehoben. Die positive Entwicklung durch die Bündelung der<br />
Kompetenzen von ReseaTech in der Durchflusssensorik und der<br />
DIGITALER ZWILLING<br />
IST REIF FÜR DIE<br />
INDUSTRIE<br />
DE_KT010_BASKI.pdf 1 7.08.<strong>2023</strong> 10:28<br />
Expertise von Bürkert im Bereich Fluid<br />
Control Systems soll nun gezielt weiterentwickelt<br />
und skaliert werden. Mit<br />
seiner innovativen Ventil- und Systemkompetenz<br />
ist Bürkert Fluid Control<br />
Systems seit vielen Jahren mit der<br />
Messung, Steuerung und Regelung<br />
kleinster Flüssigkeitsmengen erfolgreich.<br />
Auf diesem Gebiet ist auch das Start-up<br />
tätig, das 2015 aus der Berner Fachhochschule<br />
heraus gegründet wurde und heute sechs Mitarbeitende<br />
hat. ReseaTech ist spezialisiert auf die Messung kleinster<br />
Tröpfchen und Sensorik für die Regelung und Abfüllung von<br />
Flüssigkeiten. Die Sensorsysteme können bereits Flüssigkeitsmengen<br />
ab einer Größe von nur 50 Nanoliter messen.<br />
www.buerkert.de<br />
Die Industrial Digital Twin<br />
Association e.V. (IDTA)<br />
veröffentlicht die Version 3.0<br />
der Spezifikation für das<br />
Informationsmodell der<br />
Verwaltungsschale (englisch:<br />
Asset Administration Shell –<br />
AAS). Das Informationsmodell<br />
bildet die Grundlage für den<br />
standardisierten Digitalen<br />
Zwilling in der Industrie. In<br />
vier Teilen beschreibt die<br />
Spezifikation, wie Unternehmen<br />
Informationen in der<br />
Verwaltungsschale aufbereiten<br />
und strukturieren können.<br />
Die neue Version ist einsatzbereit<br />
für die Implementierung.<br />
Updates und Erweiterungen<br />
werden abwärtskompatibel<br />
sein. Mit der Spezifikation<br />
der AAS in Version 3.0<br />
verfügt die Branche erstmalig<br />
über einen Standard für den<br />
industriellen Digitalen<br />
Zwilling, der Investitionssicherheit<br />
bietet und den Weg<br />
für Innovationen ebnet.<br />
IDTA-Geschäftsführer<br />
Dr. Christian Mosch sagt: „Die<br />
AAS mit ihren Standards ist<br />
die Schlüsselkomponente für<br />
Interoperabilität.<br />
www.industrialdigitaltwin.org<br />
C<br />
M<br />
Y<br />
CM<br />
MY<br />
CY<br />
CMY<br />
K<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 9
DIE HYDRAULIK IST<br />
EIN UNERSETZLICHES<br />
PFUND<br />
Albert W. Schultz übernahm die Führung der Unternehmensgruppe<br />
Magnet-Schultz von seinem Vater im Jahr 2015. Das Unternehmen<br />
stellt seit 1912 elektromagnetische Technologien für<br />
unterschiedlichste Branchen in hoher Qualität her. <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong><br />
sprach mit dem Dr.-Ing. über Innovationen, zukünftige Entwicklungen<br />
und darüber, welchem Fluid die größte Zukunft bevorsteht.<br />
Herr Schultz, Sie führen das Unternehmen jetzt in 4. Generation. Was ist faszinierender, die Geschichte<br />
der Technologie oder der Familie?<br />
Das ist eng miteinander verwoben! Der Firmengründer<br />
A.W. Schultz hat von 1912 bis 1943 schwierigste Umstände<br />
erfahren und hat sich als Unternehmer trotzdem erfolgreich<br />
behauptet. Sein Sohn E.W. Schultz hat den<br />
Nachkriegsboom bedient und MSM hatte bei seinem<br />
frühen Tod 1969 schon fast 1.000 Mitarbeiter. Er hat auch<br />
den „Treuhänder der Generation“ als Maßgabe unseres<br />
langfristigen unternehmerischen Handelns definiert. Mein<br />
Vater hat das Unternehmen international gemacht, im<br />
Umsatz vervielfacht und den Fokus auf Hochtechnologie-<br />
Anwendungen gelegt, in konsequenter Verbindung von<br />
internationaler Wettbewerbsfähigkeit mit sozialem<br />
Unternehmertum. Und mir obliegt es nun in der vierten<br />
Generation, gemeinsam mit unserer tollen Belegschaft, die<br />
Firmengruppe nach sehr guten 2010er Jahren durch eine<br />
anspruchsvolle Transformation in die Zukunft zu führen<br />
– ökonomisch und ökologisch nachhaltig. Technologisch<br />
fasziniert mich besonders, daß unsere heutigen<br />
Hochdruckventile für Brennstoffzellen so komplett andere<br />
Anforderungen erfüllen als die Produkte von MSM bei der<br />
Gründung 1912. Gleichwohl bestehen unsere Produkte<br />
damals wie heute aus den gleichen Materialien und nutzen<br />
weiterhin die physikalischen Effekte des elektromagnetischen<br />
Feldes für ihre Funktion.<br />
MSM-Produkte sind seit Jahrzehnten immer wieder in den modernsten Technologieträgern eingesetzt worden.<br />
Wie gelingt es einem Unternehmen, so kontinuierlich innovativ zu sein?<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Wir sind seit jeher ein anwendungs- und produktorientiertes<br />
Unternehmen und wir pflegen die enge Zusammenarbeit<br />
mit vielen unserer Großkunden schon seit Jahrzehnten<br />
getreu dem Motto: „Mache Deine Kunden erfolgreich!“<br />
Dazu müssen wir in jeder neuen Anwendung Top-Qualität<br />
und Hochtechnologie jeweils bestmöglich mit Versorgungsflexibilität<br />
und Kosten in Einklang bringen und nicht<br />
„nur“ technologisch innovativ sein. Es braucht also neben<br />
tollen Ingenieuren und Technikern eben auch starke Einkäufer,<br />
Logistik- und IT-Experten, Personalentwickler,<br />
Kaufleute etc. Bei einem Mittelständler wie uns kann die<br />
Verzahnung der entsprechenden Fachleute mit kurzen<br />
Wegen und schlanker Hierarchie nachhaltig gelingen,<br />
wenn man bereit ist, sich kontinuierlich gemeinsam weiterzuentwickeln.<br />
All dies passiert am besten in frühzeitiger<br />
Kooperation mit den Kunden, meistens „build to specification“,<br />
– man kann auch sagen: Unsere Innovationen passieren<br />
im Team sowohl intern wie auch extern.<br />
Magnet-Schultz stellt Magnete für viele Wirtschaftsbereiche her. Wie wichtig sind hydraulische und<br />
pneumatische Anwendungen für Sie und welche Entwicklungen erwarten Sie hier mittelfristig?<br />
Fluidtechnische Anwendungen machen heute deutlich<br />
mehr als die Hälfte unseres Umsatzes aus und die Bedeutung<br />
wird auch mittelfristig weiter zunehmen. Der aktuelle<br />
Megatrend der Ressourcen-Effizienz beschleunigt die Automatisierung<br />
stationär wie auch mobil und der Bedarf an<br />
weltweit vernetzter Logistik und Transport nimmt weiter<br />
zu, mit jeweils zahlreichen pneumatischen Anwendungen.<br />
In der Hydraulik mögen die Bauaktivitäten zumindest im<br />
Wohnungsbau aktuell negativ durch die Zinswende beeinflusst<br />
sein, aber weltweit notwendige Investitionen in Gewerbe-,<br />
Verkehrs- und Energieinfrastruktur wirken dem<br />
wieder positiv entgegen. Und die Hydraulik ist einfach ein<br />
10 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
Dr.-Ing. Albert W. Schultz<br />
unersetzliches Pfund, wenn es um maximale Energiedichte<br />
auf minimalem Raum geht, was auch eine weltweit zunehmend<br />
wichtigere Effizienz bedeutet! Der Wasserstoff<br />
wird langfristig als Fluidum einen Siegeszug antreten, sowohl<br />
für Anwendungen in elektrischen Brennstoffzellen<br />
wie auch als CO2-neutraler Brennstoff direkt oder als Vorprodukt<br />
für synthetische Kraftstoffe, sogenannte „E-Fuels“.<br />
Dies gibt das Fernziel der Unabhängigkeit von fossilen<br />
Brennstoffen vor und nun mal nicht Alles lässt sich mit<br />
Wind- und Sonnenstrom Batterie-elektrifizieren. Es<br />
braucht weiterhin witterungsunabhängig verfügbare Energiequellen<br />
sowie relativ leicht speicher- und transportierbare<br />
und auch bezahlbare Medien mit einer hohen energiedichte,<br />
vergleichbar dem heutigen Benzin und Diesel.<br />
Bis wir unsere gesamte Infrastruktur auf eine Wasserstoff-<br />
Wirtschaft ausgerichtet haben, ist es allerdings noch ein<br />
weiter Weg und sowohl finanziell als auch politisch ein<br />
gewaltiger Kraftakt notwendig.<br />
Welche wichtigen Eigenschaften werden Produkte von Magnet-Schultz zum 125sten Firmenjubiläum<br />
im Jahr 2037 aufweisen?<br />
Eine spannende Frage. Ich wünsche mir dann eine ähnlich<br />
starke Marktposition unserer Komponenten für die Wasserstoff-Wirtschaft<br />
wie sie unsere Aktorik in den heutigen<br />
Anwendungen inne hat. Ich bin überzeugt, dass diese heutigen<br />
Anwendungen noch recht lange laufen werden. Energieintensive<br />
Anwendungen wie Luft- und Schifffahrt oder<br />
auch Landmaschinen und der Schwerlastverkehr werden<br />
aus meiner Sicht langfristig mit kommerziell wettbewerbsfähigen<br />
CO2-neutralen Kraftstoffen betrieben. Es ist notwendig,<br />
wieder bessere Rahmenbedingungen für privatwirtschaftliche<br />
Innovation und Investition aus den In- und<br />
Ausland zu schaffen und dabei auf Technologie-Offenheit<br />
zu achten. MSM bleibt technologieoffen und wir werden<br />
unsere außereuropäischen Aktivitäten nach dem Motto<br />
„local for local“ im Rahmen unserer mittelständischen Möglichkeiten<br />
weiter ausbauen. Wie viele Industrieunternehmen<br />
gehen auch wir von wachsender Bedeutung der amerikanischen<br />
Märkte aus und hoffen auf weiterhin stabile<br />
geopolitische Verhältnisse in Asien. Grundsätzlich erhoffe<br />
ich mir für unsere europäische und deutsche Heimat in<br />
einem Satz: „Bitte weniger Verbote und dafür wieder mehr<br />
marktwirtschaftliche Innovation, moderne Bildung, energiepolitische<br />
Eigenständigkeit und sicherheitspolitischen<br />
Realismus!“<br />
www.magnet-schultz.com<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 11
UMFIRMIERUNG<br />
KLEENOIL AG<br />
QUALITÄT UND BESTÄNDIGKEIT<br />
IM NEUEN GEWAND<br />
Der Aufsichtsrat mit der Geschäftsführung der Kleenoil AG: (v.l.)<br />
Berthold Grass (Aufsichtsrat), Dr. Claudia Böhm (Aufsichtsratsvorsitzende),<br />
Marina Krstič (Aufsichtsrätin), Christian Rüdt (Vorstand), Willi Morasch (Prokurist)<br />
Seit dem 1. Juli <strong>2023</strong> firmiert die<br />
Kleenoil Panolin AG unter ihrem neuen<br />
Namen Kleenoil AG. Hierbei handelt es<br />
sich um eine rein administrative<br />
Veränderung, mit der lediglich auf die<br />
strukturellen Veränderungen, die den<br />
langjährigen Lieferanten Panolin<br />
(Schweiz) betreffen, bzw. sich nach dem<br />
Verkauf des Panolin ECL Geschäftsfelds<br />
an den Shell Konzern ergeben haben,<br />
eingegangen wird. Auf die geschäftliche<br />
Tätigkeit der Kleenoil AG haben diese<br />
Veränderungen keinen direkten Einfluss.<br />
MENSCHEN UND MÄRKTE<br />
Die Tätigkeit und strategische Ausrichtung der Kleenoil AG<br />
wird weiterhin, wie seit dem Bestehen des Unternehmens<br />
seit 1986, weiterverfolgt. Dabei bleiben die Kernkompetenzen<br />
in den Bereichen:<br />
biologisch schnell abbaubare Langzeitöle<br />
Kleenoil Microfiltration & Ölanalytik<br />
Nachhaltige Lösungen zur Nutzung von Schmier- und Druckflüssigkeiten<br />
(CO 2<br />
Reduktion, Klimaschutzmaßnahmen usw.)<br />
Es werden weiterhin Produkte auf Basis des eigenen Know-how<br />
angeboten, um den Kunden den bestmöglichen Nutzen in der<br />
Praxis zu ermöglichen. Die Kleenoil AG ist auch weiterhin Vertriebspartner<br />
von Panolin Produkten.<br />
NACHRUF AUF DEN UNTERNEHMENSGRÜNDER<br />
Das Unternehmen hat aber auch einen schweren Verlust durch<br />
den Tod des Unternehmensgründers und Vorstandsvorsitzenden<br />
Milorad Krstić zu verkraften. In dem Nachruf des Unternehmens<br />
hieß es dazu: „Aber auch in dieser schwierigen Zeit müssen und<br />
möchten wir als Kleenoil AG in seinem Sinne und in seinem Willen<br />
handeln und Ihnen versichern, dass die Geschäftsführung<br />
weiterhin mit der Belegschaft und gemeinsam mit der Familie geschlossen<br />
auftreten werden und das Unternehmen in seinem Sinne<br />
weiterführen.“ Milorad Krstić selbst sagte in seinem letzten<br />
Schreiben dazu: „Wichtig für den erfolgreichen Fortbestand des<br />
Unternehmens sind die, größtenteils selbst ausgebildeten, Führungskräfte.<br />
Sie gehören ebenso zu der Nachwuchsgeneration,<br />
wie die fünf Kinder der Eigentümerfamilie. Sowohl der Unternehmensgründer<br />
als auch alle Vertreter der Nachwuchsgeneration<br />
beabsichtigen, die fast 40-jährige Erfolgsgeschichte des Unternehmens<br />
unabhängig und eigenverantwortlich fortzuführen.“<br />
Die Geschäftsführung der Kleenoil AG ist sich sicher, das Unternehmen<br />
gemäß seinem Vorbild voller Tatendrang, mit ausge-<br />
prägtem geschäftlichem Ethos und moralischen Grundwerten<br />
weiterzuführen und so die gemeinsam gesteckten Ziele, sowie<br />
die strategische Ausrichtung vollumfänglich umzusetzen.<br />
FÜR DIE ZUKUNFT GERÜSTET<br />
Die Herausforderungen sind aktuell anspruchsvoller denn je,<br />
doch man ist sich sicher, diesen mit einem gewaltigen Erfahrungspotenzial<br />
und Innovationskraft zu begegnen. Der Rebranding<br />
Prozess ist nahezu abgeschlossen und weitere Veränderungen<br />
sind geplant. So wird noch in diesem Jahr ein Online-Shop<br />
auf der Homepage eröffnet und die Digitalisierung weiter vorangetrieben.<br />
Die Bestell- und Lieferprozesse werden optimiert und<br />
das Produktsortiment weiter ausgebaut, um den bestmöglichen<br />
Kundennutzen in Zeiten der Industrie 4.0 zu ermöglichen. Das<br />
hierfür von der Kleenoil AG geschaffene Konzept „Öl-System 4.0“,<br />
bildet eine Basis, die jedem Kunden als Leitfaden auf dem Weg<br />
zur „ölwechselfreien Maschine“ behilflich ist. „Der wahre Erfolg<br />
ist, wenn mit eigener Leistung fortwährend erfolgreiche Veränderungen<br />
geschaffen werden!“ (Milorad Krstić)<br />
Was unverändert bleibt, ist den Kunden weiterhin kompetente<br />
Lösungen sowie erstklassige Produkte zu liefern, damit auch sie<br />
den steigenden Nachhaltigkeitsanforderungen und Herausforderungen<br />
gerecht werden können. Diese sind unter anderem steigende<br />
Anforderungen an den Klimaschutz und die Digitalisierung<br />
in Richtung Industrie 4.0, ebenso wie der Fachkräftemangel,<br />
die De-globalisierung und die Notwendigkeit Kosten zu senken.<br />
Das sind viele Aufgaben, aber das Motto der Kleenoil AG lautet:<br />
„Everything is possible!“<br />
Bild: Kleenoil AG<br />
www.kleenoil.com<br />
12 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
PÖPPELMANN TRAUERT UM ALFONS SIEVERDING<br />
Er war ein Mann der Tat, der klaren Worte.<br />
Bescheiden und bodenständig. Seine<br />
Entschluss- und Durchsetzungskraft forderte<br />
und inspirierte seine Mitarbeiter. Als<br />
„menschlich, zuverlässig, zielstrebig“,<br />
beschreiben ihn seine Weggefährten. Am<br />
11.07.<strong>2023</strong> ist der ehemalige Pöppelmann-<br />
Geschäftsführer und Beirat Alfons Sieverding<br />
aus Brockdorf im Alter von 82 Jahren<br />
verstorben. Gesellschafterin und Beiratsvorsitzende<br />
Catherin Vitale erklärt: „Alfons war<br />
ein ganz besonderer Mensch, den ich privat und auch bei der Arbeit in seiner<br />
Abteilung kennenlernen durfte und sehr geschätzt habe. Sein ganzes Leben hat er<br />
der Firma Pöppelmann und seiner wunderbaren Familie gewidmet. Unsere<br />
Gedanken sind jetzt besonders bei Elisabeth und den vier Söhnen samt deren<br />
Familien, denen wir viel Kraft und Trost wünschen. Wir sind sehr traurig und<br />
gleichzeitig erfüllt von großer Dankbarkeit.“<br />
www.poeppelmann.com<br />
FLUID<br />
CONTROL<br />
für jed<br />
en<br />
Antrieb<br />
MAGNET-SCHULTZ ZUM GESCHÄFTSJAHRESWECHSEL<br />
Zum Abschluss des 111. Geschäftsjahres<br />
am 30.6.<strong>2023</strong> kann Magnet-Schultz,<br />
Memmingen, (MSM), Spezialisten für<br />
elektromagnetische Lösungen, einen<br />
konsolidierten Gruppen-Umsatz von 444<br />
Millionen Euro berichten. Dies entspricht<br />
einem leichten Wachstum von gut drei<br />
Prozent zum Vorjahr, was insbesondere<br />
dem starken amerikanischen Markt mit<br />
weniger Verwerfungen in der Energie- und<br />
Rohstoffversorgung als in Europa und<br />
Deutschland zu verdanken ist. Das<br />
Potential an erneuerbaren Energien in<br />
Strom und Wärme wird bei MSM auch<br />
ökonomisch nachhaltig ausgeschöpft, mit dem Ziel der CO2-Neutralität im Allgäu<br />
bis 2035. Das Unternehmen treibt die Innovation von Produkten und Prozessen<br />
intern weiter voran und neue Anwendungen in der Elektromobilität, Nutzfahrzeugen<br />
und der Wasserstoff-Ventiltechnik bringen künftiges Wachstum.<br />
www.magnet-schultz.com<br />
NACHHALTIG ERFOLGREICH<br />
Kurz nach Veröffentlichung der Finanzergebnisse für das erste Halbjahr <strong>2023</strong> hat<br />
Tech-Konzern Schneider Electric bekanntgegeben, dass bereits die Hälfte der<br />
firmeninternen ESG-Ziele (Environmental, Social, Governance) für 2025 erreicht<br />
wurden. Diese zuletzt im Jahr 2021 aktualisierten Zielsetzungen sind eng an den<br />
17 Zielen für nachhaltige Entwicklung der Vereinten Nationen orientiert und<br />
bilden die Bemühungen des Tech-Konzerns für ein konsequent ESG-konformes<br />
Wirtschaften ab. Bereits seit 2005 werden die<br />
diesbezüglichen Fortschritte im sogenannten<br />
Schneider Sustainability Impact Report detailliert<br />
dokumentiert. Bei führenden Ratingagenturen, wie<br />
Moody’s oder S&P, wird Schneider Electric seit<br />
Jahren mit Bestnoten in puncto ESG-Kriterien<br />
bedacht. 2022 konnte das Unternehmen zudem den<br />
unabhängigen Deutschen Nachhaltigkeitspreis<br />
gewinnen. „Ich bin überzeugt davon, dass unsere<br />
getätigten Nachhaltigkeitsmaßnahmen wirklich<br />
eine langfristig spürbare, transformative Wirkung<br />
entfalten“, betont Gwenaelle Avice-Huet, Chief<br />
Strategy & Sustainability Officer von Schneider Electric<br />
(Bild).<br />
www.se.com<br />
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THE LEE COMPANY M ORE THAN 70 YEARS SINCE 1948
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />
75 JAHRE THE LEE COMPANY<br />
„EIN TRAUM, HARTE ARBEIT<br />
UND DURCHHALTEVERMÖGEN“<br />
Peter Becker, Becker Storytelling, Uelversheim<br />
14 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
UNTERNEHMENSGESCHICHTE<br />
„Ein Traum, harte Arbeit und<br />
Durchhaltevermögen“ - Das waren und sind die<br />
Grundlagen des Erfolgs der The Lee Company,<br />
laut einem Zitat des Firmengründers Leighton<br />
Lee II. Die Fluid-Control-Experten feiern in<br />
diesem Jahr ihr 75-jähriges Jubiläum. Eine<br />
historische Erfolgsgeschichte: vom eigenen<br />
Küchentisch zum Global Player in der Luft- und<br />
Raumfahrt, Automotive- und Maschinenbaubranche<br />
sowie der Medizintechnik.<br />
Alles begann in der Luft- und Raumfahrt. Vor 75 Jahren,<br />
1948, machte sich Leighton Lee II. als Ein-Mann-Unternehmen<br />
selbständig, zunächst als Zulieferer und Auftragsfertiger<br />
der Luftfahrtindustrie. Mit der Hilfe seiner<br />
Familie und Freunde etablierte sich The Lee Company als Spezialist<br />
für Sonderkonstruktionen. Der wirtschaftliche Erfolg sollte jedoch<br />
erst mit der Entwicklung des ersten Standardprodukts einsetzen:<br />
des bis heute erfolgreichen Lee Plug.<br />
SO GENIAL WIE EINFACH<br />
Laut den historischen Aufzeichnungen hatte Leighton Lee II. einen<br />
besonders leistungsstarken Prototyp eines Treibstoffsystems<br />
für ein Jet-Triebwerk entwickelt, welchen er einem Kunden vor-<br />
01<br />
führen wollte. Im Testbetrieb kam es jedoch zu starker Leckage<br />
mit großem Treibstoffverlust. Um diese Leckage zu vermeiden,<br />
benötigte er eine sitzdichte Abdichtung der Bohrungen des Ventilblocks.<br />
Dies war die Geburtsstunde des Lee Plug, damals noch<br />
Lee Pin-Plug genannt.<br />
Die Innovation lag in der Verbindung aus Bohrung, Stopfen<br />
(Plug) und Pin. Der Plug, eine zylindrische Hülse, wird in eine<br />
