Michael Fabianek

Mit dem Einsatz drehzahlveränderlicher Antriebe und Pumpen sowie der Digitalhydraulik hält die elektromechanische Antriebstechnik und Automation Einzug in die hydraulische Welt.Michael Fabianek, ATP Hydraulik

Auch Industrie 4.0 ist machbar, sinnvolle Einsätze fehlen jedoch noch.

Auf Versöhnungskurs sieht Michael Fabianek, CTO von ATP Hydraulik im schweizerischen Küssnacht am Rigi, Hydraulik und Elektrik: „Mit dem Einsatz drehzahlveränderlicher Antriebe und Pumpen sowie der Digitalhydraulik hält die elektromechanische Antriebstechnik und Automation Einzug in die hydraulische Welt.“ Dr. Steffen Haack, Vorstandsmitglied von Bosch Rexroth in Lohr am Main, pflichtet ihm bei: „Die wichtigsten technischen Entwicklungen sind aktuell das Elektronifizieren und Digitalisieren der Hydraulik sowie die Verlagerung von Funktionen in die Software.“

Aber die Gefahren für die Umwelt! Gilt nicht mehr, so Fabianek: „Mit der Einführung der kalt umgeformten Verschraubungen gilt die Hydraulik als leckagefrei.“ Auch die Ölhersteller leisteten ihren Beitrag. Heute stünden schwer entflammbare, biologisch abbaubare und lebensmittelverträgliche Öle zur Verfügung; die Viskosität von Weitbereichsölen reagiere stabil auf schwankende Temperaturen.

Vorteile von Hydraulik und Elektrik

Gezielt das Beste aus beiden Welten vereinen, das hat sich Dr. Christoph Kempermann, Geschäftsführer von Fluitronics in Krefeld, auf die Fahnen geschrieben: „Wir sehen die Zukunft in der Kombination der Vorteile beider Antriebstechniken, um Vorzüge zu nutzen und Nachteile der jeweiligen Technologien zu vermeiden.“

Bohrwagen

Für die neue Londoner U-Bahn: ATP Hydraulik hat einen Bohrwagen entwickelt und mit Hydraulik sowie elektrischer Steuerung ausgestattet, um zwei 21 Kilometer lange Röhren quer durch London mit Halterungsbohrungen zu versehen. Bild: ATP Hydraulik

So sprechen beispielsweise hohe Leistungsdichte, Kräfte und Momente für die Hydraulik. Dem stehen hohe Dynamik und gute Regelbarkeit der elektrischen Antriebe gegenüber. Kempermann: „Eine gleichzeitige Nutzung der Vorteile der elektrischen Antriebstechnik, wie eine einfache Regelbarkeit und eine effiziente Leistungsverteilung, erlaubt nicht nur die Optimierung einzelner Systemkomponenten, sondern auch den Aufbau alternativer Systemarchitekturen.“

i-Valve

Das neue i-Valve für die Aufzugtechnik von Bucher Hydraulics optimiert sich selbstständig und verfügt über eine intelligente Zustandsüberwachung sowie Ferndiagnose. Bild: Bucher-Hydralics

Wie das konkret funktionieren kann, beschreibt Dierk Peitsmeyer, Produktportfolio-Manager bei Bucher Hydraulics, Klettgau, ein Spezialist für Antriebsaggregate im hydraulischen Aufzugsbau: „Mit der Anwendung drehzahlvariabler Pumpen mit elektrischen Servomotoren wird die Performance des Systems in die elektrische Antriebstechnik verlagert. Die hydraulische Steuerung besteht dann aus relativ einfachen Schaltventilen.“

Wettbewerbsfähig dank Speziallösungen

Trotz scharfer Konkurrenz aus Fernost geben sich die hiesigen Hydraulikaggregate-Hersteller selbstbewusst. „Ja, Hydraulikaggregate und Fluidsysteme können wettbewerbsfähig in Europa gefertigt werden“, versichert Dr. Manfred Mager, Leiter Mobile Systems bei Parker Hannifin, Kaarst. Entscheidend: genaue Marktkenntnis. Applikationsexperten erspüren frühzeitig sich wandelnde Anforderungen der Kunden und ermöglichen Hannifin „innovative Lösungen, mit denen wir zum technischen Vorsprung moderner Produktionsmaschinen beitragen“.

Als etwas ruhiger bezeichnet Michael Fabianek die derzeitige wirtschaftliche Lage, sieht darin allerdings die Chance für viele Unternehmen, ihre Maschinen zu optimieren. „Wir erarbeiten zurzeit viele Konzepte und verzeichnen ein leichtes Wachstum.“ Entscheidende Faktoren im Konkurrenzkampf sind Schnelligkeit und Dienstleistungen, weiß der Diplomingenieur für Automatisierungstechnik.

