Scorpion

Harvester Pnosse Scorpion im Einsatz: Eine typische Anwendung für Bioöle sind Forstmaschinen. Die Branche ist in Bezug auf das Thema nach wie vor geteilter Ansicht. Bild: Bayer, Mediaworld

Der VDMA verzeichnete für die Hydraulik-Branche von Januar bis September ein Umsatzplus von vier Prozent im Vergleich zu 2013. Für das neue Jahr geht der Verband aktuell von einer positiven Entwicklung der Fluidbranche aus, mit einem Wachstum von fünf Prozent.

Janos Vogt

„Die Hydraulik müsste mehr in der Bildung berücksichtigt werden.“ Janos Vogt, Hans E. Winkelmann, Bild: Hans E. Winkelmann

Entsprechend blicken die Unternehmen zwar nüchtern, aber durchaus selbstbewusst nach vorn. Und nachdem die Umstellung auf Tier 4 die Entwicklungsabteilungen nun nicht länger drängend in Anspruch nimmt, sind vielerorts Ressourcen frei geworden für andere Projekte und Ideen. Impulse kommen für die Hydraulik im Jahr 2015 voraussichtlich aus dem Bereich Mobile Maschinen und dem Offshore-Sektor.

Ein Grund für diese Vorhersage ist die marode Verkehrs-Infrastruktur. Für Autofahrer mag sie ein Ärgernis sein, für die Hydraulikbranche könnte sie sich 2015 als Vorteil erweisen. Denn die Instantsetzung bröckelnder Straßen und Brücken würde der Mobilhydraulik einen ordentlichen Schub verpassen und Innovationen ankurbeln.

Jens Krallmann, Leiter des Geschäftsbereichs Mobilhydraulik bei Thomas Magnete, betont: „Insbesondere bei den Baumaschinen besteht noch viel Potenzial für die Verbesserung des Systemwirkungsgrades durch den verstärkten Einsatz elektrohydraulischer Systeme und eine optimierte Ansteuerungen der hydrostatischen Antriebe.“

Dr. Jürgen Haas

„Die Frage ‚Hydraulik oder Elektromechanik‘ stellt sich häufig gar nicht, es geht vielmehr um die anwendungsspezifisch optimale Lösung durch intelligente Kombination beider
Technologien“ Dr. Hans-Jürgen Haas, Parker Hannifin, Bild: Parker Hannifin

Auch bei Liebherr-Components Kirchdorf sieht man in den Hydrauliksystemen für mobile Arbeitsmaschinen Optimierungspotenzial. „Daher werden Systemlösungen weiterhin an Bedeutung gewinnen – vor allem in Verbindung mit Elektronikkomponenten beziehungsweise Steuerungen“, prophezeit Geschäftsführer Christian Zenner.

Chancen sieht er vor allem in den Lösungen, die individuell auf die Anwendung angepasst sind, weniger bei Massenprodukten. Dazu kommt die zunehmende Automatisierung von Bewegungsabläufen, die technischen Fortschritt in diesem Anwendungsbereich anschiebt.

Offshore-Industrie sorgt für Optimismus

Hingegen gründen sich die Erwartungen der Hersteller in Sachen Offshore eher auf die politische Lage, die alternative Quellen für fossile Brennstoffe aus taktischer Sicht wünschenswert macht. Hans-Jürgen Haas, Geschäftsführer Parker Hannifin, erklärt: „Die Bereitschaft zu weitergehenden Investitionen in die Bereiche Marine und Offshore wird auch künftig durch die Unsicherheit hinsichtlich einer zuverlässigen Gas- und Ölversorgung seitens Russlands unterstützt. In diesen Märkten spielt die Hydraulik eine wesentliche Rolle.“

Zusätzlich profitieren die Hydrauliker indirekt vom Trend zu Verbundwerkstoffen in der Automobilindustrie. Dies erfordert andere Pressen und Spritzgießmaschinen, was wiederum Investitionen in Hydraulik notwendig macht. In diesem Sektor könnten sich außerdem Chancen durch die Steer-by-Wire-Systeme mit hydraulischer Unterstützung auftun, vermutet Jens Krallmann, Bereichsleiter Mobilhydraulik bei Thomas Magnete.