Stufenbohrung eingelassen. Anschließend wird der leicht konische<br />
Pin in den Plug eingepresst und sorgt dafür, dass eine formschlüssige<br />
und dichte Verbindung entsteht. 1958, zum zehnjährigen<br />
Jubiläum des Unternehmens, meldete Leighton Lee II das offizielle<br />
Patent des Lee Plug an.<br />
Dieses Urprodukt der The Lee Company ist bis heute hundertmillionenfach<br />
und in unterschiedlichsten Varianten im Einsatz.<br />
Als Präzisionskomponente in Miniaturbauweise hilft es in den<br />
anspruchsvollsten Anwendungen, in denen Bauraum und Gewicht<br />
minimiert werden müssen, Leckage zu vermeiden. Hierzu<br />
gehören unter anderem Hydrauliksysteme in der Luftfahrt, in<br />
01 Die Stopfen der DL-Serie von Lee vereinfachen und beschleunigen<br />
die Herstellung von Abdichtungen in Aluminium-Steuerblöcken<br />
02 Das Produktportfolio der Fluid-Control-Experten umfasst Stopfen,<br />
Ventile, Blenden, Drosseln und Pumpen in Miniaturbauweise<br />
02<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 15
UNTERNEHMENSGESCHICHTE<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN TITEL<br />
Off-Highway-Anwendungen oder der Automotive-Branche. Zur<br />
vergangenen Hannover Messe präsentierte das Unternehmen mit<br />
dem DL-Plug die jüngste Weiterentwicklung des bewährten Prinzips.<br />
Dank der Drive Locking (DL) Technologie kann auf die Verwendung<br />
des Pins während der Montage verzichtet werden. Dadurch<br />
werden Material und Kosten gespart.<br />
MEILENSTEINE DER UNTERNEHMENS-<br />
GESCHICHTE<br />
Im Zentrum der Entwicklungen der The Lee Company stand seit<br />
jeher größtmögliche Qualität. In der Luft- und Raumfahrt, in<br />
welcher das Unternehmen seine Ursprünge hat, werden keine<br />
Fehler verziehen. „Unsere Produkte sind entscheidend für die<br />
LEE-MINIATURPRODUKTE SIND<br />
HEUTE IN WICHTIGEN RAUM-<br />
FAHRTMISSIONEN IM EINSATZ<br />
Sicherheit der Personen in der Luft oder im All. In medizintechnischen<br />
Anwendungen helfen sie dabei, Leben zu retten. Der<br />
Fokus auf die kleinsten Details ist Teil unserer Unternehmenskultur“,<br />
erklärt Marietta S. Lee, CEO und Präsidentin des Unternehmens<br />
mit Hauptsitz in Westbrook, Connecticut, USA. Der<br />
beste Beweis: Lee Produkte hatten einen wichtigen Anteil am<br />
Erfolg der ersten Mondlandung im Jahr 1969. Lee Visco Jet Drosselblenden<br />
sorgten im Sauerstoffsystem der Astronauten dafür,<br />
dass Buzz Aldrin und Kollegen genau die richtige Menge an<br />
Atemluft zur Verfügung stand. Bis heute sind Lee-Miniaturprodukte<br />
in den wichtigsten Raumfahrtmissionen rund um den<br />
Globus im Einsatz.<br />
In den 1970er Jahren folgte die Entwicklung erster elektro-fluidischer<br />
Systeme sowie die Etablierung neuer Vertriebsstandorte<br />
in Europa. Heute hat The Lee Company fünf Standorte in Europa<br />
sowie zahlreiche Distributoren rund um den Globus. In den<br />
1980er und 1990er Jahren erschlossen die High Density Interface<br />
(HDI) und Very High Speed (VHS) Magnetventile die Medizintechnik.<br />
Mit Steuermagnetventilen fasste The Lee Company in<br />
1948<br />
Gründung der<br />
The Lee Company<br />
durch Leighton Lee II<br />
1969<br />
Lee Visco Jet Drosselblenden<br />
tragen einen wichtigen Teil<br />
zu Apollo 11 bei<br />
weiteren Märkten Fuß, in denen Größe und Gewicht entscheidende<br />
Erfolgskriterien sind, wie etwa in der Automotive-Branche,<br />
im Motorsport oder auch in Öl-und-Gas-Anwendungen.<br />
Im Jahr 2022 erfolgte mit dem Kauf des britischen Miniaturpumpen-Herstellers<br />
TTP Ventus die jüngste Akquisition eines externen<br />
Unternehmens. Die Pumpen finden vor allem in der Medizintechnik<br />
Anwendung und ergänzen das Lee-Portfolio in dieser<br />
Branche auf optimale Weise.<br />
WERTE DER THE LEE COMPANY<br />
The Lee Company ist als Unternehmen über die Jahre organisch<br />
gewachsen. Die Basis dieses Wachstums sind seit jeher die Mitarbeiter,<br />
wie William W. Lee, Vorstandsvorsitzender des Unterneh-<br />
1970<br />
Erste elektro-fluidische Systeme<br />
(EFS) und Miniaturventile werden<br />
in Serie produziert<br />
16 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
UNTERNEHMENSGESCHICHTE<br />
mens, betont: „Jeder unserer rund 1100 Mitarbeiter trägt mit seinem<br />
individuellen Beitrag dazu bei, dass wir den Ansprüchen unserer<br />
Kunden gerecht werden können. Wir verstehen uns als große<br />
Familie mit einer weltweiten Politik der offenen Tür. Als<br />
Arbeitgeber wollen wir unsere Mitarbeiter dabei unterstützen, ihre<br />
Träume zu verwirklichen, beruflich wie privat.“ Hierfür setzt<br />
The Lee Company auf ergonomische Arbeitsplätze, Weiterbildungsmaßnahmen<br />
sowie attraktive wirtschaftliche Bedingungen.<br />
Die Wertschätzung der Mitarbeiter zeigte sich jüngst in den Feierlichkeiten<br />
zum 75-jährigen Jubiläum. Alle Lee-Angestellten waren<br />
zu einem Family Day am Hauptstandort in Westbrook, Connecticut,<br />
eingeladen und feierten gemeinsam diesen historischen<br />
Meilenstein.<br />
03 Im Rahmen der 75-Jahr-Feier wurde der CEO-Wechsel von<br />
William W. Lee (2.v.r.) zu Marietta S. Lee (am Podium) vollzogen<br />
DIE NÄCHSTE GENERATION<br />
Im Rahmen des offiziellen Festakts am 10. Juli wurde zudem eine<br />
neue Ära eingeläutet. William W. Lee übergab den Staffelstab als<br />
CEO und Präsident des Unternehmens an Marietta S. Lee. Marietta<br />
ist eine Enkelin des Firmengründers Leighton Lee II. und bereits<br />
seit 2001 in unterschiedlichsten Führungspositionen im Unternehmen<br />
aktiv. Zuletzt war sie als COO tätig. Mit ihr übernimmt<br />
die dritte Generation das Ruder der The Lee Company – und erstmals<br />
eine Frau. William W. Lee führte die Geschicke des Unternehmens<br />
seit 2010. Er kommentiert die Staffelstabübergabe wie<br />
folgt: „Mit Marietta werden wir den eingeschlagenen Weg weitergehen.<br />
Innovation und Qualität werden weiterhin oberste Priorität<br />
haben bei uns und unseren Kunden. Dafür stehen wir seit<br />
75 Jahren und werden es auch in den kommenden Jahren und<br />
Jahrzehnten tun.“ Marietta S. Lee freut sich auf die Herausforderung:<br />
„Ich fühle mich geehrt, die Arbeit meines Großvaters, Vaters<br />
und meines Onkels fortzuführen. Mein Ziel ist, das stabile Wachstum<br />
fortzuführen, unser Produktportfolio weiter auszubauen und<br />
zusätzliche Zielmärkte zu erschließen. Dabei kann ich mich auf<br />
unser hervorragendes Lee-Team verlassen.“<br />
Zu diesen Zukunftsmärkten zählt Marietta S. Lee die aktuellen<br />
Raumfahrtanstrengungen rund um den Globus sowie die E-Mobilität.<br />
Typischerweise kamen Lee-Produkte im Automotive-Sektor<br />
bislang vor allem im Kraftstoffsystem und Getriebe zum Einsatz.<br />
E-Fahrzeuge benötigen jedoch besonders robuste Kühlund<br />
Fahrgestellsysteme aufgrund der Temperatur und des Gewichts<br />
der Batterien und des Antriebssystems. Hier können die<br />
bewährten Miniaturhydraulikkomponenten der The Lee Company<br />
den Beitrag beisteuern, den sie seit jeher leisten: Sicherheitskritische<br />
Systeme bestmöglich unterstützen und somit den Anwender<br />
und Betreiber der Maschine oder des Fahrzeugs bestmöglich<br />
schützen.<br />
Bilder: The LEE Company, triwaw / okea – stock.adobe.com<br />
www.lee.de<br />
1993<br />
2022<br />
<strong>2023</strong><br />
Mit den Industrial Microhydraulics (IMH)<br />
Komponenten hält Lee auch in der<br />
Industrie und im Automotive Einzug<br />
Akquisition von Lee Ventus<br />
(ehemals TTP Ventus)<br />
75 Jahre The Lee Company<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 17
CYBERSECURITY<br />
SERIE<br />
DIGITALISIERUNG<br />
IN DER FLUIDTECHNIK<br />
BETRIEBSSICHERHEIT<br />
SCHUTZ VOR<br />
CYBERANGRIFFEN<br />
IN DER HYDRAULIK<br />
Teil 1: Juli / August <strong>2023</strong><br />
Agenten für Maschinensteuerung<br />
Teil 2: September <strong>2023</strong><br />
Digitale Sicherheit:<br />
Weber-Hydrauik wird aktiv<br />
Teil 3: Oktober <strong>2023</strong><br />
KI und ihre Möglichkeiten<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Massive Schäden durch kleinste<br />
Sicherheitslücken: Weber-Hydraulik ist sich der<br />
Gefahr bewusst, die von Angriffen aus dem<br />
Internet auf die in den eigenen Produkten<br />
enthaltenen Systemkomponenten ausgeht.<br />
Cybersicherheit ist umso wichtiger, als auch<br />
hydraulische Systeme immer digitaler werden.<br />
Der bekannte Hersteller hydraulischer<br />
Bauelemente hat daher ein Kompetenzzentrum<br />
für Funktionale Sicherheit und Cybersecurity<br />
eingerichtet. Es kümmert sich um das<br />
Identifizieren und Beheben von<br />
Sicherheitslücken auf der Produktseite sowie um<br />
die Prävention von Hackerangriffen.<br />
Die Implementierung standardisierter Prozesse ist eine<br />
der Aufgaben des Teams von Maher Sahli. Er leitet das<br />
Kompetenzzentrum Funktionale Sicherheit und Cybersecurity<br />
im Entwicklungsbereich bei Weber-Hydraulik.<br />
„Managementprozesse in der Produkt-, IT- und OT-Cybersicherheit<br />
sind eine absolute Notwendigkeit für Unternehmen“, sagt<br />
Maher Sahli. „Heutzutage können es sich Firmen nicht leisten, in<br />
diesem Bereich nachlässig zu sein.“<br />
Das Kompetenzzentrum hat zwei Schwerpunkte: Zum einen<br />
den Ausbau der funktionalen Sicherheit im Automotive-Bereich.<br />
Zum anderen die Cybersecurity auf Produktseite. Die funktionale<br />
Sicherheit konzentriert sich auf das Schließen von Sicherheitslücken,<br />
die durch Systemfehler entstehen und zu Unfällen mit Personenschäden<br />
führen könnten.<br />
Angriffe von Dritten auf die hergestellten Produkte und Systeme<br />
während der Entwicklung und im Betrieb beim Kunden<br />
nimmt der Schwerpunkt Cybersecurity in den Fokus. Dabei steht<br />
für das Kompetenzzentrum Funktionale Sicherheit und Cybersecurity<br />
immer das Produkt im Mittelpunkt. Maher Sahli beschreibt<br />
die abteilungsübergreifende Zusammenarbeit so: „Bei Weber-<br />
Hydraulik arbeiten die drei Säulen der Cybersicherheit mit Produkt-,<br />
IT- und Produktionsschwerpunkt Hand in Hand an einer<br />
gemeinsamen Sicherheitsstrategie. Unterschiedliches Know-how<br />
und verschiedene Profile erlauben eine maximale Abdeckung potenzieller<br />
Gefährdungen.“<br />
Im Mittelpunkt steht ein kontinuierliches Monitoringsystem,<br />
um Gefahren rechtzeitig erfassen und einstufen zu können. Das<br />
Kompetenzzentrum muss sich dabei vielfältigen Herausforderungen<br />
stellen. „Gefährdungen aus dem Internet können unterschiedliche<br />
Ausprägungen haben und wir müssen alle im Auge<br />
behalten“, erklärt Maher Sahli und führt weiter aus: „Wurden<br />
Algorithmen geknackt, die wir verwenden? Gibt es neue Angreifer<br />
oder Angriffsmethoden? Daraus bauen wir eine Impact-<br />
Analyse, aus der wir schließen, ob eine Gefährdung für unsere<br />
Produkte und Systeme vorliegt und wir Maßnahmen ergreifen<br />
müssen.“<br />
ABSOLUTES MUSS: CYBERSICHERHEIT IN F&E<br />
Aus der Impact-Analyse werden auch Maßnahmen für den Ernstfall<br />
abgeleitet. Im Falle einer akuten Bedrohungslage bleibt keine<br />
Zeit, Maßnahmen zu erarbeiten. Diese müssen bereits im Vorfeld<br />
festgelegt werden, um keine Zeit zu verlieren. Nicht weniger<br />
wichtig als Prävention und Prozessdefinition ist die Nachbereitung<br />
von Zwischenfällen. Maher Sahli berichtet: „Zum Glück waren<br />
wir noch nie in der Situation, aber sollte eines unserer Produkte<br />
angegriffen werden, steht im Nachhinein immer eine Analyse<br />
des Angriffs an. Nur so können wir eventuelle Sicherheitslücken<br />
optimal und nachhaltig schließen.“ Von der Entstehung bis<br />
zur Stilllegung: Für Maher Sahli ist dieses Vorgehen für den gesamten<br />
Produktlebenszyklus Teil des obligatorischen Cybersicherheit-Managements<br />
in diesem Bereich.<br />
Dies ist umso wichtiger, als hydraulische Systeme zunehmend<br />
digitalisiert werden. Embedded Systems ergänzen immer häufiger<br />
die hydraulischen sowie mechanischen Funktionen, oder ersetzen<br />
sie sogar. Dies erleichtert zum einen die Wartung des Systems,<br />
da beispielsweise Updates einfacher installiert werden können.<br />
Andererseits bieten digitale Systeme auch einen Ansatzpunkt<br />
für Hackerangriffe. Maher Sahli betont: „Mit der steigenden<br />
Komplexität steigen auch die Anforderungen an uns.“<br />
Bild: Jeronimo Ramos – stock.adobe.com<br />
www.weber-hydraulik.com<br />
18 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
PNEUMATISCHE KLEMMEN<br />
Die leistungsstarken RotoClamp-Klemmsysteme<br />
von Hema eignen sich besonders für rotatorische<br />
Positionsklemmungen in Achsen, Tischen und<br />
Schwenkköpfen von Maschinen. Das System<br />
arbeitet nach dem Fail-Safe-Prinzip: Bei einem<br />
Energieausfall klemmt es Achsen schnell und mit<br />
großer Kraft. Viele Maschinen und Anlagen in der<br />
industriellen Fertigung verfügen über Achsen und<br />
Spindeln, die in verschiedenen Arbeitspositionen<br />
sicher geklemmt werden müssen. Für diese<br />
Anwendungen bietet sich das rotatorische<br />
Klemmsystem an, das auch als Fail-Safe-Sicherung eingesetzt werden kann.<br />
RotoClamp zeichnet sich durch hohe Klemmkräfte bei relativ niedrigen Betriebsdrücken<br />
aus. Möglich wird dies durch das pneumatische Funktionsprinzip, das auf<br />
einem Federspeicher beruht. Durch Entlüften der inneren Arbeitskammer und<br />
Belüften der äußeren Arbeitskammer wird das Federblech entspannt. Das<br />
Klemmelement wird dadurch im Bereich der Klemmfläche elastisch verformt und<br />
drückt auf die zu fixierende Welle.<br />
www.hema-group.com<br />
NACHHALTIG: MEHR DRUCKLUFT-EFFIZIENZ<br />
Kaeser Kompressoren zeigt auf der EMO <strong>2023</strong><br />
seine neuen Schraubenkompressoren der CSD/<br />
CSDX-Baureihe sowie der ölfrei verdichtenden<br />
CSG-Baureihe. Besonders hervorzuheben ist der<br />
geringere Energie- und Platzbedarf der Kompressoren.<br />
Beide Baureihen punkten mit den<br />
bestmöglichen Energieeffizienzklassen durch<br />
den Antrieb mit modernsten Synchron-Reluktanz-Motoren<br />
und einer optimalen Anordnung<br />
der Komponenten, die zu besonders niedrigen<br />
Druckverlusten an der Anlage führen. Das senkt<br />
die Energiekosten und verkleinert den CO 2<br />
-Fußabdruck. Die CSG-Baureihe<br />
ermöglicht eine effiziente Drucklufterzeugung auf gleichzeitig 19 % geringerer<br />
Stellfläche als die Vorgängerbaureihe. Die Modelle gibt es luft- oder wassergekühlt,<br />
mit integriertem Kältetrockner oder i.HOC und für Volumenströme von 4 bis<br />
15 m³/min. Für Anwendungen mit schwankendem Druckluftbedarf stehen<br />
drehzahlgeregelte „SFC“-Versionen zur Verfügung. Die langlebigen Sigma-Profil-<br />
Ventilblöcke von Kaser sind jetzt auch in der CSG-Baureihe verbaut. Die Rotoren<br />
sind mit einer hochverschleißfesten PEEK-Beschichtung versehen, was für<br />
dauerhafte Effizienz sorgt. Diese und weiter Neuheiten, wie den Kondensataufbereiter<br />
Aquamat i.CF, sind im September bei Kaeser auf der EMO <strong>2023</strong> in Hannover<br />
zu sehen, in Halle 12 an Stand A20.<br />
www.kaeser.de<br />
DIGITALER SERVICE SENKT DRUCKLUFTKOSTEN<br />
Sick präsentiert mit der Monitoring Box FTMg<br />
Premium einen neuen digitalen Service für das<br />
Druckluftmonitoring. Über die kontinuierliche<br />
Druckluftüberwachung hinaus ermöglicht es die<br />
App, Leckagen frühzeitig aufzuspüren und per<br />
Alarm zu melden sowie Verbrauchsverluste<br />
durch Ineffizienzen in Maschinen oder Prozessen<br />
zu identifizieren.<br />
Zudem ist der digitale Service in der Lage, Druckluftverbraucher<br />
mengen- und kostenmäßig<br />
miteinander zu vergleichen und so Hinweise auf Optimierungsmöglichkeiten zu<br />
geben. Die Vorteile sind Kosteneinsparungen in der Produktion, geringerer<br />
CO 2<br />
-Footprint und effizientere Serviceplanung. Unter dem Strich können Produktionsplaner,<br />
Energiemanager und Instandhalter mit dem digitalen Service die<br />
Druckluftkosten im Unternehmen um bis zu 30 % reduzieren.<br />
www.sick.de
INDUSTRIEHYDRAULIK<br />
WINDKRAFT<br />
ONE-FOR-TWO-DESIGN:<br />
HYDRAULIK-SCHLAUCHPAKET<br />
FÜR WINDTURBINEN-GETRIEBE<br />
Die Hydraulik übernimmt wichtige Aufgaben<br />
beim Betrieb von Windenergieanlagen und trägt<br />
wesentlich zur Effizienz und dauerhaften<br />
Anlagenverfügbarkeit bei. Flender, einer der<br />
weltweit führenden Getriebehersteller,<br />
benötigte für ein neues 6 MW-Onshore-Getriebe<br />
ein Hydraulik-Schlauchpaket, das für zwei<br />
Varianten eingesetzt werden kann. Das<br />
Unternehmen setzt seit vielen Jahren auf<br />
hydraulische Komponenten von Dietzel<br />
Hydraulik. Der Beitrag beschreibt den Weg von<br />
der individuellen Auslegung der<br />
Schlauchleitungen bis zur Serienreife.<br />
DER WEG ZUR SERIENREIFE<br />
Dietzel Hydraulik führt eine Hydrauliklösung schnell und kostensparend<br />
zur Serienreife. Die Lösung ist perfekt auf die Anforderungen<br />
des Kunden zugeschnitten. In einem ersten gemeinsamen<br />
Austausch mit Flender wurden alle technischen Anforderungen<br />
wie z. B. der gewünschte Volumenstrom festgelegt. Im<br />
zweiten Schritt wurden von den erfahrenen Ingenieuren Hydrauliklösungen<br />
gefunden und entsprechend modelliert. Mit unverpressten<br />
Schlauchleitungen im Gepäck wurde dann die Auslegung<br />
der Schlauchleitungen an den beiden Getriebeprototypen<br />
vermessen. Anschließend wurde der verpresste und angepasste<br />
Schlauchsatz geliefert, der aus 3 Schlauchleitungen und einer<br />
Schlauch-Rohr-Kombination besteht.<br />
In der Abbildung ist deutlich zu erkennen, dass der untere<br />
Schlauch des Sets einen anderen Biegeradius aufweist, obwohl es<br />
sich um den gleichen Schlauch handelt. Dies ist auf die bereits<br />
erwähnten unterschiedlichen Pumpen, Filter und Kühler zurückzuführen.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Windkraftanlagen wandeln die kinetische Energie des<br />
Windes in elektrische Energie um. Der Wind versetzt<br />
den Rotor in eine mechanische Drehbewegung.<br />
In der Gondel übersetzt das Getriebe die relativ<br />
niedrige Drehzahl der Rotorwelle in die für den Generator erforderliche<br />
hohe Drehzahl. Der Generator wiederum wandelt die<br />
kinetische Energie in elektrische Energie um. Bei der Umwandlung<br />
der Rotordrehzahl im Getriebe entsteht durch Reibung Wärme.<br />
Um eine Überhitzung des Getriebes zu vermeiden, muss diese<br />
Wärme abgeführt werden. Hydraulische Komponenten spielen<br />
bei der Stromerzeugung durch Windkraftanlagen eine entscheidende<br />
Rolle. Der Antriebsspezialist Flender arbeitet hierfür seit<br />
vielen Jahren mit Dietzel Hydraulik zusammen. Unter der Marke<br />
Winergy vertreibt Flender Windgetriebe, -generatoren und -antriebssysteme,<br />
die bereits in den ersten Windturbinen in den frühen<br />
80er-Jahren eingebaut wurden.<br />
Seither besteht die Geschäftsbeziehung und zahlreiche Projekte<br />
wurden gemeinsam realisiert. Zum Projektstart eines neu geplanten<br />
Onshore-Getriebes mit einer Leistung von über 6 MW<br />
wurde eine ganz besondere Anforderung an Dietzel Hydraulik<br />
gestellt: Zwei verschiedene Varianten des Getriebes sollten mit<br />
ein und demselben Schlauchpaket ausgestattet werden. „Beide<br />
unterscheiden sich durch unterschiedliche Anschlussmaße sowie<br />