„Unsere Kunden wollen möglichst viel aus einer Hand, um die Schnittstellen zu reduzieren. Sie wollen ein fertiges System, das möglichst bereits verkabelt und komplett funktionsfähig getestet ist.“ Rüdiger Hellstern, Geschäftsführer von Hydropneu Fritz Daumüller in Ostfildern, hält die Lage, zumindest für kleinere Unternehmen bei Standardaggregaten, für „schwierig, weil die Komponentenkosten zu hoch sind“. Aber auch er schätzt die Situation bei kundenspezifischen Projekten oder Komplettlösungen anders ein, weil „sie mit hohem Know-how-Anteil verbunden sind.“

Spezialitäten sind auch das Rezept von Axel Binner, Geschäftsführer von Hydropa in Witten. Sein Unternehmen ist spezialisiert auf Sonderaggregate und -anlagen. Zwar hänge man direkt von der Entwicklung des Sonderanlagen-Maschinenbaues ab. Aber „auf diesem Sektor spüren wir keine Konkurrenz aus dem Ausland, solange die Maschine in Deutschland gebaut wird und wir als Hydraulikpartner in die Entwicklung der Maschinen mit eingebunden sind.“ Adolf Rathschlag, Geschäftsführer von Lemacher Hydraulik in Idstein, stimmt zu. Im hart umkämpften Markt für Hydraulikaggregate ließen sich die erzielbaren Preise mit einer reinen europäischen Fertigung zwar nicht mehr darstellen. Aber beim Maßgeschneiderten „können wir unser Expertenwissen einsetzen und Lösungen anbieten“.

Was der Kunde verlangt

Gerhard W. Ruppel

Wenn es der Anschaffungspreis zulässt, ist Energieeffizienz ein wichtiger Punkt, aber verglichen wird man oft mit einfacheren und weniger effizienten Angeboten.
Gerhard W. Ruppel, Ruppel-Hydraulik

Fragen der Umwelt und Ressourcenschonung verlassen das Stadium der Sonntagsreden und werden zu konkreten Marktforderungen. „Umweltaspekte spielen ein größere Rolle als früher, der Einsatz von Regelpumpen ist deutlich häufiger“, berichtet Gerhard W. Ruppel, Chef des gleichnamigen Hydraulikunternehmens in Bad Münder.

Steuerblock

Das Hydraulikaggregat ist das Herz einer Anlage: Das Antriebssystem bildet zusammen mit dem Steuerblock beziehungsweise der Steuereinheit Kopf und Rumpf einer Anlage. Darin können alle Funktionen zusammengefasst werden. Bild: Ruppel-Hydraulik

Die Energieeffizienz ist Thema von Verhandlungen, muss sich aber immer rechnen. Ruppel: „Wenn es der Anschaffungspreis zulässt, ist dies ein wichtiger Punkt, aber verglichen wird man oft mit einfacheren und weniger effizienten Angeboten.“

Noch deutlicher wird Dierk Peitsmeyer: „Da der Hersteller einer Maschine die Energiekosten nicht bezahlen und eine kostengünstige Maschine herstellen muss, sind energieeffiziente Lösungen nicht gefragt, wenn diese zu höheren Kosten führen.“

Ändern werde sich das jedoch schnell, wenn neuen Richtlinien und Normen eine bessere Energieeffizienz erzwingen. „Der Energieverbrauch könnte ein neuer Punkt in der Bewertung beim Einkauf werden und ganz andere Konzepte erfordern.“ Zukünftige Ökodesign-Richtlinien wie die EN50598-2 für elektrisch angetriebene Maschinen oder die ISO 14955 für Werkzeugmaschinen weisen in diese Richtung.

Die Grenzen des Machbaren sieht Adolf Rathschlag bereits annähernd erreicht: „Die technischen Möglichkeiten bezüglich Geräuschemissionen, Umweltaspekte und Energieeffizienz sind bei Aggregaten relativ weit ausgeschöpft.

Dynamik mit Verstellpumpen

Hohe Leistung und Dynamik mit Verstellpumpen: Die Sytronix-Systemsets DFE mit elekrohydraulisch geregelter Axialkolbenpumpe von Bosch Rexroth werden von drehzahlvariablen Asynchronmotoren angetrieben. Bild: Bosch Rexroth/Rolf Nachbar

Elektromotoren werden immer effizienter, und wir sind gesetzlich verpflichtet, diese Entwicklungen einzusetzen.“ Gleiches gelte für Pumpen.

