Hydraulik-Systeme von Hawe vor einem PC-Monitor.

Was müssen Einkäufer bei der Beschaffung von Hydrauliksystemen aus einem Baukasten beachten? (Bild: Hawe)

| von Axel Grigoleit, Key Market Manager Machine tools bei HAWE Hydraulik SE

Die Frage, wie zunehmende Komplexität oder Angebotsvielfalt wirtschaftlich und in kurzer Lieferzeit handhabbar sind, werden häufig mit dem Begriff "Baukastenprinzip" beantwortet. Was steckt dahinter und wie setzt das der Hydraulikspezialist Hawe Hydraulik in seinem umfangreichen Angebot an Hydraulikaggregaten, Pumpen sowie dem passendem Ventilprogramm für Industriehydraulik um?

Ziel ist es, dem Maschinenhersteller ein Produktprogramm an die Hand zu geben, mit dem er die Anforderungen seiner Endkunden, nach teils hoch spezialisierten Maschinen in, teils geringer Stückzahl zu attraktiven Preisen und mit kurzen Lieferzeiten gerecht werden kann.

Baukästen bieten Flexibilität und Wirtschaftlichkeit

Wie wir es von Bausätzen wie Lego oder Fischertechnik in der Freizeit gewohnt sind, lassen sich auch technische Komponenten im Maschinen- und Anlagenbau einfach zusammenstellen, um spezielle Anbauten erweitern oder neue Modellvarianten aus vorhandenen Bausteinen kreieren.

Der große Vorteil eines jeden Baukastens ist, dass die generelle Struktur des Ergebnisses vorgegeben ist: Man fängt nicht bei null an, sondern kann vorhandene Elemente schnell zu einer geeigneten Lösung zusammenführen. Wichtig ist dabei die Definition von Schnittstellen, um möglichst viele geeignete Module kombinieren zu können.

Hawe Hydraulik setzt diesen Baukastengedanken in seinen Hydraulikaggregate-Baureihen seit vielen Jahren konsequent um und erweitert ihn regelmäßig um neue Elemente. Schnittstellen zu vorhandenen Produkten werden beibehalten.

Die Bausteine sind so gestaltet, dass sich vielfältige Kombinationsmöglichkeiten ergeben. Passend dazu werden die Wege-, Strom- oder Druckventile als direkte Anbauten als Plug-and-Play-Lösung oder als Einheiten zum Rohrleitungseinbau angeboten. Sensorik wird integriert und mit den notwendigen Schnittstellen angeboten.

Anwendung definiert Produktauswahl

Die Auswahl startet meist mit dem passenden Aggregattypen. Neben dem geforderten Betriebsdruck, dem Fördervolumen und der Behältergröße müssen auch andere Parameter, wie zum Beispiel der Einbauraum oder die elektrischen Anschlusswerte beachtet werden.

Mit diesen Angaben lässt sich schnell die geeignete Baureihe auswählen. Auf der Webseite von Hawe Hydraulik findet sich ein erster Überblick über die Leistungsbereiche der unterschiedlichen Aggregate-Baureihen.

Von der kleinsten Baureihe, dem Minihydraulikaggregat Typ HR, das gerade einmal die Größe einer kleinen Mineralwasserflasche hat, bis hin zum größten Standardhydraulikaggregat, das mit einem Behältervolumen von über 500 Litern ausgeführt werden kann.

Checklisten zum Einkauf von Hydraulikaggregaten

Auswahl des Lieferanten

  • Bietet der Hersteller eine anwendungsbezogene Beratung an?
  • Sind vorab technische Unterlagen und 3D-Modelle erhältlich?
  • Können gewünschte Sonderlösungen umgesetzt werden?
  • Liegen die notwendigen Zertifikate vor bzw. können diese auftragsbezogen ausgestellt werden?
  • Bietet der Hersteller Serviceleistungen in den Zielregionen an?