Diese Technik wird schon länger in Flugzeugen angewendet und findet sich inzwischen auch in einigen Pkw-Modellen. Dabei wird die Lenkbewegung nicht mechanisch übertragen, sondern als elektrisches Signal an Aktoren gesendet, welche die Räder verstellen. „Wir erwarten in Zukunft höhere zulässige Fahrgeschwindigkeiten für Steer-by-Wire“, erklärt der Ingenieur.

Effizienz bleibt auf der Agenda

Schaeffler-Prüfstand

Schaeffler-Prüfstand mit Hydraulikzylindern von Hänchen: Bei Linearbewegungen mit hoher Leistung stößt die Elektromechanik an ihre Grenzen. Hier spielt die Hydraulik ihre großen Stärken aus. In diesem Berich fühlen sich die Hersteller daher sicher vor der Konkurrenz durch die Elektromechanik. Bild: Bayer, Mediaworld

Von technischer Seite bleibt die Energieeffizienz weiter im Fokus, auch wenn das Thema Tier 4 für die Hydraulik-Hersteller weitgehend abgehakt ist. „Bei den klassischen Anwendungen erwarte ich vor allem, dass die Verknüpfung von Informatik, Elektronik und Hydraulik weiter entwickelt wird. Ziel wird es sein, die Antriebe energieeffizienter zu machen“, erläutert Geschäftsführer Gerard Ruppel von Ruppel Hydraulik.

Eine Methode, Energie zu sparen, sind Hydraulik-Hybride. Dabei wird Bremsenergie in Hydraulikspeichern aufgefangen und zu einem späteren Zeitpunkt freigegeben. Ein Vorteil dieser Hybrid-Form ist die hohe Geschwindigkeit, mit der Aufnahme und Abgabe geschehen, sowie die große Menge an Energie, welche der Speicher aufzunehmen im Stande ist. Darüber hinaus sind die Systeme der elektrischen Energiespeichertechnik von den Kosten her überlegen. In Zukunft könnten aus diesen Gründen deutlich mehr Fahrzeuge mit den hydraulischen Speichern ausgestattet werden, schätzt Krallmann von Thomas Magnete.

Elektrifizierung: Bedrohung oder Chance?

Dr. Zenner

„Bei schweren Offroadgeräten wird die Hydraulik auch zukünftig einen hohen Stellenwert haben, da sie weiterhin die größtmögliche Kraftdichte bietet.“
Dr. Christian Zenner, Liebherr, Bild: Liebherr Components

Die Firmengruppe Liebherr beispielsweise setzt heute verschiedene Hybridkonzepte in der Erprobung und der Entwicklung ein. Dabei geht es nicht nur um hydraulische, sondern auch elektrische Hybride. Allerdings ersetzen die elektrischen Antriebslösungen die Hydraulik dabei nie ganz, sondern ergänzen sie nur, vor allem im Bereich der Energiespeicherung. „Bei schweren Offroadgeräten wird die Hydraulik auch zukünftig einen hohen Stellenwert haben, da sie weiterhin die größtmögliche Kraftdichte bietet“, erklärt Zenner.

Auch bei Ruppel Hydraulik sieht man das Thema relativ gelassen: „Die Hydraulik wird auch in Zukunft, dort wo große Kräfte auf engem Einbauraum benötigt werden, unverzichtbar sein“, sagt Ruppel. Das gilt zum Beispiel für die Realisierung von Linearbewegungen mit hoher Leistung in Mobilen Maschinen, in Pressen und Druckgussmaschinen. Zwar sind die Elektromotoren effizienter und günstiger geworden, sie sind aber noch weit davon entfernt, alle Anwendungen abzudecken.

Auch andere Hersteller sehen die beiden Antriebsarten nicht wirklich als Konkurrenten, im Gegenteil. Haas beobachtet beispielsweise seit einigen Jahren, dass der drehzahlgeregelte Elektromotor neue Möglichkeiten für die Hydraulik in stationären Anwendungen bietet. „Die Frage ‚Hydraulik oder Elektromechanik‘ stellt sich häufig gar nicht, es geht vielmehr um die anwendungsspezifisch optimale Lösung durch intelligente Kombination beider Technologien“, folgert der Ingenieur.