unterschiedliche Pumpen für das Hydrauliköl“, berichtet Theresa<br />
Bußmann Project Management Wind Gears bei Winergy,<br />
Flender.<br />
Denise Gödicke, Marketing, Dietzel Hydraulik GmbH, Löbichau<br />
In der Hydraulik fließt Öl von A nach B. Der<br />
Weg dazwischen ist Dietzel. Wir führen eine<br />
Hydrauliklösung schnell und kostensparend<br />
zur Serienreife, die perfekt auf das Produkt<br />
unserer Kunden zugeschnitten ist. Das<br />
Dietzel-Prinzip führt uns dabei in 4 Schritten<br />
zum Erfolg: 1. Analyse und Planung,<br />
2. Lösung und Modellierung, 3. Prüfung und<br />
Produktion sowie 4. Logistik und Lieferung.<br />
René Eichhorn, Leiter Vertrieb,<br />
Dietzel Hydraulik GmbH<br />
20 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
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Schneidringverschraubungen<br />
Schlauchset-<br />
Varianten mit<br />
unterschiedlichen<br />
Biegeradien des<br />
unteren Schlauchs<br />
Schlauchverbinder<br />
Schweissverschraubungen<br />
Für den Bau des Getriebe-Erstmusters wurde das Schlauchset nochmals final angepasst, sodass<br />
es alle Anforderungen für beide Getriebevarianten erfüllt. Nach Abschluss der entsprechenden<br />
Prototypentests, unter anderem bei Öl-Temperaturen zwischen −40 °C und +70 °C, ging der finale<br />
Schlauchsatz in die Produktion und Auslieferung.<br />
Flanschverbinder<br />
EIN SCHLAUCHSET FÜR ZWEI GETRIEBEVARIANTEN<br />
Die Vorteile der Verwendung eines Schlauchsets für zwei Getriebevarianten liegen klar auf der<br />
Hand: Logistische Prozesse wie die Artikelverwaltung oder die Kommissionierung werden deutlich<br />
vereinfacht und optimieren somit die „Total Cost of Ownership“. Nicht zu unterschätzen<br />
sind die anfallenden Kosten, die hier nur für einen Prototypenprozess anfallen. Bei größeren<br />
Abnahmemengen sind zudem die Rüstkosten geringer.<br />
Dietzel Hydraulik ist darauf spezialisiert, für seine Kunden individuelle Hydrauliklösungen zu<br />
entwickeln. Dabei ermöglichen die hauseigenen Fertigungskompetenzen höchste Flexibilität<br />
und Zuverlässigkeit. Von Zerspanung über Weiterverarbeitung, wie Schweißen, Löten, Biegen<br />
bis hin zur eigenen Schlauchkonfektionierung deckt Dietzel ein breites Portfolio ab. Dabei steht<br />
das Thema Qualität immer wieder im Fokus der verschiedenen Fertigungsschritte.<br />
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PUMPENAGGREGATE<br />
PUMPEN UND ABWASSERTECHNIK<br />
VERZOPFT UND VERSTOPFT: OPTIMIERTE<br />
PUMPEN LÖSEN DAS PROBLEM<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Kläranlage Treis:<br />
3 EffTec-Aggregate<br />
mit MXS-Hydraulik<br />
in vertikaler<br />
Trockenaufstellung<br />
Keine wöchentlichen Ausfälle mehr: Neue<br />
Abwasserpumpen mit optimierter Hydraulik<br />
reduzieren den Wartungsaufwand in der größten<br />
Sequencing-Batch-Reactor-Anlage (SBR) in<br />
Rheinland-Pfalz um 95 %. Ein hohes Maß an<br />
Adaptierbarkeit der Pumpen von Homa<br />
vereinfachte die Installation.<br />
Hygieneartikel, Feuchttücher, Putzlappen: Die anhaltend<br />
hohe Feststoffbelastung legt Abwasserpumpen regelmäßig<br />
lahm. Auch die Kläranlage Treis der Verbandsgemeinde<br />
Cochem kämpft seit Jahren mit diesem Problem.<br />
Es handelt sich um die größte Anlage in Rheinland-Pfalz,<br />
die mit dem Sequencing-Batch-Reactor-Verfahren arbeitet. Das<br />
Sequentielle Biologische Reinigungsverfahren ist eine Variante<br />
des herkömmlichen Belebtschlammverfahrens.<br />
Bisher fielen die Pumpen in einem angeschlossenen Pumpwerk<br />
mindestens einmal wöchentlich wegen Verstopfung aus<br />
und mussten aufwändig per Hand gereinigt werden. Daher beschloss<br />
der Betreiber 2019, die fehleranfälligen und wartungsintensiven<br />
Modelle sukzessive durch neue EffTec-Pumpen mit<br />
MXS-Hydraulik der Homa Pumpenfabrik GmbH zu ersetzen.<br />
Die strömungsoptimierte Hydraulik verhindert effektiv Verstopfungen<br />
und Verzopfungen. Aus diesem Grund eignet sich<br />
die Baureihe besonders für Anwendungen mit hoher Feststoffbelastung,<br />
wie es in Treis-Karden der Fall ist. Dort wurden bis<br />
2021 insgesamt drei EffTec-Pumpen installiert. Dank ihrer ho-<br />
Sandra Walz, technische Redakteurin, ABOPR Pressedienst, München<br />
In dem<br />
strömungstechnisch<br />
optimal ausgelegten<br />
Laufrad der<br />
MXS-Hydraulik entstehen<br />
keine Totzonen, sodass<br />
Feststoffe problemlos<br />
gefördert werden<br />
hen Adaptierbarkeit verlief die Umrüstung reibungslos. Die<br />
Wartungseinsätze im Pumpwerk haben sich durch die neuen<br />
Pumpen um 95 % reduziert.<br />
„Unsere alten Pumpen waren bereits seit 2004 im Einsatz. Sie<br />
verstopften anfangs bis zu fünf Mal pro Woche und selbst nach<br />
diversen, teuren Umbauarbeiten immer noch wöchentlich“, berichtet<br />
Karl Neiß, Abwassermeister in der Kläranlage Treis des<br />
kommunalen Abwasserwerks Cochem. Die häufigen Ausfälle der<br />
alten Pumpen, die überproportional oft auf Sonntage oder Feiertage<br />
fielen, hielten die Mitarbeiter der Kläranlage Treis auf Trab.<br />
Zusätzlich zur Anfahrt ins jeweilige Pumpenwerk musste das betroffene<br />
Aggregat mühsam manuell zerlegt und die Verzopfung<br />
aus Putzlappen, Hygieneartikeln und teilweise auch alten Kleidungsstücken<br />
entfernt werden. All diese Schritte konnten pro<br />
Pumpe bis zu 75 min in Anspruch nehmen – und das unter Umständen<br />
mehrmals pro Woche.<br />
PUMPEN MEISTERN FESTSTOFFBELASTUNG<br />
Nach einer Beurteilung der Problematik im betroffenen Pumpwerk<br />
in Treis empfahl Homa den Einsatz von EffTec-Pumpen, die<br />
für Anwendungen mit einer hohen Feststoffbelastung ausgelegt<br />
sind. Was führt dort zu Verstopfungen der Abwasserpumpen?<br />
Häufige Probleme sind eine niedrige Fließgeschwindigkeit innerhalb<br />
der Pumpe und zu große Spalten hinter den Laufrädern sowie<br />
im Ansaugbereich zwischen Laufrad und Pumpenkammer.<br />
„Daher verfügen die EffTec-Pumpen über eine verbesserte Hydraulik<br />
mit geschlossenen Einkanalrädern und optimierten Kugeldurchgängen,<br />
die hohe Strömungsgeschwindigkeiten ermöglichen“,<br />
erklärt Florian Steiner, Außendienstmitarbeiter bei Homa.<br />
„In dem strömungstechnisch optimal ausgelegten Laufrad ent-<br />
22 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
stehen auch keine Verwirbelungen, sodass Feststoffe problemlos<br />
durch die Hydraulik geschleust werden.“<br />
Im Pumpwerk in Treis wurde in den Jahren 2019, 2020 und 2021<br />
je ein EffTec-Aggregat in vertikaler Trockenaufstellung installiert.<br />
„Beim Erstanbau mussten wir einige Anpassungen vornehmen,<br />
da die neue Pumpe nicht mit der bestehenden Verrohrung kompatibel<br />
war“, berichtet Steiner. „Wir achten bei unseren Aggregaten<br />
allerdings grundsätzlich auf eine hohe Anpassungsfähigkeit,<br />
sodass der erforderliche Umbau problemlos möglich war.“<br />
Die Investition machte sich für die Betreiber der Kläranlage<br />
schnell bezahlt: Nachdem die erste Pumpe Ende Mai 2019 eingebaut<br />
worden war, lief sie über ein Jahr verstopfungsfrei, bis im<br />
Juni 2020 die erste Wartung durchgeführt werden musste. „Inzwischen<br />
kommt es nur noch einmal im Quartal zu einem Wartungseinsatz“,<br />
berichtet Neiß. „Im Vergleich zu den wöchentlichen<br />
Problemen mit den alten Aggregaten bedeutet das für uns<br />
einen um 95 Prozent geringeren Wartungsaufwand.“<br />
ZUVERLÄSSIGER PUMPWERKBETRIEB<br />
Neben dem sicheren und wartungsarmen Betrieb der neuen<br />
Aggregate profitieren die Betreiber des Pumpwerks in Treis auch<br />
von deren widerstandsfähigen Werkstoffkombinationen. So<br />
fielen bisher keinerlei Reparaturen an und es musste auch keines<br />
der Laufräder ausgetauscht werden, obwohl diese üblicherweise<br />
besonders anfällig für Beschädigungen sind. „Durch die<br />
optimierte Hydraulik erreichen wir bei der EffTec-Baureihe eine<br />
sehr hohe Laufruhe, was die Beanspruchung der einzelnen<br />
Komponenten minimiert“, erläutert Steiner. Zudem sind die<br />
Pumpen mit dem PermaCool-System ausgestattet, das eine<br />
Nass- wie auch Trockenaufstellung ermöglicht. Durch das patentierte<br />
Design wird der Motor kontinuierlich gekühlt, ohne<br />
dass sich der Kühlmantel mit Feststoffen zusetzen kann.<br />
NUR NOCH SPINNWEBEN ENTFERNEN<br />
Insgesamt fühlen sich Karl Neiß und seine Kollegen gut von<br />
Homa beraten und sind auch langfristig mit der Zusammenarbeit<br />
zufrieden. Aufgrund der positiven Erfahrungen planen die<br />
Betreiber bereits, weitere alte und störanfällige Pumpen durch<br />
neue Aggregate des Herstellers zu ersetzen. Neiß resümiert: „So<br />
wie sich die Einwohner von Treis-Karden auf die Zuverlässigkeit<br />
der Kläranlage rund um die Uhr verlassen können, so müssen<br />
wir uns auf die Zuverlässigkeit unserer Pumpen verlassen<br />
können. Jetzt fahren wir eigentlich nur noch in das Pumpwerk,<br />
um Spinnweben zu entfernen.“<br />
Bilder: Homa Pumpenfabrik<br />
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PNEUMATIK<br />
REGENERATIVE ENERGIEN<br />
DRUCKLUFTERZEUGUNG:<br />
WÄRMERÜCKGEWINNUNG WIRD ATTRAKTIVER<br />
Druckluft zählt zu den teuersten<br />
Energieformen und gilt als heimlicher<br />
Kostenfresser. Ein Großteil der<br />
eingesetzten Energie geht als<br />
Abwärme verloren. Dabei können<br />
Unternehmen gerade durch die<br />
Nutzung von Abwärme viel Energie<br />
und Kosten sparen. Aerzen bietet<br />
hierfür passgenaue Lösungen mit<br />
Rohrbündelwärmetauschern. Sie lassen<br />
sich einfach integrieren und eignen sich<br />
damit auch zum Nachrüsten.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Gerade bei der Drucklufterzeugung sind Maßnahmen zur<br />
Energieeinsparung besonders sinnvoll – schließlich<br />
machen die Energiekosten den größten Teil der Lebenszykluskosten<br />
von Gebläsen und Verdichtern aus. Durch<br />
Rückgewinnung der im Verdichtungsprozess erzeugten Wärme<br />
können Betreiber Energie sparen und ihre Wettbewerbsfähigkeit<br />
deutlich steigern. Die Aerzener Maschinenfabrik GmbH weiß,<br />
worauf es ankommt, und realisiert effiziente Wärmerückgewinnungssysteme,<br />
die sich innerhalb kürzester Zeit amortisieren.<br />
Aufgrund der Thermodynamik ist die Drucklufterzeugung automatisch<br />
mit einer großen Menge an Wärmeenergie verbunden.<br />
Sie entsteht sowohl im erzeugten Luftstrom als auch unter der<br />
Schallhaube durch die Abwärme von Motor, Schalldämpfer und<br />
Kompressor. Früher blieb sie oft ungenutzt. Um ökologisch nachhaltig<br />
zu handeln und Betriebskosten zu optimieren, wächst das<br />
Interesse an Wärmerückgewinnung. Diese Entwicklung nimmt<br />
an Tempo zu, da sich die Investitionen häufig bereits nach zwei<br />
Jahren rechnen. Als Hersteller leistungsfähiger Kompressoren<br />
kennt Aerzen die Herausforderungen genau und realisiert innovative<br />
Lösungen, um die thermische Energie möglichst effektiv<br />
zu nutzen, die bei der Verdichtung von Gasen entsteht.<br />
GROSSES ABWÄRMEPOTENZIAL IN<br />
DRUCKSEITIGEM GASSTROM NUTZEN<br />
Grundsätzlich gibt es beim Betreiben von Gebläsen, Drehkolbenund<br />
Schraubenverdichtern oder Turbogebläsen zwei Möglichkeiten<br />
der Wärmerückgewinnung: Die thermische Energie aus der<br />
reinen Abluft lässt sich am effektivsten für die direkte Raumbeheizung<br />
angrenzender Büroflächen oder Produktionsbereiche<br />
verwenden. Das größte Abwärmepotenzial schlummert jedoch<br />
Sebastian Meißler, Marketing, Aerzener Maschinenfabrik GmbH<br />
im druckseitigen Gasstrom selbst. Bis zu 85 % der elektrischen<br />
Energie sind dort in Form von Wärme gebunden. Hier eröffnet<br />
sich mit dem Einsatz von Rohrbündelwärmetauschern eine Energiequelle<br />
mit deutlich höheren Temperaturen – mit einer Vielzahl<br />
an Einsatzmöglichkeiten. Typisch sind die Unterstützung von<br />
Heizungssystemen, die Warmwasserbereitung sowie die Erwärmung<br />
von Nutzwasser in der Industrie. Bei der Planung solcher<br />
Systeme ist zu beachten, dass der Wärmetauscher auf die benötigte<br />
Wärmemenge bzw. Temperatur der Wärmesenke ausgelegt<br />
wird und die Druckverluste des Wärmetauschers möglichst gering<br />
gehalten werden.<br />
Um die Abwärme optimal nutzen zu können, muss die verfügbare<br />
Wärmemenge ermittelt werden. Diese hängt von der nutzbaren<br />
Temperaturdifferenz, dem Massen- bzw. Volumenstrom,<br />
der zeitlichen Verfügbarkeit sowie der spezifischen Wärmekapazität<br />
des Wärmeträgermediums ab. Aerzen stimmt seine Wärmerückgewinnungslösungen<br />
daher passgenau auf die kundenindividuelle<br />
Applikation ab. So kann die für die Drucklufterzeugung<br />
aufgewandte elektrische Energie zu einem großen Teil zurückgewonnen<br />
und der Gesamtwirkungsgrad der Drucklufterzeugung<br />
erhöht werden.<br />
GERINGE INVESTITION, GROSSER NUTZEN<br />
Die Investitionskosten für ein Wärmerückgewinnungssystem<br />
sind relativ gering und amortisieren sich durch die Energieeinsparung<br />
schnell. Vor allem Druckluftanlagen mit langen Laufzeiten<br />
profitieren davon. Bei hoher Anlagenauslastung lohnt<br />
sich die Maßnahme bereits bei geringen Abwärmemengen.<br />
Auch ältere Druckluftanlagen können ohne großen Aufwand<br />
energetisch optimiert und nachgerüstet werden.<br />
Bild: Aerzen<br />
www.aerzen.com<br />
24 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
SB-VENTILBLOCK: EINFACH MONTIEREN,<br />
SICHER BETREIBEN<br />
Der SB-Ventilblock des<br />
Armaturenherstellers<br />
AS-Schneider erfüllt<br />
bereits in der Standardausführung<br />
die<br />
Dichtheitsklasse B für<br />
flüchtige Emissionen<br />
gemäß ISO 15848-1 sowie<br />
die TA-Luft-Novelle 2021.<br />
Der große Vorteil für den<br />
Anwender: Er kann mit der<br />
Armatur die Grenzwerte<br />
für Schadstoffemissionen<br />
von immissionsschutzrechtlich<br />
genehmigungsbedürftigen Anlagen einhalten.<br />
Bereits installierte Standardventile und Ventilblöcke wurden<br />
sozusagen nachqualifiziert. Der SB-Ventilblock kann direkt auf<br />
einer Standard-Montageplatte nach MESC angebracht werden,<br />
wie auch weiteres genormtes Zubehör. Er erfüllt die Shell-Spezifikationen<br />
MESC SPE 60.98.56/201 und /301. Der Rohrleitungsaufwand<br />
vor Ort ist gering und Leckagen werden<br />
minimiert. Der SB-Ventilblock hilft Anwendern, Manometer<br />
und Druckmessumformer einfach zu installieren. Alle Ventile<br />
und Ventilblöcke sowie die Double Block & Bleed Kugelhähne<br />
von AS-Schneider sind Wasserstoff-konform. Damit können<br />
Anwender die Instrumentierungs- und Rohrleitungsarmaturen<br />
beispielsweise bei Erdgas mit einer 20 %ige Wasserstoff-Beimischung<br />
zuverlässig betreiben. Auch reiner Wasserstoff stellt<br />
die Armaturen vor keine Probleme.<br />
www.as-schneider.com<br />
DICHTHEITSPRÜF-<br />
GERÄTE DER VIERTEN<br />
GENERATION<br />
Die CETA Testsysteme GmbH<br />
stellt die neuen Dichtheitsprüfgeräte<br />
CETATEST 525 und<br />
CETATEST 725 der vierten<br />
Generation vor. Als Prüfmedium<br />
wird Druckluft eingesetzt.<br />
Das Differenzdruckprüfgerät CETATEST 525 hat ein sehr geringes<br />
Ekomat.indd 1<br />
Messkreisvolumen und wurde speziell für die Dichtheitsprüfung<br />
kleinvolumiger Produkte entwickelt und optimiert. Es eignet sich<br />
z. B. für die Dichtheitsprüfung von Miniaturventilen. In der<br />
Variante „Druckverlust“ lassen sich direkt befüllbare Prüfteile<br />
mit hoher Taktrate prüfen. Das Relativdruckprüfgerät<br />
CETATEST 725 kann für Prüfaufgaben eingesetzt werden, bei<br />
denen der leckagebedingte Druckgradient in der Größenordnung<br />
von 20 Pa/s (bei Prüfdrücken kleiner 1 bar) bzw. 30 Pa/s (bei<br />
Prüfdrücken größer 1 bar) liegt.<br />
Im Prüfgerät ist ein Überdrucksensor<br />
eingebaut. Dieser dient<br />
der Prüfdrucküberwachung. Im<br />
Druckverlustmodus wird dessen<br />
Signal verstärkt.<br />
Die CETATEST x25 Serie hat einen<br />
integrierten 7-Zoll-Touch Screen. Eine intuitive Benutzeroberfläche<br />
ermöglicht die Darstellung vielfältiger Informationen, wie<br />
z. B. Messkurven oder Histogramme.<br />
www.cetatest.com<br />
Ekomat.indd 1 07.11.2012 07:49:19<br />
DRUCKÜBERWACHUNG ANALOG UND DIGITAL<br />
Die Bühler Technologies GmbH aus Ratingen hat die Funktionalität<br />
des Drucksensors der Pressotronik-Baureihe 700<br />
erweitert: Die IO-Link-Version bietet jetzt auch einen Analogausgang<br />
– zusätzlich zu dem digitalen Ausgang und den<br />
Schaltpunkten.<br />
Damit ertüchtigt<br />
der Spezialisten für<br />
Analysentechnik<br />
und Fluidcontrol<br />
den Sensor für die<br />
analoge und<br />
digitale Kommunikation.<br />
Die neue<br />
Variante soll laut<br />
Hersteller zeitnah verfügbar sein. Der kompakte Drucksensor<br />
verfügt über Druckstufen bis 600 bar und bis zu 4 Schaltausgänge,<br />
die programmierbar sind. Alternativ können ein<br />
einstellbarer Analogausgang (Strom und Spannung) und<br />
zusätzlich bis zu 6 programmierbare Schaltausgänge verwendet<br />
werden. Die Charakteristik der Schaltausgänge lassen sich<br />
als Fenster oder Hysterese einrichten, wobei auch ein Frequenzausgang<br />
(1-100 Hz) verfügbar ist. Der Sensor ist für die<br />
direkte oder externe Montage der Anzeige- und Steuereinheit<br />
vorgesehen – auch bei längeren Kabelverbindungen zwischen<br />
Messstelle und Anzeige. Der Sensor überzeugt mit einem gut<br />
sichtbaren LED-Display und einer Statusanzeige der Schaltausgänge;<br />
bei Direktmontage ist das Display um 270 ° schwenkbar.<br />
Ein Min/Max-Wertspeicher mit Logbuchfunktion ist<br />
integriert.<br />
www.buehler-technologies.com<br />
Die smarte Verbindung zwischen<br />
Maschinensteuerung und Hydraulik<br />
Durchgängig integrierte Netzwerk- und<br />
Feldbusschnittstellen, vom<br />
Leistungsverstärker bis hin zur<br />
Positioniersteuerung<br />
NEU!<br />
Produktfinder-APP<br />
im Google PlayStore
Fertige<br />
Rohrbaugruppe:<br />
Gebogen, beidseitig<br />
umgeformt und<br />
mit Muttern<br />
versehen<br />
AUTOMATISIERTE ROHRBEARBEITUNG<br />
FERTIGUNGSZELLE: FLEXIBEL<br />
PRODUZIEREN AUF KLEINSTEM RAUM<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
Effizienz und Flexibilität sind entscheidende<br />
Faktoren in der Rohrherstellung, um<br />
wettbewerbsfähig zu bleiben. Fertigungszellen<br />
bieten hier viele Vorteile, von der Reduzierung<br />
des Platzbedarfs bis zur Steigerung von<br />
Produktionsgeschwindigkeit und -qualität.<br />
Transfluid ist ein Anbieter multifunktionaler<br />
Fertigungsanlagen für die komplette<br />
Rohrbearbeitung. Das Unternehmen nutzt sein<br />
über Jahrzehnte erworbenes Know-how für die<br />
Entwicklung innovativer Fertigungszellen.<br />
Tobias Masur, Marketing Manager, Transfluid Maschinenbau GmbH,<br />
Schmallenberg<br />
Kompakte Produktionszellen integrieren in einer einzigen,<br />
eigenständigen Einheit verschiedene Operationen, um<br />
den Fertigungsprozess bei der Rohrherstellung zu optimieren.<br />
In der Regel bestehen diese Zellen aus einer<br />
Kombination von Maschinen und Automatisierungstechnologien,<br />
wie Maschinen zum Rohrbiegen und zur Endenbearbeitung,<br />
Schneidsystemen, Messgeräten und Robotern. Durch das Zusammenführen<br />
dieser Elemente können Hersteller einen reibungslosen<br />
und effizienten Produktionsfluss erreichen. Produktionszellen<br />
