KEM Konstruktion Fluidtechnik 2018
Trendschwerpunkte: Industrie 4.0, Hydraulik, Pneumatik, Drucklufttechnik sowie Pumpen; KEM Porträt: Dr. Peter Saffe und Dr. Frank Theilen, Aventics; KEM Perspektiven: Intelligente Fluidtechnik
Trendschwerpunkte: Industrie 4.0, Hydraulik, Pneumatik, Drucklufttechnik sowie Pumpen; KEM Porträt: Dr. Peter Saffe und Dr. Frank Theilen, Aventics; KEM Perspektiven: Intelligente Fluidtechnik
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Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
<strong>2018</strong><br />
www.kem.de<br />
Sonderausgabe <strong>Fluidtechnik</strong><br />
Titelstory Seite 16<br />
Leitungswahl –<br />
Rohr versus Schlauch<br />
<strong>Fluidtechnik</strong> 4.0<br />
mit Mehrwert<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
Seite 10<br />
Vakuumtechnik<br />
digital<br />
Industrie 4.0<br />
Seite 14<br />
Pneumatics<br />
– Pneumatik<br />
Das englische Fachwort<br />
Seite 62<br />
Im Gespräch | „Wir erfahren mehr über Prozesse“<br />
Dr. Peter Saffe, Vice President Strategic Sales, Aventics GmbH – Seite 40<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 1
Industrie<br />
Automation Award <strong>2018</strong> –<br />
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konradin.de/industrie<br />
2 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK media.industrie.de <strong>2018</strong>
EDITORIAL<br />
Mehr als<br />
bloß aufgehübscht<br />
<strong>Fluidtechnik</strong> ist bewährt. In bestimmten Anwendungen und Prozessen ist sie führend.<br />
Daher ist es gerade nicht so, dass hydraulische und pneumatische Systeme<br />
reihenweise durch andere Technologien ersetzt werden. Und im Zuge der Digita -<br />
lisierung des industriellen Sektors passen sich fluidtechnische Komponenten dem<br />
Markt hervorragend an. Zugegeben, manche Komponenten wie Zylinder, Ventile<br />
oder Busansteuerung ändern sich eher in Nuancen, doch durch Industrie 4.0 erleben<br />
wir aktuell neue Anwendungsmöglichkeiten, sodass Hydraulik und Pneumatik<br />
durchaus wieder schicker werden, wenn sich entscheidende Ziele wie gesteigerte<br />
Verfügbarkeit, Energieeffizienz und Anwenderfreundlichkeit erreichen oder gar<br />
innovieren lassen. Die <strong>Fluidtechnik</strong> bleibt zukunfts- und wettbewerbsfähig, wenn<br />
sich mit ihr nützliche Schlüsselstellen in IIoT-Anwendungen abdecken lassen.<br />
Durch die Verschmelzung von Informations- und Kommunikationstechnologie<br />
mit fluidtechnischen Modulen lässt sich deren Verfügbarkeit in vielen Bereichen<br />
steigern. Eine verbesserte Energieeffizienz lässt sich fürs System erreichen, wenn<br />
die Aspekte von Konnektivität, Adaptivität und Sensorik die Komponenten zu<br />
Industrie-4.0-Anwendungen stärker erweitern. Gerade für die Pneumatik ist die<br />
Diskussion um den Energieverbrauch langwierig geführt worden. Die Debatte hat<br />
sich versachlicht und wird sich durch erfasste Betriebszustände in Echtzeit weiter<br />
versachlichen. Industrie-4.0-Komponenten und -systeme sind außerdem funktionsorientiert<br />
aufgebaut, was der Benutzerfreundlichkeit hilft. „Durch eingebettete<br />
Systeme müssen sich Nutzer kaum mit fluidtechnischen Details beschäftigen, sondern<br />
können vergleichsweise einfach auf die gewünschte Endfunktion zugreifen“,<br />
sagt Professorin Katharina Schmitz (S. 11), Head of IFAS, RWTH Aachen, über Benutzerfreundlichkeit,<br />
die mittels <strong>Fluidtechnik</strong> 4.0 erreichbar wird.<br />
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Lesen Sie in der „Sonderausgabe <strong>Fluidtechnik</strong>“ der <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> unter anderem,<br />
auf welcher Stufe der Digitalisierung sich Hydraulik und Pneumatik derzeit<br />
verorten lassen.<br />
Nico Schröder, M.A.<br />
Korrespondent<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
nico.schroeder@konradin.de<br />
Tel. +49 8542 1680<br />
www.micro-epsilon.de/scan<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> SPS/IPC/Drives<br />
FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 3<br />
Halle 7A / Stand 130
Inhalt<br />
<strong>Fluidtechnik</strong><br />
<strong>2018</strong><br />
TITELSTORY<br />
Rohrleitung<br />
versus Schlauchleitung<br />
Bild: WrightStudio/Fotolia.com<br />
10<br />
Fluidtechnische Komponenten und Systeme sind fester<br />
Bestandteil vieler Industrieanwendungen – quer durch alle<br />
Branchen. Im Zuge der Digitalisierung des gesamten industriellen<br />
Sektors passen sich die fluidtechnischen Komponenten diesem<br />
Trend an.<br />
In den meisten Hydraulikanlagen werden sowohl Rohrals<br />
auch Schlauch leitungen eingesetzt, da sie innerhalb<br />
der Maschine unterschiedlichen Beanspruchungen<br />
ausgesetzt sind. Die Frage, welche Leitung die bessere<br />
Wahl ist, stellt sich bereits in der Konzeptionsphase.<br />
Magazin<br />
Branchennews<br />
Pneumatikspezialist Mader im Zeichen von Druckluft 4.0 ................ 6<br />
Hydraulik als fertige „Building Blocks“ für Gesamtsysteme ............ 8<br />
Wasserschläuche für die Bewässerung von Fußballplätzen ............. 9<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
Intelligente <strong>Fluidtechnik</strong><br />
Nutzen von <strong>Fluidtechnik</strong> 4.0<br />
aus Forschungs-, Verbands- und Herstellersicht ............................ 10<br />
Trends<br />
Industrie 4.0<br />
Vakuumtechnik für die digitale Fabrik ............................................. 14<br />
Bild: Schnupp<br />
34<br />
In der modernen Hydraulik spielen Steuerblöcke<br />
eine zentrale Rolle, egal ob es sich um eine Mobiloder<br />
Industrie-Hydraulikanlage handelt. Die Art<br />
der Steuerblöcke ist dabei so vielfältig wie die<br />
Anwendungen, in denen sie eingesetzt werden.<br />
<strong>Fluidtechnik</strong><br />
Titelstory<br />
Kriterien für die optimale Auswahl von Hydraulikleitungen ............ 16<br />
Hydraulik<br />
Servohydraulische Aktuatoren<br />
in Anlagen für das hydroerosive Entgraten .................................... 20<br />
Antriebslösungen mit Modulsystem Ratio-Drive verwirklichen ..... 22<br />
Hochdruckfilter in Hochgeschwindigkeitszügen ............................. 24<br />
Hydrospeicher für große Leistungsreserven .................................. 26<br />
Seilzuggeber als Positionssensoren in Hydraulikzylindern ............. 28<br />
Speicherzylinder aus Aluminium<br />
steigern Effizienz von Landwirtschaftsmaschinen ......................... 31<br />
Ausgereifte Hydraulikkomponenten treiben Bagger an ................. 32<br />
Ohne Stolpersteine zum richtigen Steuerblock .............................. 34<br />
Autarker Servoantrieb mit hydraulischer Kraftübertragung ............ 36<br />
Produkt-News aus dem Bereich Hydraulik ....................... 38<br />
Bild: Kieselmann<br />
48<br />
Anschlüsse für pneumatische Steuerungsleitungen an Ventilen in<br />
Prozessanlagen unterliegen besonderen Beanspruchungen. Die<br />
Inoxline-Edelstahlanschlüsse von Eisele halten auch in feuchten<br />
Umgebungen zuverlässig und langfristig dicht.<br />
<strong>KEM</strong> Porträt<br />
Dr. Peter Saffe und Dr. Frank Theilen, Aventics<br />
„Mehr über die Prozesse zu erfahren, ist hochinteressant –<br />
für OEMs und Kunden“ ................................................................. 40<br />
4 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
16<br />
Bild: Stauff<br />
Pneumatik<br />
Vakuumsauger für nicht formstabile Materialien .................. 46<br />
Allround-Anschlüsse aus Edelstahl für werkzeuglose<br />
Montage und Demontage von Druckluftschläuchen ............. 48<br />
Produkt-News aus dem Bereich Pneumatik .............. 45<br />
Drucklufttechnik<br />
Druckluftqualität in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie<br />
sicherstellen sowie die Anlagenverfügbarkeit erhöhen ......... 50<br />
Produkt-News aus dem Bereich Drucklufttechnik ..... 52<br />
Armaturen<br />
Robuste Hochdruckkupplungen<br />
verbinden unterschiedliche Rohre sicher und schnell ........... 54<br />
Pumpen<br />
Für jedes KSS-System die richtige Pumpe ............................ 56<br />
Spandau-Pumpen übernehmen die Kühlmittelversorgung<br />
von Werkzeugmaschinen im SKF-Werk in Tschechien ........... 58<br />
Produkt-News aus dem Bereich Pumpen ................. 61<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> Service<br />
Das englische Fachwort<br />
Pneumatics – Pneumatik ...................................................... 62<br />
Rubriken<br />
Editorial ................................................................................... 3<br />
Wir berichten über .................................................................. 8<br />
Inserentenverzeichnis ........................................................... 66<br />
Vorschau ............................................................................... 66<br />
Impressum ............................................................................ 66<br />
Folgen Sie uns unter @<strong>KEM</strong><strong>Konstruktion</strong> auch auf Twitter<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 5
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Bild: Mader<br />
Druckluft- und Pneumatikspezialist Mader im Zeichen von Druckluft 4.0<br />
Druckluft wird digital<br />
In der Smart Factory spielt die smarte Druckluftversorgung eine wichtige Rolle.<br />
Dank Digitalisierung lassen sich auch beim Energieträger Druckluft Effektivität<br />
und Einsparungen erzielen. Genau hier setzt das Konzept „Druckluft 4.0“<br />
von Mader an.<br />
Mader zeigte auf der<br />
Motek <strong>2018</strong>, wie die<br />
Verbindung von<br />
‚analogen‘ Pneu -<br />
matik- und Druckluft-Produkten<br />
und<br />
der digitalen Welt<br />
gelingen kann<br />
Mader setzt mit seinem Konzept „Druckluft<br />
4.0“ auf die Digitalisierung der Druckluftversorgung.<br />
„Wir machen den Druckluftprozess<br />
und die Möglichkeiten der Digitalisierung erlebbar<br />
und zeigen, wie die Verbindung von<br />
‚analogen‘ Pneumatik- und Druckluft-Produkten<br />
und der digitalen Welt gelingen kann“,<br />
sagt Peter Maier, geschäftsführender Gesellschafter<br />
bei Mader. Gemeinsam mit Looxr einem<br />
Spin-off des Unternehmens, will man<br />
den gesamten Druckluftprozess digitalisieren.<br />
Mittels Sensorik und Messtechnik werden<br />
reale Messwerte aus dem Druckluft- und<br />
Pneumatiksystem erfasst gespeichert. Über<br />
das Online-Portal des Spin-Offs sind die Daten<br />
in Echtzeit überall abrufbar. Dank automatisierter<br />
Analyse der Messdaten lassen sich<br />
Handlungsempfehlungen für die vorausschauende<br />
Wartung und die energetische<br />
Optimierung des Druckluftsystems ableiten.<br />
Das soll nicht nur Vorteile für das Druckluftsystem<br />
bringen, Peter Maier sieht auch Vorzüge<br />
im Bereich Pneumatik: „Wenn erstmals<br />
der wirkliche Druckluftverbrauch jeder Maschine,<br />
jeder Anlage und jedes Arbeitsplatzes<br />
sichtbar ist, ergeben sich ganz neue Ansätze<br />
zur Reduktion des Druckluftverbrauchs.“ jg<br />
www.mader.eu<br />
IPA-Ingenieure entwickeln MRT-geeignete Aktoren<br />
Hydraulik-Antrieb für den OP-Roboter der Zukunft<br />
Roboter können den Arzt beim Aufspüren<br />
und Behandeln von Tumoren unterstützen, indem<br />
sie etwa eine feine Sonde an der richtigen<br />
Stelle positionieren. Damit die Robotik<br />
bildgebende Verfahren wie die Magnetresonanztomographie<br />
nicht stört, haben IPA-Ingenieure<br />
eine neue Antriebstechnik entwickelt.<br />
Die Lösung: ein hydraulischer Roboter-Antrieb.<br />
Herzstück dieses Aktors sind mit<br />
3D-Drucktechnik gefertigte Kunststoff-Bälge.<br />
Diese sehen aus wie eine kleine Ziehharmonika,<br />
die mit einer dünnen, mit Flüssigkeit gefüllten<br />
Leitung verbunden ist. Wird die Flüssigkeit<br />
unter Druck gesetzt, dehnt sich die<br />
Ziehharmonika aus oder biegt sich. Diese<br />
Biegung lässt sich nutzen, um einen Roboterarm,<br />
der beispielsweise eine Nadelsonde<br />
führt, zu bewegen. Durch Kombination von<br />
zwei hydraulischen Aktoren soll der Roboterarm<br />
in zwei Raumrichtungen genau gesteuert<br />
werden können. Dank eines Kraftrückkoppelungsmechanismus<br />
spürt der Chirurg, der<br />
den Roboterarm bewegt, wenn die Sonde<br />
auf einen Widerstand trifft. „Die eigentliche<br />
Innovation besteht darin, dass die Aktoren<br />
keine Teile enthalten, welche die MRT-Aufnahmen<br />
stören“, erklärt Johannes Horsch von<br />
der Projektgruppe Automatisierung in der<br />
Medizin und Biotechnologie PAMB des<br />
Fraunhofer IPA. Durch die Hydraulik lassen<br />
sich große Kräfte in einem kleinen Bauraum<br />
erzeugen. Damit sind die Platzprobleme innerhalb<br />
der MRT-Röhre gelöst. Man brauche<br />
zwar immer noch einen Motor, der den Druck<br />
in den Leitungen erzeuge, doch dieser<br />
lasse sich gut abgeschirmt in einem Nebenraum<br />
unterbringen. Untersuchungen<br />
an der Universitätsklinik Mannheim haben<br />
jetzt gezeigt, dass die neue Antriebstechnik<br />
die Erwartungen erfüllt.<br />
„Damit wurde die Grundlage geschaffen<br />
für die Entwicklung eines praxistauglichen,<br />
robotergestützten Positionierungssystems<br />
für Interventionen<br />
im MRT“, so Horsch.<br />
In einem Folgeprojekt will<br />
er gemeinsam mit seinem<br />
Team die Biege-Aktoren in<br />
einen Roboter einbauen,<br />
der ebenfalls mit<br />
3D-Drucktechnik gefertigt<br />
werden soll.<br />
bt<br />
www.ipa.fraunhofer.de<br />
Bild: Fraunhofer IPA/Julian Weigelt<br />
3D-gedrucktes Robotergelenk<br />
mit integriertem Balg-Aktor<br />
6 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Industrie<br />
Fachwissen für Interdisziplinäre<br />
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<strong>KEM</strong> Systems Engineering<br />
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und IT‘lern reibungslos klappt.<br />
Jährlich 2 Sonderausgaben unter anderem mit diesen Themen:<br />
• Systems Engineering – Methoden & Tools<br />
• Industrie 4.0 / Internet of Things (IoT)<br />
• Mechatronische Konfiguration<br />
• Product Livecycle Management (PLM)<br />
• Durchgängige Entwicklungs- und Programmiertools<br />
• MES-Lösungen als Mittel der Wahl für die<br />
ganzheitliche Steuerung<br />
• Kommunikation/Security<br />
• IT-Infrastruktur<br />
... und vielen Anregungen und Ansätzen, wie<br />
sich die interdisziplinäre Zusammenarbeit<br />
in der Praxis methodisch und organisatorisch<br />
umsetzen lässt.<br />
aus develop³<br />
wird <strong>KEM</strong> Systems<br />
Engineering<br />
kem.de/digitalisierung<br />
Digitale<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 7
MAGAZIN<br />
BRANCHENNEWS<br />
Hydraulik als fertige „Building Blocks“ für Gesamtsysteme<br />
Die Hydraulik der Zukunft ist „unsichtbar“<br />
Heute werden bei Maschinenherstellern Hydrauliksysteme<br />
oft im Detail geplant. Dieses<br />
Vorgehen wird in vielen Anwendungen schon<br />
bald der Vergangenheit angehören, denn Entwickler<br />
und Konstrukteure werden zunehmend<br />
nur noch fertige Automatisierungsfunktionen<br />
auswählen. Diese nutzen im Hintergrund,<br />
praktisch „unsichtbar“, die Vorteile<br />
der Hydraulik. Die Idee, seine Hydraulik als<br />
fertige „Building Blocks“ für Gesamtsysteme<br />
zu konzipieren, hat Rexroth bereits in ersten<br />
einbaufertigen Modulen umgesetzt und<br />
OEMs nutzen sie immer stärker. Um ein Beispiel<br />
zu nennen: die Autarke Achse SHA. Sie<br />
ist eine komplette, vormontierte Baugruppe<br />
mit drehzahlvariablem Antrieb, Ventilblock,<br />
Pumpe, Zylinder und eigenem dezentralen<br />
Fluidkreislauf. Monteure bauen sie als ein fertiges<br />
Modul ein. Die Inbetriebnahme erfolgt<br />
mit den gleichen Engineeringtools wie bei<br />
elektromechanischen Varianten. Hydraulikkenntnisse<br />
werden nicht benötigt, weil die<br />
Hydraulik vollständig gekapselt ist – quasi<br />
„unsichtbar“. Für Konstrukteure ist damit die<br />
„Hydraulische autarke<br />
Achsen sind in der<br />
Inbetriebnahme<br />
und Bedienung<br />
kaum noch von<br />
elektromecha -<br />
nischen Antrieben<br />
zu unterscheiden.“<br />
Dr. Steffen Haack, Leiter der<br />
Business Unit Industrial Hydraulics,<br />
Bosch Rexroth<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
Frage der Antriebstechnologie in diesen Autarken<br />
Achsen nur insofern interessant, als<br />
dass sie ein Kraftprofil nutzen können, das ihnen<br />
ohne Hydraulik nicht zur Verfügung stehen<br />
würde. Unsere Vision für die Zukunft: Alle<br />
Maschinenmodule sind gleichermaßen intelligent.<br />
Kein Konstrukteur einer Anlage<br />
muss mehr im Detail wissen, welche einzelnen<br />
Hydraulikkomponenten er für seine Lösung<br />
braucht. Er nutzt einfach nur den „Building<br />
Block“, der zu seinem Konzept passt. jg<br />
www.boschrexroth.com<br />
Roth Hydraulics feiert im Jahr <strong>2018</strong> das 75-jährige<br />
Firmenjubiläum<br />
Bild: Roth Hydraulics<br />
75 Jahre Unternehmensgeschichte<br />
Roth Hydraulics feiert<br />
In diesem Jahr blickt Roth Hydraulics in Biedenkopf-Eckelshausen<br />
auf 75 Jahre Unternehmensgeschichte<br />
zurück. Das Tochterunternehmen<br />
der Dautphetaler Roth Industries<br />
würdigte den Anlass im Rahmen einer Jubiläumsfeier.<br />
Die Entwicklung und Fertigung von<br />
hydraulischen Komponenten und Kolbenspeichern<br />
begann im Jahr 1952. Dieses Produktsortiment<br />
baute der Hersteller sukzessive<br />
aus. Neben Blasenspeichern kamen Membranspeicher<br />
sowie komplette Speicheranla-<br />
gen ins Programm. Als Vollsortimenter liefert<br />
das seit 2016 als Roth Hydraulics firmierende<br />
Unternehmen heute innovative Hydrauliklösungen<br />
zur Speicherung und Freisetzung von<br />
Energie. Zum Einsatz kommen die fluidtechnischen<br />
Bauteile etwa in Energie- und Kraftwerkstechnik,<br />
Mobilhydraulik, Werkzeugmaschinen<br />
oder Öl- und Gastechnik. Sie minimieren<br />
den Energieverbrauch, verbessern<br />
die jeweilige Umweltbilanz und helfen die<br />
Ressourcen zu schonen. Roth Hydraulics ist<br />
weltweit vertreten und verfügt über Niederlassungen<br />
in China und in den USA. bt<br />
www.roth-hydraulics.de<br />
Wir berichten über<br />
Aerzener Maschinenfabrik ......... 53<br />
Allweiler ..................................... 61<br />
Alstom Ferroviaria ..................... 24<br />
Atlas Copco ............................... 52<br />
Aventics ............................... 40, 65<br />
BD Sensors ............................... 38<br />
Beko Technologies ..................... 53<br />
Boge .......................................... 52<br />
Bosch Rexroth ................. 8, 10, 20<br />
Bürkert ................................. 10, 39<br />
Claas .......................................... 31<br />
Continental .................................. 9<br />
Crane ChemPharma & Energy .. 61<br />
Dürr Technik ............................... 52<br />
Eaton ................................... 24, 38<br />
Eisele Pneumatics ..................... 48<br />
Emerson .................................... 40<br />
Flexseal ..................................... 54<br />
Freudenberg Sealing<br />
Technologies .............................. 31<br />
Hänchen .............................. 10, 22<br />
ITV ............................................. 45<br />
Kaeser ....................................... 53<br />
Keller Lufttechnik ....................... 45<br />
Kieselmann ................................ 48<br />
Knoll Maschinenbau .................. 56<br />
KSB ........................................... 39<br />
Looxr ........................................... 6<br />
Mader .............................. 6, 10, 50<br />
Mayfran ..................................... 58<br />
Nachi ......................................... 32<br />
Pfeiffer Vacuum ........................... 9<br />
Roth Hydraulics ..................... 8, 26<br />
RWTH Aachen ........................... 10<br />
Schmalz ..................................... 14<br />
Schnupp .................................... 34<br />
Sick ............................................ 10<br />
Siemens .................................... 56<br />
Siko ............................................ 28<br />
SKF Lubrication Systems .......... 58<br />
SMC .......................................... 46<br />
Sonplas ...................................... 20<br />
Spandau Pumpen ...................... 58<br />
Stauffenberg .............................. 16<br />
Tünkers ...................................... 45<br />
VDMA ........................................ 10<br />
Viscotec ..................................... 61<br />
Voith .......................................... 36<br />
Weber-Hydraulik ........................ 38<br />
8 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
BRANCHENNEWS<br />
MAGAZIN<br />
Continental-Wasserschläuche für Fußballplätze<br />
Spielentscheidender Vorteil<br />
Pfeiffer Vacuum eröffnet neuen Produktionsstandort in Rumänien<br />
Steigende Nachfrage nach Vakuumtechnologie<br />
Continental trägt mit seinen flexiblen<br />
Schlauchlösungen für mobile Bewässerungssysteme<br />
zur Erhaltung und Pflege von Fußball-<br />
und Sportplätzen bei. Denn dort, wo es<br />
keine fest installierten Beregnungsanlagen<br />
gibt, stellen flexible Schläuche die Bewässerung<br />
von Sportanlagen sicher. Dabei fordert<br />
der Einsatz im freien Gelände einem<br />
Schlauch einiges ab: Die Schläuche sind extremen<br />
Temperaturschwankungen<br />
sowie Ozoneinwirkung und<br />
UV-Strahlung ausgesetzt. Auch<br />
müssen sie mechanischen Belastungen<br />
standhalten. Denn<br />
schnell kann es passieren, dass<br />
der Schlauch geknickt wird. Für<br />
den Trix Rotstrahl von Continental<br />
ist das kein Problem. Durch<br />
seine Materialauslegung und<br />
<strong>Konstruktion</strong> ist der Wasserschlauch<br />
hochflexibel und äu-<br />
Ende September feierte Pfeiffer Vacuum die<br />
Eröffnung des neuen Produktionsstandortes<br />
in Cluj, Rumänien. Das stetige Wachstum der<br />
Gruppe und die kontinuierliche Nachfrage<br />
nach Vakuumtechnologie hatten den modernen<br />
Neubau erforderlich gemacht. Produktion<br />
und Service von Bauteilen für Vakuumpumpen<br />
finden bereits seit 2010 in Cluj statt.<br />
Der Neubau des Unternehmens befindet<br />
DIE KUPPLUNG.<br />
sich im Industriepark Nervia in Apahida. Auf<br />
4.300 m 2 Produktionsfläche können effiziente<br />
Produktionsprozesse gefahren werden. 74<br />
Mitarbeiter in Cluj unterstützen die Belegschaft<br />
an den anderen Produktionsstandorten<br />
von Pfeiffer Vacuum. In Rumänien gelten<br />
die gleichen Produktions- und Servicestandards<br />
wie in Deutschland und Frankreich. eve<br />
www.pfeiffer-vacuum.de<br />
FÜR DIE WELT DER<br />
PRÄZISION<br />
Bild: Continental<br />
Der Wasserschlauch Trix<br />
Rotstrahl ist flexibel, robust und<br />
langlebig sowie komfortabel in<br />
der Handhabung<br />
ßerst robust. Die textile Druckeinlage<br />
macht ihn knickfest, die<br />
schmutzabweisende Außenschicht<br />
aus synthetischem<br />
Kautschuk verleiht ihm eine<br />
Ozon- und Witterungsbeständigkeit<br />
sowie gute Alterungseigenschaften.<br />
Hitze und Kälte<br />
machen ihm nichts aus und die<br />
porenfreie, glatte Innenschicht<br />
garantiert einen niedrigen<br />
Durchflusswiderstand. Darüber<br />
hinaus zeichnet er sich durch eine<br />
leichte und problemlose<br />
Handhabung aus.<br />
bt<br />
www.contitech.de<br />
Halle 4 / Stand 390<br />
Sicherheitskupplungen<br />
Metallbalgkupplungen<br />
Elastomerkupplungen<br />
RW-KUPPLUNGEN.DE<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 9
TRENDS<br />
PERSPEKTIVEN<br />
Bild: WrightStudio/fotolia.com<br />
Der Anwender steht im Mittelpunkt: Es ist angesagt, in Industrie-4.0-Anwendungen zu investieren. <strong>Fluidtechnik</strong>, die aktuell vor allem durch die Digitalisierung<br />
vorangetrieben wird und wichtige Innovationen erfährt, schafft in den Applikationen aber auch Mehrwert. Das zählt unterm Strich<br />
Nutzen von <strong>Fluidtechnik</strong> 4.0 aus Forschungs-, Verbands- und Herstellersicht<br />
Am Ende zählt der Mehrwert<br />
Fluidtechnische Komponenten und Systeme sind fester Bestandteil vieler Industrieanwendungen –<br />
quer durch alle Branchen. Im Zuge der Digitalisierung des gesamten industriellen Sektors passen sich<br />
die fluidtechnischen Komponenten diesem Trend an. Die wichtigsten Ziele sind hierbei eine gesteigerte<br />
Verfügbarkeit, Energieeffizienz und Benutzerfreundlichkeit sowie Interoperabilität.<br />
Interview: Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welchen Nutzen bieten fluidtechnische<br />
Komponenten und Systeme in Industrie-4.0-Anwendungen<br />
hinsichtlich Verfügbarkeit?<br />
Katharina Schmitz (RWTH Aachen): Durch die Verschmelzung von<br />
Informations- und Kommunikationstechnologie mit fluidtechnischen<br />
Modulen, lässt sich deren Verfügbarkeit in vielen Bereichen steigern.<br />
Zum einen wird die Verfügbarkeit relevanter Daten und Informationen<br />
von Komponenten durch die sogenannten virtuellen Repräsentationen<br />
gesteigert. Diese können als universelle Ansprechpartner<br />
der real verbauten Komponenten verstanden werden, die dem Betreiber<br />
oder Nutzer in verschiedenen Situationen, zum Beispiel bei<br />
der Inbetriebnahme, die notwendigen Informationen gebündelt zur<br />
Verfügung stellen können. Vorgänge können deutlich effizienter gestaltet<br />
werden, woraus letztlich auch eine Steigerung der Verfügbarkeit<br />
der Maschine resultiert. Die Verfügbarkeit während des eigentlichen<br />
Betriebs kann zum anderen durch die Reduzierung von Ausfällen<br />
und ungeplanten Wartungen der Komponenten durch Condition<br />
Monitoring und Predictive Maintenance gesteigert werden.<br />
Christian Geis (VDMA): Auf der Komponenten- und Subsystem-<br />
Ebene erfüllen fluidtechnische Produkte die an sie gestellten Anforderungen<br />
bei hoher Verfügbarkeit und Robustheit. Die unter anderem<br />
für ihre hohe Zuverlässigkeit und große Leistungsdichte bekannten<br />
fluidtechnischen Produkte nutzen die Digitalisierung außerdem<br />
dazu, beispielsweise mit geringeren Betriebskosten oder höherer<br />
Präzision zu arbeiten.<br />
10 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Steffen Haack (Bosch Rexroth): Hydraulik ist von Haus aus besonders<br />
robust gegen Vibrationen, Stöße und Überlastungen. Bosch<br />
Rexroth erhöht die Verfügbarkeit noch durch Zustandsüberwachung<br />
und vorausschauende Instandhaltung. Ein Schlüsselelement dafür<br />
sind vernetzte Sensoren, welche die Betriebszustände von Hydrauliksystemen<br />
erfassen und die Grundlage für eine umfassende Zustandsüberwachung<br />
bilden. Die vernetzte Hydraulik ist in dieser<br />
Hinsicht weit fortgeschritten.<br />
Wir integrieren Sensoren zur Erfassung verschiedener Betriebszustände<br />
wie Ölqualität, Temperatur und Vibrationen und zählen die<br />
Schaltzyklen in Ventilen. Diese Zustandsüberwachung ist für<br />
Peter Maier (Mader): Gemeinsam mit Looxr, einem Spin-off von<br />
Mader, digitalisieren wir den gesamten Druckluftprozess. Mittels<br />
Sensorik und Messtechnik werden reale Messwerte aus dem<br />
Druckluft- und Pneumatiksystem erfasst und gespeichert. Über unser<br />
Online-Portal sind die Daten in Echtzeit überall abrufbar. Mittels<br />
automatisierter Analyse lassen sich Handlungsempfehlungen für<br />
die vorausschauende Wartung ableiten.<br />
Alexander Hirt (Sick): Fahrzeugherstellern, Integratoren und Betriebsverantwortlichen<br />
geht es bei den linearen Sensoren für die<br />
mobile Automation um qualitative Innovationen. Es sind Mehrwerte<br />
Bild: RWTH Aachen<br />
„Durch die Verschmelzung<br />
von Informationsund<br />
Kommunikationstechnologie<br />
mit fluidtechnischen<br />
Modulen<br />
lässt sich deren<br />
Verfügbarkeit in vielen<br />
Bereichen steigern.“<br />
Prof. Katharina Schmitz,<br />
Head of IFAS, RWTH Aachen<br />
Bild: VDMA<br />
„Fluidtechnische Produkte<br />
sind elementare<br />
Bestandteile in der Industrieautomation<br />
und<br />
in mobilen Maschinen.“<br />
Dr. Christian Geis,<br />
Technik und Normung,<br />
Dichtungstechnik, DIN NAM<br />
Fachverband <strong>Fluidtechnik</strong>, VDMA<br />
verschiedene neue Gerätefamilien verfügbar. Mit dem IoT-Gateway<br />
können wir bereits installierte Module zur Zustandsüberwachung<br />
aufrüsten. Darüber hinaus bieten wir Condition-Monitoring-Lösungen<br />
– beispielsweise für hochbelastete Antriebe und Motoren – und<br />
schließen mit den Kunden leistungsorientierte Serviceverträge ab.<br />
Auch die Diagnosefunktionen von IO-Link-Geräten ermöglichen<br />
neue Wartungskonzepte und verkürzen die Reparaturzeiten deutlich.<br />
Die prozessbegleitende Abfrage von Geräteinformationen bildet<br />
die Grundlage für zustandsorientierte und präventive Instandhaltungskonzepte.<br />
Proportionalventile zeigen beispielsweise an, ob sie<br />
betriebsbereit sind, ob ein Fehler wie Unter- oder Überspannung<br />
vorliegt oder ob die Elektroniktemperatur über dem zulässigen Wert<br />
liegt.<br />
Mit dem Dienstleistungspaket Online Diagnostics Network (ODiN)<br />
haben wir insbesondere eine Lösung für Großanlagen mit hohen<br />
Stillstandskosten entwickelt. Entscheidend ist hier zunächst das Domänenwissen<br />
darüber, wie Verschleiß entsteht und welche Wirkungszusammenhänge<br />
gerade bei komplexen Automatisierungsstrukturen<br />
bestehen. Darauf aufbauend greift die Lösung auf Machine-Learning-Ansätze<br />
zurück: Sensordaten werden sicher in die<br />
Bosch-IoT-Cloud weitergeleitet, wo per Software ein Health Index<br />
erstellt wird. Die Software lernt mit jedem Datensatz für alle angeschlossenen<br />
Anlagen und verbessert damit die Vorhersagegenauigkeit.<br />
Tanja Hänchen (Herbert Hänchen): Unsere Komponenten, die in<br />
elektro-hydraulischen Systemen eingesetzt sind, können durch die<br />
verwendete Sensorik für Position, Kraft, Druck oder Temperatur sehr<br />
gut die Betriebszustände überwachen und dadurch rechtzeitige Diagnose-Signale<br />
erzeugen. Das kann zum Beispiel ein Hydraulikzylinder<br />
sein, der rechtzeitig einen Hinweis auf Wartung anzeigt, der in<br />
der Anwendung die Verfügbarkeit erhöht.<br />
gefragt, wie sie in der industriellen Automation längst üblich sind:<br />
die Erhebung von Zustands- und Prozessinformationen durch die<br />
Encoder. Die präzise und performante Positionsmessung soll in Zukunft<br />
durch die Möglichkeit ergänzt werden, mit Hilfe von Sensorinformationen<br />
detaillierte Analysen durchzuführen, um mit ihnen Assistenzsysteme<br />
zu unterstützen oder um beispielsweise plötzliche<br />
Maschinenausfälle zu vermeiden, Wartungsroutinen zu optimieren<br />