Konfiguration des Hydraulikaggregates

  • Welch technischen Parameter, wie erforderlicher Betriebsdruck, Volumenstrom und Behältergröße müssen erfüllt werden?
  • Welche Nennbetriebsart ergibt sich aus der Einschaltdauer sowie der Anzahl und Dauer der Schaltspiele pro Zeiteinheit?
  • Welche Motorspannung und Ventilspannung liegt am Einsatzort vor?
  • Welche max. und min. Umgebungstemperatur ist zu erwarten? Welches Hydraulikmedium soll eingesetzt werden?
  • Welche Schutzklasse (IPxx) muss erfüllt werden?
  • Welche zusätzlichen Bedingungen (Umgebung, Geräuschpegel, Einbauraum (HxBxT)) müssen beachtet werden?

Gewünschte Zusatzfunktionen vom Hersteller verfügbar:

  • Ist die gewünschte Sensorik erhältlich und direkt anbaubar?
  • Gibt es die passenden Schnittstellen der Sensorik zu meiner übergeordneten Steuerung?
  • Ist eine optische oder elektrische Überwachung, z.B. von Filter, Temperatur sinnvoll?
  • Sind externe Kühlung bzw. Heizung für das Aggregat notwendig und ggf. erhältlich?

Detailbetrachtung für Einzelfunktionen:

  • Volumen ausfahren [cm ³]
  • Volumen einfahren [cm ³]
  • Druck [bar]
  • Ausfahrzeit [s]
  • Einfahrzeit [s]
  • Betätigungen pro Zyklus

Ist die Baureihe ausgewählt, erfolgt die Detaillierung auf Basis der genauen Anforderungen. Dabei ist vor allem zu berücksichtigen, welche Betriebsart für das Aggregat im geplanten Einsatz wirklich erforderlich ist.

In der internationalen Norm IEC 60034-1 sind Betriebsarten für die Auswahl geeigneter Motoren bekannt. Diese können auch bei der Auswahl von Hydraulikaggregaten angewendet werden. Hier steckt bereits viel Einsparpotenzial, wenn eine Überdimensionierung vermieden wird.

Wird das Aggregat zum Beispiel in der Betriebsart S3 (Aussetzbetrieb) verwendet, gibt es die Möglichkeit das Aggregat deutlich kleiner zu dimensionieren und den Energieverbrauch zu senken: Ein Hydraulikspeicher, versorgt die Leistungsspitzen des Systems.

Der Aussetzbetrieb, auch on/off-Betrieb genannt, bietet die beste Energieeffizienz beim Betrieb eines Hydrauliksystems. Der Einsatz von leckagefreien Wegesitzventilen unterstützt diese Betriebsart, da interne Verluste im Hydrauliksystem selbst vermieden werden. In diesem Fall bieten sich die Kompaktaggregate in Unterölbauweise der Baureihe KA oder HK an.

Besteht im System ein kontinuierlicher Volumenstrombedarf, muss das System mit einer drucklosen Umlaufschaltung (Betriebsart S6) oder einer variablen Drehzahl (Betriebsart S8) versorgt werden. Hierfür bietet Hawe die Baureihen HK, H6 und FXU an.

Wettbewerbsvorteile durch integrierte Systeme

Für spezifische Funktionen werden im Baukasten auch integrierte Lösungen angeboten, die sich aus konkreten Anwendungen heraus entwickelt haben und sicherlich auch in weiteren Maschinentypen Vorteile genieren können. So ist die Baureihe HR reversierbar, das heißt mit diesen Aggregaten kann ein doppelt wirkender Zylinder ohne weiteren Ventilanbau aus- und eingefahren werden.

Das spart Einbauraum und reduziert die Anschaffungskosten. Ursprünglich für Marine- und Automobilanwendungen entwickelt findet dieses Aggregat bereits Anwendungen in Kupplungen und kleineren Stellfunktionen. Eine weitere Baureihe, der Typ H4, integriert die Ventile für zum Beispiel eine Hub-/Senkfunktionen bereits im Flansch des Aggregates. In diesen Fällen sind die Steuerungsfunktionen damit bereits Teil des Aggregates.

