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TRENDS » Digitalisierung/Fluidtechnik Der hydraulische Linearantrieb Cytro Force verdichtet bisher raumgreifende Aufbauten zu einer intelligenten Kompaktachse. Bild: Bosch Rexroth Hydraulik mit Mehrwert: vom Engineering über die Inbetriebnahme bis zum Betrieb „Mithilfe der Digitalisierung müssen entweder Mehrwerte geschaffen oder Kosten gesenkt werden – und das über die gesamte Prozesskette hinweg: angefangen beim Engineering, über die Inbetriebgespeichert und auf andere baugleiche Ventile übertragen werden. Durch digitale On-Board-Elektronik bei Ventilen soll sich die Flexibilität für Endanwender erheblich erhöhen: Wird beispielsweise an einer Presse eine Produktionsumstellung mit einem schwereren Werkzeug benötigt, kann dies nun kontaktlos über das Smart Device erfolgen. Der Zugriff auf die Parameter wird durch eine sichere Passwortlogik geschützt. Außerdem können Endanwender ohne Zusatzaufwand eine Condition- Monitoring-Funktion nut- zen. Per App rufen sie mit dem Diagnose-Button Betriebsdaten wie elektrischer Strom, Temperatur oder Betriebsstunden ab und erkennen direkt Zustandsveränderungen, die auf einen möglichen Maschinendefekt hinweisen. „Der entscheidende Hebel liegt im Stromverbrauch“ Guido Hettwer, Leitung Vertrieb Industriehydraulik, Bosch Rexroth KEM Konstruktion: Herr Hettwer Bosch Rexroth versorgt Maschinenund Anlagenbauer weltweit mit Hydraulikkomponenten. Wo sehen Sie die relevanten Effizienzhebel? Guido Hettwer: Bei der Hydraulik liegt der entscheidende Hebel im Stromverbrauch. Um ihn nachhaltig zu senken, müssen die Maschinenbauer das Hydrauliksystem so genau wie möglich auslegen. Die einzelnen Bestandteile sind außerdem so zu optimieren, dass sie die geforderte Leistung bei mini - maler Stromaufnahme bereitstellen. Ein besonders großes Potential liegt dabei in der Art, wie hydraulisch angetrie - bene Bewegungen gesteuert werden. Verdrängergesteuerte Antriebe sind auf dem Vormarsch. Sie sind für viele Anwendungen eine geeignete Alter - native, die sich im Übrigen auch gut nachrüsten lässt. Nicht selten kann dadurch sogar auf bisheriges Kühl - equipment verzichtet werden, was Bild: Bosch Rexroth gleich noch mehr Energie spart. Einen weiteren Hebel zur energieeffizienten Systemauslegung bilden neue Softwaretools und Fertigungsverfahren. Mithilfe von Simulationen lässt sich der tatsächliche Leistungsbedarf so genau bestimmen, dass Hydrauliktanks und Ölmengen kleiner ausfallen können. Durch CFD-Simulation und 3D-Sandkerndruck lassen sich darüber hinaus strömungsoptimierte Ventile und Steuerblöcke herstellen, die einen höheren Wirkungsgrad erzielen. In bestimmten Situationen besteht ferner die Möglichkeit, im Zuge von Bremsvorgängen freigesetzte Hydraulikenergie mechanisch oder elektrisch zu speichern und an passender Stelle wieder in das System zurückzuspeisen. Dadurch können Pumpen und Motoren kleiner dimensioniert werden. KEM Konstruktion: Welche dieser Technologien sind bereits verfügbar? Und welche hydraulischen Komponenten und Systeme werden künftig wichtig? Hettwer: Die eben genannten Technologien und Dienstleistungen sind heute schon Teil unseres Angebots. In der bedeutenden Kategorie der verdrängergesteuerten Antriebe unterscheiden wir zwischen Axialkolbenpumpen und drehzahlvariablen Antrieben. Axial - kolbenpumpen regeln den Volumenstrom stufenlos über einen Schwenkwinkel. Sie sind schon lange im Einsatz, erreichen aber in Kombination mit digitalen Steuergeräten ein neues Effizienzniveau. Die noch jüngeren, aber ebenfalls etablierten drehzahlvariablen Antriebe erzeugen den Volumenstrom durch eine Kombination