und insgesamt die Verfügbarkeit von Maschinen zu steigern. In der<br />
Hydraulikmesstechnik für die mobile Automation bieten unsere Linearencoder<br />
diese Mehrwerte.<br />
Die Technologie der Magnetostriktion bietet für den Einsatz linearer<br />
Encoder in hydraulischen Arbeitsmaschinen eine Reihe von Vorteilen.<br />
Die Positionsmessung erfolgt absolut: Sofort nach dem Anliegen<br />
der Bordspannung durch Starten der Arbeitsmaschine ist die<br />
exakte Kolbenposition bekannt – eine Referenzfahrt, wie bei inkrementellen<br />
Sensoren, ist nicht erforderlich. Im Arbeitseinsatz erweist<br />
sich die Magnetostriktion nicht nur als zuverlässig und verschleißfrei,<br />
sondern auch als robust – sowohl gegen mechanische Beanspruchungen<br />
als auch gegen extreme elektrische Einflüsse. Das<br />
Überwachen und Zählen von Kolbenhüben, das Erfassen von Betriebsstunden<br />
und Spitzenlasten oder das Kontrollieren maximal zulässiger<br />
Öltemperaturen erlauben Aussagen über den aktuellen Zustand<br />
einer Maschine, ihren kostenoptimierten Betrieb sowie über<br />
mögliche externe Störgrößen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie energieeffizient arbeitet <strong>Fluidtechnik</strong><br />
4.0 im Feld?<br />
Katharina Schmitz (RWTH Aachen): Fluidtechnische Komponenten<br />
haben für sich betrachtet bereits einen hohen Reifegrad hinsichtlich<br />
ihrer Effizienz erlangt. Darüber hinaus ist es wichtig, die<br />
Komponenten im Verbund/System effizient zu betreiben.<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 11
TRENDS<br />
PERSPEKTIVEN<br />
Dies lässt sich im Wesentlichen durch eine Erweiterung der Komponenten<br />
um die drei Aspekte Konnektivität, Adaptivität und Sensorik<br />
erreichen. Durch umfangreiche Sensorik lassen sich aktuelle Anforderungen<br />
und Betriebszustände in Echtzeit deutlich genauer erfassen.<br />
Um bestmöglich auf die vorliegenden Anforderungen reagieren<br />
zu können, müssen betroffene Komponenten darüber benachrichtigt<br />
werden und anschließend abgestimmt im Systemverbund (Konnektivität)<br />
ihre Betriebszustände anpassen (Adaptivität). Letzteres<br />
begründet unter anderem den derzeitigen Trend zur Elektrohydraulik,<br />
da diese Systeme durch ihre Flexibilität dem Bedarf angepasst<br />
und effizient arbeiten können. Zuletzt helfen genauere Simulationsmodelle<br />
von Komponenten und deren Anwendungen schon bei der<br />
Entwicklung der Systeme dabei, eine Überdimensionierung und infolge<br />
dessen ineffiziente Betriebszustände zu vermeiden.<br />
Bild: Hänchen<br />
„Industrie-4.0-Anwendungen<br />
zeichnen sich<br />
dadurch aus, dass sie<br />
über eine intelligente<br />
Software gesteuert<br />
und überwacht<br />
werden können.“<br />
Tanja Hänchen,<br />
Geschäftsführerin,<br />
Herbert Hänchen<br />
Christian Geis (VDMA): Durch die von <strong>Fluidtechnik</strong> 4.0 unterstützte<br />
Systembetrachtung kann in hohem Maße Energie eingespart<br />
werden – in Einzelfällen bis zu 80 Prozent.<br />
Steffen Haack (Bosch Rexroth): Es ist Software, die das Beste aus<br />
Elektrik und Hydraulik verbindet. So passt die dezentrale Intelligenz<br />
im elektronischen Regelgerät bedarfsgerecht die Drehzahl des<br />
Pumpenantriebs an, wenn weniger Leistung am Verbraucher benötigt<br />
wird oder senkt diese sogar auf null ab. Das verringert im Vergleich<br />
zu herkömmlichen Konstantantrieben den Energieverbrauch<br />
hydraulischer Aggregate um bis zu 80 Prozent. Übrigens: Auch ältere<br />
Anlagen und Maschinen können ohne großen Aufwand nachgerüstet<br />
werden und damit den Energieverbrauch in der Fertigung<br />
deutlich senken. In der zukünftigen Industrie 4.0 bleiben die heute<br />
schon verfügbaren Hebel für bessere Energieeffizienz – effiziente<br />
Komponenten, Bedarfssteuerung, Rückgewinnung und effizientes<br />
Design – die gleichen, können aber durch die dann erst mögliche,<br />
vollständige Betrachtung vernetzter Maschinenparks viel mehr Wirkung<br />
entfalten.<br />
Tanja Hänchen (Herbert Hänchen): Moderne Industrie-4.0-Anlagen<br />
können durch intelligente Systemintegration energieeffizient<br />
ausgeführt werden. Beispielsweise können durch das gesteuerte<br />
Abschalten von Anlagen Betriebskosten eingespart werden. Dies<br />
kann durch unsere Klemmeinheiten erfolgen, die energiefrei Positionen<br />
halten.<br />
Peter Maier (Mader): Zur energetischen Optimierung des Druckluftsystems<br />
lässt sich unsere Leckage-App nutzen. Damit haben wir<br />
neue Transparenz erreicht – alle Beteiligten wissen, wo und wie viel<br />
Druckluft verloren geht und auch, welcher wirtschaftliche Verlust in<br />
Euro durch jede einzelne Leckage entsteht. Wenn erstmals der wirkliche<br />
Druckluftverbrauch jeder Maschine, jeder Anlage und jedes Arbeitsplatzes<br />
sichtbar ist, ergeben sich ganz neue Ansätze zur Optimierung<br />
von Pneumatiksystemen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Aspekte der Benutzerfreundlichkeit<br />
berücksichtigen fluidtechnische Komponenten und Systeme<br />
heute mit Blick auf Industrie-4.0-Anwendungen?<br />
Katharina Schmitz (RWTH Aachen): Industrie-4.0-Komponenten<br />
und -Systeme sind ergebnis- beziehungsweise funktionsorientiert<br />
aufgebaut. Durch eingebettete Systeme müssen sich Nutzer kaum<br />
mit fluidtechnischen Details beschäftigen, sondern können vergleichsweise<br />
einfach auf die gewünschte Endfunktion – wie eine<br />
Achspositionierung oder eine Zustandsüberwachung – zugreifen.<br />
Schwierigkeiten, die beispielsweise bei einer Regelung einer ventilgesteuerten<br />
Achse auftreten, werden zukünftig durch integriertes<br />
Know-how der Hersteller von den Komponenten intern bewältigt.<br />
Mit steigenden Anforderungen an die Maschinen werden fluidtechnische<br />
Komponenten und Systeme zunehmend komplexer, variantenreicher<br />
und sensibler. Damit der Bediener beim Aufbau, der Inbe-<br />
„Heute müssen Maschinenhersteller<br />
oft noch<br />
Hydraulikanlagen im Detail<br />
planen. In Zukunft<br />
werden sie zunehmend<br />
nur noch fertige Automatisierungsfunktionen<br />
auswählen.“<br />
„<strong>Fluidtechnik</strong> 4.0<br />
beginnt beim Bestell -<br />
wesen. Der Anwender<br />
möchte online konfigurieren<br />
und bereits<br />
ab Losgröße 1 hoch -<br />
wertige, wirtschaftliche<br />
Produkte erhalten.“<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
Dr. Steffen Haack,<br />
Leiter der BU Industrial Hydraulics,<br />
Bosch Rexroth<br />
Bild: Bürkert<br />
Werner Bennek,<br />
Field Segment Manager Hygienic<br />
mit Schwerpunkt Automation,<br />
Bürkert Fluid Control Systems<br />
12 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
„Wir digitalisieren den<br />
Druckluftprozess –<br />
basierend auf gemessene<br />
Daten, nicht auf<br />
theoretische Hochrechnungen.<br />
Im Fokus<br />
stehen Effizienz und zuverlässige<br />
Funktionen.“<br />
„Zustandsüberwachung<br />
gehört nicht<br />
erst seit dem Industrie-4.0-Thema<br />
zu<br />
den Standardanforderungen<br />
an Sensoren<br />
und Sensorsysteme im<br />
industriellen Umfeld.“<br />
Bild: Mader<br />
Peter Maier,<br />
Geschäftsführer,<br />
Mader<br />
Bild: Sick<br />
Alexander Hirt,<br />
Head of Business<br />
Unit Linear Encoder, Sick<br />
triebnahme, der Überwachung oder der Wartung durch die zunehmende<br />
Komplexität folglich keine Mehraufwände erfährt, werden<br />
Nutzer durch Assistenzsysteme und intuitive Mensch-Maschine-<br />
Schnittstellen unterstützt. Ein weiterer entscheidender Aspekt der<br />
Nutzenbetrachtung von <strong>Fluidtechnik</strong> 4.0 ist Interoperabilität. Im Zuge<br />
von Industrie 4.0 gewinnt die Interoperabilität von Komponenten<br />
stark an Relevanz. Vor dem Hintergrund, dass mehr Komponenten<br />
aktiv an der Kommunikation teilnehmen, ist eine einheitliche und<br />
systemunabhängige gemeinsame Sprache wichtig. Weiterhin müssen<br />
Komponenten für die einfache Integration eine semantische<br />
und standardisierte Beschreibung ihrer Eigenschaften und Funktionen<br />
bereitstellen. Das Potenzial ist enorm. Im Bereich der Heimcomputer<br />
profitieren wir bereits von ähnlichen Konzepten, wenn<br />
man einen Drucker unabhängig von Hersteller oder interner Technologie<br />
mit USB verbinden kann und dieser sofort funktioniert.<br />
Christian Geis (VDMA): Die Digitalisierung, Vernetzung und intelligente<br />
Steuerung fluidtechnischer Produkte ermöglicht neue Geschäftsmodelle<br />
wie Predictive Maintenance oder Mensch-Maschine-Interaktionen<br />
(Cobot).<br />
Steffen Haack (Bosch Rexroth): Heute müssen Maschinenhersteller<br />
oft noch Hydraulikanlagen im Detail planen. In Zukunft werden<br />
sie zunehmend fertige Automatisierungsfunktionen auswählen. Diese<br />
Idee, die Hydraulik als komplette Building Blocks für komplette<br />
Systeme zu gestalten, hat Rexroth bereits in den ersten einbaufertigen<br />
Modulen umgesetzt. Dieser Ansatz minimiert die Komplexität<br />
der Hydraulik und stellt die gewünschte Funktion einfach als fertiges<br />
Modul zur Verfügung. Der Techniker installiert, verbindet mit der<br />
Stromversorgung und der Befehlskommunikation – und fertig. Weder<br />
Monteure noch Inbetriebnahmetechniker benötigen dazu tiefe<br />
Hydraulikkenntnisse. Betrachten wir das Beispiel autarke Achsen:<br />
Das sind einbaufertige Baugruppen mit eigenem Fluidkreislauf von<br />
wenigen Litern und drehzahlvariablen Pumpenantrieben. Softwareassistenten<br />
und Wizards führen logisch durch die Inbetriebnahme<br />
und schlagen passende Parameter vor. Für Maschinenhersteller und<br />
Endanwender ist die Hydraulik nahezu unsichtbar und mechanische<br />
Einstellarbeiten sind nicht mehr notwendig. Die Achsen fügen sich<br />
genauso wie entsprechende elektromechanische Achsen mit verteilter<br />
Intelligenz und offenen Standards in Industrie-4.0-Umgebungen<br />
ein.<br />
Werner Benneck (Bürkert Fluid Control Systems): Industrie 4.0<br />
beginnt im Idealfall lange, bevor eine Anlage in Betrieb geht. Der hohe<br />
Individualisierungsgrad fluidischer Komponenten, die nicht unbedingt<br />
immer alle intelligent sein müssen, fordert aber beispielsweise<br />
ein intelligentes Bestellwesen. Der Anwender möchte online<br />
konfigurieren und bereits ab Losgröße 1 hochwertige, wirtschaftliche<br />
Produkte erhalten. Hierfür gibt es unterschiedliche Prozesse:<br />
Select-to-Order (STO), also die Wahl aus dem Standardprogramm,<br />
Configure-to-Order (CTO), bei dem anwendungsspezifisch konfiguriert<br />
wird, oder Engineer-to-Order (ETO), also eine Neuentwicklung.<br />
Wir als Hersteller wollen deshalb ein tragfähiges Fundament für Industrie<br />
4.0 über den gesamten Produktlebenszyklus bieten – angefangen<br />
von Planung und Engineering über das Bestellwesen bis<br />
zum Service.<br />
Tanja Hänchen (Herbert Hänchen): In ihrer Benutzerfreundlichkeit<br />
zeichnen sich Industrie-4.0-Anwendungen dadurch aus, dass sie<br />
über eine intelligente Software gesteuert und überwacht werden<br />
können. Für die Systemkommunikation zwischen den Anlagenteilen<br />
helfen standardisierte Schnittstellen, um ein benutzerfreundliches<br />
System aufzubauen. Dies wird beispielsweise mit dezentralen Antriebssystemen<br />
von Hänchen erreicht, die vom Kunden-Leitrechner<br />
einfach angesteuert werden können.<br />
Peter Maier (Mader): Wir können erstmals ein komplett herstellerunabhängiges<br />
Pay-per-Use-Konzept für Druckluft 4.0 anbieten.<br />
Druckluft wird zukünftig pro Kubikmeter bezahlt. Der Kunde muss<br />
sich um nichts mehr kümmern, hohe Investitionen entfallen komplett.<br />
www.rwth-aachen.de<br />
www.vdma.org, Messe SPS IPC Drives: Halle 5, Stand 248<br />
www.boschrexroth.com, Messe SPS IPC Drives: Halle 7, Stand 450<br />
www.buerkert.de<br />
www.haenchen.de, Messe SPS IPC Drives: Halle 1, Stand 634<br />
www.mader.eu<br />
www.sick.com, Messe SPS IPC Drives: Halle 7a, Stand 340<br />
Weitere Informationen zu <strong>Fluidtechnik</strong>-Trends:<br />
hier.pro/FSPhY<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 13
TRENDS<br />
INDUSTRIE 4.0<br />
Vakuum-Komponenten mit Schnittstellen von Schmalz<br />
Vakuumtechnik für die digitale Fabrik<br />
Damit elektrische Vakuum-Erzeuger, -Greifer oder Kompaktejektoren sichtbar für die smarte Fabrik<br />
werden, müssen sie in Echtzeit digitale Energie- und Prozessdaten zur Verfügung stellen. Schmalz<br />
integriert dafür Schnittstellen wie IO-Link, Ethernet oder NFC in seine Vakuum-Komponenten und<br />
schafft so die intelligente Basis für die vernetzte Fertigung.<br />
Walter Dunkmann, Leiter Geschäftsfeld Vakuum-Automation, J. Schmalz GmbH, Glatten<br />
Kompaktterminal SCTMi: Durch den modularen Aufbau können bis<br />
zu 16 Einzelejektoren individuell gesteuert und konfiguriert werden.<br />
Die Parametrierung erfolgt per App<br />
Bild: Schmalz<br />
Die Vakuum-Komponenten sind über Schnittstellen wie IO-Link, Ethernet<br />
oder NFC schnell in die Anwendungsumgebung eingebunden. Sie ermög -<br />
lichen eine lückenlose Prozessüberwachung, eine frühe Fehlererkennung<br />
und eine rechtzeitige, planbare Wartung<br />
Bild: Schmalz<br />
Cyber-physische Systeme sind die Protagonisten der vierten industriellen<br />
Revolution. Sie verknüpfen reale mit virtuellen Objekten,<br />
also Maschinen mit informationsverarbeitenden Systemen.<br />
Durch sie können Energie- und Prozesskontrolle sowie vorausschauende<br />
Wartung realisiert werden – wenn die Geräte über entsprechende<br />
Schnittstellen verfügen.<br />
Speziell für die Vernetzung in der Vakuum-Automation entwickelt die<br />
J. Schmalz GmbH Vakuum-Komponenten, die energie- und performancerelevante<br />
Daten nicht nur erfassen und in die Cloud schicken,<br />
sondern auch überwachen und analysieren. Dank IO-Link oder Industrial<br />
Ethernet-Schnittstellen gelingt den Smart Field Devices die<br />
durchgängige Kommunikation von der Sensor- und Aktorebene zur<br />
übergeordneten Steuerung (SPS) und weiter in die Leitebene. Dabei<br />
funktioniert die Kommunikation in beide Richtungen: Neben der<br />
Übermittlung von Daten zum Zustand oder Energieverbrauch können<br />
über die Steuerung Parameter geändert und auf das intelligente<br />
Feldgerät übertragen werden.<br />
Neben der IO-Link- und Industrial-Ethernet-Schnittstelle integriert<br />
Schmalz in seine intelligenten Vakuum-Komponenten auch eine<br />
NFC-Schnittstelle (Near Field Communication). Um über kurze Strecken<br />
Informationen drahtlos auszutauschen, findet eine Punkt-zu-<br />
Punkt-Kopplung zwischen dem Smart Field Device und dem NFC-fähigen<br />
mobilen Endgerät des Anwenders statt. Für die Übertragung<br />
ist keine eigene Energiequelle in der Komponente nötig. Stattdes-<br />
sen ist eine Spule verbaut, die über das Smartphone erregt wird.<br />
Die Spule induziert eine Spannung in einen Prozessor, der dann<br />
über eine Antenne seine Informationen sendet. Der Nutzer kann somit<br />
sowohl Prozessdaten wie auch Wartungs- und Serviceinformationen<br />
am Smartphone direkt ablesen. Das Device spricht quasi<br />
Klartext mit dem Anwender: Kommt es zu einem Stillstand, liefert<br />
es eindeutige Hinweise zur Fehlerquelle statt kryptischer Fehlercodes.<br />
Auch das Parametrieren der Komponente kann über das<br />
Smartphone erfolgen. Dafür hat das Unternehmen die App Control-<br />
Room programmiert. Parameteränderungen, die über NFC vorgenommen<br />
werden, können direkt auf das Gerät übertragen, oder von<br />
einem Gerät auf ein anderes kopiert werden. Ein weiterer Vorteil<br />
von NFC ist die direkte Zuordnung von Produkt zu Smartphone.<br />
Zwei Geräte werden nur über eine sehr kurze Strecke von maximal<br />
zwei Zentimetern verbunden. So kann sich der Anwender sicher<br />
sein, keine benachbarten Geräte unbeabsichtigt zu parametrieren.<br />
Von der Luftströmung zum Datenstrom<br />
Welchen Nutzen die Digitalisierung auf der Komponentenebene für<br />
die Vakuum-Anwendung haben kann, zeigt beispielhaft der Blick in<br />
das Kompaktterminal SCTMi. Dieses bündelt bis zu 16 einzelne Vakuum-Erzeuger<br />
zu einer kompakten Einheit, die lediglich über einen<br />
elektrischen und einen Druckluftanschluss verfügt. Schmalz ermöglicht<br />
so die gleichzeitige, unabhängige Handhabung von unter-<br />
14 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Hochleistungs-Kunststoffe<br />
für anspruchsvolle<br />
Applikationen.<br />
schiedlichen Teilen mit nur einem System. Das Vakuum wird mit einer<br />
Venturi-Düse erzeugt und von einem Sensor erfasst. Den genauen<br />
Vakuum-Wert kann der Anwender über die IO-Link-Prozessdaten<br />
oder am Display des Erzeugers auslesen.<br />
Über die zyklischen Prozessdaten werden auch die Ejektoren gesteuert<br />
und aktuelle Informationen vom SCTMi zurückgemeldet.<br />
Ebenso stehen dem Anwender über die IO-Link-Verbindung Einstellwerte,<br />
Parameter sowie Mess- und Analysedaten zur Verfügung.<br />
Zudem leiten die Diagnose- und Prognosefunktionen der Vakuum-Komponenten<br />
Informationen über den Zustand der Anlage ab<br />
und erkennen Trends in der Qualität und Leistung. An eine interne<br />
oder externe Cloud übermittelt, werden die Daten aufbereitet und<br />
analysiert und generieren wirklichen Mehrwert: Erkennt das System<br />
aus der Toleranz laufende Werte oder schleichende Veränderungen,<br />
können diese schnell und übersichtlich dem Anwender angezeigt<br />
werden. Beispielsweise überprüft das System für die Predictive-<br />
Maintenance-Auswertungen die Leckage sowie den Staudruck.<br />
Condition-Monitoring-Ereignisse werden beispielsweise ausgelöst,<br />
wenn die Werte des Staudrucks abweichen, die Evakuierungszeiten<br />
der Ejektoren ihre Grenzwerte überschreiten oder Sensorspannungen<br />
außerhalb des Arbeitsbereiches liegen. Die Energy-Monitoring-<br />
Funktion hat den Energieverbrauch der angeschlossenen Vakuum-<br />
Systeme im Blick. Diese Überwachung basiert auf dem gemessenen<br />
Luftverbrauch, der unter Berücksichtigung von Systemdruck<br />
und Düsengröße berechnet wird. Anwender können über die IO-<br />
Link-Prozessdaten einen extern erfassten Druckwert vorgeben.<br />
Wenn dieser Wert zur Verfügung steht, kann der Ejektor zusätzlich<br />
zum prozentualen auch den absoluten Luftverbrauch messen.<br />
Schnell integriert<br />
Durch diese vielfältigen Funktionen kann der Anwender seine Anlage<br />
effizient halten, Maschinenstillstände vermeiden und die Anlagenverfügbarkeit<br />
erhöhen. Doch IO-Link bietet ihm auch schon bei<br />
der Integration des Kompaktterminals in die Systemumgebung entscheidende<br />
Vorteile: Schmalz stellt dem Anwender eine umfangreiche<br />
IO-Link-Konfigurationsdatei IODD (IO Device Description) zur<br />
Verfügung, die unter anderem Informationen zur Identifikation, Geräteparameter,<br />
Prozess- und Diagnosedaten sowie Kommunikationseigenschaften<br />
beinhaltet. Ebenso wird der Austausch von Geräten<br />
vereinfacht, da das IO-Link-Protokoll einen Automatismus zur<br />
Datenübernahme enthält. Beim Austausch eines Gerätes durch ein<br />
neues des gleichen Typs werden die Einstellparameter des alten Gerätes<br />
automatisch vom Master in das neue Gerät gespeichert.<br />
Des Kompaktterminal SCTMi ist Teil des stetig wachsenden Programms<br />
an intelligenten Feldgeräten. Ihre Prozess- und Zustandsdaten<br />
machen Industrie-4.0-Konzepte möglich. Anwender profitieren<br />
von einer schnellen Inbetriebnahme, dem zuverlässigen Betrieb<br />
und geringeren Ausfallrisiken. Neben speziellen Kompaktejektoren<br />
hat Schmalz auch den elektronischen Vakuum-Druckschalter VSi – er<br />
misst und überwacht Unter- und Überdrücke in Automatisierungsund<br />
Handlingsystemen – sowie den Spezialgreifer SNGi-AE und den<br />
elektrischen Vakuum-Erzeuger ECBPi mit IO-Link und NFC für die digitale<br />
Fabrik ausgestattet.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 15
HYDRAULIK<br />
TITELSTORY<br />
Kriterien für die optimale Auswahl von Hydraulikleitungen<br />
Rohr versus Schlauch<br />
In den meisten Hydraulikanlagen werden sowohl Rohr- als auch Schlauch -<br />
leitungen eingesetzt, da sie innerhalb der Maschine unterschiedlichen<br />
Beanspruchungen ausgesetzt sind. Die Frage, wann eine Schlauchleitung<br />
einer Rohrleitung aus Metall vorzuziehen ist, und wann wiederum eine Rohrleitung<br />
die bessere Wahl ist, stellt sich bereits in der Konzeptionsphase.<br />
Boris Mette, Leiter Marketingkommunikation, Walter Stauffenberg GmbH & Co. KG,<br />
Werdohl<br />
16 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
TITELSTORY<br />
HYDRAULIK<br />
Frank Herberg, Produktmanager für Leitungssysteme bei Stauff,<br />
fasst zusammen: „Es gibt nur wenige grundsätzliche Unterschiede,<br />
die für sich genommen eindeutige Entscheidungskriterien<br />
sind. Dazu gehört beispielsweise, dass Rohre sich für statische<br />
Anwendungen, bei denen die Komponenten an keiner Stelle<br />
beweglich zueinander sind, besser eignen. Bei starken Vibrationen<br />
kann der Schlauch die bessere Wahl sein. In den meisten Fällen<br />
müssen aber deutlich mehr Aspekte gegeneinander abgewogen<br />
werden“, so Herberg. Nach welchen Kriterien sollte aber nun die<br />
Frage „Rohr oder Schlauch?“ entschieden werden?<br />
Worauf kommt es an?<br />
Eine allgemeine Regel besagt, dass Rohrleitungen die besseren<br />
Standzeiten haben. Aber auch hier gibt es Einschränkungen: Rohre<br />
sind beispielsweise unter bestimmten Umgebungsbedingungen<br />
oder im Kontakt mit aggressiven Chemikalien korrosionsanfälliger,<br />
was die Lebensdauer einer Rohrleitung senken kann. Grundsätzlich<br />
gilt: Wenn Flexibilität gefragt ist, kommen Schläuche zum Einsatz.<br />
Bei der Länge der Leitungen ist zu berücksichtigen, dass bestimmte<br />
Spiralschlauchtypen in durchgehenden Längen von maximal 50 m<br />
verfügbar sind, Rohrmaterial aus Metall hingegen standardmäßig in<br />
6 m Länge. „Werden längere Rohre benötigt, bietet unser Rohr -<br />
verbindungssystem Stauff Connect die Möglichkeit, mehrere Rohrleitungen<br />
sicher zu verbinden und so die gewünschte Länge zu<br />
erreichen“, erklärt Dipl.-Ing. Jochen Straub, der als Anwendungstechniker<br />
im Außendienst zum Beraterteam von Stauff gehört.<br />
Bild: Stauff/Konradin Mediengruppe<br />
Montagefreundlichkeit und Wartungsaufwand<br />
„Schläuche haben aus Sicherheitsgründen per se eine zeitlich begrenzte<br />
Einsatzdauer, müssen also regelmäßig ausgetauscht werden.<br />
Um den Wartungsaufwand einer hydraulischen Anlage möglichst<br />
gering zu halten, empfehle ich daher in engen oder schwer<br />
zugänglichen Bauräumen oftmals Rohrleitungen mit höheren Standzeiten.<br />
Wenn die Leitungen eines hochkomplexen Hydraulik -<br />
systems, wie beispielsweise einer Landmaschine, komplett mit<br />
Schläuchen bestückt sind, kann es nach Ablauf der Einsatzdauer zu<br />
einem enormen Wartungsaufwand und erheblichen Stillstandzeiten<br />
der Maschine kommen. Hier haben wir ein typisches Anwendungsbeispiel,<br />
in dem der Einsatz von Rohr- und Schlauchleitungen sinnvoll<br />
ist“, so Straub.<br />
Seit der Einführung des eigenen<br />
Rohrverschraubungsprogramms<br />
Stauff Connect und der Übernahme<br />
der Voswinkel GmbH, dem Spezialisten<br />
für Schlaucharmaturen und<br />
Schnellverschlusskupplungen,<br />
im Jahr 2015 bietet Stauff Verbindungen<br />
für Rohr- und Schlauch -<br />
leitungen aus eigener Entwicklung<br />
und Herstellung an<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 17
HYDRAULIK<br />
TITELSTORY<br />
In den meisten<br />
Hydraulikanlagen<br />
kommen sowohl<br />
Rohr-, als auch<br />
Schlauchleitungen<br />
zum Einsatz<br />
Bild: Stauff<br />
Produktspezifikationen berücksichtigen<br />
In manchen Anwendungen spielt das Gewicht eine Rolle. Vergleicht<br />
man Rohre und Schläuche nach ihren Nenngrößen, wird ein Stahloder<br />
Edelstahlrohr für gewöhnlich leichter sein als ein Schlauch. Da<br />
Schläuche jedoch nach ihrem Innendurchmesser und Rohre nach<br />
ihrem Außendurchmesser gemessen werden, führt der Vergleich<br />
auf Basis von Nenngrößen in die Irre. Bei der Bestimmung von Strömungsdurchmesser<br />
und -geschwindigkeit kommt es auf den Innendurchmesser<br />
an. Es müssen also Rohre und Schläuche mit den -<br />
selben Innendurchmessern für die benötigten Druckstufen miteinander<br />
verglichen werden, nicht gleiche Nenngrößen. Dann geht<br />
der Gewichtsvergleich oft zugunsten des Schlauchs aus. Werden<br />
außerdem unterschiedliche Stahltypen mit höheren Druckstufen,<br />
wie beispielsweise C-1021, in Betracht gezogen, sodass Rohre mit<br />
geringeren Wandstärken eingesetzt werden können, kann wiederum<br />
das Rohr die leichtere Lösung sein. Wenn also Gewicht in einem<br />
Projekt eine wichtige Rolle spielt, sollten beim Gewichtsvergleich<br />
sämtliche Produktspezifikationen berücksichtigt werden.<br />
Stahl hat generell eine höhere UV-Strahlungsresistenz als die üblicherweise<br />
in Schlauchdecken verwendeten Gummikomponenten.<br />
Für den Einsatz in der Mobilhydraulik sollte auf Schläuche mit speziell<br />
entwickelten UV-beständigen, thermoplastischen Deckmaterialien<br />
zurückgegriffen werden.<br />
Bild: Stauff<br />
Schläuche halten starke Vibrationen aus<br />
Bild: Stauff<br />
Rohrleitungen sind aufgrund der im Rohrbiegezentrum exakt hinterlegten<br />
Parameter leicht in großen Stückzahlen reproduzierbar<br />
18 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
TITELSTORY<br />
HYDRAULIK<br />
Bild: Stauff<br />
Bild: Stauff<br />
Bild: Stauff<br />
CNC-Rohrbiegezentrum bei Voswinkel für individuell konzipierte Leitungssysteme<br />
Wenn ein hydraulisches System zur Überhitzung neigt, kann die<br />
bessere Wärmeableitung von Rohren von Vorteil sein. Wird das<br />
System allerdings in einer kühlen Umgebung betrieben, bieten<br />
Schlauchleitungen eine bessere Isolierung für die Hydraulikflüssigkeit,<br />
sodass die Betriebstemperatur schneller erreicht wird.<br />
Diese und viele weitere Kriterien von der elektrischen Leitfähigkeit,<br />
der Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem Hydraulikmedium oder<br />
aggressiven Substanzen bis hin zu Verfügbarkeit und Preis müssen<br />
bei der Frage „Rohr oder Schlauch?“ berücksichtigt werden.<br />
„Bei der Wahl ‚Rohr oder<br />
Schlauch?‘ müssen viele Kriterien<br />
berücksichtigt werden.“<br />
sowie die Auslegung oder Optimierung von Leitungen im Kundenauftrag.<br />
Wenn dieser die Lieferung ganzer Baugruppen beinhaltet,<br />
kommen immer Schläuche und Rohre der entsprechend zertifi -<br />
zierten Hersteller zum Einsatz.“ Die Voswinkel GmbH, die seit 2015<br />
Teil der Stauff-Gruppe ist, betreibt an ihrem Standort in Meinerz -<br />
hagen seit vielen Jahren ein eigenes Rohrbiegezentrum. Erst kürzlich<br />
wurde in eine weitere CNC-gesteuerte Biegemaschine investiert,<br />
mit der Rohre mit Durchmessern von 6 bis 42 mm und Materialwandstärken<br />
in Abhängigkeit vom Rohrdurchmesser individuell für<br />
spezielle Einsatzbereiche im Kundenauftrag gebogen werden, u. a.<br />
für die Konfektionierung ganzer Baugruppen. „Stauff Line entlastet<br />
die Maschinen- und Anlagenbauer davon, das Know-how für alle<br />
Fragen der Leitungstechnik vorhalten zu müssen“, fasst Deutz das<br />
Beratungsangebot des Unternehmens zusammen.<br />
bec<br />
www.stauff.com<br />
Konzentration auf Kernkompetenzen<br />
Hier kommt die Beratungskompetenz der Produktmanager und<br />
Anwendungstechniker der Stauff-Gruppe ins Spiel: Das international<br />
tätige Unternehmen mit Hauptsitz in Werdohl hat sich in den vergangenen<br />
Jahren nicht nur zum Komplettanbieter von Komponenten<br />
rund um die hydraulische Leitungstechnik entwickelt, sondern<br />
bietet Maschinen- und Anlagenbauern Beratung bei der Gestaltung<br />
oder Optimierung von hydraulischen Leitungen einschließlich ihrer<br />
Anordnung, Verbindung und Befestigung an. Diese beinhaltet auch<br />
Empfehlungen für die Auswahl von Komponenten, deren Einzelspezifikationen<br />
in die Konzeption der gesamten Leitung einfließen.<br />
Unter dem Begriff Stauff Line ist dieses skalierbare Angebot, das<br />
bei Bedarf bis zur Lieferung komplett vormontierter Baugruppen ans<br />
Montageband des Anwenders reicht, zusammengefasst. Damit<br />
greift das Unternehmen den Trend zur Konzentration auf Kern -<br />
kompetenzen auf, der im Maschinen- und Anlagenbau seit einigen<br />
Jahren zu beobachten ist. Statt sämtliche Leitungselemente zu bevorraten<br />
und Leitungen selbst herzustellen, beauftragen Hersteller<br />
hydraulischer Anlagen zunehmend Spezialisten mit der Produktion<br />
der einbaufertigen, maßgeschneiderten Lösung.<br />
Auch Stauff selbst verfährt nach diesem Prinzip. Jörg Deutz, CEO<br />
der Stauff-Gruppe, bestätigt: „Unsere Kernkompetenzen sind<br />
die Entwicklung und Herstellung aufeinander abgestimmter Ver -<br />
bindungselemente und des Zubehörs für hydraulische Leitungen,<br />
Detaillierte Informationen zum Produktbereich<br />
Stauff Connect:<br />
hier.pro/JiZeX<br />
Detaillierte Informationen zum Produkt- und<br />
Leistungsportfolio von Stauff Line:<br />
hier.pro/UoqZR<br />
Die Qualität von Schlauchleitungen hängt u. a. von den richtigen<br />
Verpressungsparametern ab<br />
Bild: Stauff<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 19
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Anlagen zum hydroerosiven Entgraten: kompakter, effizienter, intelligenter mit servohydraulischen Aktuatoren<br />
Kraft der Hydraulik, Komfort der Elektrik<br />
Elektrohydraulik macht moderne Fertigungsverfahren noch effizienter: Das beweist Sonplas, ein<br />
führender Hersteller von Montage- und Prüfanlagen für Turnkey Solutions in den Bereichen Kraftstoff -<br />
einspritzung, Elektromobilität, Luftfahrttechnik und Kfz-Sicherheitssysteme. Seit mehr als 20 Jahren<br />
ist Sonplas der Ansprechpartner im Bereich des hydroerosiven Entgratens (HE). Bei der neuesten<br />
Generation von Anlagen für das hydroerosive Verrunden von Common Rails verringern servohydrau -<br />
lische Aktuatoren (SHA) von Rexroth mit geschlossenem Fluidkreislauf den konstruktiven Aufwand,<br />
die Ölmenge, den Energieverbrauch und den Platzbedarf der Maschinen erheblich.<br />
Michael Goldbach, Engineering Systems and Solutions, System Development, Bosch Rexroth AG, Lohr am Main<br />
Anstelle konventioneller spanender Verfahren hat Sonplas dafür ein<br />
Verfahren auf Basis von hydroerosivem Entgraten entwickelt. Dabei<br />
werden die Bohrungen in dem Verteilerrohr (Rail) in Auslassrichtung<br />
mit einem abrasivem Medium verrundet, das mit einem Druck von<br />
bis zu 140 bar durch das Bauteil gepresst wird. Dieser Prozess<br />
