Hydraulik-Aggregate für die Werkzeugmaschinen der Automobilindustrie

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Die Anforderungen an die Maschinen sind hoch, da eine flexible Serienfertigung von Motoren und anderen Antriebskomponenten in großen Stückzahlen die Kosten reduziert. Dazu laufen die Fertigungsanlagen für Automobile in der Regel dreischichtig, 300 Tage im Jahr. Auf diese Weise bleibt das Endprodukt für den Kunden erschwinglich.
Ungeplant stillstehende Maschinen verursachen extreme Kosten, da sie nicht nur die unmittelbar betroffene Fertigungseinheit durcheinanderbringen, sondern auch die nachgelagerte Produktion. Eine hohe Verfügbarkeit ist also ein wesentlicher Faktor bei der Auslegung der Produktionsanlagen.

Direkt und indirekt sparen

Hawe Hydraulik aus München liefert für die Bearbeitungszentren und Werkzeugmaschinen vorzugsweise Hydraulikaggregate, die auf Abschaltbetrieb ausgelegt sind. In dieser Betriebsart lädt das Aggregat einen Hydraulikspeicher auf und schaltet danach ab. Der Speicher versorgt das Hydrauliksystem solange, bis der Druck auf einen unteren Grenzwert abfällt. Ist dieser erreicht, läuft das Aggregat wieder an und baut erneut Druck im Speicher auf. Damit ist das Aggregat meist nur zu 20 Prozent der Laufzeit der Werkzeugmaschine in Betrieb – Wartungsintervalle und Lebensdauer des Aggregates verlängern sich entsprechend.
Der Abschaltbetrieb ist besonders dann effektiv, wenn das Hydrauliksystem mit leckagefreien Sitzventilen ausgerüstet ist. Im Gegensatz zu herkömmlichen Schieberventilen tritt bei Sitzventilen keine interne Leckage auf und damit geht die hydraulische Energie nicht im System verloren.
Daraus ergibt sich ein weiterer, entscheidender Vorteil von Hydrauliksystemen im Abschaltbetrieb und mit Sitzventiltechnik. Sie benötigen gegenüber Systemen mit konventionellen Aggregaten, die im Durchlaufbetrieb arbeiten und bei denen an den Ventilen interne Verluste auftreten können, bis zu 80 Prozent weniger Antriebsenergie. Bei den derzeitigen Energiekosten von etwa 0,15 Euro pro Kilowattstunde spart damit ein Aggregat mit 1,5 Kilowatt-Antriebsmotor 700 Euro im Jahr ein. In einer Automobilfertigung, in der hunderte von Werkzeugmaschinen im Einsatz sind, wird das zu einem immensen Faktor, insbesondere, wenn die Energiekos­ten weiter steigen.
Dies ist das direkte Einsparpotential. Darüber hinaus erzeugen Aggregate im Abschaltbetrieb deutlich weniger Abwärme. Das reduziert den Energiebedarf für Maschinen- und Hallenkühlung. Auch erlaubt der Abschaltbetrieb, den Behälter für das Hydrauliköl deutlich kleiner auszulegen – statt gängiger 50l ist ein Volumen für lediglich 10l ausreichend. Mit dem verlängerten Wartungsintervall ergibt sich damit ein weiteres Einsparpotential von 100 Euro pro Jahr und pro Maschine.

Vorausschauend warten

Störungen lassen sich auch mit dem besten System nicht vollständig ausschließen. Wichtig ist dann, dass sie frühzeitig signalisiert werden. So kann die Instandhaltung eingreifen, bevor es zu einem Stillstand der Maschine kommt. Die Automobilindustrie schreibt daher vor: Alle Sensoren eines Hydraulikaggregats, die auf eine Störung hinweisen können, müssen eine Vorwarnmeldung ausgeben, bevor eine Störungsmeldung zu einem endgültigen Abschalten der Maschine führt. Das betrifft zunächst die Verschmutzungsanzeige des Ölfilters: Ist dieser zu 75 Prozent verschmutzt, wird bei den Aggregaten von Hawe eine Vorwarnmeldung ausgelöst. Das Aggregat kann problemlos weiterlaufen und während des nächsten geplanten Maschinenstillstands kann die Instandhaltung den Filter wechseln.
Gleiches gilt für die Überwachung von Temperatur und Ölstand. Auch dafür sind entsprechende Vorwarnungen eingerichtet.

Hydraulik braucht Schnittstellen

Das bestehende Kompakt-Pumpenaggregat HKF von Hawe entspricht den Standards der Automobilindustrie für die Hardware-Schnittstellen. So ist das Aggregat über einen „Harting-Stecker“ schnell an die Werkzeugmaschine angeschlossen. Die Sensoren sind über M12-Stecker verbunden, was besonders dann vorteilhaft ist, wenn das Aggregat ausgetauscht werden muss. Da keine Verdrahtungsarbeiten notwendig sind, ist auch keine Elektro-Fachkraft erforderlich.
Die Befüllkupplung am Ölbehälter sichert, dass das Hydrauliköl nur über einen Filter eingefüllt werden kann. So ist das Hydrauliköl in jedem Fall sauber und entspricht dem Standard der Automobilindus­trie. Zudem ist die Handhabung einfach, schnell und sauber.
Wie beschrieben ist das Aggregat für den energieeffizienten und lebensdauerverlängernden Abschaltbetrieb ausgelegt. Es sind jedoch ausreichend Leistungsreserven vorhanden, so dass bei einer Erhöhung der Maschinentaktzeiten oder bei internen Leckagen ein störungsfreier Betrieb sichergestellt ist. Letztendlich kann das Aggregat genauso im Dauerbetrieb laufen – der Effizienzvorteil ist dann natürlich dahin.
Die leckagefreien Sitzventile von HAWE Hydraulik entsprechen ebenfalls den Standards der Automobilindustrie. Geeignet sind beispielsweise die Ventile vom Typ NBVP in Nenngröße 6 und mit Cetop-03-Anschlussbild vorgesehen. Damit sind sie bei Bedarf gegen konventionelle Ventiltechnik austauschbar. Auch die Zwischenplatten mit Druckregelventilen sind leckagefrei.
Hydrauliksysteme von HAWE unterstützen die kosteneffiziente Fertigung in der Automobilindustrie in zwei Aspekten: hohe Verfügbarkeit und Reduzierung des Energiebedarfs.jbi |

Axel Grigoleit ist Key Market Manager Machine Tools bei Hawe Hydraulik in München.

 

  • Ein typischer Anwendungsfall für Hydraulik-Aggregate: Werkzeugmaschine in der Automobilindustrie.
  • Der Ventilverband des Kompakt-Pumpenaggregats ist modular aufgebaut. Das vereinfacht spätere Anpassungen oder Erweiterungen.
  • Das Wegesitzventil Typ NBVP ist eine der Komponenten, die auf der Freigabeliste „Mechanik“ für Fertigungen des Volkswagen-Konzerns stehen.
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