bieten eine Reihe von Vorteilen, auf die im Folgenden<br />
näher eingegangen wird:<br />
Platzersparnis<br />
Höhere Effizienz<br />
Verbesserte Qualität und Konsistenz<br />
Mehr Flexibilität durch hohe Anpassungsfähigkeit<br />
Einfache Inbetriebnahme durch Plug-and-Produce<br />
Einer der Hauptvorteile besteht darin, den Platzbedarf zu minimieren.<br />
Herkömmliche Rohrproduktionseinrichtungen umfassen<br />
oft mehrere Maschinen, die über eine große Fläche verteilt<br />
sind. Kompakte Zellen hingegen bündeln verschiedene Prozesse<br />
auf kleinstem Raum, was es Herstellern ermöglicht, ihre Produktionsflächen<br />
effektiver zu nutzen.<br />
Mit den Produktionszellen können Rohre nahtlos von einer Bearbeitungsstation<br />
zur nächsten fließen, ohne manuelle Handhabung<br />
oder Transport. Der unterbrechungsfreie Arbeitsablauf erhöht<br />
die Produktionsgeschwindigkeit und reduziert Ausfallzeiten,<br />
was die Effizienz und Produktionsleistung steigert.<br />
Durch die Integration von Präzisionsmaschinen und fortschrittlicher<br />
Automatisierungstechnik kann eine hochwertige und konsistente<br />
Rohrherstellung gewährleistet werden. Automatisierung<br />
reduziert das Risiko von menschlichen Fehlern und ermöglicht<br />
eine engere Kontrolle über wichtige Parameter. Verbesserte Maßgenauigkeit<br />
und Wiederholbarkeit sind das Ergebnis.<br />
Die Zellen sind dabei vielseitig und lassen sich einfach anpassen,<br />
wenn sich Produktionsanforderungen ändern. Hersteller<br />
können sie leicht neu konfigurieren oder umprogrammieren, um<br />
Rohre mit unterschiedlichen Größen, Formen und Spezifikationen<br />
zu berücksichtigen. Die hohe Flexibilität der Produktionszelle<br />
ermöglicht eine schnelle Reaktion auf Marktanforderungen<br />
und macht die Produktion agiler.<br />
26 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
ANLAGENBAU<br />
01 02<br />
RUNDE SACHE<br />
Transfluid liefert seinen Kunden alles, was sie in ihrer Produktion<br />
für optimierte Rohrfertigungsprozesse benötigen. Alle Komponenten<br />
sind praxisbewährt und bis ins Detail aufeinander abgestimmt.<br />
Das erhöht die Zuverlässigkeit, steigert die Prozessgeschwindigkeit<br />
und minimiert insgesamt den Wartungs- und Abstimmungsaufwand.<br />
Als eines der technologisch führenden Unternehmen<br />
für die vollautomatisierte Rohrherstellung bietet<br />
Transfluid Lösungen auf höchstem Niveau hinsichtlich Qualität<br />
und Leistung, die durch ihre hohe Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit<br />
überzeugen.<br />
Das „Plug-and-Produce“-Konzept bedeutet: Vorkonfiguriert<br />
für die Inbetriebnahme in den individuellen Produktionsumgebungen<br />
können die Lösungen schnell in Betrieb genommen werden.<br />
Kunden profitieren von der vereinfachten Montage der vormontierten<br />
Komponenten. Das Zusammenspiel steuert die leistungsfähige,<br />
hauseigene Software „t project“. Vorteil: Alle im Prozess<br />
integrierten Maschinen lassen sich durch die Verwendung<br />
einer einzigen Softwareplattform steuern.<br />
BASISMODELLE UND EXTRAS<br />
Transfluid ist es gelungen, die unterschiedlichsten Komponenten<br />
der Rohrbearbeitung auf einer möglichst kleinen Fläche unterzubringen.<br />
Das Basismodell beinhaltet viele Grundfunktionen und<br />
deckt ein breites Spektrum von Bearbeitungs- und Produktionsprozessen<br />
ab. Die Zuführung übernimmt hier ein Stufenförderer,<br />
dessen Magazin große Mengen an Rohrmaterial aufnehmen<br />
kann. Rohre mit einer Länge von 30 mm bis 1.000 mm können in<br />
der Basisversion bearbeitet werden.<br />
Der Stufenförderer bringt das Werkstück in den Prozess. Seine<br />
erste Station ist die Umformmaschine. Diese „t form“-Kombinationsmaschine<br />
vereint die Vorzüge der axialen und der rollierenden<br />
Rohrbearbeitung in einer Anlage. Möglich sind bis zu acht<br />
axiale Umformstufen sowie die rollierenden Schritte: Umformen,<br />
Trennen, Nachbeschnitt und Gewinderollen.<br />
Im Anschluss übernimmt ein Oberflur-Handlingsystem. In seiner<br />
Kompaktheit fügt es sich optimal in das Zellenkonzept ein und<br />
bietet als weiteren großen Vorteil die Möglichkeit, das Rohr zu drehen,<br />
was eine Bearbeitung beider Rohrseiten erlaubt. Bei den meisten<br />
Anwendungen wird diese besondere Funktionalität benötigt.<br />
Den Biegeprozess führt eine „t bend“-Biegemaschine durch,<br />
die auf den geringen Platzbedarf optimierte wurde. Die Maschine<br />
mit elektrischen Servoantrieben wird von einer CNC gesteuert.<br />
Synchron programmierbare elektrische Achsen ermöglichen optimale<br />
Zykluszeiten. Der Biegekopf ist um 360 ° drehbar und bietet<br />
gleich zwei große Vorteile: 1. eignet er sich zum Links- und<br />
Rechtsbiegen von Rohren und 2. lässt er sich pro Seite mit bis zu<br />
01 Rechts-/Links-Biegemaschinen realisieren komplexe<br />
Rohrgeometrien mit höchster Maßhaltigkeit – für Durchmesser<br />
von 6 mm bis 28 mm<br />
02 Umformen, Trennen, Nachbeschnitt und Gewinderollen<br />
in einer Station<br />
drei Biegewerkzeugen ausstatten. Dies erhöht die Flexibilität und<br />
verkürzt die Rüstzeiten deutlich. Durch die Rotationsmöglichkeit<br />
können die Rohre nach dem Biegeprozess kontrolliert auf einem<br />
Transportband abgelegt und ausgeschleust werden.<br />
In der zweiten Basisversion kann der Stufenförder mit einem<br />
Coil-Förderer getauscht oder in der dritten Version mit ihm kombiniert<br />
werden. Die dann benötigte Richt- und Kalibriereinheit<br />
wird der Umformanlage genau wie die Trenneinheit vorgesetzt.<br />
Die spanlose orbitale „t cut“-Trennanlagen sorgt hier für präzise<br />
Schnittergebnisse mit hoher Geschwindigkeit.<br />
Die drei Varianten bilden die Grundlage des Konzepts der<br />
kompakten Produktionszellen. Sie können, ähnlich wie bei einem<br />
Auto, mit Sonderausstattungen erweitert werden, um auch<br />
individuelle Anforderungen und Wünsche bei der Ausgestaltung<br />
der Produktionszelle zu erfüllen. Die Zellen können je nach Anforderung<br />
mit Hilfe des Maschinenportfolios von Transfluid beliebig<br />
erweitert werden. So lassen sich beispielsweise Aushalsungen<br />
durchführen, Muttern oder Verschraubungen zuführen, aber<br />
auch Kontrollstationen zur Qualitätssicherung oder Druck- und<br />
Beschriftungsstationen zur Markierung oder Kennzeichnung einbinden.<br />
Auch ein Roboter kann das Handling übernehmen. Alle<br />
Sonderausstattungen sind im Vorfeld für die Kompaktzellen optimiert<br />
und erfüllen alle fertigungstechnischen Anforderungen.<br />
FÜR DIE ZUKUNFT GERÜSTET<br />
Kompakte Produktionszellen kommen in verschiedenen Branchen<br />
zum Einsatz, unter anderem im Automobilsektor, der Luftund<br />
Raumfahrt, der Möbelindustrie und in der Sanitär- und Heizungsbranche.<br />
Sie helfen Herstellern, den steigenden Anforderungen<br />
an Qualität, Effizienz und Flexibilität gerecht zu werden.<br />
Transfluid bietet mit seinen kompakten Produktionszellen eine<br />
wegweisende Lösung, mit der sich die Herstellung von Rohren effizienter,<br />
flexibler und qualitativ hochwertiger gestalte lässt. Wer<br />
als Hersteller in eine flexible und hochautomatisierte Rohrherstellung<br />
investiert, ist für die Anforderungen eines dynamischen<br />
und wettbewerbsintensiven Marktes besser gerüstet.<br />
Bilder: Transfluid<br />
www.transfluid.de<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 27
ANLAGENBAU<br />
BLECHHANDLING IN DER AUTOMOBILINDUSTRIE<br />
GASZUGFEDERN ENTLASTEN<br />
GREIFER FÜR BLECHPLATINEN<br />
Das sichere und schonende Anheben und<br />
Transportieren von Blechzuschnitten ist<br />
entscheidend für automatisierte Prozesse.<br />
Mit geeigneten Lastaufnahmemitteln lassen<br />
sich hier Abläufe weiter optimieren. Dadurch<br />
werden beim Stanzen und Schneiden auch<br />
Blechabfälle vermieden, was nachhaltig ist.<br />
Die bekannten mittelständischen Zulieferer<br />
Nordgreif und ACE Stoßdämpfer haben sich<br />
zusammengetan, um die Sicherheit bei der<br />
Neukonstruktion eines Platinengreifers für<br />
die Automobilindustrie zu steigern.<br />
PRODUKTE UND ANWENDUNGEN<br />
In der metallverarbeitenden Industrie ist es Systemlieferanten<br />
gelungen, werkzeugfreies Schneiden in der Blechbearbeitung<br />
anzubieten. Dazu schneiden Laser direkt vom kontinuierlich<br />
laufenden Stahl- oder Aluminium-Coil, was die Rentabilität im<br />
Presswerk steigert. So erhöht etwa die CNC-Programmierung die<br />
Flexibilität und ermöglicht Materialeinsparungen von bis zu<br />
10 %. Zudem entfällt der komplette Aufwand für Transport, Lagerung<br />
und Instandhaltung der bis zu 40 t schweren Schneidwerkzeuge.<br />
Anbieter liefern inzwischen einfach installierbare Anlagen,<br />
die sich ebenso für die Platinenproduktion in kleineren Hallen<br />
und Presswerken eignen. Es ergeben sich hohe Einsparungen<br />
im Vergleich zu konventionellen Herstellungsverfahren, die an<br />
Werkzeuge gebunden sind.<br />
Um die Vorteile von solchen Coilzuschnittanlagen während<br />
des Produktionsprozesses nicht zunichtezumachen, werden Sonderlösungen<br />
benötigt. Dazu kooperieren metallverarbeitende<br />
Betriebe mit spezialisierten Partnern. Ein solches Unternehmen<br />
ist die Nordgreif GmbH aus Schenefeld bei Hamburg, die auf das<br />
Heben und Transportieren schwerer Lasten spezialisiert ist. Das<br />
Lösungsspektrum umfasst Zangen, Greifer, Traversen sowie<br />
Wendevorrichtungen mit mechanischem, elektrischem oder hydraulischem<br />
Antrieb.<br />
BLECHHANDLING FÜR MEHR AUTOMATION<br />
Die zunehmende Automatisierung in der Automobilindustrie erfordert<br />
auch im Bereich der Lastaufnahme neue Lösungen. Dies<br />
führt zu einer gesteigerten Effizienz und Geschwindigkeit in den<br />
laufenden Produktionsprozessen, bei denen die Blechplatinen<br />
Robert Timmerberg, Fachjournalist, plus2 GmbH, Düsseldorf<br />
zuerst aus einem Coil herausgestanzt und dann auf speziellen Paletten<br />
gestapelt werden. Diese Paletten werden darauf mit einem<br />
Platinengreifer zu den Pressen transportiert, dort wieder vereinzelt<br />
und unter Druck in die gewünschte Form gebracht. Beim<br />
Transport von öligen Platinen kommt die glatte Oberfläche als<br />
besondere Anforderung an die Greiflösung hinzu. Aus diesem<br />
Grund sind die Lösungen von Nordgreif mit einer speziellen Niederhaltevorrichtung<br />
ausgerüstet: Dadurch wird der Platinenstapel<br />
sehr fest zusammengehalten und ein sicherer Transport ist<br />
stets gewährleistet.<br />
GASFEDER DER EXTRAKLASSE GESUCHT<br />
Um dem Endkunden eine störungsfreie Produktion zu ermöglichen,<br />
kooperiert Nordgreif mit der ACE Stoßdämpfer GmbH, einem<br />
international bekannten Spezialisten für Dämpfungslösungen.<br />
Die Unternehmen arbeiten schon jahrelang erfolgreich zusammen<br />
und gehen ähnlich an Projekte heran: Aus einer großen<br />
Palette hochwertiger Produkte können sie maßgeschneiderte Lösungen<br />
entwickeln und konstruieren auch neue Produkte, wie<br />
hier für die aktuelle Generation von Platinengreifern.<br />
Ein in der Höhe verfahrbarer Aufsetztisch sollte beim Anheben<br />
in der oberen Endlage kräftemäßig unterstützt werden. Der Tisch<br />
ist mit einem Scherenhub und einem Schrittschaltwerk ausgestattet<br />
und dient zur Fixierung der Platinenstapel. Er verhindert,<br />
dass die Platinen verrutschen und im schlimmsten Fall herunterfallen.<br />
Dies würde die Arbeitsprozesse nicht nur unterbrechen,<br />
sondern zu teuren Schäden an den empfindlichen Blechzuschnitten<br />
führen. Der 2.000 kg schwere Tisch kann mit einer Platinenlast<br />
von bis zu 8.000 kg beladen werden.<br />
Zur sicheren Fixierung der Last bestand die Lösung bei Nordgreif<br />
unter anderem darin, den Tisch nach dem Aufsetzen des<br />
Greifers mit Hilfe von vier leistungsstarken, horizontal angeord-<br />
28 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
ANLAGENBAU<br />
neten Gaszugfedern anzuheben, um die Platinen freizugeben.<br />
Beim Anheben des Platinengreifers muss der Aufsetztisch schnell<br />
und kontrollierbar nach unten zu bewegen sein, damit die Platinen<br />
gesichert sind. Um diese Vorgänge bestmöglich zu unterstützen,<br />
mussten die Spezialisten von ACE gleich mehrere Herausforderungen<br />
meistern.<br />
Bei einer maximalen Platinenlast von 8 t müssen die Gasfedern<br />
einerseits leistungsfähiger sein als handelsübliche Modelle, wie<br />
sie an Hauben, Luken und Deckeln zum Einsatz kommen und<br />
dort ein kontrolliertes Halten, Heben oder Senken zur Unterstützung<br />
menschlicher Muskelkräfte ermöglichen. Andererseits<br />
müssen sie exakt einstellbar sein, um genau die gewünschte Bewegung<br />
und Geschwindigkeit des Tisches zu bewerkstelligen.<br />
Für die meisten Lösungen kann über ein Berechnungsprogramm<br />
von ACE in fünf einfachen Schritten die passende Gasfeder<br />
ausgelegt und dann geliefert werden. Hier war dies nicht<br />
möglich, da für die präzise Ermittlung des geeigneten Modells<br />
weitere Faktoren zu berücksichtigen waren, wie z. B. Umlenkrollen<br />
oder das Gewicht beim Absenken.<br />
02 Die Zugkraft von<br />
ACE Industrie-<br />
Gaszugfedern kann<br />
nachträglich per Ventil<br />
angepasst werden<br />
Stickstoff-Füllung<br />
Kolben mit Dichtung<br />
Außenkörper<br />
Dichtungspaket<br />
Führungslager<br />
DRUCK ABLASSEN UND HERANTASTEN<br />
Ventil<br />
Kolbenstange<br />
Gewinde für Anbauteile<br />
Die Summe dieser Anforderungen gab ACE die Gelegenheit, neben<br />
der Qualität seiner Produkte auch die des Serviceteams unter<br />
Beweis zu stellen. Zunächst lieferte ACE vier Industrie-Gaszugfedern<br />
des Typs GZ-28-600-DD-1200N mit der maximalen Zugkraft<br />
von 1.200 N. Obwohl dies vom Konstruktionsteam bei Nordgreif<br />
so gewünscht war, zeigte sich in der Praxis: Weder konnte das erforderliche<br />
Senken des Tisches wie vorgesehen ausgelöst werden,<br />
noch wurde die gewünschte Entlastung beim Anheben erreicht.<br />
Die Gasfedern erwiesen sich hinsichtlich der Zugkräfte als<br />
überdimensioniert. Deshalb machte sich Kai Boelingen auf den<br />
Weg nach Schenefeld: Der Experte aus dem technischen Vertrieb<br />
von ACE unterstützte das Team bei Nordgreif in der Testphase<br />
beim „Herantasten“, wie er es selbst beschreibt.<br />
Eine Besonderheit der Lösungen zur Kraftunterstützung, die<br />
ohne fremde Energieversorgung arbeitet, kam den Technikern<br />
hierbei zugute. Die Zugkraft lässt sich im Nachhinein über ein<br />
Ventil stufenlos bis zum gewünschten Wert reduzieren. Nach vorsichtigem<br />
Ablassen des Stickstoffs stellte sich heraus: Die Komponenten,<br />
die an beiden Seiten der Konstruktion nebeneinander<br />
platziert sind, sind bei Kräften von jeweils 800 N richtig gewählt.<br />
Der Tisch kann sich zügig, aber kontrolliert nach unten bewegen.<br />
Gleichzeitig wird während des Hebevorgangs das Eigengewicht<br />
des Greifers durch die zusammen wirkenden Kräfte von 3.200 N<br />
erheblich reduziert, sodass das Verfahren in die obere Endlage<br />
wunschgemäß erfolgt.<br />
QUALITÄT UND EINSTELLUNG<br />
Damit noch mehr Konstrukteure von den Vorzügen dieser leistungsstarken<br />
Maschinenelemente profitieren, sind bei ACE neben<br />
einer Vielzahl an Zubehör und Anschlussteilen auf Anfrage<br />
auch Sonderausführungen lieferbar. Außerdem stehen für Anwendungen<br />
mit strengen Hygienerichtlinien wie in der Medizinund<br />
Lebensmitteltechnik auch Varianten zur Verfügung, die mit<br />
Sonderölen befüllt sind und in Edelstahlausführung sowie mit<br />
Endlagendämpfung geliefert werden können. Wenn es die Umgebungsbedingungen<br />
erfordern, ist ACE in der Lage, den zulässigen<br />
Temperaturbereich von -20 °C bis 80 °C noch zu erweitern.<br />
Diese Art der Anpassung war jedoch bei Nordgreif kein Kriterium<br />
für den Erfolg der neuen Generation der Platinengreifer.<br />
Dank der präzise eingestellten Industrie-Gaszugfedern von ACE<br />
und der bei jedem Transportprozess zuverlässig wirkenden Kräfte<br />
gestalten sich die automatisierten Arbeitsabläufe bei den Endkunden<br />
reibungslos – trotz der teils öligen Oberflächen. Kostspieliger<br />
Ausschuss von Blechplatinen kann so vermieden werden,<br />
was auch die Blechfertigung nachhaltiger macht.<br />
Bilder: ACE Stoßdämpfer / Nordgreif<br />
01 Zur Unterstützung beim Verfahren in die obere Endlage verfügt<br />
der Aufsetztisch beidseitig über je zwei horizontal angeordnete<br />
Gasfedern, sie reduzieren das Eigengewicht des Greifers erheblich<br />
www.nordgreif.com<br />
www.ace-ace.de<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 29
BERECHNUNGSMODELLE<br />
WASSERSTOFF – ENERGIETRÄGER DER ZUKUNFT<br />
C, B-MASSENSTROM-MODELL FÜR GASE<br />
IM HOCHDRUCKBEREICH – TEIL 2<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
Die Auslegung von Ventilen erfolgt seit langer<br />
Zeit mit Hilfe des K v<br />
-Wertes. In diesem Beitrag<br />
wird der Weg der Entwicklung aufgezeigt vom<br />
K v<br />
-Wert für Wasser und Gase bis hin zum<br />
C, b-Modell für Gase, das mit Realgasdaten im<br />
Hochdruckbereich für Wasserstoff bereits zum<br />
Einsatz kommt. Es wird veranschaulicht, dass<br />
das C, b-Modell das geeignetere Modell ist im<br />
Vergleich zum K v<br />
-Wert für Gase zur<br />
Beschreibung eines Massenstroms durch ein<br />
Ventil mit gasförmigem Wasserstoff.<br />
C, b-Kennwerte haben sich auch für die<br />
Systemsimulation bewährt und eignen sich für<br />
die Auslegung kompletter Anlagen, wie z. B. für<br />
Wasserstofftankstellen.<br />
Lucian Pasieka, Dr. rer. nat., Dipl.-Ing., Senior Design Engineer R & D,<br />
Eugen Seitz AG; Wetzikon (CH)<br />
Nachdem im ersten Teil des Beitrags in der Ausgabe<br />
<strong>O+P</strong>-<strong>Fluidtechnik</strong> 07-08/<strong>2023</strong> vor allem die Grundlagen<br />
beschrieben wurden, widmet sich der zweite Teil des<br />
Beitrags in dieser Ausgabe unter anderem der Erweiterung<br />
des C, b-Modells für Wasserstoff im Druckbereich bis<br />
1000 bar.<br />
5. ERWEITERUNG DES C, B-MODELLS FÜR DEN<br />
HOCHDRUCKBEREICH<br />
Ausgangspunkt war das in der ISO 6358-1 /8/ beschriebene Verfahren<br />
zur Ermittlung der Parameter C und b. Im Rahmen einer<br />
Arbeit von Ramsperger /10/ wurde das C, b-Modell erfolgreich<br />
eingesetzt für Luft und Wasserstoff im Druckbereich bis<br />
p = 300 bar. Die Erfahrungen wurden in /11/ veröffentlicht und<br />
die Arbeit mit diesem Modell wurde seit dieser Zeit stetig weiterentwickelt<br />
und komplettiert.<br />
Seit 1989 – erste Veröffentlichung der ISO 6358 /7/ – hat sich in<br />
der Pneumatik die Messung und Dokumentation der Kennwerte<br />
C und b nach ISO 6358 erfolgreich durchgesetzt. Eine Neuauflage<br />
der Norm erfolgte 2013 mit ISO 6358-1 /8/ und eine Erweiterung<br />
im Jahr 2019 mit der ISO 6358-2 /12/, welche die „Behälter-Methode“<br />
aufgenommen hat, die im Anwendungsbereich von Ventilen<br />
mit großen Nennweiten zum Einsatz kommt. Zudem werden<br />
in ISO 6358-3 /13/ Verfahren vorgestellt, mit denen auch andere<br />
Widerstände in Rohrleitungen mit Hilfe von C und b messtechnisch<br />
erfasst und zur Berechnung von Systemen herangezogen<br />
werden können.<br />
Gleichung (6) beschreibt den Massenstrom in klassischer<br />
Schreibweise nach /14/, wobei die durch Reibung verursachten<br />
Verluste durch die Einschnürung der Strömung mit einem Koeffizienten<br />