verrundet kontrolliert die Bohrungskanten. Damit kalibrieren die<br />
Sonplas-Maschinen den statischen Durchfluss in diesem Bauteil.<br />
Elektrohydraulik macht errosive Verfahren noch effizienter<br />
Sämtliche Automobilhersteller arbeiten aktuell an Downsizing-<br />
Konzepten, um mit kleineren Motoren bei geringerem Verbrauch<br />
die gewohnte Leistung zu erreichen. Ein Schlüssel dazu ist<br />
die Common-Rail-Technologie, die sowohl bei Diesel- als auch Benzinmotoren<br />
zum Einsatz kommt. Ein gemeinsames Verteilerrohr<br />
dient als Hochdruckspeicher für den Kraftstoff, aus dem spezielle<br />
Injektoren heraus die einzelnen Zylinder des Verbrennungsmotors<br />
versorgen. Die Common-Rail-Technologie steigert die Motoreneffizienz<br />
erheblich, stellt aber hohe Ansprüche an die Maßhaltigkeit der<br />
einzelnen Bauteile. Sonplas entwickelt und liefert schlüsselfertige<br />
Anlagen für die Endbearbeitung der Düsenbohrungen und Löcher<br />
im Rail. Dieser Schritt ist entscheidend für eine reproduzierbare<br />
Qualität in der Serie.<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
Zykluszeiten im Blick<br />
„Sonplas hat auf dem Markt die längste Erfahrung für HE-Schleifen<br />
von Common-Rail-Komponenten“, betont Werner Riederer, bei<br />
Sonplas für den Vertrieb der HE-Anlagen zuständig. Kontinuierlich arbeiten<br />
die Entwickler des Sondermaschinenherstellers aus Niederbayern<br />
daran, Zykluszeiten und Prozesssicherheit dieses Verfahrens<br />
gleichermaßen zu optimieren. Bei der aktuellen Maschinengenera -<br />
tion erreicht das 1993 gegründete Unternehmen mit dem Einsatz<br />
der servohydraulischen Aktuatoren von Rexroth eine neue Stufe der<br />
Modularisierung.<br />
In den Sonplas-Anlagen treiben Zylinder mit hoher Vorschubkraft<br />
Plungerpumpen an, die das Schleifmittel unter Druck setzen. Kleine<br />
Maschinenausführungen wurden bislang mit elektromechanischen<br />
Achsen ausgerüstet. Die großen Geschwister mit einem Zentralaggregat,<br />
das mehrere Hydraulikachsen versorgt. „Für unsere Kunden<br />
aus der Automotive-Industrie geht es immer um Produktivität, aber<br />
zunehmend auch um Kompaktheit, Energieeffizienz und Vernetzung“,<br />
hebt Riederer hervor. Diese Anforderungen erfüllt die neu -<br />
este Anlagengeneration von Sonplas mit servohydraulischen Aktuatoren<br />
von Rexroth. „Die neuen Maschinen sind produktiver, kompakter<br />
und energieeffizienter.“<br />
90 % weniger Öl<br />
Servohydraulische Aktuatoren von Rexroth bestehen aus einer<br />
Motor-Pumpen-Kombination mit einem fest verbundenen Zylinder,<br />
einem Steuerblock und einem Niederdruckausgleichsbehälter. Sie<br />
haben einen eigenen geschlossenen Fluidkreislauf und benötigen<br />
kein zentrales Hydraulikaggregat mehr. Pro Aktuator reichen 6,5 l<br />
Hydrauliköl. „Im Vergleich zu den bisherigen Ausführungen mit<br />
Aggregat sparen wir 90 % an Hydrauliköl ein“, rechnet Riederer vor.<br />
Außerdem wird kein zentrales Hydraulikaggregat mehr benötigt.<br />
Das spart etwa 50 bis 60 % Aufstellfläche.<br />
Als Stellglied fungiert ein drehzahlvariabler Pumpenantrieb der<br />
Sytronix-Familie. Sie bestehen aus einer Kombination von Synchron-<br />
20 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
HYDRAULIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Die Maschinensteuerung gibt die Drucksollwerte je nach Prozess -<br />
anforderungen vor. Die vorprogrammierte Funktion Position-Force-<br />
Control (PFC) von Rexroth übernimmt die Vorgaben der Maschinensteuerung<br />
und setzt sie um. Sonplas nutzt die Intelligenz des Servoantriebs,<br />
um dezentral die Lage des servohydraulischen Aktuators<br />
zu regeln. „Wir haben keinerlei Programmieraufwand für die SHA,<br />
sondern müssen sie lediglich parametrieren“, sagt Riederer. Im<br />
Austauschfall stecken Wartungstechniker nur die Speicherkarte mit<br />
den Parametern in den neuen SHA ein und die Produktion kann sofort<br />
wieder starten. In der Maschinensteuerung hat Sonplas das<br />
jahrzehntelange Prozess-Know-how für das hydroerosive Schleifen<br />
in einer eigenen Software abgebildet.<br />
Pro Aktuator reichen 6,5 l Hydrauliköl. Sonplas spart 90 % an Hydrauliköl<br />
ein. Außerdem wird kein zentrales Hydraulikaggregat mehr benötigt.<br />
Das spart etwa 50 bis 60 % Aufstellfläche<br />
Servomotoren und einer Axialkolben-Verstellpumpe. Ein Servo -<br />
umrichter regelt hochdynamisch die Drehzahl bedarfsgerecht nach<br />
den aktuellen Prozessanforderungen. Der Differenzialzylinder erzeugt<br />
die lineare Bewegung. Er bringt eine maximale Kraft von<br />
140 kN auf und erreicht eine Eilganggeschwindigkeit von 200 mm/s.<br />
Der Hubweg beträgt für die Sonplas-Anwendung 500 mm.<br />
Bis zu 80 % weniger Energieverbrauch<br />
Die bedarfsgerechte Drehzahlerzeugung reduziert den Energieverbrauch<br />
der Hydraulik im Vergleich zu Konstantantrieben um bis zu<br />
80 % – und erfüllt damit eine wichtige Anforderung der Anwender<br />
aus dem Automotive-Bereich. Dadurch sinkt auch der Wärmeeintrag<br />
ins Hydrauliköl erheblich. Sonplas kann auf die bislang notwendige<br />
Ölkühlung komplett verzichten: „Es klingt makaber, aber wir denken<br />
in sehr kalten Regionen eher über Zuheizen nach“, so Riederer.<br />
Inbetriebnahme rein elektrisch<br />
Der Einsatz der SHA vereinfacht die <strong>Konstruktion</strong>, Montage und<br />
Inbetriebnahme erheblich. Die gesamte Verrohrung, ein Großteil der<br />
bislang notwendigen Ventiltechnologie und die hydraulische Inbetriebnahme<br />
fallen weg. Die einbaufertig und vorgeprüft gelieferte<br />
SHA montieren die Techniker mechanisch in die Anlage und ver -<br />
binden sie anschließend mit der Spannungsversorgung und der Führungskommunikation.<br />
Sie benötigen keine tiefgreifenden hydrau -<br />
lischen Kenntnisse und führen auch keine hydraulischen Arbeiten<br />
aus. Die Inbetriebnahme erfolgt rein elektrisch per Software. Auf<br />
der elektrischen Seite nutzen SHA die gleichen Antriebsregler<br />
Indradrive wie elektromechanische Achsen von Rexroth. Hierbei<br />
berücksichtigt das Software-Paket alle Besonderheiten der Fluidtechnologie.<br />
Zusätzlich umfasst die Engineering-Umgebung für<br />
viele Anwendungen Wizards, die den Techniker logisch durch die<br />
Inbetriebnahme führen und passende Werte vorschlagen. Nach<br />
wenigen Minuten ist der SHA verfahrbereit und der Techniker kann<br />
mit der Feinjustierung beginnen.<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
Bild: Bosch Rexroth<br />
Detaillierte Informationen zu den servohydraulischen<br />
Aktuatoren:<br />
hier.pro/LDHvq<br />
Messe SPS IPC Drives: Halle 7, Stand 450<br />
Servohydraulische<br />
Aktuatoren von Rexroth<br />
bestehen aus einer<br />
Motor-Pumpen-Kombi -<br />
nation mit einem fest<br />
verbundenen Zylinder,<br />
einem Steuerblock und<br />
einem Niederdruck -<br />
ausgleichsbehälter. Sie<br />
haben einen eigenen<br />
geschlossenen Fluidkreislauf<br />
und benötigen<br />
kein zentrales Hydraulikaggregat<br />
mehr<br />
Vorteile aus Hydraulik und Elektrik<br />
„Die Hydraulik bietet eine einmalige Kraftdichte, einen sicheren<br />
Überlastschutz und eine lange Lebensdauer“, betont Riederer. „Mit<br />
den SHA erhalten wir diese Eigenschaften und verbinden sie mit<br />
allen Vorteilen der digitalen Regelung.“ Das sehen auch Automobilhersteller<br />
und Tier-1 Zulieferer so: Die neue Anlagengeneration für<br />
den HE-Prozess ist bereits bei mehreren Anwendern im Einsatz und<br />
konnte dank der vereinfachten <strong>Konstruktion</strong> mit servohydraulischen<br />
Antrieben auch schnell geliefert werden.<br />
bec<br />
www.boschrexroth.com<br />
www.sonplas.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 21
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Modulsystem Ratio-Drive: Bewegungen verstehen, Antriebslösungen verwirklichen<br />
Individuell zugeschnittene Lösungen<br />
„Ratio-Drive entstand, da das Know-how im Bereich hydraulischer Antriebstechnik bei unseren<br />
Kunden immer weiter abgebaut wurde.“ So beschreibt Sarah Bässler, Marketingleiterin bei Hänchen,<br />
das Modulsystem für Antriebslösungen. Ratio-Drive ist mehr als Engineering. Das Angebot deckt die<br />
ganze Bandbreite an Lösungselementen und Lösungen rund um Antriebsachsen ab.<br />
Jörg Beyer, Inhaber Mediaword, Tübingen, i. A. der Herbert Hänchen GmbH & Co. KG, Ostfildern<br />
Ratio-Drive ermöglicht<br />
anwenderspezifische<br />
Lösungen rund um die<br />
Antriebsachse<br />
Passende Module aus den Bereichen Konzeption, Engineering,<br />
Software, Sicherheitstechnik, Antriebstechnik, Aufbau und<br />
Integration von Antriebsachsen, unvollständige und vollständige<br />
Maschinen erlauben individuelle Angebote. Dabei kommen elek -<br />
trische Antriebe ebenso zum Einsatz wie hydraulische Antriebs -<br />
lösungen von Hänchen. Der Anwender entscheidet, ob er nur ein -<br />
zelne Module, wie Engineering, Software oder Antriebsachsen,<br />
der Herbert Hänchen GmbH & Co. KG benötigt oder ein Komplettsystem,<br />
eine unvollständige oder vollständige Maschine im Sinne<br />
der EU-Maschinenrichtline.<br />
Entscheidend ist dabei für alle Einsatzbereiche die Kommunikation:<br />
Zwischen Mensch und Maschine, insbesondere aber zwischen<br />
Leitrechner und den einzelnen Maschinensteuerungen. Die hydrau -<br />
Bild: Hänchen<br />
lischen oder elektromechanischen Aktuatoren sind mit den notwendigen<br />
Sensoren versehen und bilden somit Antriebsachsen, die sich<br />
autark oder abhängig von den Steuerungssystemen regelt lassen.<br />
Bewegungsabläufe automatisieren<br />
Hydraulik bietet eine besonders hohe Kraftdichte und Störungs -<br />
sicherheit wobei Geschwindigkeit und Kraft unabhängig voneinander<br />
sind. Die Elemente lassen sich effektiv mit Feldbussystemen<br />
beispielsweise durch EtherCat, Ethernet oder Profibus verbinden.<br />
Ratio-Drive ermöglicht so die Automatisierung eines Bewegungs -<br />
ablaufes, die steuerungstechnische Einbindung von Zylinder, Motor<br />
und Sensorik sowie flexible Erweiterungsoptionen. Ja es ermöglicht<br />
die Automatisierung. Die Einbindung der Komponenten ist dafür<br />
eine Notwendigkeit. Neben diesen technischen Überlegungen stellt<br />
sich auch die Kosten-Nutzen-Rechnung in jedem Einsatzbereich<br />
neu, wobei letztlich die Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership)<br />
wichtig sind.<br />
Im Rahmen von Ratio-Drive lassen sich neben eher an der Hardware<br />
orientierten Lösungen auch Software-Systemlösungen anwenderspezifisch<br />
definieren und realisieren. So kann beispielsweise<br />
die gesamte Regelung der Antriebsachsen im Hintergrund durch<br />
eine Ratio-Drive-Software erfolgen. Sie ist dann z. B. der für komplexe<br />
Bewegungsabläufe verantwortliche Teil eines Industrie-4.0-Projekts<br />
oder einer aufwendigen Test- und Prüfeinrichtung. „Der Kunde<br />
gibt die Schnittstelle vor, wir schreiben die passende Software für<br />
die Antriebstechnik“, so Bässler. „Egal ob wir mit der Anlagen-SPS<br />
kommunizieren sollen oder ob wir eine Stand-alone-Lösung reali -<br />
Die grafische Mensch-<br />
Maschine-Schnittstelle<br />
kann durch Module<br />
ausgebaut werden,<br />
hier durch eine Oszillo -<br />
skopfunktion für die<br />
Zylinderbewegung<br />
Bild: Hänchen<br />
22 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
HYDRAULIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
sieren. Hänchen legt gemeinsam mit dem Anwender den spezifischen<br />
Leistungsumfang fest. Grundlage ist unsere Software, die wir<br />
nach Bedarf erweitern und anpassen. Möglich wird dies durch den<br />
modularen Aufbau der Software. Der Kunde kann sein Paket genau<br />
so zusammenstellen, wie er es für seine Anwendung benötigt.“<br />
Der Anwender hat die Wahl: Das Standardsystem ist eine mit zahlreichen<br />
Bewegungsabläufen ausgestattete Reglersoftware. Die<br />
individuelle Software wird auf der Grundlage der Software-Biblio -<br />
theken von Hänchen genau an die jeweiligen Anforderungen angepasst:<br />
Sie steuert Bewegungen durch einfache oder hochkomplexe<br />
Algorithmen und kann bei entsprechender Hardware eine umfangreiche<br />
Sensorik auswerten und nahezu beliebig viele Achsen ansteuern.<br />
Damit ist praktisch jede Form der Messwerterfassung und<br />
-auswertung möglich. Auch Prüf- und Prozessprotokolle können erstellt<br />
werden. Ein Modul für die grafische Mensch-Machine-Schnittstelle<br />
(HMI) erlaubt die Visualisierung der Anlage und der Bewegungsabläufe.<br />
Dahinter befindet sich die komplexe Echtzeitsteuerung<br />
für n-achsige hydraulische oder elektrische Systeme mit nahezu<br />
unbegrenzten Ausbaumöglichkeiten.<br />
Die Steuerungsmodule der Software für Antriebsachsen umfassen<br />
moderne Reglerstrukturen, die Sicherheitsmodule können die gesamte<br />
Anlage oder Teilbereiche bis hin zu Performance Level e (PLe)<br />
überwachen. Die Software für die Ablaufsteuerung erlaubt die Rea -<br />
lisierung von Funktionsabläufen. Gerade hier kann die jahrzehnte -<br />
lange Software-Erfahrung des Ratio-Drive-Teams ebenso zum<br />
Tragen kommen wie in der kontinuierlichen Weiterentwicklung der<br />
zugrunde liegenden Software. „Wir haben im Lauf der Jahrzehnte<br />
gelernt, immer mehr Bewegungen zu verstehen. Auf dieser Grundlage<br />
verwirklichen wir Antriebslösungen“, fasst Bässler zusammen.<br />
So werden hochwertige Antriebssysteme realisiert:<br />
• beispielsweise die 4-achsige geregelte Bewegung tonnen -<br />
schwerer Kokillen in einem Stahlwerk<br />
• beispielsweise eine Software für die Echtzeitsteuerung, die in<br />
einem Prüfstand Aktuatoren eines Anwenders bewegt und im<br />
Hintergrund Sensoren auswertet<br />
Sarah Bässler ist Marketingleiterin der Herbert Hänchen GmbH & Co. KG<br />
• die Konzeption für Konfiguration und Aufbau eines hybriden<br />
mehrachsigen Antriebssystems<br />
• beispielsweise ein kompletter Kfz-Lenkungsprüfstand<br />
Das alles ist Ratio-Drive. Dabei entstehen Lösungen für Gießereien<br />
und Forschungseinrichtungen, für Automobilindustrie und Raumfahrt,<br />
Produktion und Prüfeinrichtungen, Heizungsbau und Schiffswerften<br />
– um nur einige Anwendungsbereiche zu nennen. bec<br />
www.haenchen.de<br />
Detaillierte Informationen zum Modulsystem für<br />
Antriebslösungen Ratio-Drive:<br />
hier.pro/QrjCV<br />
Messe SPS IPC Drives: Halle 1, Stand 634<br />
Bild: Hänchen<br />
DER ANTRIEB<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
DER MOTOR<br />
<br />
<br />
<br />
DER UMRICHTER<br />
<br />
<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 23<br />
nord.com
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Hochdruckfilter sorgen an Bord von Hochgeschwindigkeitszügen für effizienten Betrieb von Hydraulikaggregaten<br />
Kernstück der Neigetechnik<br />
Alstom Ferroviaria vertraut auf die Hydraulik- und Filtrationsprodukte von Eaton und verwendet diese als<br />
Kernstück für die Neigetechnik seiner Hochgeschwindigkeitszüge. An Bord jedes Triebwagens befinden<br />
sich ein Hydraulikaggregat mit Servoventil, Einbau- und Wegeventilen, eine Kolbenpumpe, schlauch- und<br />
gewindelose Verbindungen sowie zwei Hochdruckfilter. Diese schützen die Hydraulikkomponenten durch<br />
optimale Filtration und gewährleisten einen effizienten Betrieb unter rauen Bedingungen.<br />
Walter Facchinelli, Area Sales Manager Italy and Spain, Eaton Technologies GmbH, Hydraulics Group, Altlußheim<br />
Bild: Eaton<br />
Der Betrieb von Hochgeschwindigkeitszügen war vor 1980 mit<br />
erheblichen Investitionen in Gleise mit sanften Gleisbögen und<br />
-anstiegen verbunden. Um hohe Investitionen in die Infrastruktur zu<br />
vermeiden, entwickelten Alstom-Ingenieure die Neigetechnik. Mit<br />
ihr konnten die vorhandenen Gleise verwendet, die Geschwindigkeit<br />
und der Fahrgastkomfort verbessert und die Reisezeit verkürzt<br />
werden. Da die Züge mit dieser Technologie in Kurven um bis zu 8°<br />
geneigt werden können, ist eine höhere Geschwindigkeit und eine<br />
ruhige Fahrt möglich.<br />
Alstom Ferroviaria SpA in Savigliano, Italien, vertraut bereits seit<br />
1991 auf die Hydraulik- und Filtrationsprodukte von Eaton und<br />
verwendet diese als Kernstück für die Neigetechnik seiner Hoch -<br />
geschwindigkeitszüge. Bei den bis zu 260 km/h schnellen Fahrten<br />
Das Hydraulikaggregat mit PVM-Kolbenpumpen, Einbau- und Servoventilen<br />
sowie den Filtern HP.170 und HP.91<br />
zwischen den Großstädten beweisen die Eaton-Produkte in den<br />
Zügen, welche Qualität in ihnen steckt. An Bord jedes Triebwagens<br />
befinden sich ein Eaton-Hydraulikaggregat mit Servoventil, Einbauventilen<br />
und Wegeventilen, eine Kolbenpumpe, schlauch- und<br />
gewindelose Verbindungen sowie verschiedene Filtrationsprodukte.<br />
Die Herausforderung<br />
Als Alstom die Neigetechnologie entwickelte, machte das Unternehmen<br />
eine Ausschreibung bei den Herstellern von Hydrauliksystemen.<br />
Zu diesen gehörte damals auch die Hydrauliksparte von<br />
Eaton in Pessano, Italien. Ein anderer Vorschlag für ein Hydrauliksystem<br />
in diesem Bereich sollte sich vom Anfang bis zum Ende des<br />
Fahrwerks an jedem Waggon erstrecken. Abgesehen vom Wartungsaufwand<br />
für dieses System hatten die Alstom-Ingenieure viele<br />
weitere Bedenken, die sie mit Alessandro Piccolini, dem Engineering<br />
Manager für Industrieanwendungen bei Eaton besprachen.<br />
„Für den vorgeschlagenen Entwurf war ein Servoventil am Anfang<br />
und am Ende des Waggons nötig. Alstom befürchtete, dass diese<br />
<strong>Konstruktion</strong> dazu führen könnte, dass die Waggons bei Fahrten in<br />
Kurven in eine Drehung gelangen könnten“, meinte Piccolini. „Außerdem<br />
hatte Alstom Bedenken, die Lebensdauer der vorgeschlagenen<br />
Kolbenpumpe und ihrer Ventile könnte zu kurz sein, da die<br />
Anforderungen der Neigetechnik an Leistung und Sicherheit hoch<br />
waren und das System aus Komponenten vieler unterschiedlicher<br />
Hersteller bestehen würde.“<br />
Hydraulikaggregat gleicht Beschleunigungskräfte aus<br />
Eaton war sich sicher, dass es eine bessere Lösung geben musste<br />
und entwarf ein Hydraulikaggregat inklusive Filtrationssystem, das<br />
für den Ausgleich der Beschleunigungskräfte im Fahrwerk jedes<br />
Waggons sorgen sollte.<br />
Die Ingenieure schlugen ein zentrales leichtes Eaton-Aggregat vor,<br />
das aus einer Reihe von Ventilen, Pumpen und Zylindern bestand.<br />
Außerdem sollten ein HP.91-Druckfilter auf einer der Pumpen und<br />
ein HP.170-Druckfilter auf einer Platte montiert werden. Diese Filter<br />
sorgen für eine optimale Filtration, um die Hydraulikkomponenten<br />
zu schützen und einen effizienten Betrieb unter extremen Bedingungen<br />
zu gewährleisten. Sie stellen eine lange Lebensdauer der Komponenten<br />
im System sicher. Die Filter werden in diesen Aggregaten<br />
normalerweise verwendet, um Verunreinigungen aus dem Hydrauliköl<br />
herauszufiltern. Sie sind integraler Bestandteil des gesamten<br />
Systems.<br />
Als Kontamination wird jede flüssige oder feste Substanz bezeichnet,<br />
die kein Bestandteil des Arbeitsfluids in einem Hydrauliksystem<br />
ist. In einem typischen Hydrauliksystem kann Kontamination haupt-<br />
24 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
HYDRAULIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Bild: Eaton<br />
Der HPV.170-Druckfilter<br />
von Eaton<br />
Aufgrund der hohen Schmutzaufnahmekapazität der Eaton-Filter ist<br />
eine durchgehende Filterleistung und hohe Lebensdauer der Komponenten<br />
gewährleistet. So werden Ausfallzeiten reduziert, Sicherheitsrisiken<br />
minimiert, die Effizienz des Systems verbessert und<br />
Wartungskosten gesenkt. Die Filter sorgen dafür, dass das Hydrauliksystem<br />
des Zugs dauerhaft funktioniert. Sie müssen nach<br />
360.000 km gewechselt werden und der Austausch der Filter -<br />
elemente ist einfach und schnell, was die Ausfallzeit verkürzt.<br />
sächlich auf drei verschiedene Arten entstehen: Sie kann während<br />
der Montage in das System eindringen, sich während des Betriebs<br />
im System bilden oder während des Betriebs von außen in das<br />
System gelangen.<br />
Verunreinigtes Hydrauliköl ist die Hauptursache für bis zu 80 % aller<br />
Störungen in Hydrauliksystemen. Wenn das Hydrauliköl verunreinigt<br />
ist, kann dies verschiedene negative Auswirkungen haben, die die<br />
Leistung beeinträchtigen oder die Systemkomponenten beschä -<br />
digen können. Zu den möglichen Auswirkungen gehören Oberflächenkorrosion<br />
und eine beschleunigte Materialermüdung metal -<br />
lischer Komponenten. Ein anderer Effekt ist die deutliche Veränderung<br />
der physikalischen Eigenschaften des Öls selbst, die dazu<br />
führt, dass das Hydrauliköl eine andere Viskosität oder Komprimierbarkeit<br />
aufweist, was die Fähigkeit des Öls zur Druckweitergabe<br />
beeinträchtigt.<br />
500 Hydrauliksysteme in Zügen verbaut<br />
Alstom war von dem optimierten Vorschlag des Eaton-Hydraulik -<br />
neigesystems mit seinen detaillierten Lösungen beeindruckt und<br />
erteilte Eaton einen Auftrag zur Lieferung von 103 Systemen für<br />
einen Zug, den Alstom für den italienischen Markt entwickelte. In<br />
den folgenden 16 Jahren hat Eaton Italien ungefähr 500 Hydrauliksysteme<br />
an Alstom geliefert, die in Hochgeschwindigkeitszügen in<br />
ganz Europa zum Einsatz kommen. Außerdem arbeiten Eaton und<br />
Alstom daran, elektromechanische Steuerungen für den Strom -<br />
abnehmer der Pendolino-Hochgeschwindigkeitszüge durch Eaton-<br />
Servoventile zu ersetzen.<br />
bec<br />
www.eaton.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Hochdruckfiltern:<br />
hier.pro/vDRW0<br />
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von vielen Pluspunkten ist der Vergleich<br />
von bis zu fünf Getrieben. Der TDF in neuer<br />
Form wird zum ersten Mal auf der Messe<br />
vorgestellt. Lassen Sie sich überraschen.<br />
NCP Leistungsstark und intuitiv bedienbar<br />
Berechnen und visualisieren Sie mit NCP 4.0<br />
den kompletten Antriebsstrang – von der<br />
Last über das Getriebe bis hin zum Motor.<br />
Dabei stehen Ihnen vielfältige Applikationen<br />
zur Auswahl. Mit NCP 4.0 setzen Sie Ihre<br />
Anwendung kosten- und energieeffizient<br />
um. Ein weiteres von vielen Highlights ist<br />
der Vergleich von bis zu fünf Auslegungen.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 25
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Bild: Roth Hydraulics<br />
Blasformanlage mit Zusatzaggregaten zur Fertigung von Kunststoffprodukten bei Roth USA in Watertown<br />
Bild: Roth Hydraulics<br />
Roth-Hydraulics-Druckbehälteranlage mit<br />
anwenderspezifischem Verschraubungssystem<br />
Hydrospeicher für hohe Dynamik und große Leistungsreserven<br />
Spartenübergreifendes Know-how<br />
für Roth-Blasformanlage in den USA<br />
Für die Entwicklung einer neuen Großblasanlage für Kunststoffprodukte an seinem Produktionsstandort<br />
in Watertown, USA, nutzte das Familienunternehmen Roth spartenübergreifende Synergien. Das Projekt<br />
bündelt die Kompetenzen des Herstellers in der Hydraulik und der Kunststoffverarbeitung. Das Hydrospeicherkonzept<br />
ermöglicht eine hohe Dynamik der Anlagenbewegungen, große Leistungsreserven<br />
sowie deutliche Energieeinsparungen zum Schutz der Ressourcen.<br />
Jacqueline Lachwa, Leitung Öffentlichkeitsarbeit Roth Industries, Roth Hydraulics GmbH, Biedenkopf-Eckelshausen<br />
Roth verfügt über jahrzehntelange Erfahrung bei der Fertigung<br />
von Produkten im Blasformverfahren und lässt dieses Knowhow<br />
in die Maschinenentwicklung einfließen. Die Blasanlage mit<br />
einem Gewicht von etwa 125 t und einer Schließkraft von rund<br />
300 t verfügt über drei Extruder. Für verschiedene Hydraulikanwendungen<br />
im Produktionsprozess ist die Produktionsanlage mit drei<br />
sensorgesteuerten Kolbenspeicheranlagen von Roth Hydraulics<br />
ausgestattet.<br />
Hydraulische Energie ist dabei nötig für das Öffnen und Schließen<br />
der Düsen, für die Extrusion des Kunststoffschlauchs sowie für alle<br />
Bewegungen der Blasformanlage. Die Hydraulik erlaubt die Bewegungen<br />
der Platten, der zweiteiligen Form, der Blasdorne und Blasnadeln<br />
für den Lufteinlass, das Verschließen der Form während<br />
des Blasformens sowie die Wanddickensteuerung des Kunststoffs.<br />
Die Bewegung jeder Formhälfte ist separat regelbar. Dies ermöglicht<br />
synchrone und asynchrone Bewegungen in unterschiedlichen<br />
Geschwindigkeiten.<br />
Zylinder mit Verriegelungsvorrichtungen an den vier Ecken der jeweiligen<br />
Formhälfte steuern die Schließkraft. Klemmzylinder unterstützen<br />
das finale sowie passgenaue Schließen der Form und halten<br />
dem Blasdruck bis 6 bar Stand. Die 15 t schwere Form (7,5 t per<br />
Hälfte) bietet eine maximale Öffnung von 3 m bei einer Geschwindigkeit<br />
von 300 mm/s. Der Arbeitsdruck der Kolbenspeicheranlage<br />
beträgt 180 bar, der maximale Druck 210 bar. Den Schließvorgang<br />
der beiden Formhälften sowie die Ausgabe des Kunststoffschlauchs<br />
in die Blasform steuern Proportionalventile.<br />
Bessere Umweltbilanz durch hydraulische Energie<br />
John Pezzi, Betriebsleiter bei Roth USA, erklärt: „Dank der Kolbenspeicheranlagen<br />
konnten wir die hydraulische elektrische Anschlussleistung<br />
um rund 75 % kleiner auslegen. Das betrifft die<br />
Pumpen-, Motoren- und Wärmetauscherleistungen. Der minimierte<br />
Energieverbrauch führt zu einer besseren Umweltbilanz und hilft,<br />
die Ressourcen zu schonen.“<br />
Maßgeschneiderte Kolbenspeicheranlagen<br />
Die Kolbenspeicher von Roth Hydraulics für Maschinen und Anlagen<br />
sind in Größen von 0,1 bis 1500 l erhältlich. Standardanlagen gibt es<br />
mit 350 bar maximalem Betriebsdruck und Sonderausführungen bis<br />
1200 bar, der Vorspanndruck ist variabel. Sie kommen zur Anwendung,<br />
wenn hohe Entnahmevolumina und Entnahmeleistungen<br />
nötig sind. Je nach Einsatzgebiet sind deutliche Kapazitätssteigerungen<br />
durch nachgeschaltete Gasbehälter möglich. Selbst kompakte,<br />
anschlussfertige Großanlagen mit einem Gesamtvolumen von weit<br />
über 100 m 3 sind realisierbar – durch die Kopplung von Kolbenspeichern<br />
und nachgeschalteten Gasbehältern in beliebiger Zahl. Die<br />
26 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Bild: Roth Hydraulics<br />
Roth-Hydraulics-<br />
Kolbenspeicheranlage<br />
am Hauptantrieb<br />
der Großblasfertigung<br />
AXIALKOLBENPUMPE PZH<br />
FÜR HOCHDRUCKANWENDUNGEN<br />
LOW<br />
NOISE LEVEL<br />
70dB(A)<br />
nur 70dB (A)<br />
unter vollem Druck bei 350 bar<br />
Speichersysteme sind für Temperaturen von -10 bis +80 °C geeignet,<br />
optional gibt es sie für Extremtemperaturen ab -60 und bis<br />
+200 °C.<br />
Roth konzipiert Fluidanschlüsse und Dichtungssysteme der Kolbenspeicher<br />
individuell nach Anwenderanforderungen. Ein schlagartiger<br />
Gasverlust zur Fluidseite ist nicht möglich. Reibungsminimierte<br />
Dichtungssysteme gewährleisen einen hohen Wirkungsgrad sowie<br />
einen hocheffizienten Betrieb. Zusatzoptionen, wie z. B. eine eingebaute<br />
Hubbegrenzung oder eine große Auswahl an Mess- und Überwachungseinrichtungen,<br />
geben Aufschluss über den Betriebszustand<br />
sowie den Energieinhalt. Die Einbaulage der Kolbenspeicher<br />
ist beliebig möglich.<br />
Energieeinsparung durch den Einsatz<br />
einer hocheffizienten Kugelventilplatte<br />
Sehr lange Lebensdauer<br />
mit hochbelastbaren<br />
NACHI-Lagern<br />
Weltmarktführende Stellung mit Speichersystemen<br />
Mit der neuen Großblasanlage verfügt Roth weltweit über fünf Produktionsstandorte,<br />
an denen Kunststoffprodukte im Blasformverfahren<br />
entstehen. Sie alle sind mit Kolbenspeicheranlagen von Roth<br />
Hydraulics ausgestattet. Neben den beiden deutschen Fertigungsstätten<br />
in Dautphetal-Buchenau und Bischofswerda, gibt es eine<br />
weitere im spanischen Tudela und zwei in den USA. Diese sind in<br />
Watertown und Syracuse. Der Hersteller verfügt über die wohl weltweit<br />
größten Blasformanlagen. Mit ihnen fertigt Roth Behälter bis<br />
zu 10.000 l Fassungsvermögen.<br />
Matthias Donges, Chief Executive Officer der Roth Industries, hebt<br />
hervor: „Die neue Blasformanlage in den USA ist ein schönes Beispiel<br />
für die Synergienutzung quer durch die Sparten unseres Fami -<br />
lienunternehmens. Unsere Expertisen in der Hydraulik, der Kunststoffverarbeitung<br />
und im Maschinenbau ermöglichten eine moderne<br />
und hocheffiziente Fertigungseinrichtung.“ Mit seinen Energiespeichersystemen<br />
gehört das hessische Familienunternehmen zu<br />
den Weltmarktführern und untermauert dies mit der neuen Produktionsanlage<br />
in Watertown.<br />
bec<br />
www.roth-hydraulics.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Kolbenspeichern:<br />
hier.pro/Me6JJ<br />
MADE IN JAPAN<br />
www.NACHI.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 27<br />
H Y D R A U L I C S | ROBOTICS | BEARINGS | TOOLS
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Die SGH-Seilzugsensoren sind voll integrierbar in Hydraulik- oder Teleskopzylinder<br />
Bild: Siko<br />
Seilzuggeber als Positionssensoren in Hydraulik- und Teleskopzylindern<br />
Seilbasierte variable Positionsmessung<br />
Mit den Seilzuggebern SGH25 und SGH50 erweitert Siko das Messspektrum der SGH-Serie, deren Messlängen<br />
jetzt insgesamt von 0 bis 5 m reichen. Möglich macht das ein seilbasiertes Funktions- und <strong>Konstruktion</strong>skonzept,<br />
das Sensorik, Elektronik und Mechanik vollständig in den Zylinder integriert. Dieses kompakte Design<br />
eignet sich nun auch für größere Zylinderhübe, die in Hydraulik- sowie Teleskopzylindern von Bau- und<br />
Landmaschinen oder in Nutzfahrzeugen vorzufinden sind. Dabei erfüllen die Sensoren eine zentrale Anforderung,<br />
wonach sich die Zylinderlänge durch den Einbau eines Sensors möglichst nicht vergrößern sollte.<br />
Mathias Roth, Branchenmanager Mobile Automation, Siko GmbH, Buchenbach<br />
Während der SGH10-Seilzuggeber Messbereiche zwischen 0<br />
und 1 m abdeckt, drängen der SGH25 und der SGH50 jetzt<br />
auch in größere Messbereiche vor. Mit Messlängen zwischen 0 und<br />
2,5 m eignet sich der SGH25 für mittlere Hubwege, wohingegen<br />
der SGH50 mit Hublängen zwischen 0 und 5 m für Anwendungen<br />
mit relativ breiten Messbereichen zuständig ist. Um die Hersteller -<br />
anforderung eines möglichst unveränderten Zylinderdesigns nach<br />
der Sensorintegration zu erfüllen, wurden beim SGH25 und beim<br />
SGH50 die größeren Trommeln, auf denen das Seil aufgespult ist,<br />
um 90° gekippt, sodass die Einbaulänge der drei Sensoren, trotz<br />
unterschiedlicher Messlängen, identisch sind.<br />