aus Elektromotor und Hydraulikpumpe. Im Gegensatz zu einem konventionellen Hydraulikantrieb mit Aggregat, Pumpe und Regelventil kann diese elektrohydraulische Lösung einen Verbraucher punktgenau mit der aktuell benötigten Leistung versorgen und in Ruhephasen auf Stand-by schalten. In Abhängigkeit vom jeweiligen Arbeitszyklus können so bis zu 80 Prozent der bisherigen Energie eingespart werden. Aus diesem Grund bilden drehzahlvariable Antriebe auch die neue Antriebsbasis für hochkompakte servohydraulische Achsen inklusive Zylinder sowie für neue, intelligente Hydraulikaggregate, die Energy-on-Demand auch für Werkzeugmaschinen und größere Anlagen mit mehreren Verbrauchern nutzbar machen. 24 KEM Konstruktion » 10 | 2021
Digitalisierung/Fluidtechnik « TRENDS nahme und den Produktionsbetrieb der Maschinen- und Anlagen bis hin zur Wartung und Instandhaltung“, erläutert Dr. Mark Krieg, Entwicklungsleitung der Geschäftseinheit Industriehydraulik bei, Bosch Rexroth. Bereits beim Engineering stelle man den KonstrukteurInnen Datenmodelle für hydraulische Komponenten für alle marktgängigen Engineering-Suiten zur Verfügung – mit folgenden Zielen: Hydraulische Systeme sollen mit Online-Konfiguratoren schnell und einfach ausgelegt werden und die Time-to-Market soll signifikant verkürzt werden. Laut Krieg unterstützen bei der Inbetriebnahme sogenannte Wizards Mitarbeiter mit geringem hydraulischen Fachwissen. Diese Software-Assistenten würden die Techniker – ähnlich wie im Consumerbereich – logisch durch die Inbetriebnahme leiten. Was vorher Stunden und Manntage gedauert hätte, könnten Techniker und auch Nicht-Fachkräfte so in wenigen Minuten schaffen. Das Aggregat Cytro Box oder die autarke Achse Cytro Force seien beispielsweise in weniger als 20 min einsatzbereit. Auch arbeite Bosch Rexroth an der virtuellen Inbetriebnahme. Am digitalen Zwilling ermittelte Einstellparameter könnten auf die reale Anlage übertragen werden. Diese seien sofort einsatzbereit. »Mithilfe der Digitalisierung müssen entweder Mehrwerte geschaffen oder Kosten gesenkt werden.« Dr. Mark Krieg Ein weiterer Hebel zur Steigerung der Produktivität sei die Anlagenverfügbarkeit. Jeder Maschinenstillstand, insbesondere ungeplante Stillstände, koste Zeit und Geld. Mit der App Digital Service Assistant soll es Instandhaltern ermöglicht werden, QR-Codes zu scannen oder bei älteren Produkten ohne QR-Code das Typenschild digital auszulesen und das Produkt zu identifizieren. Das öffne laut Rexroth auch für nicht-vernetzte Hardware-Komponenten ein Tor in die virtu - elle Welt. Bei vernetzten Anlagen möchte Bosch Rexroth per digitalem Service Cytro Connect unterstützen. Dazu erläutert Krieg: „Je nach Ausbaustufe wird der Zustand der Anlage live erfasst oder Anomalien mittels Machine Learning Algorithmen ermittelt und Empfehlungen für eine zustandsbasierte Wartung gegeben. Des Weiteren sind Remote-Services ohne Fachkräfte vor Ort oder die Unterstützung von Servicetechnikern mit Augmented Reality möglich und in der Umsetzung.“ Die Digitalisierung der Industriehydraulik unterstütze OEMs und Endanwender, ihre Herausforderungen im globalen Wettbewerb zu bewältigen, so Krieg. Sie schaffe Mehrwert und senke Kosten entlang der gesamten Prozesskette. www.boschrexroth.com INFO Infos zu Konfiguratoren und Engineering-Tools von Bosch Rexroth hier.pro/ZW8NI POSITIONSSENSOREN FÜR HYDRAULIKZYLINDER absolute Erfassung des Zylinderhubs kein Bohren des Kolbens notwendig auch in Teleskopzylindern verwendbar hohe Schock- und Vibrationsfestigkeit, IP69K FACHPACK 2021 Halle 1, Stand 1–150 AGRITECHNICA 2022 SIKO GmbH, KEM www.siko-global.com Konstruktion » 10 | 2021 25