< 1 und der Einfluss der Geschwindigkeit mit dem Koeffizienten<br />
j < 1 berücksichtigt werden.<br />
30 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
BERECHNUNGSMODELLE<br />
mṁ = αα φφ AA ψψ2 pp ρρ (6)<br />
Die in Gl. (6) enthaltene Ausflussfunktion y wird in Abhängigkeit<br />
p in bar PSI_max Luft/PSA_max_H2<br />
vom Druckverhältnis 1 im unterkritischen 0,998645764 Bereich wie folgt beschrieben,<br />
Gl. (7). 10 0,999500409<br />
12 0,999729821<br />
14,218 1,000000117 14,218 1,00000012<br />
16 1,000229101<br />
20 1,000780341<br />
30 1,002372642<br />
40 1,004251508<br />
45 1,005292575<br />
50 1,006399007<br />
mṁ = αα φφ AA ψψ 2 pp ρρ (10)<br />
Im überkritischen Strömungsbereich hängt die Ausflussfunktion<br />
jedoch nur noch vom Isentropenexponent K ab, d. h. von den<br />
thermodynamischen Eigenschaften des Fluids und vom Druckverhältnis.<br />
Diese Funktion erhält man, indem das Maximum der<br />
Ausflussfunktion von Gl. (7) berechnet wird, Gl. (8), siehe /11/.<br />
08<br />
ψψψψ mmmmmmmmmmmmmmmm ⁄ ψψψψ mmmmmmmmmmmmmmmmmm<br />
1,007<br />
1,006<br />
1,005<br />
1,004<br />
1,003<br />
1,002<br />
1,001<br />
Verhältnis der maximalen Ausflussfunktion y max<br />
von Luft<br />
und Wasserstoff im Druckbereich bis p = 50 bar bei einer<br />
Temperatur von T = 20 °C mit Daten für trockene Luft und<br />
Normalwasserstoff H 2<br />
nach /15/<br />
1<br />
0,999<br />
pppp = 14.2 bbbbbbbbbbbb<br />
ψψψψ mmmmmmmmmmmmmmmm<br />
ψψψψ mmmmmmmmmmmmmmmmmmmm<br />
= ffff(pppp)<br />
0,998<br />
0 10 20 30 40 50 60<br />
p in bar<br />
Auch das kritische Druckverhältnis b ist keine Konstante mehr,<br />
sondern hängt vom Isentropenexponent ab, Gl. (9), /11/.<br />
Der Massenstrom und folglich auch der Leitwert C H2<br />
hängt<br />
bei einem Druck p 1<br />
= 14.2 bar nur noch vom Wurzel-Verhältnis<br />
der beiden Dichten ab, Gl. (14).<br />
mṁ = αα φφ AA ψψ2 pp ρρ (6)<br />
Der maximale Durchfluss wird nun in den Blick genommen, für<br />
den in Gl. (6) an Stelle von y, der mit Gl. (8) beschriebene y max<br />
verwendet werden muss, Gl. (10)<br />
mṁ = αα φφ AA In Gl. (15) wurden die Referenzdichten verwendet bei T 0<br />
= 20 °C<br />
ψψ 2 pp ρρ (10)<br />
und p 0<br />
= 1 bar für Wasserstoff H 2<br />
mit<br />
Wir können nun einen Massenstrom von Luft in den Massenstrom<br />
eines anderen Gases, wie z. B. Wasserstoff überführen. Dazu<br />
verwenden wir Gl. (10) als theoretischen Massenstrom (ohne<br />
Verluste , j) und schreiben ihn für Luft und H2 als reales Gas<br />
und für Luft<br />
Nun bilden wir das Verhältnis<br />
Ein Vergleich von<br />
mit Realgasdaten führt zu dem Ergebnis, dass bei einem Druck<br />
von p = 14.2 bar das Verhältnis 1 wird, siehe Bild 08.<br />
(Luft bei Standardbedingungen T 0<br />
= 20 °C, p 0<br />
= 1 bar, 65 % rel.<br />
Luftfeuchte). Für das Wurzelverhältnis der Dichten nach Gl.<br />
(14), ermittelt bei einem Druck von p 1<br />
= 14.2 bar und einer Temperatur<br />
von T = 20 °C für trockene Luft und Wasserstoff H 2<br />
, erhält<br />
man eine Abweichung gegenüber dem Wert aus Gl. (15) von<br />
0.76 %. Diese Abweichung kann vernachlässigt werden. Im Weiteren<br />
wird der Wert von Gl. (15) verwendet. Der Massenstrom<br />
Luft im überkritischen Bereich hat bis zu einem Druck von 14.2<br />
bar eine nahezu lineare Druckabhängigkeit und kann leicht ermittelt<br />
werden.<br />
BEISPIEL 1<br />
Gegeben ist ein Massenstrom Luft im überkritischen Strömungsbereich<br />
bei einem Druck von p 1<br />
= 14.2 bar und einer Temperatur<br />
von T 1<br />
= 20 °C mit<br />
Massenstrom Luft<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 31
̇<br />
̇<br />
BERECHNUNGSMODELLE<br />
Gl. (4) nach C umgestellt führt zu Gl. (16). Mit dieser Gleichung<br />
kann der kritische Leitwert für Luft bei p 1<br />
= 14.2 bar und einer<br />
Temperatur von T 1<br />
= 20 °C berechnet werden.<br />
ṁ<br />
T<br />
C <br />
1<br />
p 1ϲ0 T 0<br />
4<br />
56.12 g / s 8<br />
m s<br />
CL<br />
3.33510<br />
5 2 3<br />
14.2 10 N / m 1.185 kg / m<br />
kg<br />
(16)<br />
Der kritische Leitwert für Wasserstoff C H2<br />
ist bei p 1<br />
= 14.2 bar um<br />
den Faktor 3.786 höher als der bei Luft. Jetzt steht die Aufgabe, diesen<br />
Leitwert für unterschiedliche Drücke zu ermitteln. Dafür verwenden<br />
wir die Zustandsgrössen im engsten Querschnitt, d. h. in<br />
dem Zustand, bei dem Schallgeschwindigkeit vorliegt. Diese können<br />
mit einer iterativen Berechnung ermittelt werden, siehe Flussdiagramm<br />
Bild 09. Für den Startpunkt wurde ideales Gas angenommen,<br />
sodass zu Beginn eine isentrope Zustandsänderung vorliegt,<br />
vgl. /11/. Wir verwenden die Stoffdatenbank von Kretzschmar<br />
/15/. Bei der Verwendung der Datenbank von NIST /17/ wird der<br />
Isentropenexponent k nicht ausgegeben. Dieser Wert von realen<br />
Gasen kann mit Hilfe der Gl. (17) berechnet werden, vgl. /16/. Das<br />
oft verwendete Verhältnis der spezifischen Wärmekapazitäten<br />
gilt nur für ideale Gase.<br />
Nach Gl. (15) erfolgt nun die Berechnung des kritischen Leitwertes<br />
für Wasserstoff mit<br />
4 4<br />
8 <br />
7<br />
m s m s<br />
CH<br />
p 14.2 bar3.7863.33510 1.2637 10<br />
2<br />
kg<br />
kg<br />
09<br />
Flussdiagramm zur iterativen Berechnung der Zustandsgrößen<br />
im engsten Querschnitt<br />
Ziel der Iteration ist es, den tatsächlichen Druck und die tatsächliche<br />
Temperatur im engsten Querschnitt zu ermitteln.<br />
Beginnend mit dem „idealen“ kritischen Druckverhältnis kann auf<br />
iterativem Weg berechnet werden. Mit den dazugehörigen Daten<br />
des realen Gases lässt sich jeweils für den nächsten Iterationsschritt<br />
ein neues kritisches Druckverhältnis berechnen. Im Ergebnis<br />
führt diese Methode zu einem niedrigeren Druck im engsten<br />
Querschnitt. Mit Hilfe der Enthalpie und dem Druck lässt sich die<br />
Temperatur von Wasserstoff als reales Gas ermitteln. Mit Druck<br />
und Temperatur ist auch die Dichte von Wasserstoff als reales Gas<br />
im engsten Querschnitt bekannt, siehe Flussdiagramm zur iterativen<br />
Berechnung in Bild 09. In der Strömungssimulation hat sich<br />
gezeigt, dass die örtliche Schallgeschwindigkeit auch nach dem<br />
engsten Querschnitt auftreten kann. Die Dichte von Wasserstoff<br />
kann nun als reales Gas mit Hilfe der Stoffdatenbank und auch als<br />
ideales Gas mit dem Druck und Temperatur im engsten<br />
Querschnitt mit Gl. (18) berechnet werden, Tabelle 02.<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
Startbedingungen<br />
Medium<br />
Wasserstoff H2<br />
Eingangsdruck<br />
pp 1 = 1000 bar<br />
Eingangstemperatur TT 1 = 20°C<br />
Enthalpie h 1 = h 1 (pp 1 ; TT 1 )<br />
Startschritt ii = 1<br />
Starttemperatur TT 2,i = TT 1<br />
Kritisches Druckverhältnis bb i = bb ideal<br />
Ausgangsdruck<br />
pp 2,i = pp 1 ∙ bb ii<br />
Isentropenexponent kk 2,i = f (pp 2,i ; TT 2,i )<br />
Schallgeschwindigkeit ww 2,i = f (pp 2,i ; TT 2,i )<br />
Enthalpie<br />
m_dot in g/s (FEM)<br />
h 2,i = h 1 − ww 2,ii ⁄<br />
Startschritt ii = ii + 1<br />
Starttemperatur TT 2,i = f (pp 2,i−1 ; h 2,i−1 )<br />
Kritisches Druckverhältnis bb i = f (kk 2,i−1 )<br />
Ausgangsdruck<br />
pp 2,i = pp 1 ∙ bb ii<br />
Isentropenexponent kk 2,i = f (pp 2,i ; TT 2,i )<br />
Schallgeschwindigkeit ww 2,i = f (pp 2,i ; TT 2,i ) -0,0019<br />
2 12,599<br />
Enthalpie<br />
h 2,i = h 1 − ww 2,ii ⁄ 2<br />
Druck bar C in m 4 s/kg (FEb mit Realgasdaten C in Nl/sbar (FEM)<br />
5 1,2562E-07 0,34360749 5 12,5615614 12,5895<br />
7,5 1,2542E-07 0,3435362 7,5 12,5416811 12,58475 -0,2%<br />
10 1,2553E-07 0,33230859 1,2553E-07 10 12,5526973 12,58 -0,1%<br />
15 1,2578E-07 0,34187214 15 12,5781828 12,5705 0,1%<br />
20 1,2571E-07 0,32330817 20 12,571278 12,561 0,1%<br />
25 1,2602E-07 0,34328905 25 12,6020674 12,5515 0,3%<br />
30 1,256E-07 0,35237477 30 12,5602626 12,542 0,0%<br />
35 1,253E-07 0,33597168 35 12,5301717 12,5325 nein -0,2%<br />
40 1,2545E-07 0,33333657 TT 2,i−1 − TT 2,i 40 < 0.1 12,5454858 KK<br />
12,523 -0,1%<br />
50 1,2493E-07 0,32829777 50 12,4930954 12,504 -0,5%<br />
200 1,2235E-07 0,31527685 200 12,2348913 12,219 -2,6%<br />
500 1,1622E-07 0,28873068 500 11,6215448 11,649 -7,5%<br />
800 1,1038E-07 0,27099808 800 11,0384658 11,079 -12,1%<br />
900 1,0861E-07 0,25939864 900 10,861121 10,889 -13,5%<br />
1000 1,0703E-07 0,25453497 1,0801E-07 1000 ja 10,7027623 -0,14797517 10,699 -14,8%<br />
Berechnung beendet<br />
0,86045832 TT ∗ 2 = TT 2,i<br />
pp ∗ 2 = pp 2,i<br />
Dichte 0,08266007<br />
FEA-Ergebnisse KOS<br />
2<br />
2<br />
C_ber (FEM)<br />
p in bar m_dot in g/s (FEM) C in m 4 /skg (FEM)<br />
5,198 1,2577E-07<br />
5<br />
7,5 7,784666667 1,2557E-07<br />
10 10,38866667 1,2568E-07<br />
15 15,61466667 1,2593E-07<br />
20 20,796 1,2579E-07<br />
25 26,05866667 1,261E-07<br />
30 31,16666667 1,2568E-07<br />
35 36,274 1,2538E-07<br />
40 41,50666667 1,2553E-07 -0,186%<br />
50 51,66666667 1,2501E-07 -0,603%<br />
200 202,3953333 1,2243E-07 -2,657%<br />
500 480,6226667 1,1629E-07 -7,537%<br />
800 730,414 1,1045E-07 -12,176%<br />
900 808,514 1,0868E-07 -13,587%<br />
1000 885,2506667 1,071E-07 -14,847%<br />
300 12,029 -4,17%<br />
Bild 10<br />
10<br />
mmmm HHHHHHHH in g/s<br />
11<br />
C in m 4 s/kg<br />
1000<br />
900<br />
800<br />
700<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
Leitwert C H2<br />
und Massenstrom eines H 2<br />
-Ventils bis 1000 bar<br />
FEM-Simulation mit ANSYS CFX<br />
H 2 -Ventil -<br />
m_dot in g/s (FEM)<br />
C in m4/skg (FEM)<br />
mmmm HHHHHHHH<br />
und CCCC mit FEM-Simulation<br />
1,4E-07<br />
1,2E-07<br />
1,0E-07<br />
8,0E-08<br />
6,0E-08<br />
4,0E-08<br />
2,0E-08<br />
0<br />
0,0E+00<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000<br />
Druck p 1 in bar<br />
Leitwert C H2<br />
eines H 2<br />
-Ventils in Abhängigkeit vom Druck p 1<br />
bis 1000 bar. Vergleich von FEM-Simulation und Berechnung<br />
mit Realgasdaten im engsten Querschnitt<br />
Leitwert Leitwert C eines C eines Wasserstoff-Ventil Wasserstoff-Ventils --Vergleich Vergleich FEM FEM Simulation Simulation mit Berechnung mit<br />
Berechnung Realgas im engsten Querschnitt<br />
1,4E-07 1,4E-07<br />
1,2E-07 1,2E-07<br />
1,0E-07 1,0E-07<br />
C in m 4 ּ s/kg<br />
8,0E-08<br />
8,0E-08<br />
C in m4s/kg (FEM)<br />
6,0E-08<br />
6,0E-08<br />
C in m4s/kg (FEM) mit Realgasdaten<br />
4,0E-08<br />
mit Realgasdaten Linear (mit Realgasdaten)<br />
4,0E-08<br />
Linear (mit Realgasdaten)<br />
2,0E-08<br />
2,0E-08<br />
0,0E+00<br />
0,0E+00 0 200 400 600 800 1000 1200<br />
0 200 Druck 400p 1 in bar 600 800 1000<br />
Druck p 1 in bar<br />
C in m 4 s/kg<br />
32 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
BERECHNUNGSMODELLE<br />
r C<br />
1<br />
87<br />
74<br />
81<br />
21<br />
62<br />
02<br />
42<br />
83<br />
64<br />
75<br />
99<br />
22<br />
53<br />
38<br />
12<br />
Korrekturfaktor für den Leitwert C H2<br />
im überkritischen<br />
13<br />
Ermittlung des kritischen Druckverhältnisses b eines<br />
Strömungsbereich für Wasserstoff in Abhängigkeit vom<br />
H 2<br />
-Ventils mit Hilfe einer FEM-Simulation bis zu einem Druck<br />
-0,0019<br />
Eingangsdruck p 1<br />
12,599<br />
von p 1<br />
= 1000 bar<br />
Druck bar C b C in Nl/sbar (FEM) mit Realgasdaten<br />
5 1,2562E-07 0,34360749 5 12,5615614 12,5895<br />
7,5 1,2542E-07 0,3435362 Korrektur-Faktor 7,5 12,5416811 für C H2 12,58475 -0,2%<br />
10 1,2553E-07 1,020,33230859 10 12,5526973 12,58 -0,1% 12,5526973<br />
15 1,2578E-07 0,34187214 15 12,5781828 12,5705 0,1%<br />
20 1,2571E-07 1,000,32330817 20 12,571278 12,561 0,1%<br />
25 1,2602E-07 0,34328905 25 12,6020674 12,5515 0,3%<br />
30 1,256E-07 0,980,35237477 30 12,5602626 12,542 0,0%<br />
35 1,253E-07 0,33597168<br />
0,96<br />
35 12,5301717 12,5325 -0,2%<br />
40 1,2545E-07 0,33333657 40 12,5454858 12,523 -0,1%<br />
50 1,2493E-07 0,940,32829777 50 12,4930954 12,504 -0,5%<br />
200 1,2235E-07 0,31527685 200 12,2348913 12,219 -2,6%<br />
500 1,1622E-07 0,920,28873068 500 11,6215448 11,649 -7,5%<br />
800 1,1038E-07 0,27099808 800 11,0384658 11,079 -12,1%<br />
900 1,0861E-07 0,900,25939864 900 10,861121 10,889 -13,5%<br />
1000 1,0703E-07 0,25453497<br />
0,88<br />
1000 10,7027623 -0,14797517 10,699 -14,8% 10,8010729<br />
Korrektur-Faktor für C<br />
0,86<br />
300 12,029 -4,17%<br />
0,84<br />
0,86045832<br />
0 200 400 600 800 1000<br />
Druck p 1 in bar<br />
b<br />
0,6<br />
0,5<br />
0,4<br />
0,3<br />
0,2<br />
0,1<br />
Kritisches Druckverhältnis b eines Wasserstoff-Ventils<br />
FEM Simulation<br />
0<br />
0 200 400 600 800 1000<br />
Druck p 1 in bar<br />
b<br />
Für Wasserstoff im Hochdruckbereich kann keine lineare Abhängigkeit<br />
des Massenstroms vom Druck p 1<br />
vorausgesetzt werden,<br />
daher ändert sich der kritische Leitwert C, er nimmt von 5 bar bis<br />
1000 bar um 14.8 % ab, Bild 10. Mit den Daten im engsten Querschnitt,<br />
Tabelle 02, kann der kritische Leitwert C für p 1<br />
= 1000 bar<br />
wie folgt ermittelt werden:<br />
Die Ermittlung des Dichteverhältnisses führt zu einer Korrektur<br />
von<br />
Der Leitwert C H2<br />
im überkritischen Strömungsbereich wurde für<br />
ein Wasserstoffventil bei verschiedenen Eingangsdrücken bis zu<br />
einem Druck p 1<br />
= 1000 bar mit dem Realgas-Materialgesetz von<br />
Soave-Redlich-Kwong mit Hilfe von FEM-Simulationen ermittelt,<br />
Bild 10 und 11.<br />
Die Abweichung zwischen Simulation und Berechnung mit der<br />
Wurzel aus dem Dichteverhältnis im engsten Querschnitt beträgt<br />
bei 1000 bar 3.2 %, Bild 11. Da der Zusammenhang nahezu linear<br />
ist, lässt sich mit einem Korrektur-Faktor als Näherung arbeiten,<br />
Bild 12.<br />
6. DAS KRITISCHE DRUCKVERHÄLTNIS B<br />
IM HOCHDRUCKBEREICH<br />
Das kritische Druckverhältnis b wurde im Niederdruckbereich auf<br />
experimentellem Weg und mit Hilfe von FEM-Simulationen ermittelt,<br />
Bild 06 und 07 (s. Teil 1 in der Ausgabe <strong>O+P</strong>-<strong>Fluidtechnik</strong><br />
07-08/<strong>2023</strong>). Mit Hilfe der Realgasdaten lässt sich eine Annäherung<br />
finden für das kritische Druckverhältnis bei sehr hohem<br />
Druck. Dies soll an einem Beispiel erläutert werden.<br />
Das kritische Druckverhältnis b charakterisiert den Übergang<br />
vom überkritischen Strömungsbereich in den unterkritischen Bereich.<br />
Dieser Parameter des Modells umfasst sowohl die geometrische<br />
Gestaltung der Komponente als auch die Eigenschaften<br />
des Gases. Aus experimenteller Sicht wird darauf hingewiesen,<br />
dass dieser Übergang fliessend ist und damit auch fehlerbehaftet.<br />
Es sind Abweichungen möglich im Bereich von Δb = ±0.1. Der<br />
Einfluss auf die Kennlinie ist jedoch deutlich geringer gegenüber<br />
dem Leitwert C. Ein fehlerhafter Leitwert C führt sofort zu einer<br />
sichtbaren Änderung der Kennlinie.<br />
Da eine Messung am Ventil bei einem Eingangsdruck von<br />
p 1<br />
= 1000 bar bisher nicht möglich war, beziehen wir uns auf eine<br />
Reihe aussagekräftiger FEM-Simulationen, die bei verschiedenen<br />
Eingangsdrücken durchgeführt wurden. Im Ergebnis jeder Simulation<br />
wurde bei verschiedenen Drücken p 1<br />
das kritisches Druckverhältnis<br />
ermittelt, welches in Bild 13 dargestellt wurde.<br />
Im Eingangsdruckbereich bis p 1<br />
= 50 bar kommt es zu geringfügigen<br />
Streuungen, die darauf zurückzuführen sind, dass die Strömung<br />
in diesem Druckbereich nicht stabil ist. Ab p 1<br />
= 50 bar bis<br />
1000 bar ist eine nahezu lineare Abhängigkeit erkennbar. Wie<br />
kann dieser Verlauf erklärt werden?<br />
Dazu verwenden wir den kritischen Druckverlauf des „idealen“<br />
b-Wertes, der für Wasserstoff als reales Gas ermittelt werden kann<br />
nach Gl. (9), Bild 14.<br />
Aus einem Vergleich von Bild 13 und 14 wird ersichtlich, dass<br />
das kritische Druckverhältnis für das reale Gas Wasserstoff ohne<br />
Simulation, d. h. ohne Geometrieeinfluss, Bild 14, einen ähnlichen<br />
Verlauf aufweist, wie das mit Hilfe von FEM berechnete<br />
kritische Druckverhältnis, Bild 13. Die Ergebnisse der FEM- Simulation,<br />
Bild 13, berücksichtigen sowohl den Geometrieeinfluss<br />
des Ventils als auch den Einfluss des realen Gases. Eine Näherung<br />
bietet sich an, indem der Verlauf des kritischen Druckverhältnisses<br />
mit Hilfe eines Korrekturfaktors berücksichtigt<br />
wird, Bild 15.<br />
Mit dieser Korrektur wird in Abhängigkeit vom Druck p 1<br />
das<br />
Verhalten des realen Gases berücksichtigt. Für einen Druck von<br />
Tabelle 02: Zustandsgrössen von H 2<br />
im engsten Querschnitt für p 1<br />
= 1000 bar, R H2<br />
= 4124 J/kg ∙ K<br />
Im engsten Querschnitt Zustandsgrößen H 2<br />
Reales Gas /15/ H 2<br />
Ideales Gas mit Gl. (18)<br />
Druck<br />
= 442.8 bar<br />
Temperatur = -39.7 °C<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 33
BERECHNUNGSMODELLE<br />
Tabelle 03: Zustandsgrössen von H 2<br />
im engsten Querschnitt für p 1<br />
= 500 bar, R H2<br />
= 4124 J/kg ∙ K<br />
Im engsten Querschnitt Zustandsgrößen H 2<br />
Reales Gas /15/ H 2<br />
Ideales Gas mit Gl. (18)<br />
Druck<br />
= 238.5 bar<br />
Temperatur = -36.1 °C<br />
p 1<br />
= 1000 bar wird eine maximale Abweichung von 6.7 % ermittelt.<br />
Dieser Wert ist akzeptabel, da eine geringfügige Verschiebung<br />
des Übergangs zwischen überkritischem und unterkritischem<br />
Strömungsbereich einen deutlich geringeren Einfluss auf<br />
die Durchflusscharakteristik hat im Vergleich zum kritischen<br />
Leitwert C. Wenn genauere Angaben für C und b im Hochdruckbereich<br />
erforderlich sind, wird die iterative Ermittlung der Zustandsgrössen<br />
im engsten Querschnitt, Bild 09, empfohlen.<br />
Für das kritische Druckverhältnis b kann folgende Näherung verwendet<br />
werden, Bild 15.<br />
b = 0.86 ∙ 0.294 = 0.253<br />
Der überkritische Massenstrom ergibt sich nach Gl. (4) zu<br />
BEISPIEL 2<br />
Gegeben:<br />
wobei die Temperaturkorrektur entfällt und für die Dichte<br />
und b = 0.294 für Luft bei p 1<br />
= 7.5 bar (abs.) und T = 20 °C.<br />
Gesucht wird der maximale Massenstrom H 2<br />
bei p 1<br />
= 500 bar und<br />
T = 20 °C.<br />
Mit Gl. (15) erhält man den C – Wert für Wasserstoff bei 14.2 bar:<br />
Im nächsten Schritt wird die Korrektur für den Druck von 500 bar<br />
ermittelt mit Hilfe der Zustandsgrössen im engsten Querschnitt,<br />
Tabelle 03, nach Flussdiagramm Bild 09.<br />
oder mit der Näherung, Bild 12, führt dies zu einem Korrekturwert<br />
von 0.93<br />
verwendet wurde. Für unterkritische Strömungsverhältnisse erhält<br />
man mit Gl. (5), in Abhängigkeit vom jeweiligen Druckverhältnis<br />
p 2<br />
⁄ p 1<br />
, den entsprechenden Massenstrom.<br />
7. VERGLEICH C, B- MODELL UND K V<br />
-WERT<br />
Das C, b-Modell hat den Vorteil, dass es die gewünschte Massenstrom-Kennlinie<br />
eines Ventils in Abhängigkeit vom Druckverhältnis<br />
im gesamten Arbeitsbereich abbilden kann. Diese Kenntnis<br />
vom Massenstrom ist insbesondere für Wasserstoff-Applikationen,<br />
wie z. B. bei der Auslegung von Wasserstoff-Tankstellen von<br />
grösster Wichtigkeit. Für eine erste Abschätzung können die Korrekturwerte,<br />
Bild 12 und Bild 15 verwendet werden. Ein K v<br />
-Wert<br />
bietet diesen Vorteil nicht. Zudem führt dieser zu einem Volumenstrom,<br />
der dann mit der Dichte in einen Massenstrom umgerechnet<br />