Siko greift hier auf ein Know-how zurück, das aus mehr als 30 Jahren<br />
Erfahrung in der Entwicklung und Produktion von Seilzuggebern<br />
besteht. Daraus hat sich eine Kernkompetenz entwickelt, die auch<br />
in den Aufbau der SGH-Technologie eingeflossen ist. Mit den zu<br />
100 % selbst entwickelten SGH-Sensoren ist das Unternehmen im<br />
Besitz einer einzigartigen Sensortechnologie, die sogar in Kolbenspeichern<br />
und, weltweit wohl einzigartig, in Teleskopzylindern ange-<br />
Die Sensoren SGH10 mit Messlänge bis 1,0 m, SGH25 mit Messlänge bis<br />
2,5 m und SGH50 mit Messlänge bis 5,0 m (v. l. n. r.) Bild: Siko<br />
wendet werden kann. Ihr kompaktes Design lässt sich vollständig<br />
und platzsparend in einen Zylinder integrieren. Dieses Alleinstellungsmerkmal<br />
führt eine Reihe von weiteren Vorteilen an.<br />
SGH-Sensoren mit beträchtlicher Flexibilität<br />
Die intelligente SGH-Technologie folgt einem innovativen Funktionsund<br />
<strong>Konstruktion</strong>skonzept. Anstatt auf einem stangenbasierten<br />
Messprinzip basieren SGH-Sensoren auf einer flexiblen Seilzugmechanik.<br />
Fährt der Zylinder aus, wird das auf einer Seiltrommel aufgewickelte<br />
Seil ausgezogen. Die hierdurch entstehende Rotation der<br />
Seiltrommel wird von der Sensorelektronik berührungslos erfasst<br />
und in einen linearen Weg umgerechnet. Somit ist eine genaue und<br />
absolute Positions- oder Geschwindigkeitserfassung des Zylinders<br />
zu jeder Zeit möglich.<br />
Die zur Erkennung der Rotation eingesetzten Magnete werden<br />
durch die druckfeste Grundplatte der SGH-Sensoren von der Elektronik<br />
berührungslos abgetastet. Die Elektronik befindet sich vollvergossen<br />
auf der drucklosen Seite des Systems. Das komplette<br />
Messsystem ist also im Zylinder verbaut und somit optimal vor den<br />
äußeren Umgebungsbedingungen geschützt. Klarer Vorteil: Anders<br />
als bei extern am Zylinder montierten Messsystemen kann das Sensorsystem<br />
nicht beschädigt oder durch Umwelteinflüsse negativ<br />
beeinflusst oder gar zerstört werden.<br />
Seitlicher Anbau für Spezialapplikationen<br />
Das seilbasierte Konzept ermöglicht Lösungen, die bisher nicht<br />
denkbar waren. Bei der <strong>Konstruktion</strong> von Gabelstaplern dürfen beispielsweise<br />
vorgegebene Fahrzeughöhen nicht überschritten werden,<br />
sie sollten dabei aber trotzdem über einen möglichst großen<br />
Hub verfügen. Diese anspruchsvollen Vorgaben löst Siko durch intelligente<br />
Delokalisierung des SGH-Sensors in einem seitlich um 90°<br />
zum Zylinder angebauten Gehäuse. Dadurch können die SGH-Sen-<br />
28 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
soren „um die Kurve messen“ und sind hierdurch in nahezu jeden<br />
Zylinder integrierbar. Durch den seitlichen Einbau können SGH-Sensoren<br />
auch in nahezu unlösbaren Applikationen zum Einsatz kommen.<br />
Ob bei Applikationen bei denen keinerlei Hubverlust akzeptiert<br />
werden kann, extrem kleinen Kolbendurchmessern oder bei Zylindern<br />
mit mechanischer Endlagendämpfung.<br />
Immun gegen Schock und Vibration<br />
Zu den externen Umwelteinflüssen gehören auch Schocks oder Vibrationen,<br />
die beispielsweise bei Baggern oder Kippern regelmäßig<br />
auftreten. Prallt eine Baggerschaufel auf harten Untergrund oder<br />
rastet die Ladefläche eines Kippers ein, lösen diese abrupten Bewegungen<br />
Erschütterungen aus. Dagegen sind alle SGH-Sensoren immun,<br />
weil das Seil Schläge abfedert und das gesamte SGH-System<br />
zusätzlich das Hydraulikmedium als Stoßdämpfer nutzen kann.<br />
Funktionelle und<br />
bewährte Seilzuggebertechnik:<br />
Über den Auszug<br />
des Seils rotiert<br />
die Kabeltrommel<br />
und macht so die<br />
Wegmessung<br />
möglich Bild: Siko Ein Alleinstellungsmerkmal: SGH-Sensoren<br />
sind sogar in Teleskopzylindern einsetzbar<br />
Bild: Siko<br />
SITZT<br />
LEE gewindelose<br />
Miniatur-Ventile, -Siebe und -Blenden<br />
Sicherer Sitz bis 400 bar<br />
Systemdruck<br />
Auch ein seitlicher Anbau ist bei konstruktionsbedingten<br />
Erfordernissen realisierbar Bild: Siko<br />
SGH-Sensoren sind sehr robust und widerstandsfähig. Um dieses<br />
Qualitätsniveau dauerhaft zu halten, legt Siko großen Wert darauf,<br />
den produktspezifischen Trimm aller mechanischen wie elektro -<br />
nischen Sensorbauteile selbst durchzuführen und legt Kräfteverhältnisse,<br />
Federkennlinie oder Trommeldrehzahl deshalb selbst aus.<br />
Außerdem wurde für die SGH-Sensoren ein spezieller Gehäusekunststoff<br />
entwickelt, der auch unter extremen Rahmenbindungen<br />
Bestleistungen erzielt und das gesamte System schützt. Zu diesen<br />
Qualitätssicherungsmaßnahmen zählt auch, dass SGH-Sensoren<br />
auf die Lebensdauer eines Zylinders ausgelegt und geprüft werden.<br />
Damit erfüllen die SGH-Seilwegaufnehmer die Qualitätsanforde -<br />
rungen namhafter Zylindermanufakturen und OEMs.<br />
Herstellungsvorteil: Kolbenbohren ade<br />
Das innovative, seilbasierte <strong>Konstruktion</strong>s- und Funktionskonzept<br />
der SGH-Technologie führt zu einer deutlichen Reduzierung der Systemintegrationskosten.<br />
Vergleicht man SGH-Sensoren mit dem Aufbau<br />
magnetostriktiver Sensoren, wird deutlich: Für den Einsatz von<br />
magnetostriktiven Sensoren, bei denen für jeden Zylinder eine andere<br />
Länge der Sensorstange notwendig ist, die exakt der Messlänge<br />
entspricht, muss eine mindestens ebenso lange Kolbenbohrung<br />
vorgenommen werden. Diese Bohrung ist bei der SGH-Technologie<br />
nicht erforderlich.<br />
Im Endergebnis wirkt sich die Einsparung dieses Fertigungsschrittes<br />
bei SGH-Sensoren positiv auf die Zylinderherstellungskosten<br />
LEE Hydraulische<br />
Miniaturkomponenten GmbH<br />
Am Limespark 2 · 65843 Sulzbach<br />
Telefon 06196 / 7 73 69 - 0<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 29<br />
THE LEE COMPANY SINCE 1948
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Applikationsbeispiel für<br />
den Einsatz eines SGH50<br />
in einem Teleskopzylinder<br />
Bild: Siko<br />
aus, da sich Produktionszeiten verkürzen und die Kostenstellen<br />
Kolbenbohrung und Montage des Positionsmagnets vollständig entfallen.<br />
An diese Stelle tritt bei SGH-Sensoren das Seil, das lediglich<br />
über ein kleines Gewinde am Kolbenkopf fixiert wird. So verfügt<br />
z. B. der SGH50 mit einem maximalen Hub von 5 m über das größtmögliche<br />
Einsparpotenzial. Eine bei stangenbasierten Sensoren benötigte<br />
Hohlbohrung wirkt sich generell auf die Struktur und Stabilität<br />
des Kolbens und damit auf die Funktion des gesamten Zylinders<br />
aus. Bei der SGH-Technologie werden Zylinderhersteller mit diesem<br />
Nachteil nicht konfrontiert.<br />
Applikationsbeispiel<br />
für den Einsatz<br />
von SGH-Sensoren<br />
anhand eines<br />
Betonpumpen-Lkw<br />
Bild: Siko<br />
Applikationsbeispiel<br />
Baumaschine:<br />
SGH-Sensoren gewährleisten<br />
Funktion<br />
und Sicherheit<br />
Bild: Siko<br />
Lernender und kommunizierender Sensor<br />
Insbesondere in puncto Variantenvielfalt spielen SGH-Sensoren ihre<br />
Stärken aus. Hier leistet die praktische Teach-in-Funktion wertvolle<br />
Dienste. Sie gehört in allen SGH-Versionen zur Grundausstattung<br />
und bietet einen hohen Funktions- und Bedienkomfort. Ein SGH-<br />
Sensor lässt sich auf beliebige Messlängen programmieren (einteachen).<br />
Innerhalb des Messbereiches von 0 bis 1 m, von 0 bis 2,5 m<br />
oder von 0 bis 5 m bildet diese intelligente Funktion alle Messlängen<br />
mit einem einzigen SGH-Sensor ab und reduziert somit die Variantenvielfalt<br />
für den Zylinderhersteller in beträchtlichem Umfang.<br />
Um die Übertragung der Positionsinformation zu Maschinensteuerungen<br />
einer möglichst breiten Anzahl von Maschinen zu gewährleisten,<br />
zeichnen sich SGH-Sensoren durch eine hohe Schnittstellenvielfalt<br />
aus. So kann die SGH-Technologie entweder mit analoger<br />
Schnittstelle für die Messwertübertragung bezogen werden oder<br />
alternativ mit den digitalen Schnittstellen CANopen oder SAE<br />
J1939. Selbst sicherheitskritische Applikationen können mit CAT3-<br />
bzw. PLd-konformen Versionen (nach EN 13849) und redundanten<br />
analogen Schnittstellen, redundantem CANopen, redundantem SAE<br />
J1939 oder CANopen Safety bedient werden.<br />
Schutzklasse IP69K<br />
Aufgrund der vollständigen SGH-Systemintegration im Zylinder bieten<br />
SGH-Sensoren maximalen Schutz vor Umwelteinflüssen, wie<br />
z. B. Schmutz, Staub und Wasser. Das belegt die Schutzklasse<br />
IP69K, die die SGH-Sensoren erfüllen. Deshalb wurden diese Posi -<br />
tionssensoren mit IP69K-konformen KV1H-Stecksystemen ausgestattet.<br />
Der modulare Charakter der universell eingesetzten<br />
KV1H-Verbindungen senkt Aufwand und Kosten sowohl in Herstellung,<br />
Service, <strong>Konstruktion</strong> als auch in der Logistik signifikant, da<br />
das KV1H-Stecksystem streckbar ist. Somit bleibt der Sensor auch<br />
für unterschiedliche Kabellängen oder Anschlussarten immer der<br />
gleiche.<br />
Erhebliche Minimierung der Variantenvielfalt<br />
Insgesamt führt die Nutzung dieses variablen Funktions- und <strong>Konstruktion</strong>sprinzips<br />
zu einer erheblichen Minimierung der Variantenvielfalt,<br />
da SGH-Sensoren ganze Messbereiche abdecken und nicht,<br />
wie bei konventionellen Sensorlösungen, je Messlänge eine separate<br />
Sensorik vorgesehen werden muss. Für Zylinderhersteller optimiert<br />
deshalb der Einsatz der SGH-Technologie sowohl den gesamten<br />
Entwicklungs- und Produktionsprozess als auch die nachgelagerten<br />
Services wie z. B. die Logistik, da ein SGH-Sensor ungeahnte<br />
Flexibilität bietet.<br />
bec<br />
www.siko-global.com<br />
Applikationsbeispiel<br />
mobile Arbeitsmaschine:<br />
Alle drei Varianten von<br />
SGH-Sensoren gewährleisten<br />
Funktion und<br />
Sicherheit<br />
Bild: Siko<br />
Das Video veranschaulicht die Positionsmessung in<br />
Hydraulik- und Teleskopzylindern:<br />
hier.pro/M5JL1<br />
Messe SPS IPC Drives: Halle 4A, Stand 300<br />
30 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
HYDRAULIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Speicherzylinder aus Aluminium steigern die Effizienz von Landwirtschaftsmaschinen<br />
Signifikante Gewichtsreduzierung dank<br />
Systembauweise und Leichtbauwerkstoff<br />
Je größer die Aufstandsfläche eines Traktors, umso geringer die Bodenverdichtung in der Landwirtschaft.<br />
Um dies zu erreichen, hat Agrartechnikhersteller Claas einen Traktor mit Raupenlaufwerk<br />
vorgestellt, in dem auch Speicherzylinder von Freudenberg Sealing Technologies integriert sind. Sie<br />
kombinieren die Funktionen von Hydraulikzylinder und -speicher in einem System. Das verringert<br />
den Montageaufwand und die Gefahr einer Leckage und reduziert dank des Leichtbauwerkstoffs<br />
Aluminium außerdem das Gewicht.<br />
Thorsten Hillesheim, Technical Director, Freudenberg Sealing Technologies GmbH & Co. KG, Weinheim<br />
Die Speicherzylinder sind<br />
von Freudenberg entwickelte<br />
hydraulische Zylinder mit integriertem<br />
Kolbenspeicher<br />
Bild: Freudenberg Sealing Technologies<br />
In der Landwirtschaft erfordern immer größere Anbau- und Erntegeräte<br />
hohe Zugkräfte und damit leistungsfähigere und schwerere<br />
Traktoren. Das führt zusammen mit einer intensiven Feldnutzung<br />
zu einer zunehmenden Bodenverdichtung, die letztendlich die Effizienz<br />
der Böden herabsetzt. Auch der Regen fließt dadurch schlechter<br />
ab, sodass Traktoren mit konventionellem Antrieb im schlam -<br />
migen Boden zu tief einsinken. Mit der Vorserien-Version des<br />
Axion 900 Terra Trac hat Claas jetzt einen Traktor mit gefedertem<br />
Raupenlaufwerk vorgestellt. Der auf der Agritechnica 2017 mit einer<br />
Silbermedaille ausgezeichnete Traktor bietet einen besseren Vortrieb<br />
und wartet zudem mit einer höheren Aufstandsfläche für we -<br />
niger Bodendruck auf. Dazu tragen auch neu entwickelte Speicherzylinder<br />
aus Aluminium von Freudenberg Sealing Technologies<br />
wesentlich bei.<br />
Speicherzylinder kombinieren die Funktionen von Hydraulikzylinder<br />
und -speicher und sind Standard in hydraulischen Systemen. Der<br />
Nachteil bisheriger Lösungen ist, dass Hydraulikkomponenten,<br />
Zylinder und Speicher über eine Verrohrung miteinander verbunden<br />
werden. Das führt zu einem hohen Montageaufwand an der<br />
Maschine. Außerdem kann es durch die Verrohrung zu Schlauchoder<br />
Leitungsbrüchen und damit zu einer Leckage kommen – ge -<br />
rade im mobilen Einsatz, bei dem sich Vibrationen negativ auf die<br />
Verbindungen auswirken.<br />
Maschinengesamtgewicht um etwa 50 kg reduziert<br />
Freudenberg hat deshalb die bisherigen Einzelbauteile in einem System<br />
zusammengefasst, bei dem außerdem die Dichtsysteme optimal<br />
aufeinander abgestimmt sind. Ein weiterer Vorteil der neuen<br />
Speicherzylinder ist das eingesetzte Material. Der Leichtbauwerkstoff<br />
Aluminium wird im Kaltfließpressverfahren verarbeitet und reduziert<br />
das Gesamtgewicht der Maschine im Vergleich zur konventionellen<br />
Bauweise aus Stahl um etwa 50 kg. Dank des kompakten<br />
Aufbaus, inklusive der integrierten hydraulischen Steuerung, ist der<br />
Speicherzylinder auch für kleine Bauräume geeignet. In dem Traktor<br />
Axion 900 Terra Trac sind insgesamt drei Speicherzylinder verbaut.<br />
Zwei fungieren als Federungszylinder für das Antriebs- und Führungsrad;<br />
der dritte sorgt für eine ausreichend hohe Spannung der<br />
Gummikette und damit entsprechenden Reibschluss.<br />
Basis der neuen Leichtbaukomponente ist ein bestehendes System,<br />
das Freudenberg in enger Zusammenarbeit mit Claas weiterentwickelt<br />
hat. „Die Landwirtschaft steht vor der großen Heraus -<br />
forderung, den steigenden Nahrungsmittelbedarf der Zukunft zu<br />
decken. Mit unserem langjährigen Know-how unterstützen wir<br />
Landwirte durch technischen Fortschritt dabei, die Nahrungsmittelproduktion<br />
effizienter zu gestalten“, erläutert Angelika Mulac, Vice<br />
President des Geschäftsbereichs Mobile Machinery von Freudenberg<br />
Sealing Technologies. „Das Ergebnis der gemeinsamen Entwicklungsarbeit<br />
mit Claas ist ein gelungenes Beispiel für dieses<br />
Bestreben.“<br />
bec<br />
www.fst.com<br />
www.claas.de<br />
Detaillierte Informationen zu den Lösungen für<br />
landwirtschaftlich genutzte Maschinen:<br />
hier.pro/W8OIC<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 31
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Komplettsystem ausgereifter Hydraulikkomponenten: robust, wartungsarm und wirtschaftlich<br />
Bagger effizient und zuverlässig antreiben<br />
Antriebe für Mini- und Kleinbagger müssen unter rauen Bedingungen über lange Zeit<br />
zuverlässig arbeiten. Seit mehreren Jahrzehnten haben sich hydraulische Systeme bewährt.<br />
Mit speziell konzipierten Komponenten gilt der japanische Hersteller Nachi als weltweit<br />
führend beim Ausrüsten von Mini- und Kleinbaggern. Seine Hydraulikpumpen und -motoren<br />
sowie Drehantriebe und Mehrfachventilblöcke sind robust und wartungsarm. Dank hoher<br />
Leistungsdichte arbeiten sie besonders effizient. Ihre kompakte Bauweise ermöglicht den<br />
problemlosen Einbau, insbesondere in Minibagger.<br />
Konrad Mücke, Fachjournalist für Maschinenbau, Schluchsee, i. A. der Nachi Europe GmbH, Krefeld<br />
beispielsweise beim Ausheben von Gräben am Fahrbandrand eingesetzt<br />
werden, ohne die Straße auf beiden Fahrstreifen für den Fahrzeugverkehr<br />
komplett sperren zu müssen. Wegen der hohen Wirkungsgrade<br />
der Pumpen verbrauchen die Bagger, verglichen mit<br />
Fahrzeugen vorangegangener Baujahre, deutlich weniger Treibstoff.<br />
Komplettaustattung: Sorgfältig aufeinander abgestimmte Hydraulik -<br />
komponenten gewährleisten einen wirtschaftlichen und energieeffizienten<br />
Antrieb für Mini- und Kompaktbagger<br />
Beispielsweise soll die zentrale Hydraulikpumpe als entscheidende<br />
Komponente für Mini- und Kompaktbagger besonders<br />
kompakt aufgebaut sein. Beim Anbau an den Verbrennungsmotor,<br />
der die Leistung erzeugt und bereitstellt, soll sie nur wenig Einbauraum<br />
beanspruchen. Nur dann lassen sich die Aufbauten des Baggers<br />
so gestalten, dass sie nicht über den Grundriss des Fahrwerks<br />
hinausragen.<br />
Bild: Nachi<br />
Integration minimiert Bauraum<br />
Als besonders vorteilhaft erweist sich die integrierte Bauweise der<br />
Fahrmotoren PHV. In einem stabilen Gehäuse befinden sich der<br />
Hydraulikmotor, die erforderlichen Ventile und das mechanische<br />
Getriebe. Somit benötigt der Fahrantrieb nur wenig Einbauraum. Er<br />
lässt sich selbst in kompakten Minibaggern problemlos installieren.<br />
Darüber hinaus überzeugt der Fahrantrieb PHV mit ausgereiften<br />
Funktionen, die für äußerst komfortablen Betrieb der Mini- und<br />
Kompaktbagger sorgen. So arbeitet der Hydraulikmotor zweistufig.<br />
Ohne zusätzliche Getriebe und Schaltstufen können die damit ausgerüsteten<br />
Bagger zum einen im Kriechgang sehr exakt bewegt und<br />
positioniert werden, zum anderen im Eilgang schnell und zeitsparend<br />
größere Entfernungen überwinden. Um rasch in den Eilgang<br />
zu schalten, bietet der Fahrantrieb die Auto-Kick-Down-Funktion. Mit<br />
ihr kann der Fahrer durch einen kurzen Impuls den Eilgang wählen.<br />
Dank der speziellen Ventilsteuerung im Fahrantrieb lassen sich die<br />
Bagger sanft und ruckfrei anhalten.<br />
Für Mini- und Kompaktbagger konzipierte Fahrmotoren<br />
der Baureihe PHV von Nachi arbeiten dank integrierender<br />
<strong>Konstruktion</strong> in einem kompakten, stabilen Gehäuse<br />
besonders energieefiizient und wirtschaftlich<br />
Bild: Nachi<br />
Mit einstellbarer Taumelscheibe<br />
Diese Forderung erfüllen die hochwertigen Axialkolbenpumpen<br />
PVD. Anders als übliche Taumelscheibenpumpen sind sie mit einer<br />
einstellbaren Schrägscheibe ausgeführt. Somit kann die Leistung<br />
bzw. das Fördervolumen individuell angepasst werden. Als Besonderheit<br />
hat Nachi als einer der ersten Hersteller weltweit seine Axialkolbenpumpen<br />
PVD mit zehn Kolben ausgeführt. Dadurch ist der<br />
gesamte Volumenstrom in zwei exakt gleiche Volumenströme teilbar.<br />
Mit diesen Hydraulikpumpen ausgestattete Kleinbagger bieten<br />
für die Betreiber zahlreiche Vorteile. Sie sind äußerst kompakt gebaut.<br />
Beispielsweise überdeckt das drehbare Maschinengehäuse<br />
mit Fahrerkabine nur die Fahrlafette. Somit können diese Bagger<br />
32 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Hätte, hätte,<br />
Antriebskette<br />
Bild: Nachi<br />
Die Baureihe PHV umfasst Fahrantriebe mit abtriebsseitig 80 bis<br />
65 min -1 Drehzahl und 1510 bis 6540 Nm Drehmoment. Der Hydraulikmotor<br />
arbeitet dazu bei 3000 bis 3500 min -1 Drehzahl. Bei ausreichendem<br />
Bedarf verwirklicht der Hersteller anwenderspezifische<br />
Varianten. Als Option integriert Nachi in die Fahrantriebe PHV eine<br />
Parkbremse. Abhängig von der Baugröße des Fahrantriebs hält<br />
diese mit 20 bis 86 Nm die Position. Dank ihrer optimierten Hydraulik<br />
und der integrierten Bauweise erreichen die Fahrantriebe einen<br />
hohen Wirkungsgrad. Sie arbeiten daher sehr energieeffizient. Hersteller<br />
und Betreiber von Baggern profitieren zudem von der hohen<br />
Zuverlässigkeit und der besonders robusten Bauweise der Fahrantriebe.<br />
Diese widerstehen problemlos den auf Baustellen üblichen<br />
rauen Umgebungsbedingungen. Ihr stabiles, kompaktes Gehäuse<br />
und solide, ausgereifte Dichtungen schützen sie zuverlässig gegen<br />
das Eindringen von Flüssigkeiten, Staub und Sand. Die Fahrantriebe<br />
arbeiten weitgehend wartungsfrei.<br />
Wirtschaftlicher mit Komplettsystem<br />
Neben diesen Komponenten entwickelt und fertigt der japanische<br />
Hersteller auch hochwertige Drehdurchführungen, lastgesteuerte<br />
Ventilblöcke und Schwenkmotoren für hydraulische Mini- und Kompaktbagger.<br />
Diese sind in einem durchgängigen System sorgfältig<br />
aufeinander abgestimmt. Das minimiert den Aufwand in der <strong>Konstruktion</strong><br />
und bei der Montage. Somit können Baumaschinen -<br />
hersteller bei deutlich kürzeren Durchlaufzeiten wirtschaftlicher und<br />
flexibler unterschiedliche Konfigurationen an Mini- und Kompaktbaggern<br />
verwirklichen. Derart ausgestattete Bagger lassen sich kom -<br />
fortabel bedienen und fahren.<br />
Vorteilhaft für die Maschinenhersteller und die Betreiber der damit<br />
ausgerüsteten Baufahrzeuge ist, dass Nachi sämtliche Komponenten<br />
– Hydraulik und Mechanik – in seinen eigenen Produktionsstätten<br />
fertigt, montiert und auf hohe Qualität prüft. So können Anwender<br />
auf deren zuverlässige Funktion vertrauen. Sollten einzelne<br />
Komponenten einen Service benötigen, zeichnet nur ein Hersteller<br />
verantwortlich. Das minimiert die Stillstandszeiten.<br />
bec<br />
www.nachi.de<br />
Detaillierte Informationen zu den kompakten Hydraulikkomponenten<br />
für Mini- und Kleinbagger:<br />
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Effizientes Trio: Kompakte<br />
Pumpe PVD (r.) Drehantrieb<br />
PCR (M.) und Fahrantrieb<br />
PHV (l.) sind beim Komplettsystem<br />
von Nachi sorgfältig<br />
aufeinander abgestimmt und<br />
überzeugen durch besonders<br />
robuste Bauweise<br />
Sorgt für flexiblen, auf den<br />
Leistungsbedarf abgestimmten<br />
Betrieb bei kompakter<br />
Bauweise: die einstellbare<br />
Schrägscheibe in der mit<br />
zehn Kolben und teilbarem<br />
Volumenstrom ausgeführten<br />
Axialkolbenpumpe<br />
Bild: Nachi<br />
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Produktfinder<br />
Funktionsbeschreibungen<br />
CAD Downloads<br />
Anwendungen
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Schnupp entwickelt anwenderspezifische Hydraulik-Steuerblöcke<br />
Ohne Stolpersteine<br />
zum richtigen Steuerblock<br />
In der modernen Hydraulik spielen Steuerblöcke eine zentrale Rolle, ja sie sind quasi das Herz einer<br />
jeden Anlage. Dabei ist es egal, ob es sich um eine Mobil- oder Industrie-Hydraulikanlage handelt.<br />
Die Art der Steuerblöcke ist dabei so vielfältig wie die Anwendungen in denen sie eingesetzt werden.<br />
Für den Konstrukteur ist es, je nach Kenntnisstand, meist nicht ganz einfach den Weg zum richtigen<br />
und optimalen Steuerblock zu finden. Hier einige Gedankenansätze.<br />
Dietmar Kuhn, freier Redakteur, Lauda-Königshofen<br />
Vieles läuft hier zusammen:<br />
Das Innere eines<br />
Steuerblocks ist komplex<br />
und entspricht<br />
den Anforderungen der<br />
kunden spezifischen<br />
Anwendungsfelder<br />
Bild: Schnupp<br />
Wer als Konstrukteur auf der sicheren Seite bei der Auswahl<br />
von Steuerblöcken sein möchte, der sucht sich sinnvollerweise<br />
eine Beratung. Die Schnupp GmbH & Co. Hydraulik KG aus<br />
dem niederbayerischen Bogen beispielsweise verfügt über die Erfahrung<br />
von über vier Jahrzehnten. Bisher hat das Unternehmen<br />
mehrere Tausend Steuerblöcke entwickelt und produziert. Diese finden<br />
Anwendung in der Mobil- und Industriehydraulik.<br />
Jeder Hydraulik-Steuerblock stellt praktisch ein Unikat dar. In der<br />
Regel kommt der Kunde quasi mit „leeren Händen“ zu Schnupp,<br />
vielleicht weiß er gerade mal welche Bewegungen er haben will,<br />
vielleicht noch die Tonnage die bewegt werden soll und mehr nicht.<br />
Ein anderer wiederum, zum Beispiel der Stammkunde mit permanent<br />
hohem Bedarf an Steuerblöcken, bringt möglicherweise auch<br />
seine eigenen Hydraulik-Erfahrungen in die gemeinsame Lösungsfindung<br />
mit ein. Mit allen Informationen, die der Steuerblock-Hersteller<br />
vom Kunden bekommt, und mit dem Input der eigenen Erfahrung<br />
erstellen erfahrene Hydraulik-Konstrukteure mit moderner<br />
3D-Software den ersten Entwurf. Dabei gibt es viele Dinge zu berücksichtigen.<br />
So ist es von großem Vorteil zu wissen, welchen Belastungen<br />
und Bedingungen der Steuerblock ausgesetzt sein wird.<br />
10 Fragen zum<br />
optimalen Steuerblock<br />
PLUS<br />
• Wird der gewünschte Hydraulik-Steuerblock für den mobilen Einsatz oder<br />
für Industrieanwendungen benötigt?<br />
• Welchen Umwelt- oder Witterungseinflüssen unterliegt der gewünschte<br />
Steuerblock?<br />
• In welchen Umgebungsbedingungen wird die Hydraulikanlage eingesetzt?<br />
• Wie sind die Platz- und Einbauverhältnisse?<br />
• Welche Bewegungen sollen über die Hydraulikanlage ausgeführt werden?<br />
• Wie hoch sind die zu erwarteten Drücke, die für den jeweiligen<br />
Anwendungsfall und die jeweilige Aufgabe benötigt werden?<br />
• Welche Komponenten (Ventile etc.) sollen zur Anwendung kommen?<br />
Gibt es einen bevorzugten Komponentenhersteller?<br />
• Wie schnell soll der Steuerblock realisiert werden?<br />
• Welche Stückzahlen werden benötigt?<br />
• Über wie viel Erfahrung und Wissen verfügt der Kunde (Auftraggeber)<br />
in Sachen Hydraulik?<br />
34 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
In einem Steuerblock finden sich eine Vielzahl von Bohrungen<br />
und Gewinden unterschiedlicher Art. Wenn Ventilsitze, Verschlauchung<br />
und Verrohrung sich nicht gegenseitig behindern, sind die<br />
Steuerblöcke montagegerecht<br />
Nach der Materialauswahl, die je nach den gewünschten oder erforderlichen<br />
Drücken (Alu bis 250 bar, Guss bis 420 bar und Stahl bis<br />
2000 bar) entschieden wird, muss die Frage nach den Anschlüssen<br />
für Ventile, Sensoren und Signalgebern sowie den damit verbundenen<br />
Fertigungsschritten beantwortet werden. Da läuft Vieles zusammen<br />
und es muss alles zu 100% passen.<br />
So ein Hydraulik-Steuerblock hat nicht selten das Aussehen eines<br />
„Schweizer Käse“. In einem Steuerblock finden sich eine Vielzahl von<br />
Bohrungen und Gewinden unterschiedlichster Art. Diese werden<br />
beim Hersteller mit höchster Präzision fertigungstechnisch so in den<br />
Steuerblock eingebracht , dass sie einerseits immer parallel verlaufen,<br />
gewisse Mindestabstände einhalten und vor allem immer einen<br />
optimalen Strömungsverlauf garantieren. Gerade über den optimalen<br />
Strömungsverlauf lässt sich für den Anwender enorm viel<br />
Energie einsparen. Ein Strömungsverlauf ist dann optimal, wenn<br />
das Medium (Mineralöle in unterschiedlichen Qualitäten und Gemischen,<br />
je nach Anforderungen und Einsatzgebieten) möglichst wenig<br />
Reibungsverlusten unterliegt. Als entscheidender Faktor gilt hier<br />
das ∆P (Verhältnis von Eingangs- und Ausgangsdruck), als Druckverlust,<br />
der im (unrealistischen) idealen Fall bei Null läge.<br />
Wenn Ventilsitze, Verschlauchung und Verrohrung sich nicht gegenseitig<br />
behindern und ein möglicher Austausch der Komponenten<br />
schnell und reibungslos über die Bühne geht, dann sind die Steuerblöcke<br />
montagegerecht. Ein weiteres entscheidendes Kriterium ist<br />
die absolute Gratfreiheit die sich in nicht unerheblichem Maße auch<br />
auf eine 100-prozentige Dichtheit des gesamten Systems Steuerblock<br />
auswirkt. Diese erreicht man unter anderem auch durch eine<br />
exakte, saubere und glatte Oberfläche, die ein an jedem Punkt<br />
gleichmäßiges Berühren der Ventil- und Steuerblockflächen sicherstellt.<br />
Darüber hinaus sind auch die richtigen Einschraub-Drehmomente<br />
zu berücksichtigen. Je nach Anwendungsfall kann auch eine<br />
Oberflächenbehandlung des Steuerblocks erforderlich sein.<br />
Umfangreiche Unterstützung und Entscheidungshilfen für den richtigen<br />
Hydraulik-Steuerblock bietet das Unternehmen Schnupp. Allein<br />
die Vorüberlegungen zur <strong>Konstruktion</strong> sind ein „weites Feld“. Die Experten<br />
aus Bogen verfügen über einen Jahrzehnte gewachsenen Erfahrungsschatz<br />
in Sachen Mobil- und Industriehydraulik. Darüber hinaus<br />
besitzt das Unternehmen eine moderne Fertigungstechnik.<br />
Wenn gewünscht, liefert der Spezialist auch den Steuerblock in Losgröße<br />
Eins – kunden- und anwendungsspezifisch und mit den Ventilen<br />
aller namhaften und führenden Lieferanten.<br />
eve<br />
www.schnupp.de<br />
Details zu den Produkten und Services des<br />
Unternehmens: hier.pro/fghg7<br />
Bild: Kuhn<br />
info@tuenkers.de<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 35
FLUIDTECHNIK<br />
HYDRAULIK<br />
Autarker Servoantrieb CLDP kombiniert die Vorteile der Hydraulik mit denen elektrischer Antriebe<br />
Verschleißarm und absolut überlastsicher<br />
Ziel bei der Entwicklung des autarken Servoantriebs CLDP war es, die Vorteile der Hydraulik mit<br />
den Vorteilen elektrischer Antriebe zu kombinieren. Dies ist Voith nahtlos gelungen – es ist ein<br />
Antrieb entstanden, der in allen Bereichen Vorteile sowohl für den Maschinenbauer als auch für<br />
den Maschinennutzer ermöglicht.<br />
Gerhard Maurer, Vertriebsleiter Hydraulic, Voith Turbo H + L Hydraulic GmbH & Co. KG, Rutesheim<br />
Der Aufbau der Linearachse, die bis zu 500 kN leistet, ist bei der<br />
CLDP-Technologie einfach. Das Herzstück – die integrierte<br />
Servopumpeneinheit – besteht aus Servomotor und Innenzahnradpumpe.<br />
Die hydraulische Linearachse ist modular aufgebaut und je<br />
nach Anforderung mit verschiedenen Zylindergrößen und Flächenverhältnissen<br />
ausgeführt.<br />
Die CLDP-Technologie<br />
Die Auswahl der Pumpe und des Motors bestimmt die maximale<br />
Kraft und Geschwindigkeit der Linearachse. Die Regelung erfolgt<br />
über einen Servoumrichter, der entweder im Lieferumfang enthalten<br />
ist oder anwenderseitig implementiert wird. Beim Betrieb der<br />
Linearachse ist sowohl eine Druck- als auch eine Lageregelung<br />
möglich. Ein integriertes bzw. externes Wegmesssystem oder ein<br />
Drucksensor schließt den Regelkreis.<br />
Für den Achsenbetrieb ist kein separates hydraulisches Antriebs -<br />
aggregat erforderlich. Eine aufwendige Verrohrung und Verschlauchung<br />
entfällt. Zusätzlicher Platz zum Aufstellen eines Aggregates<br />
ist nicht nötig. Die Einsparung der Ventiltechnik reduziert die Komplexität<br />
des Systems deutlich. Die Druckflüssigkeit wird als Einmalbefüllung<br />
mit einer hohen Lebensdauer ohne Wartung vorgesehen.<br />
Der Antrieb ist sowohl für Neumaschinen als auch für Retrofit geeignet.<br />
Die Vorteile bei dem Einsatz des CLDP sind vielfältig. Der Antrieb<br />
selbst wird über die mechanische Schnittstelle (in der Regel<br />
vier Schrauben) an die Maschine montiert und über ein Kraftkabel<br />
Bauformen des autarken Servoantriebs CLDP<br />
Bild: Voith<br />
Servoantrieb CLSP<br />
Bild: Voith<br />
und ein Datenkabel an die Maschinensteuerung angeschlossen. Danach<br />
kann der Antrieb sofort in Betrieb genommen werden. Die Ölfüllung<br />
