AV05

Bei dem neuen Ventil AV05 wurde der Durchfluss im Ventilsystem so optimiert, dass die Ventile sehr nah am Aktuator eingebaut werden können. Bild: Aventics

Die vierte industrielle Revolution steht vor den Fabriktoren und Produktionshallen. Sie wird und soll genau wie andere Revolutionen in den Jahrzehnten vorher das Arbeitsleben und die bis dahin gut funktionierenden und feststehenden Arbeitsabläufe massiv umgestalten. Viele Experten fragen sich allerdings, wie und wo am besten mit dieser Umgestaltung begonnen werden sollte.

So stehen die grundlegenden Änderungen der momentanen Verfahrens- und Produktionsverfahren und der dazu gehörigen Automatisierungswelt erst am Anfang. Patentrezepte gibt es noch nicht. Das gilt auch für pneumatische Steuerungs- und Automatisierungssysteme. Neue intelligentere Produkte und Komponenten müssen möglichst schnell den Kunden angeboten werden. Gleichgültig, ob es eine Werkzeugmaschine ist, ein Truck oder eine Fabrik zur Herstellung von Lebensmitteln – Pneumatikkomponenten müssen für die Anforderungen, die Industrie 4.0 an sie stellt, geeignet sein.

Herausforderung für die Komponenten

Ventildämpfung

Einfacher geht es nicht. Die Zylinderdämpfung kann über einen normalen Schraubendreher eingestellt werden. Bild: Aventics

So sollten Ventile und Zylinder ganz neuen Forderungen genügen. Ventile zählen dann ihre Schaltzyklen mit und melden sich, wenn ein vorher festgelegter Grenzwert überschritten wurde. Das Ventil wird dann entweder erneuert oder aber mit einem baugleichen Teil aus dem selben System ausgetauscht. Das funktioniert jedoch nur dann, wenn der Sensor das auch mitmacht. Mitgezählt wird aber auch bei diesem nicht so oft beanspruchten Bauteil. Wirtschaftlich wäre es allemal.

Auch die Dämpfung der Zylinder kann zu mehr Produktivität führen. Von pneumatischen Antrieben wird erwartet, dass diese eine sehr gute Dämpfungsleistung aufweisen. Und das aus gutem Grund. Kann ein Zylinder schnell abgebremst werden, so lässt sich die Zykluszeit um bis zu 30 Prozent verkürzen. „Insbesondere an dieser Stelle lässt sich die Produktivität einer Maschine oder einer kompletten Anlage effektiv erhöhen“, weiß Dr. Peter Saffe, Leiter des internationalen Vertriebs von Aventics.

Der Verfahrweg von A nach B und zurück bietet nicht viele Möglichkeiten, Arbeitszeiten zu verringern. Saffe vergleicht dieses mit der Bremsleistung eines Automobils. Schnell beschleunigen können viele Kraftfahrzeuge, im Ernstfall auch schnell abbremsen hingegen nicht. Für die Aventics-Zylinder bedeute die gute Dämpfung, dass auch die zu Anfang grob berechnete Größe des Zylinders oftmals nach unten abgeändert werden könne.

Anwendungen in der Holzverarbeitung oder in der Lebensmittelbranche können auf diese Weise sehr schnell und Energie einsparend realisiert werden. Wie schnell Maschinen arbeiten können, erläutert Saffe am Beispiel einer Aufschnittanlage für Salamis: „Innerhalb einer Sekunde werden 20 Wurstscheiben geschnitten und verpackt. Das ist ein Vorgang, der das menschliche Auge in seiner Rasanz schlicht überfordert“. Die Zutaten für diese Leistung: Zylinder mit sehr guter Dämpfung und Ventile mit einer Schaltzeit von zwölf Millisekunden.

Pneumatik für Sonderanwendungen

Auch verschiedene Pneumatik-Komponenten in Lkw müssen extremen Umweltbedingungen wie Klima- und Temperaturschwankungen sowie Erschütterungen standhalten. Und weil Trucks außerdem häufig in Gegenden zum Einsatz kommen, in denen nur wenige qualifizierte Mechaniker zu finden sind, ist die Qualität und Zuverlässigkeit der einzelnen Bauteile extrem wichtig.

Pneumatische Ventile und Zylinder im Antriebsstrang müssen deshalb zuverlässig sein. Sie sind so solide konstruiert, dass rund 20 Millionen Schaltspiele nach Aussage des Vertriebsleiters überhaupt kein Problem darstellen. Auch dann nicht, wenn diese Komponenten unter extremen Temperaturen oder in anderen schwierigen Bedingungen eingesetzt werden. Als Beispiel nennt er in diesem Zusammenhang eine Fischverarbeitungsmaschine im Norden Europas, in der die Aventics-Produkte auch in direkter Umgebung von Salzwasser und Fischabfällen einwandfrei funktionieren.