werden muss. Die Berechnung eines Massenstroms mit<br />
Hilfe des K v<br />
-Wertes kann bis zu einer Abweichung von 20 % gegenüber<br />
dem C, b-Modell führen.<br />
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG<br />
Tabelle 04: Vor- und Nachteile beider Modell-Ansätze in der Gegenüberstellung<br />
Durchfluss Luft<br />
Kennlinie Luft<br />
Nachteile / Vorteile k v<br />
- Wert C, b-Modell<br />
Beschreibt einen Volumendurchfluss, der<br />
anschließend in einen Massenstrom umgerechnet<br />
werden muss; ein Volumenstrom, der mit k v<br />
berechnet wird, ist auch vom Vordruck abhängig<br />
Das kritisches Druckverhältnis, meist als konstant<br />
angenommen mit b = 0.5, schränkt die Gültigkeit<br />
stark ein<br />
Beschreibt einen Massenstrom, ohne<br />
den "Umweg" über einen Volumenstrom;<br />
der C und b-Wert ist im<br />
Niederdruckbereich unabhängig<br />
vom Vordruck<br />
Gültig für alle möglichen Ventil-Bauformen;<br />
b wird experimentell (oder<br />
mit FEM-Simulation) im Niederdruckbereich<br />
ermittelt<br />
Übertragbarkeit auf Gase im Niederdruck VDI/VDE 2173 /4/ möglich, jedoch umständlich Einfach handhabbar<br />
Übertragbarkeit in den Hochdruckbereich Mit Gleichungen nach /4/ nur punktuell möglich Mit Realgasdaten für den ganzen<br />
Kennlinienbereich<br />
Druckabfall über dem Ventil<br />
Nach VDI/VDE 2173 /4/ nicht möglich, da<br />
Kennlinien über das Verhältnis vom Ventilhub<br />
dargestellt werden<br />
Einfache Ermittlung aus der<br />
Kennlinie<br />
∆p=p 1<br />
(1 – p 2<br />
⁄p 1<br />
)<br />
34 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
BERECHNUNGSMODELLE<br />
14<br />
Kritisches Druckverhältnis b p auf in bar Basis der Realgaseigenschaften<br />
von Wasserstoff ohne Geometrieeinfluss<br />
15 Korrekturfaktor für das kritische Druckverhältnis b für H 2<br />
im<br />
1 0,99824595<br />
10 0,99538655<br />
Druckbereich bis 1000 bar<br />
12 0,99475262<br />
Kritisches Druckverhältnis b 14,218 von Wasserstoff<br />
0,99405019<br />
Korrekturfaktor für das kritische Druckverhältnis b<br />
0,6<br />
0,5<br />
20 0,99222185<br />
16<br />
30<br />
0,99348628<br />
0,98906872<br />
1,00<br />
0,95<br />
40 0,98592639<br />
0,90<br />
0,4<br />
45 0,98435923<br />
50 0,98279477<br />
0,85<br />
0,3<br />
200 0,93774591<br />
300 0,91066832<br />
0,80<br />
0.86<br />
0,2<br />
bbbb mmmmmm =<br />
2<br />
κκκκ<br />
κκκκ−1<br />
400 0,88627615 b<br />
0,75<br />
κκκκ +1<br />
500 0,86439595<br />
600 0,84476789<br />
0,70<br />
0,1<br />
700 0,82713898<br />
0,65<br />
800 0,81128184<br />
0,0<br />
0,60<br />
900 0,79699446<br />
0 200 400 600<br />
1000 0,78409737<br />
800 1000<br />
0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000<br />
p 1 in bar<br />
Druck p 1 in bar<br />
b<br />
Korrektur<br />
8. ZUSAMMENFASSUNG<br />
Es wurde der Weg aufgezeigt vom K v<br />
-Wert bis hin zum C, b-Modell<br />
für Gase im Hochdruckbereich.<br />
In Tabelle 04 sollen einige Vor- und Nachteile beider Modell-<br />
Ansätze gegenübergestellt werden.<br />
AUSBLICK<br />
Die Ergebnisse vom Massenstrom von gasförmigem Wasserstoff<br />
durch Ventile bis zu einem Druck von 1000 bar wurden ausschliesslich<br />
mit Hilfe von FEM-Simulationen mit ANSYS CFX ermittelt.<br />
In Zukunft sind auf diesem Gebiet weitere Entwicklungsarbeiten<br />
zu erwarten. Daher sollten experimentelle Daten<br />
im Hochdruckbereich diese hier vorgelegten Ergebnisse komplettieren.<br />
Bilder: Eugen Seitz AG<br />
www.seitzhydrogen.ch<br />
Literaturhinweise:<br />
/1/ Früh, K. F.: Berechnung des Durchflusses in Regelventilen mit Hilfe des<br />
„Kv- Koeffizienten“. - In: Regelungstechnik, München 5. Jahrgang (1957) – S.<br />
307 bis 310<br />
/2/ Masoneilan Control Valve Sizing Handbook. Bulletin OZ1000 7/00.<br />
https://dokumen.tips/documents/masoneilan-control-valve-sizing-handbooksupplement-to-masoneilan-control.html?page=3<br />
/3/ Wiedmann, P.: Über das Durchflussvermögen pneumatischen Komponenten.<br />
– In: Ölhydraulik und Pneumatik, Mainz 23 (1979) 2. – S. 105 – 110.<br />
/4/ VDI/VDE-Richtlinien 2173, August 2022<br />
/5/ DIN 1343 – Januar 1990 - Referenzzustand, Normzustand, Normvolumen.<br />
Begriffe und Werte.<br />
/6/ Haack, S.: Theoretische und experimentelle Untersuchungen zur Aussagefähigkeit<br />
strömungstechnischer Kenngrösse an ausgewählten Strukturen<br />
pneumatischer Steuerventile. Dissertation 1991, Universität Erfurt, mathematisch-naturwissenschaftliche<br />
Fakultät<br />
/7/ ISO 6358 – 1989-10-01 Pneumatic fluid Power – Components using<br />
compressible fluids – Determination of flow characteristics<br />
/8/ ISO 6358-1 Pneumatic fluid power – Determination of flow-rate characteristics<br />
of components using compressible fluids – Part 1: General rules and test<br />
methods for steady state flow. First Edition 2013-05-15<br />
/9/ Murrenhoff, H.: Grundlagen der <strong>Fluidtechnik</strong>, Teil 2: Pneumatik, 2. Aufl.<br />
Shaker-Verlag, Aachen, 2006<br />
/10/ Ramsperger, M.: Entwurf einer aktiven Ventil-Regler-Einheit für den<br />
Betrieb mit gasförmigem Wasserstoff bis 87,5 MPa zum Einsatz in Brennstoffzellen-Fahrzeugen.<br />
Dissertation, Fakultät für Maschinenbau der TU Ilmenau,<br />
im Jahr 2014. In: Berichte aus dem Maschinenbau, Shaker Verlag Aachen 2014.<br />
/11/ Ramsperger M., Pasieka, L.: Zur Anwendbarkeit des Massenstrom-Modells<br />
nach ISO 6358 mit den Kennwerten Leitwert C und kritisches Druckverhältnis<br />
b für Gase im Hochdruckbereich bis 300 bar. In: Forschung im<br />
Ingenieurwesen, 2014, DOI 10.1007/s10010-014-0177-7<br />
/12/ ISO 6358-2 Pneumatic fluid power – Determination of flow-rate<br />
characteristics of components using compressible fluids – Part 2: Alternative<br />
test method – Second Edition 2019-08<br />
/13/ ISO 6358-3 Pneumatic fluid power – Determination of flow-rate<br />
characteristics of components using compressible fluids – Part 3: Method for<br />
calculating steady-state flow-rate characteristics of Systems – First Edition<br />
2014-10-01<br />
/14/ Bohl, Willi: Technische Strömungslehre. – 12., völlig neu bearbeitete und<br />
erweiterte Auflage; Würzburg: Vogel Verlag 2001; ISBN 3–8023-1740-8,<br />
(Kamprath-Reihe), Seite 321<br />
/15/ Kretzschmar, H.-J.; Kunick, M.; Herrmann, S.: Property Calculation<br />
Libraries for Thermodynamic and Transport Properties of Working Fluids in<br />
Power Engineering. KCE-ThermoFluidProperties, Dresden (<strong>2023</strong>), available at<br />
www.thermofluidprop.com<br />
/16/ Kretzschmar, H.-J.; Kraft, I.: Kleine Formelsammlung Technische<br />
Thermodynamik. Fachbuchverlag Leipzig im Carl Hanser Verlag 2016, 5.,<br />
aktualisierte Auflage, Seite 37<br />
/17/ Isobaric properties for hydrogen – NIST https://webbook.nist.gov/<br />
chemistry/fluid/<br />
Formelzeichen<br />
A [m 2 ] Querschnittsfläche<br />
b [-] Kritisches Druckverhältnis<br />
C [m 4 ∙s/kg], [Nl/s∙bar] Leitwert im überkritischen Bereich<br />
nach ISO 6358<br />
C e<br />
[m 4 ∙s/kg], [Nl/s∙bar] Leitwert durch eine Komponente<br />
(Ventil, Drossel, etc.)<br />
C v<br />
[Gallone (US)/Minute)] Amerikanischer C v<br />
-Factor<br />
c p<br />
[kJ/kg∙K] Spezifische Wärmekapazität bei<br />
konstantem Druck<br />
c v<br />
[kJ/kg∙K] Spezifische Wärmekapazität bei<br />
konstantem Volumen<br />
h [kJ/kg] Spezifische Enthalpie<br />
K v<br />
[m 3 /h] Durchflusskoeffizient (K v<br />
-Wert)<br />
k [-] Isentropenexponent des Fluids<br />
[g/s], [kg/s], [kg/h]<br />
p [Pa], [bar] Druck<br />
Massenstrom<br />
Δp [Pa], [bar] Differenzdruck<br />
R [J/kg∙K] Gaskonstante<br />
T [K], [°C] Temperatur<br />
v [m 3 /kg] Spezifisches Volumen<br />
w [m/s] Geschwindigkeit<br />
y [-] Ausflussfunktion für Gase<br />
Q [m 3 /h] Volumendurchfluss<br />
[kg/m 3 ]<br />
Dichte<br />
[-] Strahlkontraktionszahl<br />
j [-] Geschwindigkeitsziffer<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 35
RUBRIZIERUNGSEBENE<br />
SONDERTEIL<br />
MOBILE MASCHINEN<br />
LANDWIRTSCHAFT DER ZUKUNFT<br />
VOM FELD IN DIE CLOUD:<br />
EDGE-PC-TECHNIK FÜR AUTONOME<br />
MASCHINEN UND DIE DIGITALISIERUNG<br />
MOBILE MASCHINEN<br />
Carola Schwankner, Unternehmensredakteurin bei B&R<br />
36 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> 2022/xx <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
AUTONOME MASCHINEN<br />
Der Landwirt auf dem Traktor bei der<br />
Feldarbeit, dieses traditionelle Bild wird sich<br />
grundlegend ändern. Um die wachsende<br />
Weltbevölkerung ausreichend mit<br />
Agrarerzeugnissen und Lebensmitteln zu<br />
versorgen, werden der Landwirt und sein<br />
Traktor zwar ein Team bleiben, aber in Zukunft<br />
wird die Maschine auf dem Feld selbständig<br />
pflügen, eggen, säen, düngen, jäten und<br />
ernten. Autonome Landmaschinen sind eine<br />
interessante Möglichkeit, um die Produktivität<br />
in der Landwirtschaft zu steigern. Sie arbeiten<br />
immer auf den Zentimeter genau – ohne<br />
Pause. Von dieser Vision ist man bei B&R<br />
überzeugt. Der Automatisierungsspezialist<br />
stellt leistungsfähige PC-basierte Lösungen<br />
vor, um die anspruchsvolle Datenanalyse,<br />
Prozesse und Kommunikation auf autonomen<br />
mobilen Maschinen in der Landtechnik von<br />
morgen umzusetzen – robust, flexibel und<br />
effizient.<br />
AUTONOME MASCHINEN<br />
SIND EINE ANTWORT AUF<br />
DEN FACHKRÄFTEMANGEL<br />
IN DER LANDWIRTSCHAFT<br />
Im Jahr 2050 werden rund 9 Mrd. Menschen auf der Erde leben.<br />
Und eines müssen sie alle: essen. Das stellt die Landwirtschaft<br />
vor große Herausforderungen. Die Erträge müssen<br />
deutlich gesteigert werden, obwohl immer weniger Anbauflächen<br />
und immer weniger qualifizierte Arbeitskräfte zur<br />
Verfügung stehen. Eine Lösung sind autonome Maschinen.<br />
Ihre Präzision kann selbst der beste Landwirt oder Traktorfahrer<br />
nicht erreichen und vor allem nicht über Stunden hinweg<br />
aufrechterhalten. Eine autonome Maschine kann das<br />
durchaus. Daher ist sie unverzichtbar für die moderne Landwirtschaft.<br />
ERTRÄGE STEIGERN, RESSOURCEN SCHONEN<br />
Ernteverluste bei Kartoffeln lassen sich zum Beispiel bereits<br />
bei der Aussaat vermeiden. Damit die Kartoffel richtig anwachsen<br />
kann, muss sie exakt in die Mitte eines kleinen Erdhügels<br />
gesetzt werden. Eine autonome Maschine wird genau<br />
für diesen Pflanzvorgang programmiert. Jede Kartoffel auf<br />
dem Feld setzt sie exakt. Sie arbeitet dabei schnell und ohne<br />
Pause.<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 37
AUTONOME MASCHINEN<br />
01 Der PC für mobile Maschinen von B&R verfügt über einen<br />
Intel-Prozessor, der über einen weiten Bereich skalierbar ist – vom<br />
Celeron bis hin zum Core i7<br />
DER EDGE-PC KOMPRIMIERT<br />
UND AGGREGIERT DATEN FÜR<br />
DIE CLOUD UND ERMÖGLICHT<br />
DIE DATENÜBERTRAGUNG IN<br />
EINE CLOUD<br />
„Ein vergleichbares Produkt, das dieses hohe Maß an Rechenleistung<br />
und Modularität in der kompakten Form eines PC bietet,<br />
gibt es für mobile Maschinen aktuell nicht am Markt“, sagt Taxer.<br />
B&R kann auf das Know-how und die Erfahrung aus 40 Jahren<br />
Automatisierung und PC-Fertigung für die Industrie zurückgreifen<br />
und ermöglicht nun mittelständischen Maschinenbauern<br />
mobiler Maschinen den Schritt in die Digitalisierung.<br />
Der PC eignet sich für den Einsatz in rauer Umgebung. Er weist<br />
die Schutzklasse IP69K auf und kann in einem Temperaturbereich<br />
von -40° C bis +85 °C betrieben werden. Das komplett geschlossene<br />
Gehäuse kommt ohne Lüfter aus und ist zudem hochresistent<br />
gegen Schock und Vibration. Ein speziell entwickeltes<br />
Temperaturmanagement schützt den Prozessor vor Überhitzung<br />
und stellt sicher, dass er auch bei niedrigen Temperaturen einwandfrei<br />
funktioniert.<br />
VERNETZUNG FÜR SMART FARMING<br />
Damit Maschinen sich untereinander vernetzen und miteinander<br />
kommunizieren können, müssen sie Daten austauschen. Der<br />
Mähdrescher kann zum Beispiel Geschwindigkeit und Lenkung<br />
des nebenherfahrenden Traktors mit Ladeanhänger übernehmen<br />
und so sicherstellen, dass die Ladefläche optimal ausgenutzt und<br />
möglichst kein Saatgut vergeudet wird. Für die Kommunikation<br />
miteinander verwenden die Maschinen spezielle Protokolle.<br />
B&R unterstützt die dafür gängigen Protokolle: OPC UA und<br />
MQTT. Sie ermöglichen, Datenpakete zuverlässig zu übertragen,<br />
auch wenn die Netzwerkverbindung schlecht oder zeitweise unterbrochen<br />
ist. Taxer stellt heraus: „Sei es Hardware, Software<br />
oder ein einheitlicher und offener Kommunikationsstandard –<br />
mit B&R als Technologie-Partner ist moderne Landwirtschaft im<br />
Sinne von Smart Farming problemlos möglich.“<br />
MOBILE MASCHINEN<br />
Landwirte profitieren neben der Präzision von autonomen Maschinen<br />
auch von deren sparsamem Umgang mit Ressourcen.<br />
Dünge- oder Pflanzenschutzmittel werden exakt auf die Pflanze<br />
aufgetragen und nicht großflächig verteilt. „So können Landwirte<br />
ihre Materialkosten niedrig halten und ihren Ertrag steigern, da<br />
jede Pflanze gezielt versorgt wird“, erklärt Stefan Taxer, Produktmanager<br />
für Mobile Automation bei B&R. Zudem wird die Umwelt<br />
geschont. Auch schwierige und zeitaufwendige Arbeiten wie<br />
das Pflügen von Feldern oder das Jäten von Unkraut können Maschinen<br />
übernehmen. Taxer betont: „Mit autonomen Maschinen<br />
wird dem Mangel an Fachkräften in der Landwirtschaft entgegengewirkt.“<br />
Zudem übernehmen die Maschinen monotone Aufgaben<br />
und entlasten die Arbeiter.<br />
DATEN SAMMELN UND AUSWERTEN<br />
Damit autonome Maschinen all diese Vorgänge übernehmen<br />
können, benötigen sie Daten, zum Beispiel von Sensoren. Zudem<br />
müssen sie diese Daten verarbeiten können: „Wesentlich für eine<br />
autonome Maschine ist eine hohe Rechenleistung“, sagt Taxer.<br />
Einfache Steuerungssysteme zur Automatisierung von Maschinen<br />
reichen nicht mehr aus. Auch sogenannte Big-Data-Analysen<br />
sind für die Produktivitätssteigerung notwendig.<br />
Besitzt ein autonomer Traktor zum Beispiel die Fähigkeit, Daten<br />
von Wetterstationen zu beziehen, kann er ausloten, wann auf<br />
dem Feld die besten Arbeitsbedingungen herrschen. Sind aufgrund<br />
eines Wetterwechsels Probleme absehbar, stoppt er automatisch<br />
und nimmt die Arbeit selbständig wieder auf, sobald sich<br />
die Wetterlage gebessert hat.<br />
PC FÜR MOBILE MASCHINEN<br />
Um die notwendige Rechenleistung für Datenanalysen und autonome<br />
Prozesse zu gewährleisten, bietet B&R einen PC für mobile<br />
Maschinen: Er verfügt über einen Intel-Prozessor, der über<br />
einen weiten Bereich – vom Celeron bis hin zum Core i7 – skalierbar<br />
ist. Der Vorteil in der Technologie von Intel liegt in der<br />
deutlich höheren Performance bei gleichzeitig geringerer Leistungsaufnahme.<br />
Sei es Hardware, Software oder ein einheitlicher<br />
und offener Kommunikationsstandard<br />
– mit B&R als Technologie-Partner ist<br />
moderne Landwirtschaft im Sinne von<br />
Smart Farming problemlos möglich.<br />
Stefan Messerklinger, Produktmanager für Mobile<br />
Automation bei B&R<br />
38 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
AUTONOME MASCHINEN<br />
Mit seiner hohen Performance eignet sich der PC optimal für<br />
smarte Maschinen, die miteinander kommunizieren und Daten<br />
in die Cloud schicken.<br />
VOM FELD IN DIE CLOUD<br />
Die von einer autonomen Maschine gesammelten Daten können<br />
auch für unterschiedliche Auswertungen wie Vergleiche herangezogen<br />
werden. So lässt sich unter anderem der erwirtschaftete<br />
Ertrag zwischen mehreren Mähdreschern analysieren. Optimierungspotenzial<br />
für die nächste Aussaat oder Düngung können so<br />
identifiziert werden. „Der PC von B&R fungiert als Edge-Gerät<br />
und ermöglicht die Datenübertragung von der Maschine in eine<br />
Cloud“, erklärt Taxer. Der Edge Controller ist ein Gerät zur Erfassung<br />
großer Mengen an Daten von unterschiedlichen Maschinen.<br />
Er komprimiert und aggregiert diese Daten und bereitet sie<br />
für die Speicherung in der Cloud entsprechend auf.<br />
Auch Systeme zur vorausschauenden Wartung und Fernwartung<br />
können mit den vom PC gesammelten Daten versorgt werden.<br />
Taxer erklärt: „B&R bietet ein vorinstalliertes und vorkonfiguriertes<br />
Paket, mit dem die vorausschauende Wartung mit wenig<br />
Aufwand implementiert wird.“ Dadurch lassen sich Wartungen<br />
für Maschinen prognostizieren und einplanen. Die<br />
Verfügbarkeit der Maschine erhöht sich.<br />
GESCHAFFEN FÜR DEN ACKER<br />
Der PC für mobile Maschinen von B&R bietet ein hohes Maß an<br />
Performance und Rechenleistung speziell für Maschinen, die in<br />
rauer Umgebung wie der Landwirtschaft eingesetzt werden. Er<br />
unterstützt Standard-Betriebssysteme wie Windows 10 IoT Enterprise<br />
und Linux und verfügt über bis zu 16 GB RAM Speicher und<br />
ist mit einem TPM-Modul ausgestattet.<br />
Der PC hat einen Arbeitsbereich von -40 °C bis +85 °C und ist<br />
resistent gegenüber Vibrationen, Schock, Salz, UV-Licht und Öl.<br />
Zudem kann dem PC auch Feuchtigkeit nichts anhaben. Ein spezielles<br />
Ventil mit Gore-Tex-Membran verhindert, dass Feuchtigkeit<br />
von außen in das Gehäuse des PCs gelangt. Kondenswasser<br />
kann durch das Ventil problemlos abgegeben werden. Der PC ist<br />
unempfindlich gegenüber Spannungsschwankungen. Neben einem<br />
breiten Standardspannungsbereich von 9 bis 32 V verfügt er<br />
02 Mit seiner<br />
hohen Performance<br />
eignet sich<br />
der PC optimal für<br />
smarte Maschinen,<br />
die miteinander<br />
kommunizieren und<br />
Daten in die Cloud<br />
schicken<br />
über eine integrierte Load-Dump-Funktion. Dadurch werden<br />
Spitzen in der Spannungsversorgung ausgeglichen, um die Elektronik<br />
zu schützen und einen unterbrechungsfreien Betrieb sicherzustellen.<br />
Bilder: B&R<br />
www.br-automation.com<br />
effizient<br />
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Gehäuseabdichtung<br />
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MOBILE MASCHINEN<br />
Wartungsarbeiten an tonnenschweren<br />
Maschinen, die im Tagebau eingesetzt werden,<br />
stellen die Betreiber der Minen sowie das<br />
Instandhaltungsunternehmen vor große<br />
planerische, technische sowie finanzielle<br />
Herausforderungen. Laserdistanzsensoren aus<br />
dem Hause Dimetix erweisen sich hier als<br />
hilfreiches Werkzeug, wie das<br />
Anwendungsbeispiel an einem Seilbagger zeigt.<br />
Seilbagger zeichnen sich durch robuste Bauteile wie Oberwagen,<br />
Drehkranz und Unterwagen aus. Als Unterwagen<br />
wird der untere Maschinenteil bezeichnet, der zum Verfahren<br />
des Baggers dient und je nach Größe und Modell auf Rädern<br />
oder über Raupen geführt wird sowie den schwenkbaren<br />
Oberwagen trägt. Der Drehkranz verbindet Ober- und Unterwagen<br />
miteinander und ermöglicht die Drehbewegung des Oberteils. Bei<br />
Wartungsarbeiten muss der Oberwagen vom Unterwagen angehoben<br />
werden. Dies geschieht mithilfe von Hydraulikaggregaten.<br />
Bei der in den Bildern gezeigten Anwendung am Seilbagger<br />
wurden Dimetix Laserdistanzsensoren eingesetzt, um einerseits<br />
das gleichmäßige Anheben und wieder Absenken des Oberwagen<br />