für 20.000 Betriebsstunden ist vorgefüllt. Die verwendete<br />
Sensorik bietet die Basis für eine vollständige Integration in automatisierten<br />
Fertigungsanlagen oder Produktionsanlagen.<br />
Die CLSP-Technologie<br />
Eine Weiterentwicklung des Antriebes CLDP ist der Antrieb CLSP<br />
der durch das Verhältnis Gewicht zu Leistung glänzt. Ein Antrieb<br />
der bestens für Anwendungen im Roboterbereich geeignet ist.<br />
Der CLSP hat eine automatische lastabhängige Umschaltung der<br />
hydraulischen Übersetzung und kann eine Arbeitskraft von bis zu<br />
300 kN aufbringen. Die Anschlussleistung wird deutlich reduziert<br />
mit der Folge dass die Baugröße des Motors und des Umrichters<br />
kleiner sind. Ein weiteres Differenzierungsmerkmal des CLSP ist<br />
die 4Q-Innenzahnradpumpe die direkt an den Hydraulikzylinder<br />
gekoppelt ist.<br />
Autarker Pressenantrieb PDSC<br />
Bild: Voith<br />
Die PDSC-Technologie<br />
Speziell für den Einsatz in Pressen bis 100.000 kN wurde der au -<br />
tarke Pressenantrieb PDSC entwickelt. Charakteristisch für diesen<br />
Servoantrieb ist die gesplittete Bauweise und dass der Zylinder mit<br />
Modulen für die automatische Getriebeumschaltung und die automatische<br />
Lasterkennung ausgestattet ist.<br />
Service- und Spülmodul für autarke Servoachsen<br />
Das Service- und Spülmodul SFM 20 ist speziell für die Ölpflege<br />
in autarken Voith-Servoantrieben entwickelt worden. Das mobile,<br />
36 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
HYDRAULIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Hohe Leistung, Dynamik und Reproduzierbarkeit<br />
Die Familie der autarken Servoantriebe von Voith überzeugt durch<br />
hohe Leistung und Dynamik sowie durch hohe Reproduzierbarkeit<br />
und Prozesssicherheit. Aus diesem Grund sind sie ideal geeignet<br />
für komplexe industrielle Anwendungen. Die Antriebe bieten außerdem<br />
eine hohe Energieeffizienz und sind ressourcenschonend. Die<br />
Einsatzgebiete sind vielfältig, von Pressen bis Robotik sind alle<br />
Bereiche des Maschinenbaus abgedeckt.<br />
bec<br />
www.voith.com<br />
Servoantrieb PDSC – Vergleich Bild: Voith<br />
Detaillierte Informationen zu den Hydrauliksystemen<br />
und -komponenten:<br />
hier.pro/aaAt6<br />
tragbare Aggregat ist auf eine Kanistergröße von 20 l abgestimmt.<br />
Die Wartungsarbeiten können störungsfrei während des laufenden<br />
Betriebs der autarken Servoantriebe durchgeführt werden.<br />
Das Service- und Spülmodul wird mithilfe von Schnellkupplungen an<br />
den Antrieb angeschlossen und kann innerhalb kurzer Zeit das verbrauchte<br />
Öl aus dem Antrieb durch neues ersetzten. Die geforderte<br />
Ölqualität wird durch den Einsatz der integrierten Filtereinheit gewährleistet.<br />
Die hohe Qualität und die geringe Fehleranfälligkeit der<br />
Servicearbeiten werden durch die einfache, logische und sichere<br />
Handhabung des Service- und Spülmoduls SFM 20 gewährleistet.<br />
Bild: Voith<br />
Service- und<br />
Spülmodul SFM 20<br />
– für fehlerfreien,<br />
schnellen Service<br />
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27. -29.11.<strong>2018</strong><br />
Halle 7 | Stand 690<br />
Kooperation für<br />
pharmazeutische<br />
Prozessautomation<br />
Das nennen wir mal Teamwork: Durch die Zusammenarbeit<br />
von Siemens und Bürkert entstand die Ventilinsel AirLINE<br />
SP Typ 8647, die mit dem Siemens-I/O-System SIMATIC ET<br />
200SP kompatibel ist. Diese ist nicht nur im Handumdrehen<br />
installiert, sondern bietet für pharmazeutische Prozesse<br />
auch viele Sicherheitsfunktionen wie das neue LC-Display<br />
mit Echtzeitanzeige von Diagnosedaten oder Rückschlagventile<br />
zur Vermeidung von Mediendurchmischung. Gepaart<br />
mit höchster Anlagenverfügbarkeit entsteht so eine Lösung<br />
für größte Prozesssicherheit.<br />
AirLINE SP Typ 8647:<br />
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geht nicht.<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 37
FLUIDTECHNIK<br />
NEWS<br />
Eaton aktualisiert seine Kolbenpumpen X20<br />
Mehr Flexibilität bei der Maschinenkonstruktion<br />
Unternehmen Eaton bietet Aktualisierungen<br />
für die Kolbenpumpen für offene Kreisläufe<br />
der X20-Reihe. Dazu gehören die elektronische<br />
Regelung des Schluckvolumens für alle<br />
Pumpengrößen der X20-Serie, eine überarbeitete<br />
Druck-/Durchflussregelung und eine<br />
neue hydromechanische Drehmomentregelung<br />
für die Pumpen der 620-Reihe.<br />
Die elektrische Regelung des Verdränger -<br />
volumens (Electronic Displacement Control,<br />
EDC) variiert den Schwenkwinkel proportional<br />
zum elektrischen Strom. Dies erhöht die<br />
Flexibilität bei der Maschinenkonstruktion,<br />
die Effizienz des Betriebs so wie die Produktivität,<br />
da so direkt der Durchfluss geregelt<br />
wird. Infolgedessen können mehrere Funktionen<br />
für unterschiedliche Systemanforderungen<br />
individuell angepasst werden, wäh-<br />
rend die verfügbare Gesamtenergie präzise<br />
genutzt wird. Die elektrische Hubraumregelung<br />
ist für alle Hubräume zwischen 28 cm³<br />
und 98 cm³ und mit zwei verschiedenen Konfigurationen<br />
verfügbar: standardmäßiger voller<br />
Hubraum (EP) oder standardmäßiger Nullhubraum<br />
(EPD) bei Verlust des elektrischen<br />
Signals. Daher kann die elektrische Hubraumregelung<br />
dort eingesetzt werden, wo<br />
der Hydraulikfluss bei elektrischen Störungen<br />
für einen sicheren Betrieb gleichmäßig bleiben<br />
muss. Die elektro-proportionale Druckregelung<br />
beschränkt den Ausgangsdruck proportional<br />
zum Eingangssignal und kann zur<br />
unabhängigen Druck- und Durchflussregelung<br />
alternativ zur hydromechanischen Regelung<br />
oder in Kombination mit der elektrischen<br />
Hubraumregelung eingesetzt werden. Auch<br />
Bild: Eaton Hydraulics<br />
hier sind zwei Konfigurationen erhältlich: proportional<br />
und indirekt-proportional. Sie ist für<br />
Verdrängervolumen von 74 cm³ und 98 cm³<br />
erhältlich und begrenzt das von der Pumpe<br />
angeforderte Drehmoment gemäß den Einstellungen.<br />
Durch die Begrenzung des maximalen<br />
Eingangsdrehmoments verhindert die<br />
Pumpe ein Abwürgen des Motors und nutzt<br />
die Motorleistung maximal aus.<br />
eve<br />
www.eaton.com<br />
Messe SPS IPC Drives: Halle 9, Stand 371<br />
Druckmessumformer von BD Sensors für Heavy-Duty-Anwendungen<br />
Gleichbleibend zuverlässig<br />
Bild: BD Sensors<br />
Mit dem 17.620G bringt BD Sensors einen<br />
Druckmessumformer aus der Kompaktklasse<br />
auf den Markt, der auf sogenannte Heavy-<br />
Duty Anwendungen rund um den Maschi-<br />
nen- und Anlagenbau fokussiert: Er ist beständig<br />
gegenüber Druckspitzen, Temperaturschocks<br />
und Lastwechsel. Einsatz findet der<br />
Druckmessumformer beispielsweise in der<br />
Mobilhydraulik (Kräne, Bagger, Nutzfahrzeuge),<br />
bei zyklisch arbeitenden Fertigungsmaschinen<br />
(Pressen, Drehmaschinen) oder bei<br />
der Flüssigkeitskühlung in Anlagen.<br />
Der Drucktransmitter erfasst Drücke im Bereich<br />
von 16 bis 1.000 bar mit einer Genauigkeit<br />
von 0,5% FSO. Der Sensor des Geräts<br />
besteht aus Edelstahl und ist verschweißt.<br />
Eine verschweißte Ausführung bedeutet,<br />
dass der Sensor ohne Dichtung auskommt,<br />
was stets mit einer hohen Resistenz gegen<br />
Medien wie etwa Ölen oder Kühlflüssigkeiten<br />
sowie einer hohen Robustheit einhergeht.<br />
Im Einsatz ist der Sensor störunempfindlich<br />
gegenüber Vibrationen, Schocks und<br />
Temperaturwechsel. Auf diese Art von Impulsen<br />
reagiert der Sensor gleichbleibend zuverlässig.<br />
Der 17.620 G ist hinsichtlich der elektrischen<br />
als auch der mechanischen Anschlüsse<br />
mit den gängigen Industrie-Standards<br />
erhältlich und somit einfach zu montieren<br />
und in Betrieb zu nehmen.<br />
eve<br />
www.bdsensors.de<br />
Messe SPS IPC Drives: Halle 4A, Stand 546<br />
Proportional-Wegeventile von Weber-Hydraulik<br />
Hohe Regelgüte bei kleinen Volumenströmen<br />
Vor allem in der Mobilhydraulik sind das Gewicht<br />
und die Abmessungen oftmals entscheidende<br />
Faktoren bei der Auswahl der<br />
Komponenten. Das Miniatur-Proportional-<br />
Wegeventil von Weber-Hydraulik ist mit seiner<br />
kleinen Nenngröße platzsparend, gewichtsoptimiert<br />
und verfügt über eine hohe<br />
Regelgüte bei kleinen, exakt definierten Volumenströmen.<br />
Trotz der kompakten Bauweise<br />
ist das Ventil leistungsstark. Durch den hohen<br />
Maximaldruck von 315 bar und Volumenströme<br />
bis zu 7 l/min können Ventile in NG4-Bau-<br />
weise ersetzt und somit Gewicht und Bauraum<br />
eingespart werden. Die Austauschbarkeit<br />
ist durch das Normlochbild, sowie einer<br />
zusätzlichen Adapterplatte gegeben. Dank<br />
der gehärteten und geschliffenen Präzisionskomponenten<br />
hat das 4/2– und 4/3-Wegeventil<br />
einen geringen Verschleiß und eine lange<br />
Lebensdauer. Um die Qualität der Produkte<br />
zu gewährleisten, unterliegt jedes Ventil<br />
des Herstellers einer 100% EoL-Prüfung.<br />
Grundsätzlich ist das Miniatur-Proportional-<br />
Wegeventil NG3 für alle Anwendungen prä-<br />
destiniert in denen geringe Platzverhältnisse<br />
herrschen und gleichzeitig eine hohe Leistungsfähigkeit<br />
gefordert ist. Zusätzlich ist es<br />
auch als Schaltventil für schwarz-weiß Anwendungen<br />
erhältlich.<br />
eve<br />
www.weber-hydraulik.com<br />
Bild: Weber Hydraulik<br />
38 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Ultraschall-Durchflussmessgeräte von Bürkert<br />
Unempfindlich und nahezu wartungsfrei<br />
Kühl- und Heizanwendungen stellen hohe<br />
Anforderungen an die Durchflussmessung<br />
des Fluids. Der Messbereich muss vom kleinen<br />
Leck bis zum normalen Betrieb alles abdecken.<br />
Dazu sollte die Lösung robust sein,<br />
also möglichst unempfindlich und wartungsfrei.<br />
Die Ultraschall-Durchflussmessgeräte<br />
von Bürkert erfüllen alle diese Bedingungen<br />
und bieten darüber hinaus eine einfache<br />
Montage. Sie bestehen aus Elektronikmodul,<br />
Messelement und einem Messing- oder<br />
Edelstahl-Fitting zur Verbindung mit der Rohrleitung.<br />
In der Cartridge- oder Patronen-Vari-<br />
Bild: Bürkert<br />
Movitec-Pumpen von KSB erhalten neues Laufrad<br />
Verbesserung der NPSH-Kennlinie<br />
ante kann das Messmodul bei Bedarf einfach<br />
aus dem Fitting herausgenommen werden.<br />
Das erleichtert in vielen Fällen die Montage<br />
und erlaubt außerdem eine Reinigung des<br />
Messelements. Ohne Fitting lässt sich das<br />
Messelement aber auch in Blocklösungen<br />
einschweißen. Falls gewünscht kombiniert<br />
der Hersteller die Ultraschall-Durchflussmesser<br />
zu anwendungsspezifischen Komplettsystemen.<br />
Mit Messbereichen von 0,3 bis 75<br />
l/min beziehungsweise 0,05 bis 10,5 l/min<br />
eignen sie sich bei einer Messdynamik von<br />
1:250 für kleine wie große Durchflussmengen.<br />
Da die Ultraschalltechnologie nach dem<br />
Laufzeitdifferenzverfahren ohne bewegte<br />
Teile auskommt, sind die Durchflussmesser<br />
unempfindlich gegen Verschmutzungen und<br />
praktisch wartungsfrei. Ein Temperatursensor<br />
ist bereits integriert und dank ihres modularen<br />
Aufbaus lassen sich die Ultraschall-Durchflussmesser<br />
schnell und einfach montieren,<br />
sowohl in senkrechten als auch waagrechten<br />
Rohrleitungen.<br />
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www.buerkert.de<br />
Messe SPS IPC Drives: Halle 7, Stand 690<br />
WEH ® Schnelladapter<br />
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ZU SCHRAUBEN<br />
WEH ® TW17<br />
Druck- & Funktionsprüfungen<br />
bis 350 bar<br />
Für die mehrstufigen Hochdruckpumpen der<br />
Baureihe Movitec hat die KSB-Gruppe ein<br />
spezielles Laufrad entwickelt. Die Neuentwicklung<br />
ist als Alternative zum Standardlaufrad<br />
erhältlich. Bei dem Entwurf des neuen<br />
Laufrades haben die Konstrukteure großen<br />
Wert darauf gelegt, dass der Einbau in diverse<br />
Movitec-Varianten erfolgen kann, ohne<br />
dass eine Modifikation am äußeren Pumpengehäuse<br />
vorgenommen werden müsste. An<br />
dem neuen Laufrad sorgen der modifizierte<br />
Einlaufdurchmesser und Schaufelblätter mit<br />
einer leicht diagonalen Durchströmung sowie<br />
ein neu gestaltetes Stufengehäuse dafür,<br />
dass die NPSH-Kennlinie der Pumpe verbessert<br />
wird. Das gilt vor allem für Anwendungen<br />
mit kritischen Zulaufbedingungen wie<br />
zum Beispiel Kesselspeisung sowie solchen,<br />
bei denen eine Pumpe Wasser aus niedrig<br />
gelegenen Behältern oder mit höheren Temperaturen<br />
ansaugen muss. Hier kann durch<br />
einen Druckabfall im Ansaugbereich Kavitation<br />
in der ersten Pumpenstufe entstehen. Als<br />
Folge kommt es zu übermäßigem Verschleiß<br />
an Pumpenteilen oder Motorlagern und da-<br />
Bild: KSB<br />
mit zu einer reduzierten Lebensdauer der<br />
Pumpe aufgrund beschädigter Teile und einer<br />
nicht entlasteten Hydraulik.<br />
Bei der Baureihe Movitec handelt es sich um<br />
mehrstufige Kreiselpumpen zur Förderung<br />
von Flüssigkeiten wie Wasser, Kühlmittel,<br />
Kondensat und Mineralöle. Mögliche Einsatzgebiete<br />
sind zum Beispiel industrielle Kesselspeisung<br />
in Dampfkreisläufen, Umwälz- und<br />
Feuerlöschsysteme, Kühlwasserkreisläufe,<br />
Waschanlagen sowie allgemeine prozesstechnische<br />
Druckerhöhungsanwendungen.<br />
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www.ksb.de<br />
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PNEUMATIK<br />
PORTRÄT<br />
Im Gespräch: Dr. Peter Saffe und Dr. Frank Theilen über digitale Lösungen zu Pneumatikentwicklungen<br />
„Wir erfahren mehr über Prozesse –<br />
hochinteressant für OEMs und Kunden“<br />
Wie sich Digitalisierung auf die aktuelle Pneumatik-Performance auswirkt, was das fürs Engineering<br />
bedeutet – aber auch, wie sich die Emerson-Akquisition mit neuen Branchenanforderungen in der<br />
Aventics-Entwicklung widerspiegeln kann, indem Industrieautomatisierung und Prozessautomatisierung<br />
stärker zusammenwachsen, erläutern die Aventics-Manager Dr. Peter Saffe, Vice President Strategic<br />
Sales und Dr. Frank Theilen, Vice President Digital Transformation, gegenüber <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>.<br />
Interview: Nico Schröder, Korrespondent <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong><br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Auf welcher Stufe der Digita -<br />
lisierung verorten Sie Ihre Pneumatik?<br />
Dr. Peter Saffe: Wenn man über den Bereich der Pneumatik<br />
spricht, sind wir bei Aventics State of the Art. Und<br />
weil wir die Themen natürlich mit unseren größeren Kunden<br />
zusammen entwickelt haben, erleben wir heute,<br />
dass wir teilweise die erste wirkliche IIoT- oder Industrie-<br />
4.0-Anwendung beim Kunden darstellen. Wir haben Kunden,<br />
die unsere Systeme – wie den Smart Pneumatic<br />
Monitor – einbauen und sagen: Jetzt machen wir endlich<br />
auch Industrie 4.0. Denn geredet wird viel. Aber tatsächlich<br />
eine Anwendung zu haben, die man dann auch zeigen<br />
kann, bei der man nachweisen kann, dass es auch etwas<br />
bringt, hier sind wir anderen deutlich voraus.<br />
Dr. Frank Theilen: Ein wesentlicher Punkt ist hierbei<br />
Offenheit im Sinne gemeinsamer Arbeit mit Kunden an<br />
digitalen Lösungen. Wir warten nicht, bis ein Kunde sagt,<br />
er braucht etwas und entwickeln dann nach Auftrag, sondern<br />
wir suchen gerade bei den innovativen Themen den<br />
Dialog zu bestehenden Kunden, sodass wir deren Ansatzpunkte<br />
zu künftigen Lösungen verstehen. Wir sprechen<br />
auch mit Dienstleistern, um zu schauen, ob wir<br />
gemeinsam Lösungen im Umfeld von Industrie 4.0 ent -<br />
wickeln können. Also wir öffnen uns sozusagen an bestimmten<br />
Stellen und gewinnen damit an Schnelligkeit.<br />
„Wir können Digitalisierung<br />
im Bereich Industrieautomatisierung<br />
heute schon auf innovativem<br />
Level leisten. Das<br />
ist unser Zuhause.“<br />
Dr. Peter Saffe, Vice President<br />
Strategic Sales, Aventics GmbH<br />
Bild: wyrwa-fotografie/Konradin Mediengruppe<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Mitte Juli ist der Abschluss der<br />
Akquisition von Aventics durch Emerson bekannt gegeben<br />
worden. Emerson – tätig in den Bereichen Automatisierung<br />
und in der Leistungsoptimierung von<br />
Geschäfts- und Wohngebäuden – sieht die Übernahme<br />
als Investment, um seine Kompetenz in der Verbesserung<br />
des Anlagenbetriebs durch Digitalisierung,<br />
Sensorik und Überwachung des Anlagenzustands<br />
auszubauen. Werden sich neue Funktionen aufgrund<br />
neuer Branchenanforderungen in Ihren Entwicklungen<br />
widerspiegeln?<br />
Saffe: Wir haben in den vergangenen Jahren insbesondere<br />
im Bereich Digitalisierung und Internet of Things relativ<br />
viel investiert, weil es für uns wichtig gewesen ist, das<br />
Unternehmen weiterhin zukunftsfähig auszurichten. Umso<br />
mehr haben wir uns gefreut, dass gerade dieses Thema<br />
durch den neuen Investor so stark bewertet wurde.<br />
Also man hat uns relativ schnell und früh gesagt: Ihr seid<br />
sehr gut im Bereich Digitalisierung und Industrie 4.0 –<br />
das wollen wir ausbauen. Das ist natürlich immer etwas,<br />
das man gerne hört. Es ist Voraussetzung für Erfolg, dass<br />
in die Zukunft investiert wird. Wir können Digitalisierung<br />
im Bereich Industrieautomatisierung heute schon auf innovativem<br />
Level leisten. Das ist unser Zuhause. Interessant<br />
wird es jetzt sein, inwieweit die Technologien, die<br />
wir im Bereich Industrieautomatisierung haben, nun in<br />
Richtung Prozessautomatisierung zusammenwachsen.<br />
Wenn die beiden Anwendungsgebiete nun letztlich zusammenwachsen,<br />
wird es äußerst interessant.<br />
Theilen: Ein wesentlicher Mehrwert kommt über die zusätzliche<br />
Kompetenz. Wenn wir nun neue Produkte entwickeln,<br />
kann die Emerson-Seite, mit der wir zusammenwachsen,<br />
ihr Know-how einbringen. Und wenn wir an die<br />
Entwicklung und Fertigung denken, haben wir die Möglichkeit,<br />
weitere Kompetenzen und Kapazitäten aufzubauen.<br />
Bild: wyrwa-fotografie/Konradin Mediengruppe<br />
40 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Am Aventics-Standort Laatzen:<br />
Dr. Peter Saffe,<br />
Vice President Strategic Sales (l.),<br />
und Dr. Frank Theilen,<br />
Vice President Digital Transformation<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 41
PNEUMATIK<br />
PORTRÄT<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welches Potenzial an Produkti -<br />
vität und Wirtschaftlichkeit können Kunden dann von<br />
Ihren Digital-Produkten erwarten?<br />
Saffe: Das ist genau die Frage. Wir können dem Kunden<br />
natürlich keine Geräte verkaufen, nur um ihm sagen zu<br />
können, du kannst jetzt Industrie 4.0. Das ist vielleicht<br />
mal ganz nett, wenn man seinem Chef sagen will: Wir<br />
machen das jetzt auch. Aber es muss ein Mehrwert dabei<br />
entstehen, und wir beliefern ja in der Regel den OEM.<br />
Das heißt, der Maschinenhersteller muss seinen Kunden<br />
darstellen können, warum wir jetzt besser sind.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche Argumente liefern Sie<br />
den OEMs in erster Linie?<br />
Saffe: Wir haben drei Themen, von denen wir sagen,<br />
dass wir beispielsweise durch die Anwendung des Smart<br />
Pneumatics Monitors besser werden. Das erste ist die<br />
Verfügbarkeit. Verfügbarkeit ist ganz wichtig. Ein Auto,<br />
das nicht fährt, ist sein Geld nicht wert. Das gilt auch im<br />
Maschinenbau. Benutzerfreundlichkeit ist das zweite Thema.<br />
Ich komme einfach an einen schnelleren Datenaustausch,<br />
ich bin in der Lage, mein System besser zu verstehen<br />
und ich kann Prozesse visuell besser darstellen.<br />
Das funktionierte früher nicht, weil die Daten gar nicht<br />
verarbeitet werden konnten. Also allein durch die komprimierte<br />
Zusammenfassung der Daten eines Systems lassen<br />
sich in der Regel schon wertvolle neue Erkenntnisse<br />
gewinnen. Das dritte Thema ist Energieeffizienz.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie wichtig ist es tatsächlich,<br />
energieeffizient arbeiten zu können?<br />
Theilen: Luft – das klingt so, als wäre das Medium immer<br />
da. Wenn bei gesamten Anlagen aber über das Thema<br />
Leckage gesprochen wird, kommen schnell größere<br />
Summen zusammen. Da gibt es auf Kundenseite häufig<br />
auch einen Business Case.<br />
Zum Unternehmen<br />
INFO<br />
Nach Abschluss der Aqkuisition von Aventics durch Emerson Mitte<br />
Juli <strong>2018</strong> ist kürzlich zur Montage- und Handhabungstechnik-Messe<br />
Motek im Oktober bekannt gegeben worden, dass Aventics als Produktmarke<br />
erhalten bleibt. Emerson hat im Zuge der Messe sein<br />
kombiniertes Angebot an Fluid Control und Pneumatik vorgestellt.<br />
Die Produktmarke Aventics wurde mit anderen Marken wie Asco,<br />
Tescom und Topworx kombiniert. Emerson will ein breites Produktportfolio<br />
zur Steuerung von Flüssigkeiten und zur Automatisierung<br />
von Fertigungsprozessen anbieten. Aventics bringt hierfür pneumatische<br />
Systemtechnologien und Know-how mit, die für die<br />
Digitalisierung von Fertigungsprozessen wichtig sind – einschließlich<br />
vorausschauender Wartung durch integrierte Diagnose und<br />
Industrie-4.0-Anwendungen.<br />
Im Gespräch mit der Redaktion: Dr. Peter Saffe (l.)<br />
Vice President Strategic Sales, Aventics GmbH,<br />
und Dr. Frank Theilen, Vice President Digital Transformation,<br />
Aventics Services Germany GmbH<br />
Bild: wyrwa-fotografie/Konradin Mediengruppe<br />
Saffe: Genau, also messen wir in der Regel Leckage,<br />
Luftverbrauch und Druckverläufe. Wir können aus den sogenannten<br />
Anomalitäten, die auftreten, entsprechende<br />
Rückschlüsse ziehen. Das fängt alles erst an. Das ist gigantisch.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Haben Sie ein Beispiel aus der<br />
Praxis?<br />
Saffe: Wir haben gerade eine Anwendung bei einem Zulieferer<br />
für den Automobilbereich gehabt, in der wir den<br />
Smart Pneumatic Monitor installieren konnten. Der Kunde<br />
konnte im Zeitverlauf seine Luftverbräuche sehen und<br />
ist überrascht gewesen, weil er die Verbräuche vorher<br />
nicht genau kannte. Wir haben zum Beispiel festgestellt,<br />
dass manche Ventile, die installiert waren, doppelt so<br />
groß waren wie nötig. Kein Mensch hat das bisher gemessen,<br />
weil das Messen einfach zu aufwändig gewesen<br />
ist. Nun gelangt der Kunde zu Downsizing-Möglichkeiten.<br />
Die Anwendung wird letztlich sparsamer und der<br />
Kunde bekommt die Möglichkeit der Überwachung während<br />
des Betriebs, um festzustellen, ob und an welcher<br />
Stelle Leckagen auftreten. Hinzu kommt, dass Druckverläufe<br />
anpassbar werden.<br />
Theilen: Es ist insgesamt der richtige Ansatz, zu schauen,<br />
wie wir den Kunden mit all seinen erfassten Daten helfen<br />
können, hieraus nützliche Informationen zu erhalten.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Als Basisprodukt vernetzter Anlagen<br />
und digitaler Prozessvernetzung positionieren<br />
Sie das bereits angesprochene Industrie-4.0-Gateway<br />
Smart Pneumatics Monitor (SPM). Wie funktioniert<br />
das Modul und welche Vorteile haben die Anwender?<br />
42 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Theilen: Unser Smart Pneumatics Monitor wertet als Industrie-4.0-Element<br />
Sensorsignale aus – und zwar verbunden<br />
mit unserer Feldbuslösung AES. Hierüber lassen<br />
sich Zustandsinformationen ablesen. So können wir<br />
Rückschlüsse über das Dämpfungsverhalten bekommen<br />
und das wiederum lässt Rückschlüsse auf den Verschleiß<br />
zu. Im Sinne von Predictive Maintenance werden Ausfälle<br />
voraussagbar. Durch unsere Erfahrung und unser Wissen<br />
haben wir insgesamt die Möglichkeit, eine verlässliche<br />
Voraussage zu treffen, wann Teile getauscht werden müssen.<br />
Diese dezentralen Informationen – beispielsweise<br />
über Leckagen – laufen über standardisierte Kommunikationswege<br />
wie OPC UA oder MQTT und werden weiterverarbeitet.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Funktioniert das SPM-Gateway<br />
mit Komponenten anderer Hersteller – Stichwort Interoperabilität?<br />
Saffe: Grundsätzlich arbeiten wir mit einer Software und<br />
einer Elektronik, die nicht weiß, welche weiteren Geräte<br />
im System sind. Wenn wir das Gerät einsetzen, wollen<br />
wir es aber möglichst zusammen mit unseren Komponenten<br />
einsetzen, denn dann wissen wir genau, was passiert,<br />
können auch unsere Komponenten überwachen<br />
und haben letztendlich das gesamte System im Griff.<br />
Man kann das auch mit anderen Produkten koppeln. Wir<br />
machen das in gewisser Weise ja gerade selbst durch die<br />
neue Zugehörigkeit zu Emerson. Es sind neue Pneumatikprodukte,<br />
die wir jetzt ankoppeln. Also auch Produkte<br />
von Asco Numatics arbeiten mit dem SPM zusammen.<br />
Wir testen, programmieren und sorgen dafür, dass<br />
die Daten und Informationen zusammenpassen.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie werden Sie als Zulieferer<br />
Kompatibilitätsansprüchen und Standards gerecht,<br />
um Insellösungen zu vermeiden?<br />
Theilen: Als B2B-Lieferant ist es unser Ansinnen, mit offenen<br />
Standards oder mit Industriestandards zu arbeiten,<br />
sodass wir in gängige Konstellationen passen. Und überall<br />
dort, wo es eben darum geht, auch Industriestandards<br />
zu definieren, wirken wir möglichst mit. Es geht nicht darum,<br />
etwas Proprietäres zu schaffen, wo nur unsere Kompetenzen<br />
angeschlossen werden. Wir müssen die Entwicklung<br />
unserer Produkte derart gestalten, dass Anwender<br />
über standardisierte Schnittstellen zugreifen können.<br />
Das ist an der Stelle ganz wichtig.<br />
Saffe: Wenn wir in Richtung Zukunft schauen, erwarten<br />
wir eben, dass Sensoren beispielsweise selbst zu IoT-<br />
Komponenten werden. Es geht also noch stärker um Integrationsfähigkeit,<br />
die dann zu einer Verkleinerung, zu einer<br />
Vervollständigung von einzelnen Komponenten führt.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welche weiteren Komponenten<br />
bieten Sie für das Zusammenspiel mit dem SPM an,<br />
um Industrie 4.0 möglichst einfach zu implementieren?<br />
Saffe: Derzeitig ist das SPM das zentrale Gerät. Wir versuchen<br />
natürlich immer, es im Kontext mit unseren anderen<br />
Geräten einzusetzen. Bei OEMs, die wir seit Jahren<br />
dauerhaft beliefern, kennen wir die Anwendungen relativ<br />
genau. Hier wissen wir, was die einzelnen Ventile und Zylinder<br />
machen. Also versuchen wir mit dem SPM und anderen<br />
Komponenten die Systeme so zu optimieren, dass<br />
wir für den Kunden eine merkliche Verbesserung erreichen.<br />
Wir haben konkrete Fälle, wo uns Kunden beispielsweise<br />
beauftragen, Energie einzusparen oder den<br />
Prozess zu beschleunigen. Je mehr Sensorik wir nun auswerten<br />
können, umso besser können wir die Kundenanforderungen<br />
erfüllen. Mehr über die Prozesse zu erfahren,<br />
ist hochinteressant – für beide Seiten.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Wie regeln Sie die Datenverwaltung<br />
und -verarbeitung mit Ihren Kunden, also wer<br />
hat an welcher Stelle Zugriff und sinnvoller Weise Einblick<br />
in die erhobenen Daten?<br />
„Unser Smart Pneumatics<br />
Monitor wertet als<br />
Industrie-4.0-Element<br />
Sensorsignale aus –<br />
und zwar verbunden<br />
mit unserer Feldbus -<br />
lösung AES.“<br />
Dr. Frank Theilen,<br />
Vice President Digital Transformation,<br />
Aventics Services Germany GmbH<br />
Bild: wyrwa-fotografie/Konradin Mediengruppe<br />
Theilen: Grundsätzlich sind Kunden aktuell recht offen Im<br />
Detail unterscheidet es sich aber von Kunde zu Kunde.<br />
Man kann nun natürlich darüber nachdenken, künftig spezielle<br />
Services oder Beratungsleistungen anzubieten, die<br />
das Wissen über die Verläufe berücksichtigt. Das ist aber<br />
unabhängig davon, wo die Daten konkret liegen. Üblicherweise<br />
liegen die Daten beim Kunden.<br />
Saffe: Das wird noch ein hochinteressantes Thema. Wir<br />
haben zum Beispiel einen OEM im Maschinenbau, der<br />
weiß wirklich von sämtlichen Maschinen, die er in den<br />
letzten zehn Jahren gebaut hat, an welcher Stelle der<br />
Welt sich diese befinden. Der wird natürlich ein hochgradiges<br />
Interesse daran haben, zu wissen, was seine Maschinen<br />
eigentlich machen. Zum Beispiel sehen, aha, jener<br />
Betreiber dreht den Druck zu hoch oder ein anderer<br />
lässt die Maschine immer zu schnell laufen. Das heißt also,<br />
das Interesse des Maschinenherstellers, mehr über<br />
die Anwendung seiner Maschine zu erfahren, ist hoch.<br />
Und ich glaube auch nicht, dass man uns als Lieferanten<br />
dieses Wissen einfach überlassen wird.<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 43
PNEUMATIK<br />
PORTRÄT<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Ist das ein Ziel?<br />
Saffe: Das ist nicht unser Ziel. Wir wollen letztendlich unseren<br />
Kunden helfen, ihre Pneumatiksysteme zu verbessern<br />
und deren Maschinen wettbewerbsfähiger zu gestalten.<br />
Wir sehen uns nicht als Big Brother, der alles<br />
überwacht. Natürlich haben wir Fälle gehabt, in denen es<br />
Reklamationen gab, weil bei einer Anlage beispielsweise<br />
der Druck oder weil die Feuchtigkeit zu hoch gewesen<br />
sind. Wir bekamen also eine Reklamation und wussten<br />
nicht, wie unser Teil eingesetzt worden ist. Wenn der<br />
OEM also nachweisen kann, wie das Gerät gearbeitet<br />
hat, dann hat man natürlich sofort eine sachliche Diskussion<br />
an der Stelle. Aber das Interesse, die Daten zu verwalten<br />
und zu verarbeiten, wird beim Maschinenhersteller<br />
liegen.<br />
Netz ausgetauscht. Wir sind aber heute noch nicht so<br />
weit, dass das alles voll automatisiert ist. Das beginnt gerade<br />
erst.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Erfahren die Themen Energieeffizienz<br />
(Stichwort: ISO 50001) und Diagnose unter<br />
den verfügbaren Möglichkeiten von Digitalisierung einen<br />
neuen Höhepunkt?<br />
Theilen: Den Höhepunkt haben wir noch nicht erreicht.<br />
Also das, was wir jetzt haben, ist die Infrastruktur, um<br />
diese Dinge umzusetzen. Der nächste Schritt ist es, aus<br />
diesen Daten zu lernen. Der Höhepunkt kommt über das<br />
Wissen, wie Dinge funktionieren, wie sie zusammenhängen<br />
– und wie man daraus einen Mehrwert ziehen kann.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Welchen Weg in Richtung Smart<br />
Data gehen Sie mit Ihren Kunden aktuell?<br />
