Wenn es um das Thema Energieeinsparung geht, kommt natürlich den Pumpen und Motoren eine enorme Stellung zu. „Um hier Potenziale zu heben ist es wichtig, die einzelnen Betriebsbereiche effizient abzudecken. Dazu kommt es darauf an, wie man die Pumpen und Motoren steuerungstechnisch besser zugänglich macht für die verschiedensten Aufgabenstellungen“, führt Prof Weber aus. „In der Zwischenzeit haben sich Onboardelektroniken etabliert, um die Verstellsysteme zu aktuieren, also den Volumenstrom zu dosieren.“

Prof. Jürgen Weber, TU Dresden
"Man versucht, sich möglichst von den Widerstandssteuerungen, den Ventilsteuerungen zu lösen, die prinzipbedingt immer einen hohen Verlustanteil mitbringen." Prof. Jürgen Weber, TU Dresden

Weber sieht hier das Stichwort Verdrängersteuerung: „Man hat in den letzten Jahren eine Reihe von interessanten Projekten beobachten können, in denen Antriebe einzig und allein durch die Nutzung der Volumenstromstellung über die Pumpe selbst angetrieben werden. Das heißt, dass man versucht, sich möglichst von den Widerstandssteuerungen, den Ventilsteuerungen zu lösen, die prinzipbedingt immer einen hohen Verlustanteil mitbringen.“ Im Stationärbereich, so Weber weiter, hätten sich an vielen Applikationen schon regelbare, drehzahlvariable Antriebe auf der elektromotorischen Seite der hydrostatischen Verdrängereinheit durchgesetzt. „So etwas haben wir auch im Institut bei uns für den Mobilbereich versucht weiter voranzutreiben.“ Das bedeutet allerdings, dass man die Pumpen unter diesen Betriebsbedingungen auch betreiben können muss, und dass sie möglichst gut in den gesamten Drehzahl- und Beschleunigungsbereichen, also vierquadrantenfähig sein muss. „Beschleunigen, Bremsverhalten, all diese Dinge müssen über die Pumpe machbar sein. Das ist aus meiner Sicht ein ganz wesentlicher Treiber für Pumpen und Motoren in den nächsten Jahren: diesen Betriebsbedingungen gerecht werden zu können“, fasst Prof. Weber die Anforderungen zusammen.

"Wir sehen nach wie vor einen Trend weg von Konstantpumpen hin zu den variablen Pumpen."
Dr. Mark Krieg, Parker Hannifin

Dr. Mark Krieg, Parker Hannifin - Bild: fluid / hei
"Kurzfristig ist den Kunden Produktivität und Zuverlässigkeit am wichtigsten. Aber keine Frage, langfristig ist die Energieeffizienz Zukunftsthema Nummer eins." Dr. Mark Krieg, Parker Hannifin - Bild: fluid / hei

Mit Blick auf die Kundenseite bestätigt Dr. Krieg die Beobachtungen des Professors: „Wir sehen nach wie vor einen Trend weg von Konstantpumpen hin zu den variablen Pumpen. Zu den Themen der Steuerbarkeit und Energieeffizienz kommt aber auch die Integration von Elektrik und Sensorik.“ Denn während die dezentralen Antriebe, drehzahlvariable Motoren mit Konstant- oder Verstellpumpen, derzeit eher im Stationärbereich als im Mobilbereich zu finden seien, sei die Integration der Sensorik und das Sammeln von Daten in allen Bereichen der Hydraulik auf dem Vormarsch – auch bei Pumpen und Motoren. „Das Stichwort ist auch hier Industrie 4.0“, führt Krieg an, „es geht darum, die Verfügbarkeit zu erhöhen über Predictive Maintenance. Vorausschauende Wartung anstelle von Wartung nach Betriebsstunden, das erhöht meine Zuverlässigkeit, reduziert meine Total Cost of Ownership, ermöglicht es aber auch den Herstellern, über Fernwartung die Verfügbarkeit zu erhöhen.“

Der Mensch muss mitspielen

Bei all den technischen Neuerungen stellt sich die Frage, ob denn die Konstrukteure und Entwickler in der Hydraulik bereit dafür sind, die neuen Technologien einzusetzen. „Ich würde schon denken, dass die Kriterien, nach denen heute im Engineering die Komponenten ausgewählt werden, nach wie vor sehr traditionell sind“, formuliert Prof. Weber seine Sicht. „Die Pumpe muss die Funktionalität erfüllen, sie muss preiswert sein, sie muss robust sein. Aber die Sensibilität für ein energieeffizientes System nimmt zu, sodass auch hier hinterfragt wird, welche Wirkungsgradkennfelder kann ich mit dieser Komponente in meinem System integrieren und wie wirkt sich das insgesamt aus. Dass da insgesamt eine noch mehr zielgerichtete Vorgehensweise notwendig ist, glaube ich schon.“

Es sei allerdings auch eine Generationenfrage, konstatiert Dr. Krieg. „Wir stellen fest, dass die Verkaufskanäle sich mehr und mehr in Richtung Onlinekonfiguratoren entwickeln. Wenn jüngere Konstrukteure Pumpen und Motoren suchen, ist vielleicht der erste Griff nicht mehr das Telefon, sondern die Maus und das Internet. In vielen Konfiguratoren kann man direkt schon die Anwendung, Druckbereich und Volumenstrom eintippen, erhält dann direkt die 3D-Modelle und kann so schauen, wie eine Komponente passt, wie die Schnittstellen dazu sind.“ Doch gerade bei applikationsspezifischen Anwendungen werde es noch sehr lange das direkte Gespräch, die individuelle Projektierung mit einem dichten Vertriebs- oder Händlernetz geben. Darüber könne ein kompetenter Hersteller sowohl bezüglich Energieeffizienz, als auch bezüglich digitaler Vernetzung informieren. Es sei allerdings auch eine Frage der verfügbaren Systemkompetenz bei den Anwendern oder OEMs, so Prof. Weber. „Dort habe ich aus meiner Erfahrung durchaus eine Differenzierung. Wenn viel Kompetenz vorhanden ist, dann werden die Engineeringabteilungen das auch weitestgehend in ihren eigenen Händen behalten und vorantreiben. Wie weit man sich Systemkompetenz eines Industriepartners für bestimmte Subsysteme oder Komponenten hinzunimmt, ist für unterschiedliche Strukturgrößen sehr verschieden.“

"Ein besserer volumetrischer Wirkungsgrad führt oft zu einem höheren Geräuschniveau."
Prof. Jürgen Weber, TU Dresden