Mobile Maschinen: Ergebnis unterm Strich zählt

Ein bisschen anders stellt sich das Bild bei den mobilen Arbeitsmaschinen dar. Dort gebe es für einige Anwendungen Untersuchungen in Richtung verstärkter Elektrifizierung, führt Haas aus. Insbesondere gehe es darum, den Fahrantrieb elektrisch auszulegen. „Inwieweit diesel-generatorische Systeme Einzug in Serienanwendungen erhalten werden, muss sich erst noch zeigen. Bei der genauen Betrachtung entscheiden Sicherheitsaspekte sowie Komponenten- und Systemkosten“, gibt er zu Bedenken.

Jens Krallmann

„Auf Verbandsebene ist ein deutlich offensiveres Marketing für die Hydraulik notwendig.“
Dr. Jens Krallmann,
Thomas Magnete,Bild: Thomas Magnete

Krallmann hingegen mahnt an, die Entwicklung müsse sich stärker auf die Gesamtwirkungsgrade der Systeme fokussieren und führt aus: „Nur auf dieser Ebene kann auch ein fairer Vergleich mit elektrischen Antriebssystemen stattfinden – das gilt insbesondere auch für Mobile Maschinen.“ Allerdings bleibt es auch in diesem Anwendungsgebiet dabei: Die Realisierung von Linearbewegungen mit hoher Leistung bleibt auf absehbare Zeit eine Domäne der Hydraulik.

Plug-and-Play ohne Sachverstand ist ein Risiko

Der Trend zur Systemlösung ist ungebrochen, dabei bildet die Hydraulik keine Ausnahme. Schon heute verkaufen viele Firmen in diesem Sektor relativ große Baugruppen. Hydraulische Steuerungen werden selbst in kleinen Stückzahlen als kompakte Steuerblöcke ausgeführt, die auch komplett ausgetauscht werden können. Und auch das Thema Plug-and-Play ist, beispielsweise in der Landwirtschaft, seit mehreren Jahren etabliert.

CAT 336E LH - Final

Hybrid-Hydraulikbagger Cat 336E H: Bei den mobilen Maschinen, insbesondere den Baumaschinen, bleibt es auch nach der Umstellung auf Tier 4 spannend. Elektro- und Hydraulik-Hybride sind im Kommen. Bild: Caterpillar

Verständnis der Materie ist jedoch nach wie vor unerlässlich, wie die Erfahrung von Gerhard Ruppel zeigt: „Bei Serienmaschinen werden ja bereits seit Jahren die Plug-and-Play-Lösungen eingesetzt, was aber des Öfteren dazu führt, dass Baugruppen ohne Sachverstand ausgetauscht werden. Im Endeffekt läuft es auf die Frage hinaus, was mehr kostet: die Reparatur oder der Maschinenausfall.“ Diese Frage könne jedoch meist erst im Nachhinein beantwortet werden, bedauert der Geschäftsführer.

Appell für mehr Bildung

Fest steht, dass die Branche auch in Zukunft nicht auf gut ausgebildetes Fachpersonal verzichten kann, wenn die Ausfallzeiten hydraulischer Anlagen gering gehalten werden sollen. Genau in diesem Bereich bestehen aber Defizite, wie die Firmen einhellig beklagen. Janos Vogt, Projektmanagement Hydraulik bei Hans E. Winkelmann, bringt es auf den Punkt: „Die Hydraulik müsste mehr in der Bildung berücksichtigt werden. In Bezug auf Ingenieursstudiengänge gibt es keine gezielte Studienrichtung Hydraulik, wie es sie zum Beispiel für die Elektrotechnik, Mechatronik und Ähnliche gibt.“

Auch an den Berufsschulen wird das Thema nicht ausreichend berücksichtigt. So wäre aus Sicht der Industrie eine eigene Ausbildung zum Hydrauliker wünschenswert, die auch Bestandteile aus der Elektromechatronik, Elektronik beziehungsweise Elektrik und Regelungstechnik beinhaltet. Alternativ könnte das Fach Hydraulik mit den zugehörigen Bauteile, Steuerungen und Funktionen fester Bestandteil in den Maschinenbau-Ausbildungen werden. „Damit würde sichergestellt, dass der Kunde im Servicefall eine professionelle, kostengerechte Lösung erhält“, erklärt Ruppel.