Theilen: Wenn Kunden beispielsweise Interesse am<br />
Smart Pneumatics Monitor haben, setzen wir uns mit<br />
dem Kunden zusammen und überlegen, wie der Mehrwert<br />
genau aussehen kann. Kunden haben häufig keinen<br />
konkreten Blick darauf, welches Potenzial smarte Produkte<br />
mitbringen.<br />
„Wir haben in den vergangenen Jahren<br />
insbesondere im Bereich Digitalisierung<br />
und Internet of Things relativ viel investiert“<br />
Dr. Peter Saffe, Vice President Strategic Sales (l.)<br />
und Dr. Frank Theilen, Vice President Digital Transformation<br />
Bild: wyrwa-fotografie/Konradin Mediengruppe<br />
Theilen: Ja, das denke ich auch.<br />
Saffe: Hier wollen wir uns gar nicht einmischen. Das ist<br />
derzeitig nicht unser Geschäftsmodell. Was in zehn Jahren<br />
ist, weiß man nicht.<br />
<strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>: Denken Sie als Zulieferer in Richtung<br />
zusätzliche Services, die sich vermarkten lassen?<br />
Theilen: Unter Gesichtspunkten von Predictive Maintenance<br />
denken wir darüber nach. Wir haben konkrete Vorstellungen<br />
und diskutieren sehr offen mit den Kunden,<br />
um den Bedarf ganz klar herauszuarbeiten.<br />
Saffe: Diagnosesysteme haben wir seit vielen Jahren für<br />
bestimmte Kunden umgesetzt. Das heißt Diagnose im<br />
Sinne, dass angezeigt wird, wenn Fehler auftreten oder<br />
wenn Geräte ausgetauscht werden können. Nur das Thema<br />
wird jetzt eben noch stärker digitalisiert und übers<br />
Saffe: Wenn wir nur abbilden würden, was der Kunde ohnehin<br />
schon erwartet, wäre das zu wenig. Jedes<br />
Smartphone kann heute mehr als sich Kunden hätten<br />
träumen lassen. Also ich meine, Hersteller müssen weiter<br />
sein als das, was der Kunde eigentlich will. Das heißt,<br />
wenn wir mit Kunden über die Anwendung des Smart<br />
Pneumatics Monitors sprechen, ist es in der Regel so,<br />
dass der Kunde von den Möglichkeiten überrascht ist. Ein<br />
Kunde denkt ja nicht Tag und Nacht in Pneumatik. Wir wachen<br />
morgens um sieben auf, denken Pneumatik und<br />
wenn wir abends um zehn schlafen gehen, denken wir<br />
noch immer Pneumatik. Also wir denken in Schaltungen,<br />
wir denken in Funktionen. Der Kunde denkt in seiner Anwendung.<br />
Der Kunde denkt zum Beispiel: Ich muss diese<br />
Flasche langziehen. Was da auf der Pneumatikseite passiert,<br />
um so eine Flasche langzuziehen, weiß er oft gar<br />
nicht. Für uns ist das ein geregelter Druckaufbau über die<br />
Zeiten und ein geregeltes Volumen. Wunderbar. Für den<br />
Kunden ist das eine lang gezogene Flasche. Das heißt,<br />
wir denken ja in pneumatischen Prozessen und sind damit<br />
in der Lage, mit unseren Kunden entsprechend zu<br />
kommunizieren und Lösungen zu finden.<br />
www.aventics.com<br />
www.emerson.com, Messe SPS IPC Drives: Halle 4a, Stand 451<br />
Details zu Smart Pneumatics:<br />
http://hier.pro/GHCEQ<br />
44 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
NEWS<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Temperaturbeständige Hochdruckverschraubungen von ITV<br />
Mit innovativem Dichtungsring aus HNBR<br />
Seit 1981 steht der Pneumatikspezialist ITV<br />
der Prozessindustrie mit Produkten und Lösungen<br />
zur Seite. Aktuell entwickelt, produziert<br />
und vertreibt das Unternehmen auf einer<br />
Fläche von 3000 m 2 mehr als 6000 Produkte<br />
und individuelle Sonderlösungen. Neu<br />
auf dem Markt sind die HDS-Hochdruckverschraubungen.<br />
Diese Weiterentwicklung basiert<br />
auf den bewährten HDX-Verschraubungen.<br />
Meistgenutzte Medien für die Hochdruckverschraubungen<br />
sind Schmieröle und<br />
Fette. Eigenschaften wie kleine Baugröße,<br />
modularer Aufbau, einfache Einhandmontage<br />
und die Anschlussmöglichkeit für verschiedene<br />
Schläuche zeichnen auch die Neuen aus.<br />
Das Besondere ist der innovative Dichtungsring:<br />
Er besteht aus HNBR. Der hydrierte<br />
Bild: ITV<br />
Nitrilkautschuk hat eine wesentlich höhere<br />
Temperaturbeständigkeit – sowohl nach unten<br />
als auch nach oben. Temperaturen von<br />
-40 bis +150 °C sind hiermit kein Problem. Im<br />
Vergleich zu NBR (-20 bis+70 °C) ist das ein<br />
enormer Unterschied.<br />
bec<br />
www.itv-gmbh.de<br />
Multikraftzylinder von Tünkers<br />
In der Endlage<br />
liegt die höchste Kraft<br />
Als kompakter Pneumatikzylinder erzeugt<br />
der Multikraftzylinder des Automationsspezialisten<br />
Tünkers seine höchste Kraft genau<br />
dort, wo sie gebraucht wird: in der Endlage.<br />
Mit einer Presskraft von bis zu 80 kN empfiehlt<br />
sich der kompakte Multikraftzylinder als<br />
die starke Alternative zu herkömmlichen Hydrauliksystemen.<br />
Der Multikraftzylinder setzt<br />
das Prinzip Kniehebelspanner in Linearbewegung<br />
um. In der Endlage wirkt der Zylinder<br />
auf eine Kniehebel-/Keilmechanik und erzeugt<br />
so eine Kraftverstärkung von bis zu<br />
1:10. Der Multikraftzylinder eignet sich für<br />
Keller entwickelt Rückschlagklappe Proflap weiter<br />
Zwei Sensoren für ein Plus an Sicherheit<br />
Bild: Keller Lufttechnik<br />
Eine überarbeitete Version der Rückschlagklappe<br />
Proflap hat Keller Lufttechnik auf den<br />
Markt gebracht: Die Proflap Plus. Die Plus-<br />
Version verfügt über zwei Sensoren, die fortlaufend<br />
Auskunft über den Zustand der Anlagegeben.<br />
Ein Verschleißsensor im Gehäuse<br />
überwacht den Materialabtrag. Er schlägt<br />
Alarm, sobald dadurch die Druckstoßfestigkeit<br />
des Bauteils nicht mehr gewährleistet<br />
sein könnte. Ein Winkel- beziehungsweise<br />
Klappensensor überwacht die Position des<br />
Klappenblatts und erkennt schädliche Ablagerungen<br />
dort. Auch eine Explosion signalisiert<br />
der Sensor, da sich das Blatt durch den Druck<br />
im Entstauber schließt. Die Sensorik sorgt<br />
nicht nur für ein Plus an Sicherheit. Betreiber<br />
freuen sich auch über verlängerte Wartungsintervalle.<br />
Ohne Sensorik ist eine wöchentliche<br />
manuelle Kontrolle des Bauteils nötig,<br />
mit nur halbjährlich. Darüber hinaus bietet<br />
der Winkelsensor einen weiteren Nutzen: Bei<br />
entsprechender Auswertung liefert er gleichzeitig<br />
Angaben über den Volumenstrom. Unternehmen,<br />
die eine Strömungsüberwachung<br />
als Sicherheitsfunktion mit Performance<br />
Level d einsetzen, gewährleisten damit<br />
die erforderliche Ausfallsicherheit. Interessierte<br />
Anlagenbetreiber, die bereits mit<br />
Proflap arbeiten, können die Plus-Funktion<br />
einfach nachrüsten lassen.<br />
eve<br />
www.keller-lufttechnik.de<br />
Formteile &<br />
Bauelemente<br />
aus Magnetwerkstoffen<br />
Bild: Tünkers<br />
unterschiedliche Anwendungen wie Prägen,<br />
Durchsetzfügen, Stanzmuttern oder Lochstanzen.<br />
Es sind Ausführungen alternativ in<br />
Rund- und Flachzylinderbauform verfügbar,<br />
dazu verschiedene Optionen an Schubstangenadaptern,<br />
Alu- beziehungsweise Stahlgehäuse<br />
mit mehreren Befestigungsflächen.<br />
Optional sind auch eine Verdrehsicherung<br />
und zusätzliche Präzisionsführung für die<br />
Schubstange integrierbar. Eine verriegelte Variante<br />
ist ebenfalls erhältlich.<br />
eve<br />
www.tuenkers.de<br />
Ihr Ideengeber, Entwicklungspartner und<br />
Zulieferer für magnetische Lösungen.<br />
Sprechen Sie uns an!<br />
<br />
Tel.: +49 9367 / 98977-0 | www.schallenkammer.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 45
FLUIDTECHNIK<br />
PNEUMATIK<br />
Die sehr weichen und hochflexiblen<br />
Dichtlippen aus Silikonkautschuk<br />
entfalten auch bei nicht formstabilen<br />
Waren eine hohe Abdichtung<br />
Bild: SMC<br />
Vakuumsauger zum Transportieren von Materialien, die beim Ansaugen leicht zur Faltenbildung neigen<br />
Ideal geeignet für Kunststofffolien<br />
Wenn folienverpackte Waren angesaugt werden, kommt das Thema Faltenbildung immer ins Spiel.<br />
Sie erhöhen grundsätzlich das Risiko der Leckagebildung. Mit extrem dünnen und hochflexiblen<br />
Dichtlippen aus Silikonkautschuk gelingt es Vakuumsaugern der Serie ZP3P von SMC, nicht form -<br />
stabile Waren deutlich sicherer und schonender zu transportieren.<br />
Tobias Hartherz, Product Management, SMC Deutschland GmbH, Egelsbach<br />
Stoßempfindliche, nicht formstabile und anspruchsvoll zu handhabende<br />
Waren gehören in der Lebensmittelindustrie zum Alltag.<br />
Lose Bonbons oder fein gemahlene Gewürze in Kunststoffbeuteln,<br />
leicht brechende Kekse oder folienverpackte Fleisch- und Wurstwaren<br />
sind einige wenige, der typischen Beispiele. Wer solche Produkte<br />
in hoher Geschwindigkeit anheben und bewegen will, kennt<br />
die Problematik: Beim Ansaugen von Folienverpackungen entstehen<br />
Falten und diese können zu Leckagen führen. Dadurch schwindet die<br />
Hebekraft. Im schlimmsten Fall fallen die Transportgüter herunter<br />
und stören den gesamten Produktionsablauf. Bei den Vakuumsaugern<br />
der Serie ZP3P hat SMC jetzt verschiedene konstruktive Details<br />
entwickelt, die genau das wirkungsvoll verhindern sollen.<br />
Vakuumsauger der Serie ZP3P<br />
gewährleisten reduzierte Faltenbildung<br />
beim Ansaugen dünner<br />
Folien<br />
Bild: SMC<br />
46 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
PNEUMATIK<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Spezielle <strong>Konstruktion</strong> der Dichtlippe<br />
Wichtigstes Detail ist die auf den ersten Blick auffallende, hellblaue<br />
Dichtlippe. Sie besteht aus Silikonkautschuk, ist extrem weich<br />
und hochflexibel. Somit kann sie sich perfekt an folienumwickelte,<br />
dünne und nicht formstabile Produkte anschmiegen. Gleichzeitig<br />
reduziert die bessere Abdichtung das Risiko fehlgeschlagener<br />
Ansaugvorgänge oder von Hebekraftverlusten durch Leckagen. Das<br />
Resultat ist eine leckagearme Abdichtung zwischen Sauger und<br />
Werkstück und damit mehr Sicherheit im Transport- oder Handlingsprozess.<br />
FDA-Konformität<br />
Der Silikonkautschuk erfüllt die Vorgabe 21CFR177.2600 der FDA<br />
und ist daher für den Einsatz in der Lebensmittelindustrie, aber auch<br />
in der Biotechnik, der Medizin und der Pharmazie gut geeignet. Die<br />
blaue Färbung des Silikonkautschuks ist kein Zufall. Sie soll bei<br />
Verunreinigungskontrollen auf einfache Weise weiterhelfen: Sollte<br />
tatsächlich mal ein Vakuumsauger im Produktionsprozess verloren<br />
gehen, hilft die auffällige Farbe beim schnellen Identifizieren.<br />
Problem: Faltenbildung<br />
Wenn folienverpackte Waren angesaugt werden, kommt das Thema<br />
Faltenbildung immer ins Spiel. Sie erhöhen grundsätzlich das Risiko<br />
der Leckagebildung. Kann die Dichtlippe den Konturen der gebildeten<br />
Falten nicht mehr folgen, entstehen Leckagen in die Luft<br />
eindringt. Mit einem einfachen aber überzeugenden Detail wirken<br />
die Vakuumsauger der ZP3P-Serie diesem Problem entgegen: Eine<br />
ebene Anlagefläche in der Mitte der Vakuumsauger verhindert, dass<br />
die Folien tief eingesaugt werden. Dadurch verformt sich die angesaugte<br />
Folienverpackung kaum und es entstehen deutlich weniger<br />
Falten. Mehrere Stützrippen auf der Unterseite der Vakuumsauger<br />
verhindern zusätzlich, dass angesaugte Waren verrutschen.<br />
Vier Varianten – viele Anschlussoptionen<br />
Die Vakuumsauger der Serie ZP3P sind in vier Varianten verfügbar.<br />
Ihr Saugerdurchmesser variiert in den Bereichen von 20 bis 50 mm.<br />
Es stehen drei Befestigungsoptionen zur Wahl: je eine Variante für<br />
die Direktmontage mit Innen- oder Außengewinde sowie eine dritte<br />
Option mit zusätzlichem Federelement und Montagegewinde. Für<br />
die Befestigung hält SMC insgesamt sieben Adapter vor: Fünf für<br />
die Außengewindegrößen M5, M12, G1/8, G1/4 und G3/8 sowie<br />
zwei weitere mit den Innengewindegrößen M5 und M8.<br />
Breites Sortiment<br />
Die Vakuumsauger der Serie ZP3P sind aufgrund ihrer FDA-Konformität,<br />
der hervorragenden Abdichtung und der geringen Faltenbildung<br />
eine sehr gute Wahl für das Handling dünner Folienverpackungen.<br />
Zusammen mit den Serien ZP, ZP2 und ZP3 sowie den kürzlich<br />
vorgestellten Vakuumsaugern in Flach- und Faltenbalgausführung<br />
der Serie ZP3E hat SMC das Produktportfolio in diesem Bereich<br />
weiter ausgebaut. Jede Reihe wartet dabei mit eigenen Stärken auf.<br />
Die Vakuumsauger der Serie ZP3E bieten einen breiten Adapteranschluss,<br />
der einen hohen Saugvolumenstrom zulässt. Gleichzeitig<br />
lösen sich die Sauger erheblich leichter und je nach Ausführung auch<br />
abdruckfrei von angesaugten Werkstücken.<br />
bec<br />
www.smc.de<br />
Eine ebene Ansaugfläche<br />
mit mehreren Stützrippen<br />
sorgt für geringe Verformung<br />
und rutschfesten Halt<br />
Bild: SMC<br />
Das Video zeigt den Vakuumsauger in Aktion und liefert<br />
weitere Informationen:<br />
hier.pro/rqL3N<br />
Messe SPS IPC Drives: Halle 3, Stand 570<br />
Form<br />
ohne Montageadapter<br />
mit Montageadapter<br />
mit Montageadapter<br />
mit Federelement<br />
Saugerdurchmesser<br />
Ø 20 mm<br />
Ø 25 mm<br />
Ø 35 mm<br />
Ø 50 mm<br />
Ø 20 mm<br />
Ø 25 mm<br />
Ø 35 mm<br />
Ø 50 mm<br />
Ø 20 mm<br />
Ø 25 mm<br />
Ø 35 mm<br />
Ø 50 mm<br />
Ø 20 mm<br />
Ø 25 mm<br />
Ø 35 mm<br />
Ø 50 mm<br />
Vakuumanschluss<br />
Außengewinde<br />
Innengewinde<br />
Innengewinde<br />
M5 × 0,8, M12 × 1,75, G1/8, G1/4, G3/8<br />
M5 × 0,8, M8 × 1,25<br />
Vakuumanschluss: M5 × 0,8, Rc1/8<br />
Montagegewinde<br />
Federelement<br />
(Außengewinde):<br />
M10 × 1,<br />
M14 × 1<br />
Hub des Federelements<br />
10 mm/20 mm<br />
Produktübersicht Vakuumsauger der ZP3P-Serie<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 47
FLUIDTECHNIK<br />
PNEUMATIK<br />
Allround-Anschlüsse aus Edelstahl für werkzeuglose Montage und Demontage von Druckluftschläuchen<br />
Prozessanlagen sicher anschließen<br />
Anschlüsse für pneumatische Steuerungsleitungen an Ventilen in Prozessanlagen unterliegen besonderen<br />
Beanspruchungen und sollten nicht nur funktional, leicht zu montieren und anwendungssicher sein, auch an die<br />
Haltbarkeit der Materialien müssen genauso hohe Anforderungen gestellt werden, wie an die Ventile selbst. Die<br />
Inoxline-Edelstahlanschlüsse von Eisele halten auch in feuchten Umgebungen zuverlässig und langfristig dicht.<br />
Thomas Maier, Geschäftsführer, Eisele Pneumatics GmbH & Co. KG, Waiblingen<br />
Kälte, Wärme, Feuchtigkeit,<br />
Reinigungschemikalien:<br />
Die Edelstahl-<br />
Steckanschlüsse von<br />
Eisele halten korrosiven<br />
Umgebungsbedingungen<br />
stand<br />
Die Kieselmann GmbH aus dem baden-württembergischen<br />
Knittlingen stellt Edelstahlventile, automatisierte Ventilknoten<br />
und Komplettanlagen für die Prozessindustrie her. Das Unternehmen<br />
entwickelt und fertigt alle Edelstahl-Komponenten am Heimatstandort.<br />
Die zugehörigen Pneumatik-Installationen und Luftleitungen<br />
werden hausintern oder beim Kunden montiert . Der Hersteller<br />
vertreibt seine Produkte und Leistungen durch Tochterunternehmen<br />
in Russland und China sowie 25 Vertretungen weltweit. Das Unternehmen<br />
steht für hochwertige <strong>Fluidtechnik</strong>, also Komponenten und<br />
Anlagen, die die Steuerung, Manipulation und Produktion flüssiger<br />
bis pastöser Medien ermöglichen. Das Unternehmen ist in die Geschäftsbereiche<br />
Getränkerohrleitungshandel, Komponenten- und<br />
Ventiltechnik, Anlagenbau sowie spezieller Anlagenbau für die Pharmaindustrie<br />
und Biotechnologie gegliedert.<br />
Sitzventile für die Prozessindustrie<br />
Neben Scheibenventilen und Kugelhähnen produziert Kieselmann<br />
auch Ein- und Doppelsitzventile für automatisierte Prozesse. Die<br />
pneumatisch angetriebenen Ein- und Doppelsitzventile zeichnen sich<br />
durch hohe Betriebssicherheit sowie niedrige Betriebs- und Instandhaltungskosten<br />
aus. Geschaltet werden sie mittels eines elektronischen<br />
Steuerkopfs, der die vielfältigen Funktionen über Pilotventile<br />
ansteuert und zurückmeldet. Die kompakten Einsitzventile werden<br />
zum universellen Absperren verzweigter Rohrleitungen eingesetzt.<br />
Je nach Anwendung kann von drei pneumatischen Antrieben der in<br />
der Leistung passende gewählt werden. Eine nachträgliche Umrüstung<br />
auf einen leistungsstärkeren Antrieb ist ohne Adapterstücke<br />
Bild: Kieselmann<br />
möglich. Die Funktion der Ventile lässt sich durch die Einbaurichtung<br />
der Antriebe festlegen, beziehungsweise nachträglich umstellen.<br />
Die Doppelsitzventile wurden nach den EHEDG-Kriterien entwickelt.<br />
Sie werden zur vermischungssicheren Trennung inkompatibler Produkte<br />
in automatischen Prozessanlagen eingesetzt. Das geschlossene<br />
Ventil verhindert durch zwei unabhängige Ventilteller mit druckloser<br />
Leckageabführung sicher eine Vermischung. Mittels Anliften des<br />
oberen bzw. Absenken des unteren Ventiltellers kann der Leckageraum<br />
gereinigt werden.<br />
Leckagefreie Druckluftanschlüsse<br />
Für die Druckluftversorgung der pneumatisch angetriebenen Ventile<br />
verwendet das Unternehmen Steckanschlüsse von Eisele. Aufgrund<br />
ihres Gewindeabstandsmaßes passen sie gut zu den elektrischen<br />
Steuerköpfen der Ventile, denn die Druckluftschläuche sollen im<br />
montierten Zustand so wenig wie möglich abgebogen werden und<br />
dürfen keinesfalls knicken. Deshalb montiert Kieselmann gerade Einschraub-Steckanschlüsse<br />
mit Außen- oder Innensechskant, Doppelanschlüsse<br />
mit T-Form und schwenkbare Winkel-Einschraubanschlüsse<br />
aus dem Programm 17 der Eisele-Inoxline an den Ventilen.<br />
Aus Edelstahl gefertigt bringen sie die richtigen Eigenschaften für<br />
den Einsatz im Nassbereich von Lebensmittel-, Getränke-, Chemieund<br />
Pharmaanlagen mit und können sowohl mit Vakuum von -0,95<br />
bar als auch mit Überdruck bis 16 bar langfristig ohne jede Leckage<br />
eingesetzt werden. Für höhere Druckanforderungen werden Anschlüsse<br />
aus dem Programm 17A mit zwei Dichtungen an der<br />
Schlauchseite verwendet. Auch Schwenkanschlüsse mit Drosselrückschlagventil<br />
kommen zum Einsatz. Die Allround-Anschlüsse aus<br />
Edelstahl ermöglichen eine schnelle und werkzeuglose Montage<br />
und Demontage von Druckluftschläuchen. Der Schlauch muss nur<br />
bis zum Anschlag in die Lösehülse des Steckanschlusses geschoben<br />
werden und die Spannzange im Inneren des Anschlusses hält den<br />
Schlauch dauerhaft in seiner Position fest. Der integrierte O-Ring aus<br />
FKM (Viton) sorgt für die nötige Dichtigkeit der Verbindung. Die Einschraubseite<br />
zur Montage des Steckanschlusses an der Maschine<br />
48 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Bild: Eisele<br />
Bild: Eisele<br />
Die reinigungsfreundlichen Inoxline-<br />
Pneumatikanschlüsse aus Edelstahl<br />
von Eisele eignen sich für alle Bereiche<br />
von Lebensmittel-, Getränkeund<br />
Prozessanlagen<br />
Für die Steuerung der Druckluft -<br />
versorgung an Ein- und Doppelsitzventilen<br />
verwendet Kieselmann<br />
auch Eisele‐Schwenkanschlüsse<br />
mit Drosselrückschlagventil<br />
Bild: Kieselmann<br />
An den Doppelsitzventilen von<br />
Kieselmann werden die Ganz -<br />
metallanschlüsse von Eisele<br />
wegen ihrer Zuverlässigkeit<br />
bevorzugt montiert<br />
So geht Schlauchmanagement<br />
mit My.HANSA-FLEX<br />
My.HANSA-FLEX ist die um fassende Dienstleistung für die<br />
vorbeugende Instandhaltung Ihrer Hydraulik-Schlauchleitungen.<br />
Mit dem Portal wird unsere alpha numerische<br />
Codierung zum perfekten Werkzeug, um sämtliche<br />
Schlauchleitungen übersichtlich zu managen.<br />
24/7, immer und überall, auf einen Klick verfügbar.<br />
HANSA-FLEX AG<br />
Zum Panrepel 44 • 28307 Bremen<br />
Tel.: 0421 489070 • info@hansa-flex.com<br />
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oder am Prozessventil ist mit einem gekammerten O-Ring abgedichtet.<br />
Das Programm 17 benötigt wenig Bauraum und stellt im Inneren<br />
trotzdem den vollen Schlauchdurchgang zur Verfügung.<br />
Hygiene und Haltbarkeit gewährleistet<br />
Auch wenn die Bauteile nicht direkt mit Lebensmitteln oder Getränken<br />
in Berührung kommen, werden sie häufig in Bereichen eingesetzt,<br />
die an die Hygiene hohe Anforderungen stellen. So kommen<br />
sie unter Umständen täglich mit Spritzwasser und mit Chemikalien<br />
in Berührung, die zur Reinigung der Anlagen verwendet werden.<br />
Ständige Temperaturwechsel und die Einwirkung von Säuren, Laugen<br />
und Reinigungsmitteln müssen sie überstehen ohne zu korrodieren.<br />
Denn dies würde zu Undichtigkeiten, Ausfällen und in der<br />
weiteren Konsequenz zu einer Kontamination des Mediums führen.<br />
Die Edelstahl-Anschlüsse sind hier die richtige Wahl. Die Steckanschlüsse<br />
mit Lösehülse und einer Dichtung sind in vielen Bauformen<br />
lieferbar und werden aus rostfreiem und säurebeständigem<br />
Edelstahl 1.4301/07 gefertigt. Mit einem Temperaturbereich von -20<br />
bis +120 °C sind die Steckanschlüsse in unterschiedlichen Anlagenbereichen<br />
einsetzbar. Kieselmann setzt Winkelanschlüsse sowie<br />
Drosselventile von Eisele an den pneumatischen Ventilen ein. Bisher<br />
ist es zu keinem Ausfall eines Steckanschlusses im Einsatz gekommen.<br />
Eine Ventilinstallation ist immer eine langfristige Investition.<br />
Da müssen auch Zubehörteile wie die Pneumatik-Anschlüsse<br />
möglichst lange halten. Kunststoffanschlüsse haben sich hier weniger<br />
gut bewährt. Denn denn diese altern bei diversen Umgebungsbedingungen.<br />
Mit den Anschlüssen aus Ganzmetall ist dieses Problem<br />
gelöst.<br />
jg<br />
www.eisele.eu<br />
www.kieselmann.de<br />
Details zu den Inoxline-Edelstahlanschlüssen<br />
von Eisele:<br />
hier.pro/MHTfk<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 49
FLUIDTECHNIK<br />
DRUCKLUFTTECHNIK<br />
Bild: Mader<br />
Bild: Mader<br />
In der Getränke- und Lebensmittelbranche gibt es besonders strenge Hygienestandards – diesen muss auch die<br />
Pneumatik und Drucklufttechnik gerecht werden<br />
Marina Griesinger,<br />
Leiterin Energieeffizienzmanagement<br />
bei Mader<br />
Druckluftqualität in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie sicherstellen sowie die Anlagenverfügbarkeit erhöhen<br />
Hygienisch einwandfrei und energieeffizient<br />
Ein Leitfaden des Druckluft- und Pneumatikspezialisten Mader widmet sich der Lebensmittel- und<br />
Getränkeindustrie mit ihren besonderen Herausforderungen an Hygiene und Sauberkeit. Kompakt und<br />
übersichtlich stellt das Whitepaper dar, wie die Druckluftqualität sichergestellt, die Anlagenverfügbarkeit<br />
erhöht und gleichzeitig die gesamte Energieeffizienz der Druckluftkette optimiert werden kann.<br />
Ulrike Böhm, Public Relations, Mader GmbH & Co. KG, Leinfelden-Echterdingen<br />
Ein weiterer Teilbereich des Leitfadens, der kostenlos auf der<br />
Website des Unternehmens zur Verfügung steht, befasst sich<br />
mit Pneumatikkomponenten, die sich für den Einsatz bei der Lebensmittel-<br />
und Getränkeherstellung eignen.<br />
Die Druckluftqualität sicherstellen<br />
Druckluftaufbereitung ist das Mittel der Wahl, um unerwünschte<br />
Partikel, Feuchtigkeit und Restöl aus der Druckluft zu entfernen.<br />
Abhängig davon, welche Druckluftqualitätsklasse(n) nach DIN ISO<br />
8573-1 angestrebt wird/werden, sind unterschiedliche Herangehensweisen<br />
empfehlenswert. Eine Unterscheidung, an welchen<br />
Stellen im Produktionsprozess welche Druckluftqualitätsklasse in<br />
welcher genauen Ausprägung (Partikelgehalt, Restwasser, Restöl)<br />
gewollt ist, ist in jedem Fall grundlegend für eine sinnvolle Aus -<br />
legung und Ausführung der Maßnahmen.<br />
Professionelle Beratung empfiehlt sich nicht nur in der Phase der<br />
Auslegung der Druckluftaufbereitung – auch bei der langfristigen<br />
Sicherstellung der Druckluftqualität ist Profi-Wissen gefragt: „Durch<br />
digitales Monitoring kann die Druckluftqualität stetig überwacht und<br />
nachgewiesen werden. Das ist auch für die Audits, die in der Lebensmittel-<br />
und Getränkeindustrie üblich sind, wie das Audit nach<br />
ISO 22000, hilfreich“, sagt Marina Griesinger, Leiterin Energie -<br />
effizienzmanagement bei Mader.<br />
Ansatzpunkte, um<br />
die Effizienz der<br />
Druckluftkette<br />
zu verbessern, gibt<br />
es in der gesamten<br />
Prozesskette<br />
Bild: Mader<br />
50 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Prozesssicherheit und Energieeffizienz<br />
Zuverlässige Prozesse und Energieeffizienz sind Voraussetzung für<br />
wirtschaftliche Produktionsprozesse – dies gilt auch für die Lebensmittel-<br />
und Getränkeherstellung. Die Weichen hierfür werden bereits<br />
in der Projektierungs- und Planungsphase gelegt. Aber auch<br />
bei bestehenden Anlagen besteht oftmals großes Optimierungs -<br />
potenzial. „Ein Anfang kann eine Energieeffizienz-Analyse sein oder<br />
direkt eine Leckageortung und -beseitigung. Bei letzterem können<br />
Kunden dank Leckage-App und Online-Portal direkt die erzielten<br />
Einsparungen mitverfolgen“, so Griesinger. Eine beliebte Dienstleistung<br />
sei auch die Druckluftqualitätsmessung, anhand derer man den<br />
Status quo der Druckluftqualität zuverlässig erfassen und dokumentieren<br />
könne.<br />
Hygienische Pneumatikkomponenten<br />
Was verbirgt sich hinter den Schlagworten Hygienic Design, die<br />
oftmals mit Produkten speziell für die Lebensmittel- und Getränkeherstellung<br />
in Verbindung gebracht werden? Worauf ist bei der<br />
Auswahl von Pneumatikkomponenten besonders zu achten? Orientierung<br />
im Produkte-Dschungel und Tipps für die Produktauswahl<br />
bietet dieser letzte Teilbereich des Whitepapers. Passende Produkte<br />
für die Lebensmittel- und Getränkebranche hat das Unternehmen<br />
außerdem in einer eigenen Kategorie in seinem Online-Shop zusammengefasst.<br />
bec<br />
www.mader.eu<br />
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für eine lebenslange Verbindung.<br />
- Papierindustrie<br />
- Kunststoffindustrie<br />
- Textilindustrie<br />
- Chemie-/Pharmaindustrie<br />
- Werkzeugmaschinen<br />
- Lebensmittelindustrie<br />
www.maier-heidenheim.de<br />
Detaillierte Informationen zu Drucklufttechnik und<br />
Pneumatik für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie:<br />
hier.pro/5KU2R<br />
Whitepaper downloaden<br />
PLUS<br />
Tools für professionelle<br />
Instandhaltung<br />
Sauberkeit und Hygiene sind die wichtigsten Kriterien in der Lebensmittel-<br />
und Getränkeindustrie. Daher werden auch hohe Anforderungen an<br />
die Drucklufterzeugung bzw.<br />
-aufbereitung gestellt. Infor -<br />
mationen zur ganzheitlichen<br />
Optimierung der Druckluftkette<br />
für diese Branche finden Sie im<br />
Leitfaden „Effiziente Druckluftkette<br />
– Produkte und Dienst -<br />
leistungen für die Lebensmittelund<br />
Getränkeindustrie“. Das<br />
Whitepaper kann kostenfrei hier<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 51<br />
www.hilger-kern.de industrieelektronik@hilger-kern.de
FLUIDTECHNIK<br />
NEWS<br />
Plug-and-play-Lösung für die Stickstofferzeugung von Atlas Copco<br />
Günstiger als Gas in Flaschen<br />
Bild: Atlas Copco<br />
Stickstoff verhindert beim Laserschneiden<br />
die Oxidation und Verfärbung des zu schneidenden<br />
Materials – etwa Stahl, Edelstahl<br />
oder Aluminium -, und das Gas wird gele-<br />
gentlich eingesetzt, um den Strahlengang<br />
des Lasers zu spülen. Sofern der Stickstoff in<br />
Flaschenbündeln eingekauft wird, kann er in<br />
der Laserbearbeitung über die Hälfte der Gesamtbetriebskosten<br />
ausmachen, so die Erfahrung<br />
von Atlas Copco. Mit Stickstofferzeugern<br />
lässt sich die benötigte Menge Stickstoff<br />
zu geringeren Kosten produzieren, als<br />
wenn das Gas in Flaschen von einem Dienstleister<br />
geliefert wird. Daher hat das Unternehmen<br />
den sogenannten Hochdruck-Stickstoffskid<br />
entwickelt. Die auf einem Rahmen<br />
montierte Anlage ist mit allen erforderlichen<br />
Komponenten ausgestattet: einem effizienten,<br />
drehzahlgeregelten Kompressor des<br />
Typs GA VSD+, einem NGP+-Stickstoffgenerator,<br />
Behältern für Druckluft und Stickstoff,<br />
einem Booster, Trockner und Filtern. Damit<br />
können Anwender eine druckluftunabhängige<br />
Stickstoffversorgung auf effiziente Art und<br />
Weise zu niedrigen Kosten sicherstellen. Zur<br />
Verfügung stehen zwei Modelle: eine 40-bar-<br />
Version für die direkte Verwendung sowie eine<br />
300-bar-Variante, die in Kombination mit<br />
Hochdruckflaschen arbeitet. Auch kann zum<br />
Beispiel über Nacht erzeugter Stickstoff für<br />
die Verwendung in der nächsten Schicht zwischengespeichert<br />
werden. NGP+-Stickstoffgeneratoren<br />
erzeugen den Stickstoff über ein<br />
hochwertiges Kohlenstoffmolekularsieb aus<br />
Druckluft, die von einem Kompressor bereitgestellt<br />
wird. Die Maschinen regulieren die<br />
Erzeugung automatisch.<br />
eve<br />
www.atlascopco.de<br />
Mobile Kompressorstation mit Trockner von Dürr Technik<br />
Jederzeit Zugang zu ölfreier Druckluft<br />
Die mobile Kompressorstation WAG-132M<br />
ist die erste kompakte, tragbare Druckluftstation<br />
mit Trockner von Dürr Technik. Diese Station<br />
wurde für Anwender konzipiert, die ölfreie,<br />
partikelfreie und trockene Druckluft benötigen.<br />
Das Gerät verfügt über einen integrierten<br />
Kühler und einen Trockner mit bis zu<br />
30K PDP-Reduzierung gegenüber der Umgebungstemperatur,<br />
einen Luftfilter (Option<br />
zwischen 0,3 und 0,01 μm), einen 10-Liter-Behälter<br />
und einen Wagen, der die Handhabung<br />
erleichtert. Mit einem Gewicht von 37,5 kg ist<br />
das Gerät kompakt und einfach zu handha-<br />
ben. Es passt in den Kofferraum eines kleinen<br />
Nutzfahrzeugs und ist damit eine ideale<br />
Option für Servicepersonal, das eine All-in-<br />
One-Kompressoreinheit benötigt. Das Gerät<br />
kann mit einem Standard-Stromgenerator<br />
mit 3 kW betrieben werden und wurde unter<br />
Berücksichtigung der folgenden Anwendungen<br />
entwickelt:<br />
• im Bereich Telekommunikation für<br />
die Glasfaserkabel-Installation<br />
(FTTH-Installationen)<br />
• als tragbare Druckluftstation für<br />
Qualitätskontrollteams und Testteams<br />
Bild: Dürr Technik<br />
• für veterinärmedizinische Anwendungen<br />
• zur Reinigung / Trocknung empfindlicher<br />
optischer Geräte<br />
eve<br />
www.duerr-rechnik.eu<br />
Boge entwickelt mittels Frequenzumrichter geregelte Kompressoren<br />
Druckluftstationen richtig steuern für mehr Effizienz<br />
In der Regel besteht eine Druckluftstation<br />
aus mehreren Kompressoren. Ist dann keine<br />
übergeordnete Steuerung vorhanden, besteht<br />
die Gefahr, dass sich die Maschinen in<br />