Denken im System wird immer wichtiger, meint Franz Spanfeldner, Vertriebsleiter von Schnupp in Bogen: „Der Kunde will die Systemlösung von der Auslegung bis zur Programmierung und Inbetriebnahme aus einer Hand.“ Nur so ließen sich die einzelnen Komponenten optimal aufeinander abstimmen. Weitere zentrale Kundenforderungen seien der „Bau von Flüsteraggregaten und das sichere Beherrschen der Maschinenrichtlinie 2006/42/EG, verbunden mit der Sicherheit von Steuerungen nach EN ISO 13849.“

Industrie 4.0: Nutzennachweis fehlt

ausgeschöpft. Adolf Rathschlag

Die technischen Möglichkeiten bezüglich Geräuschemissionen, Umweltaspekte und Energieeffizienz sind bei Aggregaten relativ weit ausgeschöpft.
Adolf Rathschlag, Lemacher Hydraulik. Bild: Lemacher-Hydraulik

Voraussetzung für eine sinnvolle Einbindung von Hydraulikaggregaten „ist das Etablieren von Industrie 4.0 auf der Verbraucher-/Aktuatorseite in der Maschine“, ist Dr. Mager von Parker Hannifin überzeugt. „Basierend auf deren Bedarfsanmeldungen kann die gesamte Druckversorgung zielgerichtet gesteuert werden, die autonome Steuerung der Ölkonditionierung ist heute bei Hydraulikaggregaten mit eigener Steuerung bereits selbstverständlich.“

In Richtung Industrie 4.0 gehen laut Dierk Peitsmeyer von Bucher Hydraulics bereits „dezentrale hydraulische Kompaktantriebe, die sich wie elektromechanische Achsen individuell ansteuern und in einem System mit elektrischer Leistungsverzweigung integrieren lassen.“ Oder das neue Bucher i-Valve für die Aufzugtechnik: Es bietet Diagnosemöglichkeiten für Fernwartung und Störungsanalyse, basierend auf Sensor- und Kommunikationstechnologien.

Kundenindividuelle Lösungen

Kundenindividuelle Lösungen mit hohem Know-how-Anteil sichern die Wettbewerbsfähigkeit mittelständischer Unternehmen wie Lemacher-Hydraulik in Deutschland. Bild: Lemacher-Hydraulik

Sehr kritisch sieht die Entwicklung hingegen Adolf Rathschlag von Lemacher Hydraulik: „Wenn man bedenkt, welcher Aufwand nötig ist, so halte ich das für Mittelständler für nicht umsetzbar.“

Er sieht für kleine und mittelständische Betriebe die Gefahr, durch Industrie 4.0 an Flexibilität einzubüßen. „Wir sind jedoch gerade auf flexibles Handeln und schnelle Lösungen für unsere Kunden angewiesen.“

Rüdiger Hellstern von Hydropneu und Axel Binner von Hydropa assistieren: Zwar sei die notwendige Technik vorhanden und kaufbar, aber „Konzepte für einen nutzbringenden Einsatz von Industrie 4.0 sind uns bisher eigentlich noch nicht begegnet“, erklärt Hellstern, und Binner stimmt zu: „Generellen Bedarf erkennen wir noch nicht.“ bf

Autor Michael Pyper, freier Journalist für fluid

Zum Thema

Hydraulik-Hightech fit für Industrie 4.0

Der Hydraulikaggregate-Hersteller Schnupp baut seit dreißig Jahren Zentralhydraulikanlagen für die Automobilindustrie und ihre Zulieferer. Jüngstes und modernstes Beispiel: die Kernmacherei im Werk Landshut der BMW Group. Die Gesamtzykluszeit einer solchen Kernschießmaschine beträgt 50 Sekunden, davon 16 Sekunden hydraulische Fahrzeit. Bis zu zwölf Maschinen müssen gleichzeitig mit einem Mindestdruck von 120 bar versorgt werden. Der notwendige Volumenstrom je Einzelmaschine liegt zwischen zwölf und 550 l/min. Technische Verfügbarkeit: 99,9 Prozent. Schwierig: stark schwankende Lastprofile der Einzelmaschinen und unterschiedliche Bedarfsüberschneidungen.

Die Zentralhydraulik wurde mit dezentralen Speichereinheiten ausrüstet, um die Anlagen optimal versorgen zu können. So lassen sich viele Verbraucher von einer einzigen Energiestation versorgen. Der Netzaufbau ähnelt einem Druckluftnetz und lässt sich genauso beliebig anzapfen. Weitere Vorteile einer Zentralhydraulik: Der Platzbedarf sinkt und die installierte Leistung reduziert sich durch den Speicherbetrieb. Trotz weniger Einzelkomponenten steht zudem kurzfristig mehr Energie bereit. Die Anlage ist vorbereitet für eine Vernetzung im Sinne der Industrie 4.0. Der Wartungsaufwand sank gegenüber der Vorgängeranlage um 80 Prozent. Sehen lassen kann sich auch die Energieeinsparung durch frequenzgeregelte Antriebe von knapp einem Drittel. Und deutlich leiser ist sie auch noch.