Die Liebe zur Hydraulik wecken

Liebherr-Teleskoplader

Liebherr-Teleskoplader LTM 11200-9.1: Aus den Bereichen Offroad und Offshore erwarten Hydrauliker 2015 Impulse. Bild: Liebherr

Teil des Nachwuchs-Problems ist auch das Image der Hydraulik. Die technischen Fortschritte, die in Bezug auf die Lärmreduktion, Leistungseffizienz und Leckagefreiheit gemacht wurden, spiegeln sich nach wie vor nur bedingt im Ansehen der Branche wider. Krallmann von Thomas Magnete sieht dabei VDMA & Co. in der Pflicht: „Auf Verbandsebene ist ein deutlich offensiveres Marketing für die Hydraulik notwendig, um das sehr hohe technische Niveau gerade bei jungen Menschen bekannter zu machen und damit qualifizierte Kräfte zu gewinnen. Außerdem muss die Bedeutung der Fluidtechnik für den deutschen Export stärker herausgestellt werden.“

Wehe den Wartungsschlampern

Verbesserungspotenzial besteht außerdem bei der Instandhaltung, berichtet Zenner von Liebherr-Components Kirchdorf: „Leider zeigt uns die Erfahrung, dass die regelmäßige Wartung und Überwachung von Hydraulikanlagen in der Praxis nicht immer ideal ausgeführt wird.“ Hier könne Condition Monitoring Abhilfe schaffen. Fehler, beispielsweise Leckagen, lassen sich mit diesen Systemen schneller identifizieren und beheben. Die Überwachungssysteme könnten schwere Ausfälle verhindern und die Lifecycle-Kosten reduzieren oder zumindest besser planbar machen, argumentiert der Ingenieur.

Bioöle polarisieren Anbieter

Gerhard Ruppel

„Ich halte den Einsatz von Druckflüssigkeiten, die tatsächlich umweltverträglich sind, für wichtig.“
Gerhard Ruppel, Gerhard W. Ruppel Hydraulik Bild: Ruppel Hydraulik

Beim Thema Bioöle finden sich nach wie vor völlig entgegengesetzte Positionen, auch bedingt durch die unterschiedlichen Anwendungsbereiche der Produkte. Krallmann etwa legt dar: „Die technischen Probleme aus der Anfangszeit der Bioöle sind gelöst und die Produkte ausreichend standardisiert. Bioöle haben sich in bestimmten Anwendungen etabliert und sollten dort auch weiterhin eingesetzt werden.“

In diese Kerbe schlägt auch Hans-Jürgen Haas von Parker Hannifin. Er betont, die biologisch abbaubaren Hydraulikflüssigkeiten auf dem Markt würden die technischen Anforderungen erfüllen und sehr erfolgreich im Einsatz sein, auch wenn sie sich wegen des höheren Preises nur dort fänden, wo es entsprechende gesetzliche Vorgaben gibt.

Christian Zenner geht da einen Schritt weiter. „Bioöle werden unserer Ansicht nach an Bedeutung gewinnen, speziell bei Anwendungen im Offshore-Bereich und Stahlwasserbau“, so seine Einschätzung.

Hingegen spürt Vogt vom Automatisierungstechnikanbieter Winkelmann keine Nachfrage bei den biologisch abbaubaren Hydraulikflüssigkeiten. „Bioöle kamen bisher bei uns noch nie zum Einsatz und wurden auch Kundenseitig bisher nicht thematisiert“, berichtet er.

Auch Ruppel äußert Kritik: „Solange Bioöle als Sondermüll teuer entsorgt werden müssen, ist das Thema meines Erachtens noch nicht genügend durchdacht. Trotzdem halte ich den Einsatz von Druckflüssigkeiten, die tatsächlich umweltverträglich sind, für wichtig.“

Autorin: Dagmar Oberndorfer, Redaktion