Hydraulik : Fünf Fakten über vernetzbare Hydraulik

Gerade jüngere Konstrukteure und Ingenieure haben in ihrer Ausbildung kaum noch Berührung mit Hydraulik. Sie sind vor allem von Software geprägt und denken in digitalen Bahnen. Für sie zählen nur die Bewegungen und die daraus generierten Daten. Dabei macht Antriebsphysik in vielen Fällen den Unterschied aus. Wann immer es um hohe Kräfte und Robustheit geht, kommt Hydraulik ins Spiel – für viele jüngere Konstrukteure eine eher ungewohnte Technologie. Warum der Umgang mit moderner, vernetzbarer Hydraulik einfacher und wirtschaftlicher ist als viele von ihnen denken:

Vertiefte Kenntnisse der Strömungslehre und Fluidtechnologie, eine Vielzahl von Einzelkomponenten - heute kein Thema mehr für Konstrukteure. Zunehmend nutzen sie Plug & Produce-Module wie servohydraulische Achsen mit einem eigenen dezentralen Fluidkreislauf und einem drehzahlvariablen Pumpenantrieb. Solche einbaufertigen Module müssen sie nur mit Strom versorgen und an die Führungskommunikation anschließen. Warum das Sinn macht: Bei Kräften über 400 kN gibt es keine effizientere, kompaktere und robustere Antriebstechnologie als die Hydraulik.

Intelligente, vernetzbare Hydraulik wird mit den gleichen Engineering-Tools in Betrieb genommen wie elektrische Antriebe und Steuerungen – zumindest bei Rexroth. Vormals hydromechanisch ausgeführte Funktionen sind längst in die Antriebssoftware verlagert. Mehr noch, Software-Assistenten leiten Techniker logisch durch die Inbetriebnahme und schlagen sogar passende Parameter vor. Was zählt, sind die erforderlichen Kräfte – der Rest ist gleich.

Bis vor einem Jahrzehnt spielte der Energieverbrauch im Maschinen- und Anlagenbau eine untergeordnete Rolle. Hydraulische Aggregate waren konstant angetrieben und stellten jederzeit die maximale Leistung bereit, auch wenn sie nicht gebraucht wurde. Aus dieser Zeit stammt das Vorurteil, die Hydraulik sei energieintensiver als andere Technologien. Das hat sich geändert. Drehzahlvariable Pumpenantriebe erzeugen den Förderstrom bedarfsgerecht und senken bei Teillast die Drehzahlen entsprechend ab. Im Vergleich zu konstant angetriebenen Pumpen senken sie den Energieverbrauch um bis zu 80 Prozent – auf ein Niveau, das dem elektrischer Antriebe gleicher Größenordnung entspricht.

Die intelligente, vernetzbare Hydraulik, Connected Hydraulics, ist überaus kommunikationsfähig. Dabei bildet sie fein skaliert die verschiedenen Stufen ab: Analoge Ventile werden mit IO-Link sehr wirtschaftlich digital sichtbar und tauschen Datendaten mit der Steuerung aus. Intelligente Ventile mit eigener Regelelektronik und Feldbusanschluss bieten den gleichen Komfort wie elektrische Antriebe. Sie werden per Software in Betrieb genommen, bedient und diagnostiziert. Plug & Produce-Module mit eigener Steuerung bringen darüber hinaus direkt einen OPC UA Client/Server für die Kommunikation mit übergeordneten IT-Systemen mit. Damit ist Connected Hydraulics bereits heute ein Teil des IoT in der Produktion.

Was ist der Unterschied zwischen Strom und Hydrauliköl: Das eine kann man nur messen, das andere messen, fühlen und sehen. Das ist ein Vorteil, wenn es darum geht, Betriebszustände zu erfassen und daraus Verschleiß und weitere Lebensdauer abzuleiten. Mit ein paar Sensordaten wie Druckdifferenz, Öltemperatur, optisch gemessener Verschmutzung oder Druckanstieg über die Zeit kann Software sehr genau den Zustand des Systems beurteilen. Bei der neuesten Generation von Hydraulikaggregaten liefert Rexroth eine solche Auswertungslogik direkt mit. (Bosch)