vom Unterwagen zu gewährleisten. Andererseits werden die<br />
Sensoren dafür verwendet, um die Parallelität des Seilbagger<br />
Oberwagens im angehobenen Zustand während der Wartung sicherzustellen.<br />
Dies geschieht durch eine kontinuierliche, berührungslose<br />
und millimetergenaue Messung der Sensoren. Ein Ausgangssignal<br />
der Laserdistanzsensoren aktiviert bei Abweichung<br />
der Parallelität die Hydraulikaggregate, auf deren Zylinder der<br />
Oberwagen platziert ist. Dieses Zusammenspiel aus Ausgangssignal<br />
und aktivierten Hydraulikaggregaten hat eine Korrektur der<br />
Parallelität zur Folge. Der Sollzustand wird wieder erreicht.<br />
SCHNELL UND PRÄZISE MESSEN MIT<br />
KOMBINIERTEM VERFAHREN<br />
Herkömmliche Laserdistanzsensoren messen entweder die<br />
Lichtlaufzeit oder die Phasenverschiebung. Die Laufzeitmessung<br />
geht schnell vonstatten, ist allerdings aufgrund der anspruchsvollen<br />
Zeitmessung oft nicht präzise genug. Die Messung der Phasenverschiebung<br />
ist entfernungsabhängig und deutlich genauer,<br />
aber durch die aufwendigere Auswertung zeitintensiver im Vergleich<br />
zur reinen Laufzeitmessung.<br />
Die Sensorikspezialisten der Schweizer Dimetix AG gehen deshalb<br />
einen anderen Weg. Bei ihren Laserdistanzsensoren kombinieren<br />
sie im Prinzip die Vorzüge beider Messmethoden, indem<br />
sie sowohl Laufzeit als auch Phasenversatz auswerten. Um eine<br />
hohe Messgeschwindigkeit zu erreichen, arbeitet das Verfahren<br />
mit einer Hochfrequenzmodulation der Laseramplitude und<br />
wertet die Phasenlage und den Abstand dieser aufmodulierten<br />
Hochfrequenzsignale (Bursts) aus. Dabei wird der Laserstrahl in<br />
kurzen Abständen amplitudenmoduliert. Dadurch kann man<br />
sehr schnell die entfernungsabhängige Laufzeitverschiebung der<br />
einzelnen Pulspakete messen, aber auch die Phasenverschiebung<br />
der einzelnen Wellen innerhalb der modulierten Pakete. Die Sensoren<br />
messen deshalb schneller als normalerweise üblich und<br />
liefern auch bei großen Entfernungen genaue Werte.<br />
Abhängig vom Geräte-Typ eignen sich die Dimetix-Sensoren<br />
deshalb für Distanzen von 0,05 bis 500 m und messen mit einer<br />
Genauigkeit von ± 1 mm bei einer Wiederholgenauigkeit von<br />
± 0,3 mm.<br />
Bilder: Dimetix<br />
www.dimetix.com<br />
VORTEILE FÜR DEN BETREIBER<br />
n Einfache Installation dank sichtbarem Laser<br />
n Einfache Konfiguration dank kostenloser Dimetix<br />
Software<br />
n Betrieb in großem Temperaturbereich (- 40 °C bis<br />
+ 60 °C) möglich<br />
n Messdistanz auf natürlicher Oberfläche: bis zu 100 m<br />
n Messdistanz auf Reflexionsfolie: bis zu 500 m<br />
n Genauigkeit: ± 1 mm<br />
n Wiederholgenauigkeit: ± 0.3 mm<br />
n Wartungsfreier Betrieb<br />
40 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
MARKTPLATZ<br />
PROGRAMMIERBARER MINIATUR-DREHGEBER<br />
Dank seiner kompakten Maße ist der bewährte Miniatur-Drehgeber<br />
der Serie MH609 von FSG vor allem dort einsetzbar, wo<br />
nur wenig Platz zur Verfügung steht. Typische Anwendungen<br />
sind Steuergeräte für Baumaschinen sowie Fahrschalter und<br />
Bediengeräte für die Bahn- und Schiffsindustrie. In Kooperation<br />
mit einem norwegischen Unternehmen aus der Schiffsbaubranche<br />
hat FSG jetzt das neue programmierbare<br />
Modell MH609-P entwickelt. Eingesetzt wird<br />
es im Steuerhebel für die Schiffsruderanlage,<br />
es passt sich mit entsprechender Programmierung<br />
durch den Anwender exakt dem<br />
Hebelweg an. Das Funktionsprinzip für das<br />
neue analoge Modell ist abgeleitet vom<br />
FSG-Miniatur-Drehgeber MH605, bei dem<br />
sich der Winkelbereich ebenfalls vom Anwender auf jeden beliebigen<br />
Winkel bis 360° programmieren lässt. Ohne diese<br />
Programmierbarkeit wäre der Drehgeber zum einen auf einen<br />
festen Drehwinkel beschränkt, der jeweils nur für eine spezifische<br />
Anwendung geeignet ist und zu Kompromissen in Bezug<br />
auf Auflösung und Präzision führen könnte. Zum anderen<br />
ermöglicht es die Programmierung, das<br />
gleiche Drehgebermodell für verschiedene<br />
Anwendungen mit unterschiedlichen<br />
Drehwinkeln einzusetzen: Die Reduktion<br />
unterschiedlicher Drehgeber auf nur ein<br />
programmierbares Gerät wie den MH609-P<br />
spart Aufwand und Kosten.<br />
www.fsg-sensors.de<br />
ANGEBOT AN ATEX-MOTOREN ERWEITERT<br />
Kollmorgen, ein weltweit führender Anbieter von Antriebsteuerungssystemen,<br />
gab die ATEX-Zertifizierung und die IECEx/<br />
cETLus-Listung für den explosionsgeschützten Goldline EBH<br />
480 Vac-Servomotor bekannt.<br />
Für Hochspannungsanwendungen<br />
in explosionsgefährdeten Bereichen<br />
bieten die Goldline EBH-Servomotoren<br />
Drehzahlen bis zu 7.500 U/min<br />
mit außergewöhnlich hoher<br />
Drehmomentdichte für maximale<br />
Leistung bei minimalem Platzbedarf.<br />
Die robuste Resolver-Rückführung<br />
und ein eingebautes Thermostat<br />
unterstützen den zuverlässigen Betrieb unter rauen<br />
Umgebungsbedingungen. Kollmorgen schützt den Motor mit<br />
einer flammfesten Methode, so dass jede interne Zündung<br />
innerhalb des Motorgehäuses eingeschlossen wird, ohne dass<br />
die Möglichkeit besteht, dass sie in die äußere Atmosphäre<br />
gelangt. Die maximale Oberflächentemperatur des Motors<br />
unter Fehlerbedingungen beträgt 200°C.<br />
www.kollmorgen.com<br />
FÜR EXTREME BELASTUNG AUSGELEGT<br />
Um den besonderen<br />
Ansprüchen der Verbindungstechnik<br />
in der<br />
mobilen Automation<br />
gerecht zu werden,<br />
ergänzt Escha sein<br />
Portfolio um weitere branchentypische<br />
Rechteck-<br />
Steckverbinder in<br />
Deutsch-DT Bauform.<br />
Die neue Produktfamilie ist in verschiedenen Poligkeiten (2-, 3-,<br />
4-, 6-, 8-, 12-polig) als gerade Stecker- und Buchsenvariante<br />
erhältlich. Darüber hinaus stehen 2- und 3-polige Buchsenvarianten<br />
mit LED und Schutzbeschaltung zur Verfügung. Alle<br />
Steckverbinder in Deutsch-DT-Bauform erfüllen die hohen<br />
Anforderungen der Schutzklassen IP67, IP68 und IP69. Die<br />
angespritzte Entriegelungslasche verhindert ein ungewolltes<br />
Trennen der Steckverbindung unter Last und erhöht die<br />
Sicherheit. Ein ebenfalls angespritzter Schwalbenschwanz dient<br />
zur Befestigung.<br />
www.escha.net<br />
ESX.4 - eine starke Familie<br />
Performante Controller, skalierbar für kleine und große Arbeitsmaschinen<br />
● Leistungsstarker Infineon Aurix Multicore Prozessor<br />
● Safety-Applikationen bis SIL2/PLd<br />
● Managed Ethernet Switch mit 1 Gbit/s und SPE (100Base-T1)<br />
● Bis zu 60 frei konfigurierbare Multifunktionseingänge<br />
und 53 High-Side- und Low-Side-Ausgänge<br />
● Hohe Anwendungsflexibilität durch unterschiedliche<br />
Gehäusegrößen und Varianten<br />
ESX.4cm-a<br />
ESX.4cs-gw<br />
ESX.4cl<br />
Entdecken Sie<br />
unsere neuen<br />
agrarspezifischen<br />
ESX-Varianten<br />
auf der<br />
Sensor-Technik Wiedemann GmbH<br />
Am Bärenwald 6 • 87600 Kaufbeuren • Deutschland • www.stw-mm.com<br />
Hannover<br />
12. - 18.11.<strong>2023</strong>11.<strong>2023</strong> - Halle 15, Stand G50
PROMOTION<br />
LANDWIRTSCHAFTSKAMPAGNE<br />
WIE SKF LANDWIRTE AN TECHNIK-<br />
WISSEN TEILHABEN LÄSST<br />
landwirtschaftliche Schulungen für das SKF-Verkaufsteam an sowie<br />
einen „agricultural helpdesk“, also eine Art „Notfallberatung“<br />
im Agrarbereich.<br />
MOBILE MASCHINEN<br />
SKF-Markenbotschafter<br />
Bernd Albert vor einem<br />
modernen Mähdrescher<br />
“Oh, hi. Bernd here from SKF!” Bernd Albert hat<br />
ein bisschen zu knabbern, bis ihm die lockere<br />
englische Begrüßungsformel flüssig über die<br />
Lippen kommt. Der Mann aus Bad Segeberg ist ja<br />
auch kein Entertainer, sondern technischer<br />
Verkaufsberater bei SKF. Dennoch stand er<br />
kürzlich in Rannungen bei Schweinfurt vor der<br />
Kamera und sprach auf Englisch, Deutsch und<br />
Polnisch über die Herausforderungen der<br />
modernen Landwirtschaft.<br />
Bernd Albert ist das Gesicht der aktuellen Landwirtschaftskampagne<br />
des schwedischen Wälzlagerherstellers. Die<br />
nennt sich „SKF Agventure“ und will landwirtschaftliche<br />
Betriebe nicht nur regelmäßig mit wichtigen technischen<br />
Informationen versorgen, sondern innerhalb einer Online-Community<br />
auch den Erfahrungsaustausch fördern. Und Erfahrung<br />
ist das, womit Albert mehr als die meisten anderen dienen kann.<br />
„In der Landwirtschaft“, sagt er, „habe ich schon viel gesehen und<br />
gelernt, das ich gerne weitergebe. Und wenn ich mal etwas nicht<br />
weiß, dann weiß ich meist, wer es weiß.“<br />
Bernd Albert ist Bauer und studierter Agraringenieur. Er hat in<br />
Schleswig-Holstein Anfang der Neunziger den elterlichen Hof geführt,<br />
zwischenzeitlich in Kanada Gemüseanbau und Schweinehaltung<br />
betrieben, ist der Liebe wegen mit einem halben Bein in<br />
Polen gelandet, wo er unter anderem für die Landtechnik-Riesen<br />
John Deere, Lemken und Rabe Agrartechnik arbeitete. Am Ende<br />
heuerte er bei PEER an, einem Wälzlagerspezialisten für den Agrarbereich,<br />
der inzwischen Teil der SKF-Konzernfamilie ist. Im<br />
Rahmen der Verkaufsförderung bietet der Agraringenieur heute<br />
FRÜHER WAR ALLES ANDERS, ABER NICHT<br />
BESSER<br />
Seit seinen Anfängen in der Landwirtschaft hat sich vieles geändert.<br />
Und viele dieser Änderungen stellen neue Anforderungen<br />
an die Wälzlager, die sich tausendfach in Agrarmaschinen drehen.<br />
„Nehmen wir nur die GPS-Steuerung von teil- oder vollautomatischen<br />
Maschinen, die eine ganz andere Bearbeitung der<br />
Ackergrundstücke ermöglicht“, so Albert. „Früher habe ich den<br />
Acker Reihe für Reihe mit kurzen Wendeschleifen bearbeitet.<br />
Heute ermöglicht die GPS-Steuerung effizientere Fahrwege und<br />
fast doppelt so hohe Geschwindigkeiten. Das bedeutet auch<br />
deutlich höhere Beanspruchung für die Wälzlager.“<br />
Andere Beispiele seien die früher starren Scheibeneggen, die<br />
heute dank Agrihub-Wälzlagern durch einzeln aufgehängte<br />
Scheiben ersetzt und weniger fehleranfällig sind und höhere Arbeitsgeschwindigkeiten<br />
erlauben. Oder die „virtual maintenance<br />
free bearings“ – dauergeschmierte Wälzlager für die Landtechnik.<br />
„Zu meiner Zeit war man nach der Feldarbeit noch in der Halle<br />
und hat die Lager nachgeschmiert. Heute ist das einfacher…“<br />
Und von diesen Erleichterungen sollen jetzt möglichst viele<br />
Landwirte profitieren. Vor allem im Herbst, während der Erntezeit<br />
mit ihren Dauerbelastungen für Mensch und Maschine, sollen<br />
Zeitverluste und Mehraufwände durch Maschinenausfälle<br />
vermieden werden. Für die verschiedenen Anwendungen – vom<br />
Vollernter über den Scheibenmäher bis zur Ballenpresse – haben<br />
Albert und die SKF-Ingenieure die individuellen Herausforderungen<br />
für Maschinen und ihre Bauteile identifiziert. In themenspezifischen<br />
Podcasts, Videos und mithilfe technischen Informationsmaterials<br />
geben sie wichtige Hinweise, wie Maschinenschäden<br />
oder gar -stillstände auch mithilfe der SKF-Zustandsüberwachungssysteme<br />
vermieden werden können.<br />
„Join us and let’s tackle farming challenges together.”<br />
Bernd Albert ist am Ende des rund zweiminütigen Teasertextes<br />
angelangt. „See you soon!“ Die englische Fassung ist abgedreht,<br />
Deutsch und Polnisch folgen. Mit seiner glaubwürdigen Expertise<br />
und im ländlichen Umfeld Rannungens sollte Albert seiner<br />
Zielgruppe Appetit gemacht haben auf das landwirtschaftliche<br />
Informationspaket von SKF. Jetzt müssen sie sich nur noch auf<br />
das „Agventure“ einlassen und sich online bei der SKF-Landwirtschafts-Community<br />
anmelden unter https://skf.li/8wzwf2.<br />
Bild: SKF<br />
www.skf.de<br />
DAUERGESCHMIERTE<br />
WÄLZLAGER ERLEICHTERN<br />
DIE ARBEIT UNGEMEIN<br />
42 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
MARKTPLATZ<br />
RTB-LAGER MIT INTEGRIERTEM MESSSYSTEM<br />
RTB-Axial-Radiallager von<br />
Rodriguez sind aufgrund ihrer<br />
sehr hohen Festigkeit, Kippsteifigkeit<br />
und Abrollgenauigkeit die<br />
ideale Lösung für Dreh- und<br />
Positioniereinheiten von<br />
Werkzeugtischen. Die hochpräzisen<br />
Lager liefern auch bei hohen<br />
Geschwindigkeiten und extremer Beanspruchung beste<br />
Arbeitsergebnisse. Innerhalb der RTB-Baureihe wurde der Typ<br />
ABS mit integriertem Absolutwertgeber weiter optimiert: Die<br />
Lager sind jetzt noch präziser und leistungsfähiger und zeichnen<br />
sich u.a. durch verbesserte Steifigkeit aus. Sie sind in<br />
verschiedenen Größen mit Innendurchmessern von 150 bis 580<br />
mm Bohrung erhältlich. Sie sind außerdem so kompakt<br />
konstruiert, dass sich das Messsystem bei der Montage<br />
automatisch exakt positioniert. Der Absolut-Encoder (Abtastkopf<br />
mit integrierter Elektronik) ermöglicht eine absolute<br />
Positionserfassung der Drehachse in Echtzeit mit einer Auflösung<br />
bis zu 26 bit. Aufgrund der hohen Messgenauigkeit kann<br />
die Bewegung optimal gesteuert werden – unverzichtbar für<br />
die Herstellung hochpräziser Teile. Es sind Treiber für die<br />
Schnittstellen HEIDENHAIN Endat 2.2, SIEMENS Drive CLiQ®,<br />
FANUC αi, Mitsubishi, BiSS/C, SSI + 1Vpp verfügbar.<br />
www.rodriguez.de<br />
DISPLAYS FÜR MOBILE ANWENDUNGEN<br />
Bosch Rexroth erweitert das BODAS-Ecosystem für Mobilelektronik<br />
um die neue Display-Reihe DI5. Die ab sofort in drei<br />
Größen verfügbare Touchscreen-Einheit lässt sich flexibel in<br />
Kabinen und Führerstände oder im Außenbereich integrieren<br />
und bietet beste Voraussetzungen für eine einfache und<br />
intuitive Bedienung der mobilen<br />
Arbeitsmaschine. Funktionen und<br />
Visualisierungen können frei in verschiedenen<br />
Entwicklungsumgebungen<br />
gestaltet werden. Die kostenfreie<br />
Toolbox enthält unter anderem praktische<br />
Service-Funktionen für angeschlossene<br />
RC40-Steuergeräte. Neben Codesys lässt sich das BODAS<br />
DI5 auch per Qt-Linux oder C/C++ programmieren. Mit den<br />
Größen 5 Zoll, 7 Zoll und 10,1 Zoll und einem umfangreichen<br />
Funktionsspektrum deckt die neue Displayreihe nahezu alle<br />
Anwendungsfälle ab – von der vergleichsweise einfachen<br />
Anzeige bestimmter Parameter über aufwendig designte<br />
Dashboard-Nachbildungen bis zum sogenannten Bird- oder<br />
Area-View. Ob im Hoch- oder Querformat, ob im Armaturenbrett<br />
oder als solitäre Einheit, ob in der Kabine oder außen an<br />
der Maschine – die Display lassen sich optimal integrieren, in<br />
Baumaschinen, Flurförderfahrzeugen und landwirtschaftliche<br />
Maschinen bis hin zu Kommunalfahrzeugen.<br />
www.boschrexroth.com<br />
NEUE FAHRERASSISTENZLÖSUNG FÜR STAPLER<br />
Ab Herbst ist das dynamische Rückwärtsgeschwindigkeitssystem<br />
für ausgewählte Hyster-Gabelstapler optional ab<br />
Werk erhältlich. Das zum Patent angemeldete Rückwärtsgeschwindigkeitssystem<br />
ist für Hyster Kunden bei ausgewählten<br />
3- und 4-Rad-Staplern mit einer Tragfähigkeit von<br />
1,5 bis 5,5 Tonnen verfügbar. Neben dem Rückfahrhebel<br />
befindet sich am Stapler ein Sensor, der erkennt, ob sich<br />
eine Hand am Griff befindet. Ist dies der Fall, kann der<br />
Stapler mit voller Geschwindigkeit rückwärtsfahren. Ist der<br />
Sensor nicht aktiviert, wird die Rückfahrgeschwindigkeit auf 2 km/h begrenzt. Das Festhalten<br />
des Handgriffs veranlasst den Fahrer, beim Rückwärtsfahren in Fahrtrichtung zu blicken. Das<br />
Rückfahrsystem begrenzt auch die Geschwindigkeit, wenn der Sensor die Hand am Handgriff<br />
erkennt, während der Stapler vorwärtsfährt. Auf diese Weise wird der Fahrer dazu angehalten,<br />
in die richtige Richtung zu schauen. Außerdem wird dadurch verhindert, dass der Fahrer<br />
versucht, das System „auszutricksen“, indem er z. B. etwas auf den Sensor legt.<br />
www.hyster.com<br />
ISO 9001-2015 ZERTIFIZIERT<br />
ANTRIEBE FÜR KRANANWENDUNGEN<br />
Nord Drivesystems bietet aufeinander abgestimmte Antriebskomponenten für alle Kranarten<br />
und Traglastbereiche, und zwar aus einer Hand. Dies umfasst Getriebe, Industriegetriebe,<br />
Elektromotoren und Antriebselektronik. Aus einem flexiblen Baukasten lässt sich die optimale<br />
Antriebslösung für verschiedenste Anforderungen von Krananwendungen konfigurieren. Mit<br />
Abtriebsdrehmomenten bis zu 282.000 Nm eignen sich die Maxxdrive-Industriegetriebe für<br />
große Hubwerke mit schweren Lasten. In Kombination mit Frequenzumrichtern und Motoren<br />
bilden die Industriegetriebe des Baukastens ein leistungsstarkes Antriebssystem. Eine Vielzahl<br />
an branchenspezifischen Speziallösungen sind möglich. Mit Flach-, Kegelrad- oder Stirnradgetriebemotoren<br />
enthält das Portfolio auch geeignete<br />
Antriebslösungen für kleinere Hubwerke. Für Hubwerksanwendungen<br />
in Kranen hat das Unternehmen außerdem<br />
die Baureihe Maxxdrive XD entwickelt. Durch den<br />
vergrößerten Achsabstand des Getriebes können<br />
Hubantriebe für Krananwendungen noch wirtschaftlicher<br />
und passgenauer dimensioniert werden.<br />
www.nord.com<br />
Ventilsysteme<br />
Für Öl-Service<br />
und Entlüftung<br />
<br />
Skarke GmbH<br />
Auf der Rut 4<br />
64668 Rimbach-Mitlechtern<br />
<br />
06253 - 80 62-0<br />
info@skarke.de • www.skarke.de<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 43
MOBILE MASCHINEN<br />
HYDRAULIKSYSTEME<br />
GESCHLOSSENER HYDRAULIKKREISLAUF<br />
VON DER STRASSE AUF DIE SCHIENE<br />
Das Schienenschleifgerät von Goldschmidt Smart<br />
Rail, konstruiert in Zusammenarbeit mit dem<br />
Hydraulik Elemente Hersteller Tries, dient zur<br />
Instandsetzung verschlissener Schienen, welche<br />
aufgrund hoher Beanspruchungen häufig mit<br />
Rissen oder Abnutzung des Schienenprofils zu<br />
kämpfen haben. Über spezielle Messgeräte<br />
können diese Schädigungen gemessen, bewertet<br />
und anschließend instandgesetzt werden. Durch<br />
diese Maßnahme können Schienen länger<br />
verbaut bleiben, ehe sie ersetzt werden müssen.<br />
Christoph Hinz, stellv. Konstrukionsleitung bei Tries, Ehingen<br />
In nahezu allen Bereichen anspruchsvoller Hydraulikanwendungen<br />
geht es nicht mehr nur um die einzelne Funktion eines<br />
Ventils, Zylinders oder Steuerblockes. Vielmehr geht es um das<br />
ideale Zusammenspiel aller Segmente und dies weit über das<br />
hydraulische System hinaus. Sensoren messen bestimmte Werte<br />
und müssen über eine intelligente Softwaresteuerung zur passenden<br />
Reaktion führen. Wo früher die Einschätzung und Erfahrung<br />
des Bedieners diese Reaktion hervorgerufen hat, stehen<br />
heute „Nullen und Einsen“ bereit, das optimale Ergebnis aus den<br />
vorhandenen Parametern herauszuholen.<br />
Ein Beispiel für dieses Zusammenspiel ist ein Projekt von Tries<br />
zusammen mit Goldschmidt Smart Rail Solution. Am vermeintlich<br />
unscheinbaren und mobilen Schienenschleifgerät „Railshape<br />
Pro“ werden Steuerung, Software und Hydraulik aufeinander<br />
abgestimmt, um die perfekten Ergebnisse bei der Schienenbearbeitung<br />
zu erzielen. Die Funktion des Schleifgerätes besteht darin,<br />
Schienen zu schleifen, fräsen und planen, um ihre Geometrie<br />
zu optimieren und eine präzise und effiziente Schienenwartung<br />
zu ermöglichen. Das kompakte Gerät ist vor allem für die wirtschaftliche<br />