ihrer Regelung gegenseitig beeinflussen. Um<br />
das zu verhindern, würde man bei drei Kompressoren<br />
Nummer 1 genau auf den erforderlichen<br />
Druck einstellen, müsste Nummer 3<br />
aber bis zu 2 bar höher einstellen. Eine Überverdichtung<br />
von 2 bar entspricht einem 10 bis<br />
12 % höheren Energieverbrauch als eigentlich<br />
notwendig. Audits, wie sie das Unternehmen<br />
Boge anbietet, zeigen Möglichkeiten<br />
auf, wie Anwender ein Druckluftniveau errei-<br />
chen, das exakt auf die jeweiligen Anforderungen<br />
zugeschnitten ist. Entscheidet sich<br />
das Unternehmen dann für eine übergeordnete<br />
Steuerung, können mit ihr dank eines<br />
eigenen Drucksensors Kompressoren intelli-<br />
Bild: Boge<br />
gent gesteuert werden. Eine Regelung der<br />
Abstände zwischen den Kompressoren wird<br />
obsolet. Das Ergebnis: Der Druck liegt etwa<br />
in der Höhe, die der Anwender benötigt. Um<br />
jedoch exakt das gewünschte Druckniveau zu<br />
erreichen, ist eine kombinierte Druckluftstation<br />
aus Kompressoren mit fester und variabler<br />
Drehzahl erforderlich. Unter Verwendung<br />
von frequenzgeregelten Kompressoren lässt<br />
sich punktgenau die Menge an Druckluft produzieren,<br />
die ein Anwender braucht. Im Zusammenspiel<br />
mit modernen übergeordneten<br />
Steuerungen wie Airtelligence Provis 2.0 und<br />
Airtelligence Plus erreicht eine kombinierte<br />
Druckluftstation hohe Effizienz.<br />
eve<br />
www.boge.de<br />
52 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
NEWS<br />
FLUIDTECHNIK<br />
100 % ölfrei mit dem Turbo G5Plus von Aerzen<br />
Verbesserter Gesamtwirkungsgrad<br />
Die Gebläse-Baureihe Turbo G5plus der Aerzener<br />
Maschinenfabrik kommt mit einem geringen<br />
Platzbedarf aus. Darüber hinaus sind<br />
in ihr die Aerzen Luftlagerung mit Doppelbeschichtung<br />
und die neue Multilevel-Frequenzumrichtertechnologie<br />
(> 55 kW) verbaut.<br />
Letztere reduziert Wärmeverluste im<br />
Motor auf ein Minimum und verbessert damit<br />
den Gesamtwirkungsgrad. Auf eine zusätzliche<br />
Motordrossel oder einen Sinusfilter,<br />
die bei herkömmlichen Frequenzumrichtern<br />
eingesetzt werden müssen, kann daher verzichtet<br />
werden. Ebenfalls entscheidend wei-<br />
terentwickelt ist die neue Luftspaltlagerung<br />
mit Doppelbeschichtung, bestehend aus Teflon<br />
und Grafit. Sie besitzt eine erhöhte Temperaturbeständigkeit<br />
und eine erhöhte Lebensdauer<br />
von > 80.000 Betriebsstunden unabhängig<br />
von Start- und Stoppzyklen. Die<br />
Kompressoren werden für Volumenströme<br />
von 300 m 3 /h bis 8.400 m 3 /h und für maximal<br />
1000 mbar Druck angeboten. Aktuell stehen<br />
acht Gebläsegrößen vom kleinen AT 25–0.8<br />
G5plus bis zum größten Modell AT 200–1.0<br />
G5plus zur Auswahl.<br />
eve<br />
www.aerzen.com<br />
Bild: Aerzener Maschinenfabrik<br />
Steuerung von Kaeser fördert Predictive Maintenance<br />
Geringe Life-Cycle-Kosten bei der Drucklufterzeugung<br />
SAM 4.0, die maschinenübergreifende Steuerung<br />
für alle Komponenten der Drucklufterzeugung<br />
und –aufbereitung aus dem Hause<br />
Kaeser, zeigt sich in der nächsten Generation.<br />
Sie verbessert unter anderem die Druckgüte<br />
und macht Druckluftstationen fit für künftige<br />
Service Leistungen wie Predictive Maintenance.<br />
Möglich wird diese unter anderem<br />
durch die adaptive 3-D-advanced-Regelung.<br />
Diese berücksichtigt nicht nur Schaltverluste<br />
(Start/Stopp). Sie hat auch weitere, die Energieeffizienz<br />
einer Druckluftanlage beeinflussende<br />
Dimensionen, wie Regelverluste, Verluste<br />
im Leerlaufbetrieb, Betrieb am Frequenzumrichter<br />
und die Druckflexibilität im<br />
Blick. Die Regelung errechnet vorausschau-<br />
Bild: Kaeser Kompressoren<br />
end das erreichbare mögliche Optimum und<br />
steuert die angeschlossenen Komponenten<br />
entsprechend. Maßgebend ist dabei der Bedarfsdruck<br />
des Anwenders. Ein Vorteil eröff-<br />
net sich, wenn zusätzlich zur genannten<br />
Steuerung auch das Kaeser Sigma Network<br />
genutzt wird. Dies ist ein speziell entwickeltes,<br />
in sich abgeschlossenes, leistungsfähiges<br />
und sicheres Netzwerk auf Ethernet-Basis,<br />
das eine optimale Überwachung und<br />
Steuerung der Komponenten einer Druckluftstation<br />
unterstützt. SAM 4.0 ist ebenfalls auf<br />
Ferndiagnose und Predicitve Maintenance<br />
ausgelegt: Wartungs- und Störmeldungen<br />
werden per E-Mail umgehend auf eine zuvor<br />
angegebene persönliche Adresse geschickt.<br />
Die Möglichkeit zur Ferndiagnose eröffnet<br />
Services wie vorbeugende und bedarfsorientierte<br />
Wartung. Beides erhöht die Druckluftverfügbarkeit<br />
und –sicherheit und sorgt für<br />
geringe Life-Cycle-Kosten.<br />
eve<br />
www.kaeser.com<br />
Kurze Prüfintervalle bei Messgeräten von Beko<br />
Unreinheiten rechtzeitig verhindern<br />
Aufgrund seiner kurzen Messintervalle kann<br />
das Messgerät Metpoint OCV Compact von<br />
Beko Technologies Veränderungen im Druckluftprozess<br />
schneller erfassen und Peaks bei<br />
den Messungen besser erkennen als seine<br />
Vorgänger. Alle 0,4 Sek. werden Messungen<br />
durchgeführt. Nach 20 Messungen errechnet<br />
das Gerät einen Mittelwert und zeigt ihn auf<br />
dem Display an. So werden die Messwerte<br />
nicht durch Ausreißer – verursacht beispielsweise<br />
durch leichte Unregelmäßigkeiten in<br />
der Druckluft – verzerrt. Für eine hohe Zuverlässigkeit<br />
der Messungen unabhängig von<br />
den Betriebsbedingungen sorgt ein patentiertes<br />
Verfahren zur Erzeugung des Referenzga-<br />
ses mittels Katalysator. Das Messgerät lässt<br />
sich über einen Regler auf unterschiedliche<br />
Arbeitsdrücke in einem Druckbereich von 3<br />
bis 16 bar anpassen. Der modulare Aufbau<br />
der Kompaktversion vereinfacht die Montage<br />
vor Ort und reduziert den Wartungsaufwand.<br />
Zudem zeigt das Messgerät die Service- und<br />
Wartungszyklen an, damit die Qualität der Öldampfmessung<br />
auf höchstem Niveau erhalten<br />
wird. Die Bedienung erfolgt menügeführt<br />
und intuitiv. Über rot beziehungsweise grün<br />
leuchtende LEDs zeigt das Messgerät den<br />
Betriebszustand und die Einhaltung der ISO<br />
8573 Öl-Klasse an. Um bei einem steigenden<br />
Restöldampfgehalt unverzüglich informiert zu<br />
werden, lassen sich Alarmkontakte individuell<br />
konfigurieren. So ist sichergestellt, dass<br />
noch vor einer Verunreinigung der Druckluft<br />
Maßnahmen ergriffen werden können. eve<br />
www.beko-technologies.de<br />
Bild: Beko Technologies<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 53
Für die Ausrichtung und Installation der HP-Hochdruckmanschetten<br />
von Flexseal ist kein Spezialwerkzeug erforderlich Bild: Flexseal<br />
Die HP-Hochdruckkupplungen verbinden unterschiedliche Rohre einfach,<br />
schnell und zuverlässig miteinander Bild: Flexseal<br />
Robuste Hochdruckkupplungen verbinden unterschiedliche Rohre – schnell, sicher und wirtschaftlich im Einbau<br />
Druckdicht bis 40 bar<br />
Besser als Schrauben, schneller als Schweißen, sicherer als Flanschen: Die Hochdruckkupplungen<br />
von Flexseal verbinden unterschiedliche Rohre einfach, schnell und zuverlässig. Mit Außendurch -<br />
messern von 21 bis 2090 mm erhältlich, sind die zweiteiligen Manschetten druckdicht bis 40 bar und<br />
weisen durchgehend seewasserbeständige W5-Qualität auf.<br />
Roland Mertens, technischer Leiter, Flexseal GmbH, Eschwege<br />
Die Druckmanschetten aus Edelstahl sind alle nach demselben<br />
Dicht- und Montageprinzip gefertigt: Sie bestehen aus einer<br />
patentierten Dichtung, die keine Leckagen zulässt, sowie einem<br />
speziell geformten Krallenring für eine dauerhafte und widerstandsfähige<br />
Verbindung. Universell einsetzbar und mit großen Spannbereichen<br />
ausgestattet, verknüpfen sie gleiche oder unterschiedliche<br />
Rohrmaterialien – etwa Kunststoff und Metall – miteinander und<br />
setzen Rohrschäden ohne Zeitverlust instand.<br />
Zwei gehärtete<br />
Krallenringe<br />
geben Metall -<br />
verbindungen<br />
mit der Hochdruckkupplung<br />
HP-Grip zuverlässigen<br />
Halt<br />
Bild: Flexseal<br />
Die HP-Kupplungen überzeugen mit einer ganzen Reihe von Vorteilen<br />
gegenüber vergleichbaren Produkten: Neben ihren vielfältigen<br />
Einsatzbereichen sind sie besonders zuverlässig, sicher, dämpfend<br />
und spannungsfrei. Außerdem sparen sie Zeit, Platz und Gewicht in<br />
Montage und Lagerhaltung.<br />
Lange Lebensdauer<br />
Die spannungsfreie und flexible Kupplung ist Verbinder und Kompensator<br />
in Einem: Sie gleicht axiale Bewegungen und Auswinkelungen<br />
aus, reduziert Druckschläge und absorbiert – mit Ausnahme<br />
bei axial zugfesten Verbindungen – Vibrationen sowie oszillierende<br />
Bewegungen. Die gute Dämpfung erhöht außerdem die Lebensdauer<br />
der Systemkomponenten. Selbst bei nicht präziser Installa -<br />
tion ist die Rohrverbindung druckdicht und leckagesicher. Die verwendeten<br />
Edelstahlvarianten sind seewasserbeständig (W5-Qua -<br />
lität) und damit geschützt vor Korrosion. Zudem sind sie tolerant gegenüber<br />
den durchfließenden Medien und meistern eine große<br />
Bild: Flexseal<br />
Die Hochleistungskupplung<br />
HP-Flex für<br />
Außendurchmesser<br />
von 21 bis 2090 mm<br />
verbindet sicher, fle -<br />
xibel und dicht Rohre<br />
aus verschiedenen<br />
Werkstoffen<br />
54 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
ARMATUREN<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Temperaturspannbreite. Das kompakte Design der Manschetten<br />
ermöglicht platzsparende Installationen. Bei Bedarf können die gewichtsreduzierten<br />
und wartungsfreien HP-Kupplungen demontiert<br />
und wiederverwendet werden.<br />
Vielfalt an Einsatzbereichen<br />
Die Einsatzbereiche der Flexseal-Hochdruckmanschetten sind vielfältig:<br />
Sie sind zugelassen für Schiffbau, Offshore-Anlagen, Wasseraufbereitung,<br />
die chemische Prozessindustrie sowie kommerzielle<br />
Gebäude und Infrastruktur. In diesen Anwendungsgebieten verbinden<br />
sie Rohrsysteme für Trinkwasser, Abwasser oder Flüssigkeiten<br />
ebenso wie Leitungen für Druckluft, Kühlflüssigkeiten und Gase miteinander.<br />
Auch in Heizungen und Klimaanlagen kommen die robusten<br />
HP-Kupplungen zum Einsatz. Sie verfügen über Zulassungen<br />
u. a. in Europa, Russland, den USA sowie in Korea und China.<br />
Montage ohne Spezialwerkzeug<br />
Die einfache Montage spart Zeit und damit Kosten: Ausrichtung und<br />
Installation gehen schnell und ohne jedes Spezialwerkzeug von der<br />
Hand. Im ersten Schritt hält der Verarbeiter die Druckmanschette<br />
mittig über die Verbindungsstelle der betreffenden Rohre und markiert<br />
die beiden Seiten. Anschließend schiebt er die Kupplung über<br />
das eine Rohr und führt dann das zweite Rohr hinein. Ist die<br />
Manschette mittig zwischen den Markierungen platziert, zieht der<br />
Monteur die beiden Schrauben abwechselnd mit einem passenden<br />
Inbusschlüssel an. Ebenfalls zwingend wechselweise zieht er abschließend<br />
beide Schrauben an, bis das auf der Kupplung ange -<br />
gebene Drehmoment erreicht ist. Während der Montage besteht<br />
keine Brand- und Explosionsgefahr, sodass keine zusätzlichen<br />
Schutzmaßnahmen notwendig sind.<br />
Flexible und axial zugfeste Varianten<br />
Die Druckmanschetten sind in verschiedenen Ausführungen erhältlich:<br />
Die Hochleistungskupplung HP-Flex für Außendurchmesser<br />
von 21 bis 2090 mm verfügt über eine patentierte Elastomerdichtung.<br />
Sie verbindet sicher, flexibel und dicht Rohre aus einer Vielzahl<br />
an Werkstoffen, u. a. Metall und Kunststoff. Je zwei gehärtete Krallenringe<br />
geben Metallverbindungen mit HP-Grip bzw. Kunststoffverbindungen<br />
mit HP-Plastgrip zuverlässigen Halt. Je ein spezieller<br />
Krallenring für Metall und für Kunststoff verbindet Rohre aus den<br />
beiden Materialien über die Kupplung HP-Combigrip sicher miteinander.<br />
Alle drei Grip-Manschetten stellen axial zugfeste Verbindungen<br />
her. Flexseal fertigt die Kupplungen mit Außendurchmessern<br />
von 39 bis 640 mm (HP-Plastgrip und HP-Combigrip) bzw. 21 bis<br />
745 mm (HP-Grip). Die Reparaturkupplung HP-Rep mit Außendurchmessern<br />
von 33 bis 745 mm verbindet eine Vielzahl von Werk -<br />
stoffen, dichtet nachträglich Leckagen ab und kann auch unter Druck<br />
eingebaut werden.<br />
Die HP-Kupplungen von Flexseal sind zeit- und kostensparende<br />
Alternativen zu Schweiß-, Flansch- und Schraubverbindungen. Einfach<br />
zu installieren und durchgehend seewasserbeständig, eignen<br />
sie sich für Metall- und Kunststoffrohr-Verbindungen in unterschiedlichen<br />
Anwendungsbereichen.<br />
bec<br />
www.flexseal.de<br />
Eine widerstands -<br />
fähige Verbindung<br />
von Kunststoffund<br />
Metallrohren<br />
gewährleistet die<br />
Hochdruckkupplung<br />
HP-Combigrip<br />
Detaillierte Informationen zu den<br />
Hochdruckkupplungen:<br />
hier.pro/Z7cAg<br />
Bild: Flexseal<br />
Speziell geformte<br />
Krallenringe sichern<br />
Kunststoffverbin -<br />
dungen mit der Hochdruckmanschette<br />
HP-<br />
Plastgrip dauerhaft<br />
Bild: Flexseal<br />
Bild: Flexseal<br />
Die druckdichte<br />
Reparaturkupplung<br />
HPRep mit Außendurchmessern<br />
von<br />
33 bis 745 mm verbindet<br />
eine Vielzahl von<br />
Werkstoffen, dichtet<br />
nachträglich Leckagen<br />
ab und kann auch<br />
unter Druck ein -<br />
gebaut werden<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 55
FLUIDTECHNIK<br />
PUMPEN<br />
Unterschiedliche Kreiselpumpen fördern die Medien bei der Kühlschmierstoff-Versorgung und -Reinigung<br />
Für jedes KSS-System die richtige Pumpe<br />
In der Metallbearbeitung spielen Kühlschmierstoff-Systeme eine wichtige Rolle. Das Fördern des<br />
jeweiligen Mediums übernehmen in den meisten Fällen Kreiselpumpen – in unterschiedlichen<br />
Ausführungen, die von Volumenstrom, Schmutzfracht und Einbausituation abhängen. Eine optimale<br />
Lösung hängt aber auch von konzeptionellen und konstruktiven Merkmalen ab.<br />
Wolfgang Klingauf, Geschäftsführer, k+k-PR GmbH, Augsburg, i. A der Knoll Maschinenbau GmbH, Bad Saulgau<br />
Wenn es um Förder- und Filteranlagen für Späne und Kühlschmierstoffe<br />
(KSS) in der Metallbearbeitung geht, ist Knoll<br />
Maschinenbau, Bad Saulgau, eine Institution. Weltweit setzen zahlreiche<br />
Hersteller von Dreh-, Fräs- und Schleifmaschinen zur KSS-<br />
Reinigung und -Versorgung auf die leistungsfähigen Komponenten<br />
des schwäbischen Unternehmens.<br />
Ob in Einzel- oder Zentralanlagen – zu den Herzstücken dieser KSS-<br />
Anlagen gehören Kreiselpumpen, die Knoll seit vielen Jahren selbst<br />
entwickelt und produziert. Je nach Bauart und -größe erreichen sie<br />
Volumenströme bis 1600 l/min, Druck bis 6 bar und eignen sich für<br />
Korngrößen bis 30 mm.<br />
Das Kreiselpumpen-Portfolio des Herstellers gliedert sich in die drei<br />
Bereiche Reinmedien-, Schmutzmedien- und Schredderpumpen. Je<br />
nach Spänefracht kommen die beiden letztgenannten Pumpenarten<br />
Bild: Knoll<br />
zum Einsatz, um das Späne-/KSS-Gemisch auf Filter/Abscheider zu<br />
transportieren. Nach der Reinigung versorgen schließlich Rein -<br />
medienpumpen die Maschinen mit dem sauberen KSS.<br />
Leistungsstark, wirtschaftlich und lagerhaltig<br />
In den letzten Jahren hat sich das Pumpenprogramm bei Knoll deutlich<br />
verändert. Zahlreiche eigene Erfahrungen wurden in Verbesserungen<br />
umgesetzt, die Leistung, Wirtschaftlichkeit und Verschleiß<br />
betreffen. So trägt beispielsweise ein jetzt durchgängig modularer<br />
Aufbau zu einer günstigen Kostenstruktur und kurzen Lieferzeiten<br />
bei.<br />
Zu den wesentlichen Verbesserungen zählt der Einsatz von – in Zusammenarbeit<br />
mit Siemens festgelegten – Normmotoren, die es<br />
in verschiedenen Leistungsklassen gibt. Aufgrund der positiven Erfahrungen,<br />
die Knoll mit diesen sogenannten Weltmotoren bereits<br />
in seinen KTS-Hochdruckpumpen sammeln durfte, dehnten die<br />
Pumpenspezialisten den Einsatz auf sämtliche Kreiselpumpen aus.<br />
Auch für besonders energieeffizienten Einsatz bietet Knoll bei den<br />
Kreiselpumpen durchgängig Unterstützung. Sie lassen sich mit einem<br />
Frequenzumrichter (0,75 bis 7,5 kW) ausstatten, was bei wechselndem<br />
Bedarf bezüglich Volumenstrom und Druck zu empfehlen<br />
ist. Der Frequenzumrichter wird platzsparend auf den Klemmen -<br />
kasten des Motors montiert. Von Vorteil ist auch, dass mit dieser<br />
Sonderausstattung das Regelungs-Know-how des Herstellers in die<br />
Steuerung einbezogen wird. Damit ist gewährleistet, dass sich die<br />
Leistung optimal dem Bedarf anpasst – was zu erheblichen Energieeinsparungen<br />
beiträgt.<br />
Verbesserte Verschleißfestigkeit<br />
Die Innovationen ziehen sich bis in konstruktive Details, die Prozessverbesserungen,<br />
Montageerleichterungen und längere Lebens -<br />
dauer bewirken. Ein paar Beispiele: Das Druckrohr wird inzwischen<br />
als Steckrohrsystem ausgeführt und macht Schraubverbindungen<br />
überflüssig. Auch die Wellenlagerungen wurden optimiert. Sie sind<br />
jetzt vielfach als Keramikgleitlager (SiC) ausgeführt, was hohe Sta -<br />
bilität und Laufruhe sowie geringen Verschleiß mit sich bringt. Überhaupt<br />
wurde die Verschleißfestigkeit der Pumpen noch weiter<br />
verbessert. Denn für die hochbeanspruchten Bauteile setzt Knoll<br />
Knoll-Kreiselpumpen – im Bild die Schredderpumpe<br />
TSC 50 – sind Tauchpumpen. Sie werden auf drucklose<br />
Behälter montiert und tauchen in das Medium ein.<br />
Die Pumpen werden hauptsächlich an Werkzeug -<br />
maschinen zur Förderung von Kühlmittelschmierstoffen<br />
eingesetzt<br />
56 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Industrie<br />
Automobilkonstruktion<br />
Die Kreiselpumpen lassen sich mit<br />
einem Frequenzumrichter ausstatten,<br />
was bei wechselndem Bedarf<br />
bezüglich Volumenstrom und Druck<br />
empfehlenswert ist<br />
Bild: Knoll<br />
Fachwissen für<br />
Automobilentwickler<br />
speziell gehärtete Guss- und Stahlwerkstoffe ein. Das macht die<br />
Kühlmittelpumpen extrem belastbar. Besonders wichtig ist das bei<br />
den Schmutzmedienpumpen.<br />
Sehr hohen Belastungen sind die Schredderpumpen ausgesetzt, die<br />
Knoll für das Fördern von KSS mit langen Aluminiumspänen anbietet.<br />
Für Medien mit langen Stahlspänen eignen sie sich allerdings<br />
nicht. Hier sind separate Spänezerkleinerer erforderlich, die der<br />
Hersteller ebenfalls im Programm hat.<br />
Selbstansaugend und robust<br />
Die jüngste, erst im Herbst vorgestellte Kreiselpumpe vom Typ<br />
BS 40 ist selbstansaugend. D. h., sie entlüftet sich selbstständig<br />
und kann dadurch auch in flachen Späneförderern eingesetzt werden,<br />
wo üblicherweise ein niedriges Füllstandsniveau herrscht. Zudem<br />
ist sie so robust ausgeführt, dass sie der abrasiven KSS-Förderung<br />
standhält. In diesem Sinne legten die Entwickler der BS 40<br />
großes Augenmerk auf die besonders vom Verschleiß bedrohte<br />
Gleitringdichtung. Zum einen ist das Material deutlich widerstandsfähiger<br />
als bei herkömmlichen Dichtungen für Normwasserpumpen.<br />
Zum anderen ist sie so verbaut, dass ein Instandhaltungsmitarbeiter<br />
sie einfach und in kurzer Zeit austauschen kann.<br />
bec<br />
www.knoll-mb.de<br />
Jüngstes Highlight im<br />
Knoll-Pumpenangebot ist<br />
die selbstansaugende<br />
Kreiselpumpe BS 40<br />
<strong>KEM</strong> Automobilkonstruktion ti<br />
Speziell für Ingenieure und Konstrukteure in den Entwicklungsabteilungen<br />
der Automobil- und Zulieferindustrie.<br />
Ob Komponenten, Systeme oder das Auto der Zukunft –<br />
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konstruktiven Aspekte des Fahrzeugbaus.<br />
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Bild: Knoll<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 57
FLUIDTECHNIK<br />
PUMPEN<br />
Insgesamt elf Pumpen von Spandau halten die vollautomatische Filteranlage am Laufen<br />
Bild: Spandau Pumpen<br />
Spandau-Pumpen übernehmen die Kühlmittelversorgung von Werkzeugmaschinen im SKF-Werk in Tschechien<br />
Immer prompt zur Stelle<br />
Um in der Metallbearbeitung eine hohe Qualität bei niedrigen Kosten sicherzustellen, spielt auch die<br />
zuverlässige Versorgung der Werkzeugmaschinen mit Kühlschmierstoffen (KSS) eine wichtige Rolle.<br />
Im Werk von SKF Lubrication Systems CZ s.r.o. im tschechischen Chodov kommen verschiedene Kühlmittelpumpen<br />
von Spandau Pumpen für den Bearbeitungsprozess und für eine modulare Insel-Filter -<br />
anlage samt Späneförderer zum Einsatz. Seither verzeichnen die Verantwortlichen geringere Energieund<br />
Betriebskosten sowie eine hohe Anlagenverfügbarkeit.<br />
Klaus Hiemer, Fachredakteur, A1kommunikation Schweizer GmbH, Filderstadt, i. A. der SKF GmbH, Schweinfurt<br />
Im SKF-Werk Chodov entstehen u. a. Progressivverteiler für<br />
Schmiersysteme. In der früheren Produktionslinie traten jedoch<br />
Probleme auf. Immer wieder gab es in innengekühlten Werkzeugen<br />
Verstopfungen durch Restschmutz. Bei den zuvor eingesetzten,<br />
relativ langsamen Maschinen kamen als Filtervariante Einzelplatz -<br />
lösungen zum Einsatz. Das SKF-Projektteam Manufacturing Technology<br />
unter Leitung von Steffen Siegemund erhielt den Auftrag dafür<br />
zu sorgen, dass in Chodov noch flexibler, in höherer Qualität und mit<br />
geringeren Kosten produziert wird. Deswegen entschied man sich<br />
für die Anschaffung von schnellen Einspindel-Fräszentren.<br />
Um die Frage zu klären, wie anfallende Späne effizient aufbereitet,<br />
KSS zurückgewonnen und dem Fertigungsprozess wieder zugeführt<br />
werden kann, traten das SKF-Projektteam und der globale Einkauf<br />
mit der Mayfran GmbH in Aachen in Kontakt. Gemeinsam mit dem<br />
Spezialisten für Späneförderer und Filteranlagen bewerteten sie in<br />
einem Konzeptvergleich die Vor- und Nachteile von Einzelplatz- und<br />
Insellösung sowie Zentralversorgung. Die Entscheidung fiel schließlich<br />
zugunsten einer modularen Inselanlage mit Späneförderer aus.<br />
Siegemund ist sehr zufrieden: „Zusammen mit Mayfran haben wir<br />
das Projekt erfolgreich umgesetzt.“<br />
Bild: Spandau Pumpen<br />
Die Hebepumpen im Späneförderer fördern das grob vorgereinigte<br />
Kühlschmiermittel zur Filteranlage<br />
58 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
PUMPEN<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Die Filteranlage bedient zwei Produktionslinien mit je drei Werkzeugmaschinen<br />
und eine Einzelplatzlösung. Das System übernimmt<br />
die Vollstromreinigung von Spänen bis zu einer Größe von 25 μm<br />
plus eine zweite Feinfilterstufe (Bypassreinigung) mittels Papierbandfilter<br />
bis 5 μm. Die Anlage ist mit einem Zweitschutzbehälter<br />
ausgestattet und erfüllt die Bestimmungen des Wasserhaushaltsgesetzes<br />
(WHG). Darüber hinaus verfügt sie über einen Eintauchkühler<br />
mit einer leistungsstarken Steuerung. Das SKF-Werk ist damit<br />
auf steigende Stückzahlen vorbereitet und kann diesen Kühler bei<br />
Bedarf zuschalten, um den Kühlschmierstoff auf einer konstanten<br />
Prozesstemperatur zu halten.<br />
wird in einen Behälter geleitet. Von diesem Reintank fördern PS-<br />
Pumpen mit Niederdruck das gefilterte Medium und die LMP-<br />
Schraubenspindelpumpen das feinst gefilterte Medium mit Hochdruck<br />
zum erneuten Einsatz an den Maschinen.<br />
Durch die Parallelsteuerung mit Masterfunktion der Pumpen arbeiten<br />
sie stets bedarfsgerecht und ermöglichen eine lange Lebensdauer,<br />
da sie gleichmäßig belastet werden. Die Anlage fördert nur<br />
so viel KSS, wie die angeschlossenen Maschinen benötigen. Die<br />
Master- oder Wechselsteuerung gewährleistet eine homogene<br />
Laufzeit der einzelnen Pumpenaggregate. Da nicht immer alle<br />
Prozesspumpen täglich im Betrieb sind, wird alle 24 h eine andere<br />
Unterstützung aus<br />
den eigenen Reihen<br />
Als Dritter im Bunde fehlte noch<br />
ein geeigneter Pumpenhersteller.<br />
Dabei wurde das SKF-Projektteam<br />
in den eigenen Reihen fündig.<br />
Spandau Pumpen mit Sitz in<br />
Berlin gehört bereits seit 2004<br />
zur SKF-Gruppe. Das Unternehmen<br />
entwickelt und baut leistungsstarke<br />
Lösungen für die<br />
zentrale Ver- und Entsorgung sowie<br />
die Aufbereitung rund um die<br />
Werkzeugmaschine. „Spandau<br />
Pumpen ist eine eigenständige<br />
Marke innerhalb der SKF-Gruppe,<br />
und es war somit klar, auf die<br />
Produkte aus dem eigenen Hause<br />
zu setzen“, sagt Martin Zve -<br />
rina, Werksleiter in Chodov.<br />
Für die modulare Insellösung mit<br />
Späneförderer lieferten die Berliner<br />
für den Bearbeitungsprozess<br />
drei Niederdruck- und drei Hochdruckpumpen<br />
(PS- und LMP-Baureihen)<br />
jeweils mit Frequenzumrichtern<br />
(FU). Die verwendeten<br />
marktüblichen Motoren können<br />
mittels Adapterkonzept einfach<br />
mit einem FU aufgerüstet werden.<br />
Die Pumpen mit Umrichtern<br />
werden im Parallelbetrieb betrieben,<br />
verringern somit den steuerungstechnischen<br />
Aufwand und<br />
erhöhen zudem die Betriebs -<br />
sicherheit. Einige Komponenten<br />
sind redundant ausgelegt, um<br />
Ausfälle der Anlage zu verhindern.<br />
Der Reinigungsprozess<br />
läuft dabei immer nach demselben<br />
Schema ab. PSH-Spülpumpen<br />
von Spandau fördern das<br />
durch die Bearbeitung verschmutzte<br />
Medium von den<br />
Werkzeugmaschinen zurück zur<br />
Filteranlage. Die geklärte und<br />
wiederverwendbare Flüssigkeit<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
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<br />
<br />
<br />
<br />
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<br />
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<br />
<br />
<br />
<br />
<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 59
FLUIDTECHNIK<br />
PUMPEN<br />
Schematische Darstellung<br />
des Reinigungsprozesses<br />
mit Rückführung des<br />
Mediums an die Maschinen<br />
Bild: Spandau Pumpen<br />
„Der Energieverbrauch<br />
liegt bei lediglich 40 %<br />
im Vergleich zu einer<br />
Einzelplatzanlage.“<br />
Martin Zverina, Betriebsleiter<br />
im Werk von SKF Lubricaton<br />
Systems CZ s.r.o. in Chodov<br />
Bild: Spandau Pumpen<br />
Masterpumpe gewählt. Dadurch werden alle Komponenten einem<br />
nahezu identischen Verschleiß ausgesetzt. Die redundanten Pumpen<br />
werden regelmäßig auf ihre Funktion geprüft.<br />
Die Sensoren in den Rohrleitungen geben dem Frequenzumrichter<br />
Input über den Ist-Zustand des Prozessdrucks. Der Umrichter steuert<br />
dann die Drehzahl der Pumpen, um ein gleichbleibendes Druckniveau<br />
zu erhalten. Eine Bypassregelung ist dadurch nicht notwendig:<br />
Ein zusätzlicher Energiebedarf sowie unnötiger Wärmeeintrag<br />
ins Kühlmedium werden vermieden.<br />
Effizient, leistungsstark, geringe Wartungskosten<br />
Die automatische Anpassung der Drehzahl durch den FU kompensiert<br />
auch einen möglichen Leistungsabfall durch Verschleiß von<br />
Spindeln oder Laufrad: Der gewünschte Betriebspunkt wird weiter<br />
angesteuert, ein außerplanmäßiger Stillstand der Anlage wird verhindert.<br />
Anstehender Reparaturbedarf wird somit rechtzeitig wahrgenommen<br />
und Wartungsarbeiten können sinnvoll eingetaktet werden.<br />
Durch das sanfte Anfahren der Anlage mit Umrichtertechno -<br />
logie werden Druckstöße vermieden. Dies schont Komponenten<br />
wie Armaturen, Schläuche oder Filter und erhöht die Standzeit des<br />
gesamten Systems. Insgesamt ergibt sich dadurch in Chodov eine<br />
spürbare Senkung der Betriebskosten.<br />
Das System ist darüber hinaus besonders energieeffizient. „Aus Verbrauchsmessungen<br />
und Zerspanungsvolumina haben wir errechnet,<br />
dass der Energieverbrauch bei lediglich 40 % im Vergleich zu einer<br />
in Betrieb befindlichen Einzelplatzanlage liegt“, rechnet Zverina<br />
vor. Damit liegt die Energieeinsparung bei 60 %. Des Weiteren<br />
wurden in der Anlage vier Spülpumpen (PSR-Baureihe) zur Filter -<br />
reinigung und zwei Restschmutzpumpen (PMS-Baureihe) zum<br />
Abtransport von Rückständen verbaut. Für die Späneförderer mit<br />
den seitlichen Pumpstationen wurden jeweils zwei Hebepumpen<br />
(PSH-Baureihe) bereitgestellt. Durch diese Konstellation ist das<br />
SKF-Werk optimal für die Anforderungen gerüstet.<br />
Die Filteranlage ist modular aufgebaut. Eine Erweiterung der Anlage<br />
ist jederzeit möglich. Dies kann bedarfsgerecht zu einem späteren<br />
Zeitpunkt erfolgen. Die Insel-Filteranlage ist auch hinsichtlich des<br />
Maschineneinsatzes flexibel. Sollte in Chodov beispielsweise noch<br />
ein Schleifzentrum oder eine weitere Fräsmaschinenlinie hinzukommen,<br />
kann der gleiche Anlagentyp verwendet werden. Zu ändern<br />
wäre lediglich die Filterqualität.<br />
Die Lösung von Spandau Pumpen hat die Verantwortlichen in<br />
Chodov von Anfang an überzeugt. Sie freuen sich über eine hohe<br />
Verfügbarkeit beim Maschineneinsatz rund um die Uhr und geringe<br />
Wartungszeiten. Großen Wert legte SKF Chodov auf einen vollautomatischen<br />
Prozess. Auf manuell zu reinigende Siebkörbe vor den<br />
Hebepumpen wurde verzichtet. Die Komponenten wie auch die<br />
dazugehörigen Filterelemente wurden speziell dafür entwickelt.<br />
Kapazitätsreserven für weitere Maschinen<br />
Aus Sicht von Werksleiter Zverina hat sich die Bearbeitungssicherheit<br />
in der Zerspanung deutlich verbessert. „Wir sind mit der Leistung<br />
der ganzen Anlage und insbesondere mit den Spandau Pumpen<br />
sehr zufrieden. Sie laufen 24 h sieben Tage in der Woche und<br />
versorgen sieben Schlüsselmaschinen in unserer mechanischen<br />
Fertigung zuverlässig mit KSS“, sagt er. Dabei gibt es noch Kapazitätsreserven<br />
sowohl im Hoch- wie auch im Niederdruckbereich, sodass<br />
noch bis zu zwei weitere Maschinen angeschlossen werden<br />
können. Durch die Lösungen von Spandau Pumpen ist das SKF-<br />
Werk in Chodov strategisch gut für die Zukunft gerüstet. Sollten<br />
weitere Bereiche der Produktion auf ein ähnliches Fertigungskonzept<br />
umzustellen sein, kann eine weitere Inselanlage gestellt und<br />
als KSS-Netzwerk betrieben werden. Zverina: „Durch die modulare<br />
Bauweise ist eine Anpassung an den aktuellen Bedarf jederzeit<br />
möglich.“<br />
bec<br />
www.skf.de<br />
www.skf.com/spandaupumpen<br />
Detaillierte Informationen zu den Pumpen für die<br />
Kühlschmiermittelversorgung:<br />
hier.pro/qmltj<br />
60 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
NEWS<br />
FLUIDTECHNIK<br />
Kompakte Marine-Kreiselpumpen von Allweiler für den Maschinenraum<br />