Peter Saffe

„Wichtig ist die Konnektivität unserer
Produkte an unterschiedliche Bussysteme.“
Dr. Peter Saffe, Leiter des internationalen Vertriebs bei Aventics

Der Entwurf einer Pneumatiksteuerung beginnt bei Aventics mit dem Dialog zwischen dem Kunden und den Systemspezialisten. Diese stellen Geräte und Teile zu einsatzfertigen Steuerungen und Handling-Systemen zusammen. Im Angebot sind neben Zylinder-Ventil-Einheiten auch Schaltschränke mit und ohne SPS-Steuerung, spezielle Ventileinheiten, Montageplatten und die Druckluftaufbereitung als Modullösungen.

Saffe erwähnt in diesem Zusammenhang den Aventics-Konfigurator, der die Kunden direkt über das Internet unterstützt, für die jeweilige spezifische Anforderung die beste Systemlösung zu finden: „In dem Konfigurator sind alle denkbaren Ventilsystemvarianten hinterlegt. Als Ergebnis erhält der Maschinenbaukunde eine genaue Systemkonfiguration mit der Anzahl sämtlicher Bauteile und deren Aufgaben“.

Wie der Vertriebsspezialist weiter berichtet, machen Stammkunden das inzwischen selbstständig. Allen anderen Kunden stehen selbstverständlich die Spezialisten des Außendienstes jederzeit und auch kurzfristig beratend zur Seite. Nachdem die passende Lösung gefunden wurde, steht der Auslieferung sämtlicher Komponenten innerhalb von Stunden nichts mehr im Weg. Aus dieser Warte betrachtet, ist bei Aventics das Nichtalltägliche normaler Alltag.

Für die Verantwortlichen bei Aventics stellen sich die zukünftigen Aufgaben so dar: Die bisherigen Standard-Komponenten wie Zylinder und Ventile müssen trotz des momentan hohen technischen Standards weiter entwickelt werden, um den weiter steigenden Anforderungen gerecht zu werden. In diesem Zusammenhang unterstreicht Saffe: „Wichtig ist die Konnektivität unserer Produkte an unterschiedliche Bus-Systeme.“ Was aber genauso wichtig sei, ist die Möglichkeit, kundenorientiert und schnell am Markt zu operieren. Nur so könne der Nachfrage nach kosteneffizienten Gesamtlösungen Rechnung getragen werden.

Ein Trend in diese Richtung ist jedenfalls nicht zu übersehen. Das betrifft die zunehmende Nachfrage nach Pneumatikventilen, die nicht nur leicht, sondern auch klein und kompakt sind. Was Aventics hier bereits anbieten kann, sind die Ventile der AV-Reihe. Diese sind wesentlich kompakter aufgebaut als vergleichbare Ventile. So kann das Ventilsystem AV durch kurze Schaltzeiten, geringes Gewicht und kleines Bauvolumen überzeugen.

Nah am Aktuator

Mit AV03 brachte Aventics – damals noch unter dem Namen Rexroth Pneumatics – vor rund einem Jahr ein völlig neuartiges Ventil auf den Markt. Bei dem mehrfach patentierten Produkt mit maximalem Nenndurchfluss von 300 l/min wurden die im Gehäuse liegenden Ventilkomponenten diagonal angeordnet. Bis zu 45 Prozent mehr Raum konnte so gewonnen werden. Um das Konstruktionsprinzip überhaupt umsetzen zu können, wurden Hochleistung-Kunststoffe eingesetzt und Spritzgussverfahren optimiert. Diese Materialien machen das Ventil um bis zu 40 Prozent leichter. Und es gibt bei Aventics sogar Ventile, die dank der Schutzart IP 69 K mit Dampfstrahlern gereinigt werden können.

Wie schon beim AV03 wurde nun auch beim AV05 der Durchfluss im Ventilsystem so verbessert, dass die Ventile sehr nah am Aktuator eingebaut werden können. Ein positives Ergebnis dieser Neukonstruktion ist auch der bis zu 20 Prozent niedrigere Druckluftbedarf. fa

Autor: Hans-Ulrich Tschätsch, freier Journalist

Das Unternehmen Aventics

Neuer Name, neues Programm

Der Markt ist in Bewegung: Aus dem ehemaligen Geschäftsbereich Pneumatik von Bosch Rexroth ist ein eigenständiges Unternehmen mit Namen Aventics geworden. Dieses möchte nun seine Marktposition bei Pneumatikkomponenten und -systemen weiter ausbauen. Aventics wird sich deshalb künftig auch Branchen widmen, die bislang noch nicht im Fokus standen, etwa die Schwerindustrie oder Medizintechnik. So kommen neben der Industrie 4.0 also große Herausforderungen auf Aventics zu.