Instandhaltung von Engstellen wie Weichen in Bahnhöfen,<br />
wo Großtechnik keine Anwendung findet, geeignet.<br />
44 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
HYDRAULIKSYSTEME<br />
01<br />
01 Der geschlossene Hydraulikkreis wird von einem 42,5 kW<br />
Benzinmotor angetrieben, um die Hauptfunktionen Fahren und<br />
Schleifen umzusetzen<br />
02 Über senkrecht verbaute Zylinder kann das Schleifgerät vom<br />
Gleis- auf Straßenantrieb umgebaut werden<br />
BENZINGETRIEBENER HYDRAULIKKREISLAUF<br />
Zu den Hauptaufgaben gehören die Funktionen Schleifen und<br />
Planen. Beim Schleifen werden Unebenheiten, Verschleiß und<br />
Schienenfehler zu beseitigen. Durch das Schleifen wird die Schienenoberfläche<br />
geglättet und die Gleisgeometrie optimiert. Dadurch<br />
werden die Schienen länger haltbar, der Verschleiß reduziert<br />
und die Sicherheit sowie der Fahrkomfort erhöht. Das Planen<br />
ist eine wichtige Funktion, um die Gleisgeometrie zu optimieren.<br />
Es ermöglicht eine genaue Anpassung der Schienenhöhe<br />
und -breite, um eine stabile und zuverlässige Schieneninfrastruktur<br />
zu gewährleisten. Die Planung der Schienenprofile spielt eine<br />
entscheidende Rolle, um die Sicherheit des Schienennetzes zu<br />
gewährleisten. Durch den Einsatz des Gerätes wird der Rad-<br />
Schienen-Kontakt reduziert, was zu weniger Verschleiß führt. Es<br />
GESAMTES HYDRAULIKSYSTEM<br />
KOMMT VOM ZYLINDER BIS ZUR<br />
SOFTWARE AUS EINER HAND<br />
kann vorbeugend gegen Schienenschäden instandgehalten sowie<br />
die Geräuschemission beim Überfahren reduziert werden.<br />
Dies führt zu einer höheren Liegedauer der Schiene und dadurch<br />
geringerer Instandsetzungskosten.<br />
Der geschlossene Hydraulikkreis wird von einem 42,5 kW Benzinmotor<br />
angetrieben, um die Hauptfunktionen Fahren und<br />
Schleifen umzusetzen. Die Zusatzfunktionen wie zum Beispiel<br />
das Anheben, um den Schleifer von Straßen auf Schienenbetrieb<br />
umzustellen, werden über eine Hilfspumpe umgesetzt. Auch das<br />
Verstellen der Schleifwinkel, zustellen der Schleifsteine und die<br />
horizontale Position werden über die Hilfspumpe angesteuert.<br />
Über senkrecht verbaute Zylinder kann das Schleifgerät vom<br />
Gleis- auf Straßenantrieb umgebaut werden, um zur jeweiligen<br />
Position zu verfahren. Der Schleifantrieb besteht aus zwei Schleifwellen<br />
welche die Schleifköpfe mit bis zu 6.000 1/min bewegt.<br />
WEITERENTWICKLUNG SENSORGESTÜTZT<br />
Der Grundaufbau wurde in enger Zusammenarbeit beider Firmen<br />
entwickelt. Hier konnte Tries als Hersteller für Hydraulikelemente<br />
auf das komplette Portfolio zurückgreifen und das gesamte<br />
System auslegen und herstellen. Angefangen bei den Zylindern<br />
für die Verstell- und Anhebe-Funktionen über den Steuerblock<br />
samt Ventiltechnik bis hin zu Steuerung bzw. Software kommen<br />
alle funktionsspezifischen Teile aus einer Hand.<br />
Wären es bei der kleinen Variante des Schleifgerätes beim Schleifergebnis<br />
vor allem auf des Know How des Mitarbeiters ankommt<br />
soll dies bei einer Weiterentwicklung der Geräte sensorgestützt<br />
umgesetzt werden. Über Sensoren, welche die Form und Winkel<br />
der Schiene abtasten, wird dann der Vorschub, die Schleifgeschwindigkeit<br />
sowie alle Winkel automatisch eingestellt. Hier<br />
stellt es sich als direkten Vorteil heraus, wenn alle Elemente aus<br />
einer Hand entwickelt und aufgebaut werden. So ist für das Abtasten<br />
der Schienenform und die jeweilige Reaktion des Schleifgerätes<br />
eine nahtlose Zusammenarbeit der Software, Steuerung<br />
und des Hydrauliksystems nötig.<br />
Bilder: Tries<br />
www.tries.de<br />
POINTIERT<br />
02<br />
GERÄT FÜR ENGSTELLEN, IN DENEN<br />
GROSSGERÄTE DEPLAZIERT SIND<br />
REDUZIERTER RAD-SCHIENEN-KONTAKT<br />
FÜR WENIGER VERSCHLEISS<br />
VERSTÄRKTER SENSOREINSATZ SOLL IN<br />
ZUKUNFT EINSATZ VEREINFACHEN<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 45
SMARTE SENSOREN UND DATENFUSION<br />
DER WEG ZUR AUTONOMEN<br />
OFF-HIGHWAY-MASCHINE<br />
MOBILE MASCHINEN<br />
Schaufelbagger, Planierraupen, Schlepper:<br />
Geländegängige Nutzfahrzeuge müssen ran,<br />
wenn es runter von der Straße geht. Vom 12. bis<br />
zum 18. November zeigt die Systems &<br />
Components, die zeitgleich mit der Agritechnica<br />
stattfindet, die Evolution mobiler<br />
Arbeitsmaschinen, die maßgeblich durch die<br />
rasanten Fortschritte in der Sensorik geprägt<br />
wird. Präsentiert werden auf dem Messegelände<br />
in Hannover leistungsfähige Sensorsysteme, die<br />
den Fahrer entlasten und die Effizienz erhöhen.<br />
Der Bedarf an zuverlässigen Sensortechnologien im Off-<br />
Highway-Sektor wächst rasant. Sensoren spielen unter<br />
anderem eine wichtige Rolle in der Überwachung und<br />
Steuerung von mobilen Arbeitsmaschinen, die in der<br />
Land- und Forstwirtschaft, der Bauindustrie und im Bergbau eingesetzt<br />
werden. Der Wahl des „richtigen“ Sensors kommt hierbei<br />
eine entscheidende Bedeutung zu. Im Gegensatz zu den Lösungen<br />
für die Industrieautomation werden an mobiltaugliche Sensoren<br />
deutlich höhere Anforderungen gestellt – denn Land- und<br />
Baumaschinen sammeln ihre Daten unter widrigen Einsatzbedingungen.<br />
Sie müssen bei viel Schmutz, Feuchte und extremen<br />
Temperaturen zuverlässig messen.<br />
HARTER EINSATZ, ROBUSTE MESSTECHNIK<br />
Soll beispielsweise ein Dreschwerk auf einem unebenen Feld<br />
fortlaufend horizontal arbeiten, müssen robuste Neigungssensoren<br />
seitlich und in Fahrtrichtung Abweichungen feststellen und<br />
übermitteln. Damit machen sie transparent, was in den Maschinen<br />
passiert und geben dem Fahrer die Möglichkeit, Überlastungen<br />
zu vermeiden. Starke Vibrationen können hier zu einem<br />
Verrauschen der Signale führen – und damit zu Fehlern bei der<br />
Winkel- und Positionsmessung. Für die Technologieanbieter gilt<br />
es, die Sensoren an die Bedingungen anzupassen, die abseits der<br />
Straßen herrschen. Störungsunempfindliche Messsysteme, die<br />
46 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
AUTOMATION<br />
Neigungssensoren mit einer Gyroskop-Korrektur fusionieren,<br />
blenden derartige Stöße effektiv aus.<br />
Zu den Hauptaufgaben von Sensoren in der mobilen Automation<br />
gehören Lösungen zur Fahrerassistenz. Die derzeit verfügbaren<br />
Assistenzfunktionen bilden die erste Stufe auf dem Weg zur<br />
autonomen mobilen Maschine, die ihre Arbeiten selbsttätig ausführt,<br />
ohne dass ein Maschinenführer manuell eingreifen muss.<br />
Auf dem Messegelände spiegelt sich dies in einem stufenweisen<br />
und bedarfsorientierten Ansatz wider, den die Technologieanbieter<br />
bei der Entwicklung verfolgen – beginnend mit warnenden<br />
Funktionen im Cockpit, über teilautonome Systeme, die den Fahrer<br />
bei seiner Tätigkeit unterstützen, bis hin zu Telematik-Komplettpaketen,<br />
die auch in abgelegenen Regionen die Effizienz der<br />
Maschinen erhöhen. Ingenieure, Entwickler und Flottenmanager<br />
finden auf der der Systems & Components eine komplette Tool-<br />
Box für nahezu alle Sensoranwendungen in mobilen Arbeitsmaschinen.<br />
DATENLIEFERANTEN FÜR SICHERE MASCHINEN<br />
Exemplarisch dafür stehen hochauflösende Radarsensoren, die<br />
im Bereich von 77 Gigahertz sowohl bewegte als auch unbewegte<br />
Objekte erfassen. Sie überwachen die Umgebung des Fahrzeugs,<br />
geben in Kombination mit Assistenzsystemen Hilfestellung und<br />
warnen vor Gefahren. Lösungen, wie sie etwa der Elektronikexperte<br />
Hella anbietet, arbeiten mit einem 360 Grad frequenzmodulierten<br />
Dauerstrichradar, der auch bei extremen Temperaturen,<br />
bei Nacht und bei schlechten Sichtverhältnissen durch Nebel,<br />
Regen oder Schnee zuverlässig funktioniert. Die Sensoren<br />
können unterschiedliche Daten über die Objekte in der<br />
Umgebung des Fahrzeugs erfassen, darunter den Abstand, die relative<br />
Geschwindigkeit sowie den Winkel, in dem sich die Objekte<br />
bewegen.<br />
Die Aussteller der Systems & Components greifen dabei auf ein<br />
breites Technologieportfolio aus dem Automobilbereich zurück,<br />
welches sie kontinuierlich für den Off-Highway-Einsatz weiterentwickeln.<br />
Das umfasst unter anderem die Auslegung auf das<br />
24-V-Bordnetz oder die Schutzart IP69K. Sie geben den Erstausrüstern<br />
mobiler Arbeitsmaschinen damit einen funktionalen<br />
Baukasten für wirtschaftliche Serienanwendungen an die Hand,<br />
mit dem sie unkompliziert eigene Assistenzsysteme nach dem<br />
Plug-&-Play-Prinzip konzipieren können. Die Sensorbaukästen<br />
umfassen neben Radarsensoren auch Ultraschallsensoren sowie<br />
Multikamerasysteme, die flexibel konfigurierbar sind und sich<br />
maßgeschneidert auf die Anforderungen der spezifischen Anwendung<br />
anpassen lassen. Während einfachere Systeme nur die<br />
reine Distanz zu einem Hindernis messen, bieten Highend-Lösungen<br />
in Kombination mit Multikamerasystemen zusätzlich eine<br />
Objektlokalisierung. Sie zeigen den Videostream auf dem<br />
Display im Cockpit und erstellen ein Overlay, das die erfassten<br />
Objekte im Detektionsbereich der Radar- und Ultraschallsensoren<br />
optisch hervorhebt.<br />
DETAILLIERTE INTERPRETATION DES UMFELDES<br />
Das „Off-Highway Surround Sensing“ von Bosch arbeitet mit einer<br />
Kombination aus Ultraschall- und Radarsensoren<br />
Erst durch eine elektronische Fusion der Daten verschiedener<br />
Sensoren werden die Vorteile der unterschiedlichen Messprinzipien<br />
optimal kombiniert und so die Performance von Assistenzund<br />
Sicherheitsfunktionen erhöht. Leistungsfähige Algorithmen<br />
und der Einsatz Künstlicher Intelligenz ermöglichen die Interpretation<br />
des Fahrzeugumfelds. In Form fortgeschrittener Lenksystemlösungen<br />
erleichtern sie auf dem Feld den bedienerunabhängigen<br />
Betrieb, etwa in Form von Precision Farming mit moderner<br />
Pflanzreihenerkennung oder präziser Teilbreitenschaltung. Dank<br />
der GPS-Positionsbestimmung folgen die Maschinen den vorgegebenen<br />
Routen spurgenau, was einem überlappenden Einsatz<br />
von Pestiziden oder Düngemitteln vorbeugt.<br />
Für die Objekterkennung, Abstandsmessung und Kollisionsvermeidung<br />
setzt auch das Unternehmen Bosch bei seinem „Off-<br />
Highway Surround Sensing“ auf eine Kombination aus Ultraschall-<br />
und Radarsensoren. Während die Ultraschalltechnik für<br />
den Nahbereich optimiert ist, eignen sich Radarsysteme sowohl<br />
für die Nah- als auch für die Fernfeldüberwachung. Die Umfeldsensorik<br />
kann so zur Kollisionswarnung und -vermeidung sowie<br />
zur Abstandmessung, etwa bei Spritzgestängen oder bei der<br />
Traubenernte, eingesetzt werden. Sie sorgt dafür, dass der optimale<br />
Abstand zwischen Erntemaschine und Reben eingehalten<br />
wird. Mittels der präzisen Lokalisierung warnt das System den<br />
Fahrer nicht nur vor einer möglichen Kollision, sondern liefert<br />
auch die genaue Entfernung und Position anderer Objekte. Das<br />
erleichtert beispielsweise Parallelfahrten zweier Maschinen.<br />
FÜR DIE TRENDS VON MORGEN GERÜSTET<br />
Auch wenn es noch einige Jahre dauern dürfte, bis autonom fahrende<br />
Arbeitsmaschinen die Baustellen und landwirtschaftlich<br />
genutzten Felder beherrschen: Schon heute halten zunehmend<br />
Vernetzung und Digitalisierung Einzug in die Off-Highway-Sektoren.<br />
Sensoren machen dabei transparent, was in den Maschinen<br />
passiert und geben den Fahrern die Möglichkeit, ihre Maschinen<br />
zu optimieren und Überlastungen zu vermeiden. Vom 12. bis<br />
18. November präsentiert die Systems & Components ein breites<br />
Spektrum an Lösungen zur Positions-, Geschwindigkeits- und<br />
Neigungserfassung, das die Nutzfahrzeuge auf die Anforderungen<br />
an die Automatisierung von morgen vorbereitet.<br />
Bilder: DLG, S.Pförtner, Werkbild<br />
www.systemsandcomponents.de<br />
POINTIERT<br />
BEDARF AN SENSORTECHNOLOGIE IM<br />
OFF-HIGHWAY-SEKTOR WÄCHST<br />
RAUE UMGEBUNGSBEDINGUNGEN<br />
STELLEN BESONDERE ANFORDERUNGEN<br />
DATENFUSION VERSCHIEDENER SENSOREN<br />
OPTIMIERT MASCHINEN-PERFORMANCE<br />
www.oup-fluidtechnik.de <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 47
NACHHALTIGE KONZEPTE<br />
DREI LÖSUNGEN FÜR<br />
UMWELTVERTRÄGLICHKEIT<br />
MOBILE MASCHINEN<br />
Kleemann ist ein Hersteller von Brech- und<br />
Siebanlagen mit einer über 150-jährigen<br />
Geschichte. Heute ist das Unternehmen Teil der<br />
Wirtgen-Group. Die Anlagen von Kleemann<br />
sollen sich durch durchdachte, den<br />
Gesamtprozess im Auge behaltende Lösungen<br />
auszeichnen. Das gilt auch für die<br />
Antriebskonzepte, bei denen verschiedene<br />
Konzepte für unterschiedliche<br />
Anwendungsgebiete als die jeweils beste Lösung<br />
identifiziert wurden.<br />
POINTIERT<br />
NACHHALTIGKEIT ALS FRAGE DES<br />
GESAMTKONZEPTS<br />
E-DRIVE BIETET MIT DEN OPTIONEN DIESEL-<br />
UND E-ANTRIEB HOHE FLEXIBILITÄT<br />
DER H-DRIVE FÜR SIEBANLAGEN KANN<br />
VOLLELEKTRISCH VERSORGT WERDEN<br />
Kleemann setzt auf drei unterschiedliche Antriebskonzepte,<br />
die je nach Aufgabenstellungen eine bestmögliche Lösung<br />
bieten. Während Elektroantriebe mit Blick auf die<br />
CO 2 -Bilanz sehr gut abschneiden, ist in manchen Situationen<br />
ein kraftstoffsparender Direktantrieb die bessere Wahl. E-<br />
Drive, D-Drive und H-Drive stehen für die Varianten diesel-elektrisch,<br />
diesel-direkt und diesel-hydraulisch.<br />
Die Entscheidung für die effizienteste Lösung hängt von vielen<br />
Faktoren ab: Etwa davon, wie die Möglichkeit der Stromversorgung<br />
vor Ort ist, ob die Maschinen in urbaner Umgebung zum<br />
Einsatz kommen oder welche lokalen Auflagen zum Umweltschutz<br />
gelten.<br />
E-DRIVE – EMISSIONSFREI DANK<br />
ELEKTROANTRIEB<br />
Das E-Drive Antriebskonzept bietet zwei Optionen: Dieselkraftstoff<br />
oder vollelektrisch. Der komplett elektrische Betrieb ist umweltfreundlich,<br />
vor Ort gibt es keine CO 2 -Emissionen. Voraussetzung<br />
hierfür ist eine gute Strom-Infrastruktur, wie sie in Steinbrüchen<br />
oder in größeren Recyclinghöfen häufig gegeben ist.<br />
Wenn keine oder nur eine unzureichende Stromversorgung zur<br />
Verfügung steht, gibt es die Möglichkeit, diesel-elektrisch zu arbeiten<br />
– beispielsweise, wenn die gesamte Anlage im Steinbruch<br />
an der Wand entlang bewegt werden soll. Dann ist die Stromversorgung<br />
über lange Kabel häufig zu aufwendig oder gar nicht<br />
mehr möglich. In diesem Fall kommt die Leistung vom verbrauchsarmen<br />
Dieselmotor. Der Brecher und alle Förderbänder<br />
werden über einen Generator weiterhin elektrisch angetrieben.<br />
Je nach Situation vor Ort bietet der E-Drive Antrieb damit eine<br />
große Flexibilität.<br />
48 <strong>O+P</strong> <strong>Fluidtechnik</strong> <strong>2023</strong>/09 www.oup-fluidtechnik.de
ANTRIEBSKONZEPTE<br />
D-DRIVE – DIE DIREKTE UND<br />
KRAFTVOLLE LÖSUNG<br />
START-STOPP-<br />
SYSTEM OPTIMIERT<br />
DEN VERBRAUCH<br />
Der Diesel-Direktantrieb D-Drive liefert<br />
Kraft vom Motor direkt auf den Brecher.<br />
Der Verbrauch ließ sich in den letzten Jahren<br />
optimieren, zum Beispiel durch den<br />
lastabhängigen Lüfterantrieb der neuen<br />
EVO2 Generation. Hinsichtlich des Wirkungsgrads<br />
und Effizienz ist der Diesel-<br />
Direktantrieb im Vorteil, denn der Kraftstoffverbrauch<br />
ist deutlich geringer. Mit<br />
ihrer kompakten Größe und durchdachten<br />
Transportoptionen lassen sich die Maschinen<br />
an beliebiger Stelle auf der Baustelle<br />
platzieren. Wenn sich dauerhaft keine<br />
Möglichkeit bietet, den vollelektrischen<br />
Antrieb zu nutzen, ist D-Drive die<br />
bessere und nachhaltigere Wahl. Das gilt<br />
vorallem immer dann, wenn Flexibilität<br />
gefragt ist. Das ist bei Abbruch- und Aufbereitungsarbeiten<br />
im innerstädtischen<br />
Bereich der Fall, aber auch im Straßenbau,<br />
wenn die Maschinen sich mit dem Baufortschritt<br />
mitbewegen.<br />
01 Im Brecher-Direktantrieb D-Drive sorgt die Fluidkupplung für eine hohe Betriebssicherheit<br />
für Bediener und Maschine; alle Nebenantriebe wie Vorsieb, Rinnen oder Förderbänder werden<br />
elektrisch betrieben<br />
H-DRIVE – FÜR MOBILE<br />
SIEBANLAGEN<br />
Bei den Siebanlagen von Kleemann<br />
kommt ein effektiver diesel-hydraulischer<br />
Antrieb zum Einsatz. Hier bedienen hydraulische<br />
Pumpen alle Maschinenteile wie<br />
Sieb, Bänder und Fahrantrieb. Bei den Sieben<br />
ist der Leistungsbedarf wesentlich geringer<br />
als bei einem Brecher – dementsprechend<br />
überschaubar ist der Kraftstoffverbrauch<br />
beim Betrieb. Über das optional<br />
erhältliche Start-Stop-System kann der<br />
Verbrauch noch weiter verringert werden.<br />
Über die Ausstattung mit Dual Power besteht<br />
bei den Kleemann Siebanlagen die<br />
Möglichkeit, das Gerät vollelektrisch zu versorgen. Wenn ein<br />
Netzanschluss verfügbar ist, arbeitet die Anlage lokal emissionsfrei<br />
– etwa in ökologisch sensiblen Gebieten mit hohen Auflagen.<br />
ÖKOLOGISCHER ANTRIEB – EINE FRAGE<br />
DES GESAMTKONZEPTS<br />
Beim Thema Nachhaltigkeit spielen viele Faktoren eine Rolle.<br />
Auch die Energie für Herstellung, Transport, Lagerung, Verkauf<br />
und Entsorgung fließen in den ökologischen Fußabdruck der<br />
Produktion mit ein. In puncto CO 2<br />
-Emissionen im Betrieb ist eine<br />
02 Bei den Kleemann Siebanlagen kommt ein effektiver diesel-hydraulischer Antrieb<br />
zum Einsatz; es besteht über die Ausstattung mit Dual Power die Möglichkeit, das Gerät<br />
vollelektrisch zu versorgen<br />
rein elektrisch betriebene Anlage sicher erste Wahl. In anderen<br />
Fällen ist es sinnvoll abzuwägen, ob eine Versorgung über eine<br />
externe Stromleitung und hohem Ausstattungs- und Materialaufwand<br />
doch zielführender ist als eine Technik mit geringem Kraftstoffverbrauch.<br />
Ökologie kann aus Sicht von Kleemann eben<br />
auch bedeuten, auf geringen Materialeinsatz und lange Haltbarkeit<br />
zu setzen.<br />
Bilder: Kleemann<br />
www.wirtgen-group.com<br />
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LOUNCH<br />
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IM NÄCHSTEN HEFT: 10/<strong>2023</strong><br />
ERSCHEINUNGSTERMIN: 27. 09. <strong>2023</strong> • ANZEIGENSCHLUSS: 12. 09. <strong>2023</strong><br />
01<br />
02<br />
03<br />
04<br />
DER DIREKTE WEG<br />
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01 Sich auf erstklassige Sensoren verlassen zu können, ist ein Muss für<br />
Hersteller mobiler Arbeitsmaschinen. Das zeigt das Beispiel von Manitou<br />
Italia und Gefran.<br />
Foto: Gefran<br />
02 In einem Verbundprojekt suchen Forschende nach Lösungen, wie<br />
landwirtschaftliche Kleinbetriebe besser am digitalen Fortschritt<br />
teilhaben können.<br />
Foto: Universität Hohenheim / Wolfram Scheible<br />
03 Langzeittests bei gelagerten Dichtungen zeigten überraschende<br />
Verbesserungen der Reibwerte.<br />
Foto: OVE Plasmatec<br />
04 Ein wichtiger Baustein leistungsstarker Druckgießmaschine sind die<br />
Hydrospeicheranlagen. Sie ermöglichen eine hohe Bauteilqualität und<br />
sorgen für zuverlässige und energieeffektive Gießkräfte.<br />
Foto: Roth Hydraulics GmbH<br />
(Änderungen aus aktuellem Anlass vorbehalten)<br />
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