Weniger Platzbedarf, höhere Betriebssicherheit<br />
Das innovative Sockeldesign der neu konzipierten<br />
vertikalen Schiffs-Kreiselpumpen -<br />
lösungen für den Maschinenraum sorgt für<br />
weniger Platzbedarf und höhere Betriebssicherheit.<br />
Die kompakten Allweiler-Baureihen<br />
MA-S und MA-C sind vertikal aufgestellte<br />
Kreiselpumpen mit axialem Eintritt und radialem<br />
Austritt. Die S-Version wurde für die einfache<br />
und schnelle Montage und Demontage<br />
der Einschubeinheit mit Laufrad konstruiert.<br />
Die C-Version bietet bei gleicher Zuverlässigkeit<br />
eine wesentlich geringere Einbauhöhe<br />
und eignet sich daher besonders für Anwender,<br />
die starken Platzbeschränkungen unter-<br />
Bild: Allweiler<br />
tiert der Hersteller die Schwesterbaureihen<br />
MI-C und MI-S mit Inline-Spiralgehäuseausführung.<br />
Diese Pumpen werden beispielsweise<br />
als Kühlwasserpumpen für Frisch- und<br />
Seewasser sowie als Feuerlösch-, Lenz- und<br />
Ballastpumpen eingesetzt.<br />
bec<br />
www.allweiler.de<br />
Druckluft-Doppelmembranpumpen aus Edelstahlguss von Crane ChemPharma & Energy<br />
Effizienter Einsatz in industriellen Anwendungen<br />
liegen. Beide Versionen haben nicht nur einen<br />
bis zu 23 % kleineren Footprint als die<br />
Vorgängermodelle, sondern verfügen auch<br />
über ein patentiertes Sockeldesign. In dieser<br />
kürzeren, leichteren Ausführung wurde der<br />
Saugflansch mit integrierten Befestigungs -<br />
löchern für die Sockelbefestigung auf dem<br />
Schiffsfundament neu konzipiert. Diese Anordnung<br />
verbessert die Pumpenstandzeit<br />
und reduziert den Verschleiß der Lager und<br />
Wellendichtung durch direkte Einleitung von<br />
Rohrleitungskräften in das Fundament. Weiterhin<br />
hilft sie, Schäden am Laufrad und Gehäuse<br />
zu vermeiden. Des Weiteren präsen-<br />
Die Druckluft-Doppelmembranpumpen-Produktreihe<br />
Depa DH aus Edelstahlguss (316L)<br />
von Crane ChemPharma & Energy mit Zertifizierungen<br />
für die Atex-Zonen 0 und 1 ist jeweils<br />
in fünf Größen lieferbar. Die Pumpen<br />
wurden für den effizienten Einsatz in industriellen<br />
und chemischen Anwendungen entwickelt<br />
und zeichnen sich durch eine optimierte<br />
<strong>Konstruktion</strong> aus, die eine Verbesserung<br />
des Leistungsvermögens um bis zu<br />
57 % und eine Steigerung der Fördermenge<br />
um bis zu 10 % ermöglicht. Die in freistehender<br />
Bauweise ausgeführte Pumpe kommt im<br />
Vergleich zu früheren Modellen mit weniger<br />
Bild: Crane ChemPharma & Energy<br />
Teilen aus und schafft damit günstigere Wartungsvoraussetzungen<br />
direkt am Einsatzort.<br />
Zusätzlich erleichtert die Flexiport-Konstruk -<br />
tion die Anpassung der Anschlussausrichtung<br />
vor Ort und erweitert die Einsatzmöglichkeiten<br />
in einem Druckbereich von bis zu 8,6 bar.<br />
Depa-DH-Pumpen können in den Baugrößen<br />
15, 25 und 40 mit einem außenliegenden<br />
Steuerventil (Depa Airsave System) ausgestattet<br />
werden. Dadurch verbessert sich der<br />
Anfahrdruck, und der Zugang zu Wartung und<br />
Reparatur wird vereinfacht. Die Edelstahlpumpen<br />
erzielen optimale Leistungen in den<br />
Bereichen Farben und Lacke, Galvanik und<br />
Beschichtungen, Bergbau und Bauwesen<br />
sowie im Schiffsbau und sind insbesondere<br />
auf die Anwendungsbedürfnisse von Systemintegratoren<br />
im industriellen Bereich zugeschnitten.<br />
bec<br />
www.depapumps.com<br />
Dosieranlagen von Viscotec für schwierige Materialien in der E-Mobilität<br />
Einsatz beim Kleben, Vergießen oder Abdichten<br />
Im Bereich E-Mobilität stehen Anwender<br />
häufig vor der Herausforderung, hochviskose<br />
oder abrasive Materialien zuverlässig und<br />
präzise zu dosieren. Bei Materialien mit<br />
einem hohen Füllstoffanteil ist es außerdem<br />
wichtig, die Materialeigenschaften durch<br />
den Dosiervorgang nicht zu beeinträchtigen.<br />
Die Dosieranlagen von Viscotec, die auf<br />
dem Endloskolben-Prinzip beruhen, eignen<br />
sich hervorragend für Applikationen in der<br />
E-Mobilität: Niedrig- bis hochviskose 1K- und<br />
2K-Materialien, wie z. B. Gapfiller, Wärmeleitpasten<br />
oder Flüssigdichtungen, können hochpräzise<br />
und ohne die Materialeigenschaften<br />
zu verändern dosiert werden. Auch für<br />
Potting-, Sealing- und Bonding-Anwendungen<br />
werden diese Dosiersysteme eingesetzt. Eine<br />
typische, aber auch immer wieder herausfordernde<br />
Dosieranwendung im Bereich<br />
E-Mobilität ist der Verguss von Batteriemo -<br />
dulen oder anderen Elektronikbauteilen wie<br />
Elektronik- oder Steckergehäusen. Die zu dosierenden<br />
1K- und 2K-Vergussmassen sind<br />
meist sehr hochviskos und oft auch feststoffgefüllt.<br />
Durch den Verguss wird die Lebensdauer<br />
der Elektronikbauteile verbessert und<br />
der Schutz vor äußeren Einflüssen, wie z. B.<br />
Feuchtigkeit oder Schmutz, gewährleistet.<br />
Bei dieser Applikation ist es von enormer Bedeutung,<br />
dass während der Dosierung keine<br />
Luft in das Material eingetragen wird. Klebeund<br />
Dichtapplikationen werden in der E-<br />
Mobilität üblicherweise bei Gehäuseabdichtungen<br />
von Batteriepacks und -modulen eingesetzt.<br />
Die volumetrische Dosiertechnik ist<br />
eine sichere, standhafte, kostengünstige und<br />
flexibel anwendbare Technik.<br />
bec<br />
www.viscotec.de<br />
Bild: Viscotec<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 61
SERVICE<br />
DAS ENGLISCHE FACHWORT<br />
Technisches Englisch Stück für Stück – Inch by Inch –<br />
Pneumatics – Pneumatik<br />
Bild: SMC<br />
Sie möchten Ihr technisches Englisch verbessern? Wir möchten es Ihnen so<br />
leicht wie möglich machen. Die <strong>KEM</strong> veröffentlicht mit freundlicher Genehmigung<br />
des Autors Matthias Meier Monat für Monat Fachwörter zu technischen<br />
Themen, die Konstrukteure und Entwickler interessieren. Außerdem gibt es in<br />
jeder Ausgabe ein sogenanntes Pictorial, das auf unterhaltsame Weise technisches<br />
Englisch quasi in kleinen Häppchen anbietet.<br />
A<br />
absolute pressure ............................... Absolutdruck<br />
activated carbon filter ......................... Aktivkohlefilter<br />
actuation ............................................. Betätigung<br />
adiabatic ............................................ adiabatisch<br />
advancing speed ................................ Ausfahr-<br />
...........................................................geschwindigkeit<br />
aftercooler .......................................... Nachkühler<br />
air conditioning ................................... Luftaufbereitung<br />
air gun ................................................ Luftblaspistole<br />
air saving ............................................ Lufteinsparung<br />
air spring ............................................. Luftfeder<br />
air storage tank .................................. Kessel<br />
angle gripper ...................................... Winkelgreifer<br />
annual piston valve ............................. Ringkolbenventil<br />
auxiliary valve ..................................... Hilfsventil<br />
axial piston motor unit ........................ Axialkolbeneinheit<br />
B<br />
ball valve ............................................. Kugelventil<br />
bistable valve ...................................... Impulsventil<br />
blanking plate ..................................... Abdeckplatte<br />
blanking plug ...................................... Blindstopfen<br />
blow out, to ........................................ ausblasen<br />
branching module ............................... Abzweigmodul<br />
burst, to .............................................. platzen<br />
C<br />
cartridge valve .................................... Blockeinbauventil<br />
cassette valve ..................................... Kassettenventil<br />
characteristics of regulation ............... Regelcharakteristik<br />
check valve ......................................... Rückschlagventil<br />
clamping attachment .......................... Feststelleinheit<br />
coil ...................................................... Spule<br />
compact cylinder ................................ Kompaktzylinder<br />
component ......................................... Bauelement<br />
compressed air motor ........................ Druckluftmotor<br />
compressibility ................................... Kompressibilität<br />
compressor ........................................ Kompressor<br />
compressor block ............................... Kompressorblock<br />
condensate ......................................... Kondensat<br />
condensation ...................................... Kondensation<br />
cone ................................................... Kegel<br />
connection port .................................. Anschluss<br />
controller ........................................... Regler<br />
counter-pressure valve ....................... Gegenhalteventil<br />
coupling .............................................. Kupplung<br />
cover cap ............................................ Abdeckkappe<br />
cross feed cylinder ............................. Quervorschub zylinder<br />
cushioning .......................................... Dämpfung<br />
cut off, to ............................................ absperren<br />
cutting ring ......................................... Schneidring<br />
cylinder ............................................... Zylinder<br />
cylinder bore ....................................... Zylinderbohrung<br />
cylinder stroke .................................... Zylinderhub<br />
D<br />
desiccant ............................................ Trocknungsmittel<br />
diameter ............................................. Durchmesser<br />
diaphragm air dryer ............................ Membrantrockner<br />
displacement encoder ........................ Wegmesssystem<br />
double-acting ...................................... doppelwirkend<br />
draw in, to .......................................... ansaugen<br />
drop-off pressure ................................ Abfalldruck<br />
dryer ................................................... Trockner<br />
E<br />
eject cylinder ...................................... Ausstoßzylinder<br />
elbow ................................................. L-Stück<br />
emergency-stop ................................. Not-Aus<br />
exhaust air .......................................... Abluft<br />
exhaust regulation .............................. Abblasregelung<br />
F<br />
female hose connector ...................... Schlauchtülle<br />
filter .................................................... Filter<br />
filter cartridge ..................................... Filterpatrone<br />
filter silencer ....................................... Filterschalldämpfer<br />
fine filter ............................................. Feinfilter<br />
62 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
finger lever valve ................................ Tasthebelventil<br />
fitting .................................................. Verschraubung<br />
flat piston ........................................... Flachkolben<br />
flow control valve ............................... Drosselventil<br />
flow rate ............................................. Durchfluss<br />
fluidic muscle ..................................... pneumatischer Muskel<br />
foot valve ............................................ Fußventil<br />
G<br />
gasket ................................................. Dichtung<br />
gripper ................................................ Greifer<br />
guided cylinder ................................... Führungszylinder<br />
H<br />
hand valve .......................................... Handventil<br />
hose ................................................... Schlauch<br />
hub ..................................................... Nabe<br />
I<br />
impact buffer ...................................... Aufprallpuffer<br />
incremental shaft encoder ................. Winkelschrittgeber<br />
initial position ..................................... Grundstellung<br />
initial pressure .................................... Ausgangsdruck<br />
J<br />
jerk-free .............................................. ruckfrei<br />
L<br />
large cylinder ...................................... Großzylinder<br />
leak proof ........................................... dicht<br />
leakage ............................................... Leckage<br />
limit .................................................... Grenzwert<br />
low pressure ...................................... Niederdruck<br />
lubricator ............................................ Öler<br />
M<br />
magnet ............................................... Permanentmagnet<br />
maintenance interval .......................... Wartungsintervall<br />
manifold ............................................. Verteilerstück<br />
master cylinder ................................... Geberzylinder<br />
mechatronics ...................................... Mechatronik<br />
micro filter .......................................... Feinstfilter<br />
mounting component ......................... Befestigungselement<br />
mounting flange ................................. Anbauflansch<br />
mounting plate ................................... Montageplatte<br />
multi-pin plug distributor .................... Multipolverteiler<br />
multi-stage ......................................... mehrstufig<br />
N<br />
needle valve ....................................... Nadelventil<br />
neutral position ................................... Mittelstellung<br />
O<br />
oil removal filter .................................. Ölausscheider<br />
on-off valve ......................................... Absperrventil<br />
operate, to .......................................... betätigen<br />
P<br />
parallel gripper .................................... Parallelgreifer<br />
pipe .................................................... Rohr<br />
piston ................................................. Kolben<br />
piston rod ........................................... Kolbenstange<br />
plain-bearing guide ............................. Gleitführung<br />
plug connector ................................... Steckverbinder<br />
plunger ............................................... Stößel<br />
pneumatic .......................................... pneumatisch<br />
pneumatics ......................................... Pneumatik<br />
poppet valve ....................................... Sitzventil<br />
port ..................................................... Anschluss<br />
position sensing ................................. Positionsabfrage<br />
power valve ........................................ Arbeitsventil<br />
pressure ............................................. Druck<br />
pressure amplifier .............................. Druckverstärker<br />
pressure gauge .................................. Manometer<br />
pressure intensifier ............................ Druckübersetzer<br />
pressure line ....................................... Druckleitung<br />
pressure regulator .............................. Druckregelventil<br />
PICTORIAL – PNEUMATIC CYLINDER<br />
pneumatic cylinder » Pneumatikzylinder<br />
piston<br />
» Kolben<br />
piston rod<br />
» Kolbenstange<br />
piston seal<br />
» Kolbendichtung<br />
rod seal<br />
» Stangendichtung<br />
port » Anschlussöffnung<br />
tie rod<br />
» Zugstange<br />
cylinder<br />
» Zylinderrohr<br />
Weitere Pictorials finden Sie unter:<br />
inchbyinch.de<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 63
SERVICE<br />
DAS ENGLISCHE FACHWORT<br />
pressure relief valve ........................... Überdruckventil<br />
pressure switch .................................. Druckschalter<br />
profile cylinder barrel .......................... Profilzylinderrohr<br />
profile rod ........................................... Profilstange<br />
proportional directional<br />
control valve<br />
Proportionalwegeventil<br />
proportional valve<br />
Proportionalventil<br />
protective conduit<br />
Schutzschlauch<br />
pulsation damper<br />
Pulsationsdämpfer<br />
pump unit<br />
Pumpeneinheit<br />
push-in elbow connector<br />
Winkelstecker<br />
push-in fitting<br />
Steckverschraubung<br />
Q<br />
quick connector<br />
quick coupling<br />
quick coupling connector<br />
quick exhaust valve<br />
R<br />
radial gripper<br />
recirculating ball bearing guide<br />
reducer<br />
refrigeration dryer<br />
rodless<br />
rotary cylinder<br />
round cylinder<br />
S<br />
safety valve<br />
sealing surface<br />
self adjusting<br />
semi-rotary drive<br />
servo valve<br />
shaft seal<br />
short-stroke cylinder<br />
shut-off valve<br />
silencer<br />
simultaneous<br />
single-acting<br />
single-solenoid valve<br />
sintered filter<br />
slide unit<br />
Schnellverschraubung<br />
Schnellkupplung<br />
Schlauchkupplung<br />
Schnellentlüftungsventil<br />
Radialgreifer<br />
Kugelumlaufführung<br />
Reduzierstück<br />
Kältetrockner<br />
kolbenstangenlos<br />
Drehzylinder<br />
Rundzylinder<br />
Sicherheitsventil<br />
Dichtfläche<br />
selbsteinstellend<br />
Schwenkantrieb<br />
Regelventil<br />
Simmerring<br />
Kurzhubzylinder<br />
Sperrventil<br />
Schalldämpfer<br />
gleichzeitig<br />
einfachwirkend<br />
monostabiles Ventil<br />
Sinterfilter<br />
Schlitteneinheit<br />
INCH ist ein Sprachmagazin für<br />
technisches Englisch und speziell<br />
auf die Bedürfnisse von Ingenieuren<br />
und Technikern ausgerichtet.<br />
www.inchbyinch.de<br />
snubber<br />
soft-start valve<br />
solenoid<br />
solenoid coil<br />
solenoid valve<br />
sorption<br />
square piston rod<br />
squeeze, to<br />
stem actuated valve<br />
stopper cylinder<br />
stroke length<br />
sub-base valve<br />
suction gripper<br />
supply port<br />
supply pressure<br />
surge<br />
switching pressure<br />
swivel table<br />
synchronous<br />
T<br />
tee<br />
thread<br />
threaded nipple<br />
three-point gripper<br />
throttle, to<br />
tie rod<br />
tube<br />
U<br />
unlubricated air<br />
V<br />
vacuum<br />
vacuum pump<br />
valve manifold<br />
valve return spring<br />
valve sub-base<br />
valve terminal<br />
vane motor<br />
vented<br />
ventilation valve<br />
vertical slide<br />
volume<br />
W<br />
water separator<br />
way valve<br />
workshop compressor<br />
Matthias Meier, Karlsruhe, Herausgeber der Zeitschrift<br />
‚Inch | Technical English – Inch by Inch‘<br />
www.inchbyinch.de<br />
Druckstoßminderer<br />
Druckaufbauventil<br />
Elektromagnet<br />
Magnetspule<br />
Magnetventil<br />
Sorption<br />
quadratische Kolbenstange<br />
zusammenpressen<br />
Stößelventil<br />
Stopperzylinder<br />
Hublänge<br />
Grundplattenventil<br />
Sauggreifer<br />
Luftversorgungsanschluss<br />
Eingangsdruck<br />
Druckstoß<br />
Ansteuerdruck<br />
Schwenktisch<br />
gleichlaufend<br />
T-Stück<br />
Gewinde<br />
Gewindenippel<br />
Dreipunkt-Greifer<br />
abdrosseln<br />
Zugstange<br />
Schlauch, dünn<br />
Trockenluft<br />
Vakuum<br />
Vakuumpumpe<br />
Ventilblock<br />
Ventilfeder<br />
Ventilplatte<br />
Ventilinsel<br />
Lamellenmotor<br />
entsperrt<br />
Lüftungsventil<br />
Hubschlitten<br />
Volumen<br />
Wasserabscheider<br />
Wegeventil<br />
Handwerkerkompressor<br />
64 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
ONLINE-TIPPS<br />
SERVICE<br />
Smarte Maschinen für die Industrie 4.0<br />
Intelligente Automatisierungslösungen für den modularen Maschinenbau<br />
In der künftigen Produktionswelt<br />
soll die Idee der Industrie<br />
4.0 den Informationsfluss innerhalb<br />
einer Fabrik, eines Unternehmens<br />
oder eines globalen<br />
Konzerns tiefgreifend verändern<br />
und die Produktion soll flexibler<br />
sein, um auf individuelle Produktwünsche<br />
reagieren zu können.<br />
Potentielle Ausfälle werden<br />
frühzeitig erkannt und der<br />
Prozess automatisch um die<br />
Fehlerstelle herumgeführt, ohne<br />
dass die Produktion gleich<br />
zum erliegen kommt. Noch<br />
wichtiger: Maschinen und Anlagen<br />
sollen sich über den kompletten<br />
Lebenszyklus hinweg<br />
nutzen lassen, weil sie an neue<br />
Aufgabenstellungen angepasst<br />
werden können. Um diese Vision<br />
in die Realität zu überführen,<br />
müssen künftige Maschinen sehr flexibel<br />
sein, die vor einigen Jahren noch starr auf ein<br />
Produkt hin konstruierte Fertigungsstraße<br />
wird dabei nicht einfach umgebaut werden<br />
können. Künftige Anlagen müssen von vornherein<br />
auf die Möglichkeit einer kompletten,<br />
fortwährenden Wandlung gedacht werden. Einerseits<br />
ist daher ein modularer Aufbau es-<br />
Industrie-4.0-Konzepte überzeugen insbesondere mit smarten Maschinen, die sich flexibel an neue Aufgabenstellung<br />
anpassen lassen. Ein entscheidender Baustein für die Umsetzung smarter Maschinen ist die Steuerungstechnik<br />
sentiell, der es erlaubt, einzelne Elemente<br />
einfach auszutauschen, ohne damit wichtige<br />
Kernelemente wie Steuereinheiten oder ähnliches<br />
zu entfernen. Zudem müssen alle Systeme<br />
die gleiche Sprache sprechen, vom<br />
Hochregal-Lager für die ersten Einzelteile<br />
über die Produktion an sich, die Roboter der<br />
Qualitätsprüfung bis zur Verpackungsmaschine<br />
am Ende der Prozesskette – und natürlich<br />
die Transportsysteme zwischen all diesen<br />
Stationen. Zahlreiche Details dazu liefert online<br />
unsere Themenseite<br />
‚Smarte Maschinen‘:<br />
hier.pro/re6fB<br />
Bild: arrow/Fotolia.com<br />
Chancen der Pneumatik 4.0<br />
Zustandsinfos zielorientiert auswerten<br />
Pneumatik 4.0 verbindet die Vorteile<br />
der bewährten pneumatischen<br />
Automatisierungslösungen<br />
mit den Chancen, die sich in<br />
der Industrie 4.0 durch den verstärkten<br />
Einsatz von Sensorik<br />
und die Konnektivität zu übergeordneten<br />
IT-Systemen bieten.<br />
Möglich wird auf diese Weise<br />
nicht nur die genau Erfassung<br />
des Zustandes der pneumatischen<br />
Systeme, sondern über<br />
die vorausschauende Wartung<br />
(predictive maintenance) auch<br />
ein zuverlässiger Betrieb von Maschinen<br />
und Anlagen – Stillstand-<br />
zeiten entfallen. Der Wunsch, auf<br />
einen Blick Aussagen zum Verschleißzustand<br />
und Hinweise zur<br />
Energieeffizienz von Pneumatiksystemen<br />
zu erhalten und so<br />
rechtzeitig auf mögliche Leckagen<br />
oder drohende Maschinenstillstände<br />
reagieren zu können,<br />
kann auf diese Weise ebenfalls<br />
erfüllt werden. Weitere Details<br />
dazu liefert unsere Themenseite<br />
zur Pneumatik 4.0:<br />
hier.pro/ILX6t<br />
Mit dem Modul Smart Pneumatics Monitor von Aventics bekommen<br />
Endanwender zuverlässige Aussagen zum Verschleißzustand und wertvolle<br />
Hinweise zur Energieeffizienz von Pneumatiksystemen<br />
Bild: Aventics<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 65
INSERENTENVERZEICHNIS<br />
IMPRESSUM<br />
HANSA-FLEX AG, Bremen ..... 49<br />
Hilger und Kern GmbH,<br />
Mannheim .............................. 51<br />
KELLER AG für<br />
Druckmesstechnik,<br />
CH-WINTERTHUR .................. 68<br />
LEE-Hydraulische<br />
Miniatur- Komponenten GmbH,<br />
Sulzbach ................................. 29<br />
Christian Maier GmbH & Co. KG<br />
Maschinenfabrik,<br />
Heidenheim ............................ 51<br />
BEILAGENHINWEIS<br />
VORSCHAU<br />
MICRO-EPSILON-MESS-<br />
TECHNIK GmbH & Co. KG,<br />
Ortenburg ................................. 3<br />
NACHI Europe GmbH,<br />
Krefeld .................................... 27<br />
Neugart GmbH,<br />
Kippenheim ............................ 25<br />
R + W Antriebselemente GmbH,<br />
Klingenberg .............................. 9<br />
Ruhrgetriebe KG H.<br />
Pferdmenges, Mülheim .......... 49<br />
Einer Teilauflage dieser Ausgabe liegt ein Prospekt folgender Firma bei:<br />
ITV GmbH, Bielefeld<br />
Wir bitten unsere Leser um freundliche Beachtung.<br />
Engineering-Know-how regelmäßig?<br />
<strong>KEM</strong>_<strong>Konstruktion</strong> Das Engineering Magazin/S8/<strong>2018</strong>/Druckstruktur_<strong>KEM</strong> - Seite 1 BUH<br />
Sonderausgabe <strong>Fluidtechnik</strong><br />
<strong>Fluidtechnik</strong> 4.0<br />
mit Mehrwert<br />
<strong>KEM</strong> Perspektiven<br />
Seite 10<br />
Das<br />
Engineering<br />
Magazin<br />
<strong>2018</strong><br />
www.kem.de<br />
Titelstory Seite 16<br />
Leitungswahl –<br />
Rohr versus Schlauch<br />
Vakuumtechnik<br />
digital<br />
Industrie 4.0<br />
Seite 14<br />
Pneumatics<br />
– Pneumatik<br />
Das englische Fachwort<br />
Seite 62<br />
K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 1<br />
Im Gespräch | „Wir erfahren mehr über Prozesse“<br />
Dr. Peter Sa fe, Vice President Strategic Sales, Aventics GmbH – Seite 40<br />
Online finden Sie uns unter<br />
www.kem.de, auf Twitter unter<br />
@<strong>KEM</strong><strong>Konstruktion</strong><br />
Schallenkammer<br />
Magnetsysteme GmbH,<br />
Kürnach ................................... 45<br />
SITEMA GmbH & Co. KG,<br />
Karlsruhe ................................. 33<br />
Stoz Pumpenfabrik GmbH,<br />
Weingarten ............................. 59<br />
Tünkers Maschinenbau GmbH,<br />
Ratingen ................................. 35<br />
WEH GmbH<br />
Verbindungstechnik /<br />
Precision Conn,<br />
Illertissen ................................ 39<br />
Die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong> liefert monatlich Trend- und Praxiswissen für<br />
die Produktentwicklung. Schwerpunkte liegen auf dem Maschinenund<br />
Anlagenbau, Sonderausgaben beleuchten detailliert auch<br />
angrenzende Branchen und Fachgebiete sowie Sonderthemen wie<br />
das Systems Engineering und die Automobilkonstruktion. Wenn Sie<br />
an einem Probeexemplar interessiert sind, schicken Sie uns doch<br />
ein Mail mit dem Betreff „Probe <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>“ an:<br />
kem.redaktion@konradin.de<br />
Als globalen Hotspot für Industrie 4.0 bezeichnet die Deutsche<br />
Messe die Leitmesse ‚Integrated Automation, Motion &<br />
Drives‘ (IAMD), die im Rahmen der Hannover Messe das gesamte<br />
Spektrum der industriellen Automation, IT, Antriebsund<br />
<strong>Fluidtechnik</strong> abbildet. Grund genug für die <strong>KEM</strong> <strong>Konstruktion</strong>,<br />
sich in der Sonderausgabe ‚Antreiben – Steuern –<br />
Bewegen‘ ebenfalls schwerpunktmäßig mit der Antriebs- und<br />
<strong>Fluidtechnik</strong> 4.0 zu beschäftigen. Daneben werfen wir in<br />
einem Sonderteil aber auch einen Blick auf die mobilen<br />
Maschinen, die auf der Messe bauma eine Woche später in<br />
München präsentiert werden.<br />
INFO<br />
Die Sonderausgabe Antreiben – Steuern – Bewegen erscheint am 15.03.2019<br />
ISSN 1612–7226<br />
Herausgeberin: Katja Kohlhammer<br />
Verlag:<br />
Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Ernst-Mey-Straße 8,<br />
70771 Leinfelden-Echterdingen, Germany<br />
Geschäftsführer: Peter Dilger<br />
Verlagsleiter: Peter Dilger<br />
Redaktion:<br />
Chefredakteur:<br />
Dipl.-Ing. Michael Corban (co), Phone + 49 711 7594–417<br />
Stellvertretende Chefredakteure:<br />
Dipl.-Ing. Andreas Gees (ge), Phone +49 711 7594–293;<br />
Johannes Gillar (jg), Phone + 49 711 7594–431<br />
Korrespondent:<br />
Nico Schröder M.A. (sc), Phone +49 170 6401879<br />
Redakteure:<br />
Dr.-Ing. Ralf Beck (bec), Phone +49 711 7594–424;<br />
Evelin Eitelmann (eve), Phone +49 1520 5767159;<br />
Jörn Kehle (jke), Phone +49 711 7594–407;<br />
Irene Knap B.A. (ik), Phone +49 711 7594–446;<br />
Bettina Tomppert (bt), Phone +49 711 7594–286<br />
Redaktionsassistenz:<br />
Gabriele Rüdenauer,<br />
Phone +49 711 7594–257<br />
E-Mail: kem.redaktion@konradin.de<br />
Layout:<br />
Matthias Rösiger, Phone +49 711 7594–273<br />
Gesamtanzeigenleiter:<br />
Andreas Hugel, Phone +49 711 7594–472<br />
Zurzeit gilt Anzeigenpreisliste Nr. 54 vom 1.10.<strong>2018</strong><br />
Auftragsmanagement:<br />
Annemarie Olender, Phone +49 711 7594–319<br />
Leserservice:<br />
Ute Krämer,<br />
Phone +49 711 7594–5850<br />
Fax +49 711 7594–15850<br />
E-Mail: ute.kraemer@konradin.de<br />
<strong>KEM</strong> erscheint monatlich und wird kostenlos nur an<br />
qualifizierte Empfänger geliefert.<br />
Bezugspreise: Inland 85,00 € inkl. Versandkosten und<br />
MwSt.; Ausland: 85,00 € inkl. Versandkosten.<br />
Einzelverkaufspreis: 8,60 € inkl. MwSt., zzgl. Versandkosten.<br />
Bezugszeit: Das Abonnement kann erstmals vier<br />
Wochen zum Ende des ersten Bezugsjahres gekündigt<br />
werden. Nach Ablauf des ersten Jahres gilt eine Kündigungsfrist<br />
von jeweils vier Wochen zum Quartalsende.<br />
Auslandsvertretungen:<br />
Großbritannien: Jens Smith Partner ship, The Court, Long<br />
Sutton, GB-Hook, Hampshire RG29 1TA, Phone 01256<br />
862589, Fax 01256 862182, E-Mail: media@jens.demon.<br />
co.uk Schweiz: IFF media ag, Frank Stoll, Technoparkstr.3,<br />
CH-8406 Winterthur, Phone +41 52 633 08 88, Fax +41 52<br />
633 08 99, E-Mail: f.stoll@iff-media.ch USA: TD.A. Fox Advertising<br />
Sales, Inc., Detlef Fox, 5 Penn<br />
Plaza, 19th Floor, New York, NY 10001, Phone +1 212<br />
8963881, Fax +1 212 6293988, detleffox@comcast.net<br />
Gekennzeichnete Artikel stellen die Meinung des Autors,<br />
nicht unbedingt die der Redaktion dar. Für unverlangt<br />
eingesandte Manuskripte keine Gewähr. Alle in <strong>KEM</strong><br />
erscheinenden Beiträge sind urheberrechtlich geschützt.<br />
Alle Rechte, auch Übersetzungen, vorbehalten. Reproduktionen<br />
gleich welcher Art, nur mit schriftlicher Genehmigung<br />
des Verlages.<br />
Erfüllungsort und Gerichtsstand ist Stuttgart.<br />
Druck: Konradin Druck GmbH, Leinfelden-Echterdingen.<br />
Printed in Germany.<br />
© <strong>2018</strong> by Konradin-Verlag Robert Kohlhammer GmbH,<br />
Leinfelden-Echterdingen.<br />
EDA<br />
66 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong>
Industrie<br />
Das<br />
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der Industrie<br />
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K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong> 67
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LENKUNG<br />
Bremsennachsteller vorne und hinten, Betriebsbremse,<br />
Retarder, Bremsenöffnung<br />
Einschalten, Ausschalten, Standby, Priorität, Ausgleichspumpe<br />
ANTRIEB<br />
Wandlereingang und -ausgang, Sperre, Antriebspumpe<br />
HEBEVORRICHTUNG Hoch B/B Lift 1 und 2<br />
68 K|E|M <strong>Konstruktion</strong> FLUIDTECHNIK <strong>2018</strong><br />
keller-druck.com<br />
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