(Bild: Heinz Waldukat, art_zzz – Fotolia)
Jetzt ist das gute Stück noch präziser, noch schneller und praktisch verschleißfrei. Damit sind die Weichen für die Serienproduktion gestellt.
LCM-Angaben zufolge stellt das Digitalventil FSVi bei den Schaltzeiten am Markt befindliche Ventile klar in den Schatten.
Digitalventile haben einen Modernisierungsschub in der Hydraulik eingeleitet. Die Linz Center of Mechatronics GmbH (LCM) hat sich dabei als einer der Innovationstreiber erwiesen.
Dank einfacher Bauweise sind digitale Hydraulikventile den Angaben des Herstellers zufolge wartungsarm und überzeugen durch unerreichte Präzision, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit. Das macht sie zum Schrittmacher in der Entwicklungsarbeit von Hydrauliksystemen.
Bei schweren Bau- und Forstmaschinen, automobilen Antrieben und in der gesamten Maschinenbau- und Papierindustrie sorgen sie für enorme Effizienzsteigerungen. Mit Schaltzeiten von wenigen Millisekunden setzen Digitalventile neue Maßstäbe in der Positioniergenauigkeit der Antriebe, erhöhen die Ausfallsicherheit deutlich und reduzieren den Energieverbrauch massiv.
Schon mit der Entwicklung marktnaher Prototypen, welche sämtliche Anforderungen industrieller Anwendungen erfüllen, hat LCM bereits vor über drei Jahren intelligente Alternativen zum klassischen Ventil entwickelt. Jetzt hat man die Serienreife erreicht. Die Rede ist von einem Ventil mit der Bezeichnung FSVi. Das Kürzel steht für Fast Switching Valve with integrated Electronics.
„Dass unser Digitalventil schon als Prototyp bei manchen Unternehmen im industriellen Routinebetrieb schonungslose Härtetests bestehen musste, hat unsere Entwicklungsarbeit natürlich beflügelt“, erklärt LCM-Geschäftsführer Gerald Schatz. Nur so waren die im Laufe der vergangenen Zeit realisierten Verbesserungen zu erzielen. Erreicht werden konnten diese bei genau jenen Kriterien, bei denen das Digitalventil schon bisher gegenüber herkömmlichen Proportional- oder Servoventilen gepunktet hatte: bei Präzision, Geschwindigkeit und geringen Wartungskosten.
„Obwohl wir nach Langzeittests keinerlei Verschleißerscheinungen am FSVi feststellen konnten, wäre es dennoch ein wenig voreilig, von einer Verschleißfreiheit zu sprechen“, erklärt LCM-Bereichsleiter Bernd Winkler. Tatsächlich bleibt das digitale Hydraulikventil selbst nach rund 125 Millionen Schaltzyklen ohne erkennbaren Verschleiß. Zu verdanken ist das einer speziellen Geometrie des Ankeranschlags, die bereits zum Patent angemeldet wurde. „Bei schnellschaltenden Ventilen, die naturgemäß enormen Belastungen ausgesetzt sind, bringt den Unternehmen eine Verlängerung der Wartungsintervalle bares Geld“, unterstreicht LCM-Chef Gerald Schatz den wirtschaftlichen Nutzen.
LCM-Chef Gerald Schatz (li) ist davon überzeugt, dass den technischen Einsatzmöglichkeiten des Digitalventils kaum Grenzen gesetzt sind.
Schon bisher stellte das FSVi bei den Schaltzeiten am Markt befindliche Ventile klar in den Schatten. Mit 1 ms ist es mindestens fünf Mal schneller als die Konkurrenz. Jetzt wurde im Dauerbetrieb die maximale Wiederholfrequenz von 100 Hz sogar auf 150 Hz gesteigert. Damit eröffnen sich nunmehr Anwendungsmöglichkeiten, für die Hydrauliklösungen bisher die nötige Präzision fehlte. „Mit dem FSVi gelingt es etwa problemlos, die Schwingungen in einem Walzwerk zu kompensieren“, präzisiert Cheftechniker Bernd Winkler. Entsprechende Pilotprojekte hat LCM bereits in der Pipeline.
Bernd Winkler: „Das digitale Hydraulikventil bleibt selbst nach 125 Millionen Schaltzyklen ohne erkennbaren Verschleiß.“
Dass den technischen Einsatzmöglichkeiten des digitalen Hydraulikventils kaum Grenzen gesetzt sind, hat auch mit der Überwindung der Schaltgrenze zu tun. Anders als bei Proportional- oder Servoventilen zieht sich das FSVi auch bei höchster Druckbelastung nicht zu, was bei Standardventilen der Fall ist – das ungeplante Schließen bei großen Druckdifferenzen ist damit ausgeschlossen. Diese unerreichten Leistungsdaten eröffnen völlig neue Anwendungsmöglichkeiten, die mit keiner anderen Ventiltechnologie realisierbar sind. „Neben der Schwingungskompensation bei Großanlagen empfiehlt sich das FSVi auch für Präzisionsschmierungen bei Großmotoren oder für Stanzantriebe mit höchster Dynamik“, bietet Gerald Schatz einen Ausblick in die Zukunft des digitalen Hydraulikventils aus Linz.
Das FSVi, das dank integrierter und vergossener Elektronik in einem Metallgehäuse mit einem robusten Design überzeugt, wird mittlerweile in Serie produziert. Weil sich LCM als Nahtstelle zwischen Wirtschaft und Forschung versteht und Konzepte von der Ideenfindung bis zum serienreifen Produkt verfolgt, übernehmen die Produktion und den Vertrieb des FSVi Partnerunternehmen.
Autor: Dr. Franz-Georg Lachner im Auftrag von LCM