Konkrete Fragestellungen zur Auswahl des passenden Hydraulikaggregattyps finden sich auch in der beiliegenden Checkliste.

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Schnell und einfach zum konkreten Produkttypen

Um die Baukastenlösung schnell umzusetzen, bietet Hawe auf der Webseite einen Typenkonfigurator an: Der Benutzer wird durch verschiedene Auswahlmenüs geleitet und kann jeweils die gewünschten Komponenten auswählen. Am Ende steht dann ein Typenschlüssel, der das Aggregat vollständig beschreibt und unmittelbar für eine Anfrage oder einen Auftrag genutzt werden kann.

Die Baukästen unserer Kindheit ermöglichten es, ein Projekt sehr schnell umzusetzen und auch anzupassen: Aus der Ritterburg wurde in Windeseile eine Tankstelle und kurz darauf ein Hochhaus. Ein Hydraulikaggregat ist nicht so schnell montiert und verändert. Vor dem Bau eines Hydrauliksystems „in Metall“ sollte sowohl die Funktionalität als auch die Bauform genau definiert sein.

Das virtuelle Produkt vorab

Fugia Hawe bildet dazu die Baukästen in der virtuellen Welt ab: Die Funktionalität eines Hydrauliksystems lässt sich sehr gut in einem Hydraulikplan darstellen. Dazu arbeitet Hawe mit Eplan Fluid, das ein einfaches Zusammenstellen und Modifizieren von Hydraulikplänen aus vorbereiteten Modulen ermöglicht.

Das Unternehmen stellt dazu alle Bausteine (Ventil- und Aggregatmodule) als Bibliothek zur Verfügung. Auch verrohrte oder verschlauchte Leitungen müssen nicht von Hand eingezeichnet werden, das erledigt die Software selbsttätig.

Die Funktionalität des Systems ist nur eine Seite der Medaille: Letztendlich muss das Aggregat auch in einen vorhandenen Einbauraum passen. Dazu ist ein 3D-Modell hilfreich. Mit der Software „Hawe in 3D“ werden Aggregate und Ventilverbände schnell und einfach zusammengestellt.

Wie bei der Hydraulikplanerstellung liegen auch hier alle Bauteile als einzelne Module vor, die zu einem kompletten System kombiniert werden können. Auch der Anbau von Manometern und Sensoren mit den entsprechenden Verschraubungen ist möglich, die Positionierung und Ausrichtung erfolgt genau nach Bedarf.

Um das fertige Modell in eine bestehende CAD-Zeichnung zu integrieren, kann aus „Hawe in 3D“ eine Step-Datei oder ein anderes Austauschformat exportiert werden. Sind konventionelle 2D-Ansichten mit Bemaßung gewünscht, so können diese ohne Weiteres abgeleitet werden.

Jetzt zeigt sich der wahre Vorteil des Baukastens: Das Produkt ist mit dem Typenschlüssel vollständig definiert, es ist keine Ingenieurs- oder Technikerkapazität mehr erforderlich. Daneben liegt mit Schaltplan und 3D-Modell auch ein großer Teil der Dokumentation vor, der durch eine beschreibende und erläuternde Druckschrift noch ergänzt wird.

Die Vielzahl der Hawe Produkte und ihre Kombinationsmöglichkeiten scheinen auf den ersten Blick vielleicht etwas verwirrend. Die genannten intelligenten Tools machen eine Auswahl des passenden Systems bei Kenntnis der technischen Anforderungen jedoch einfach.

Zusätzlich stehen natürlich die Hawe-Vertriebsingenieure an fünf Standorten in Deutschland und in 17 Tochterunternehmen weltweit bereit, Kunden zu beraten und bei der Auswahl des geeigneten Produkts oder der Auslegung eines Systems zu unterstützen.

Bearbeitet von Kathrin Irmer

Das Unternehmen: Hawe Hydraulik

Hawe Hydraulik ist ein mittelgroßes, international tätiges Familienunternehmen mit Stammsitz in München. 19 Tochtergesellschaften in Europa, Nordamerika und Asien bilden ein weltweites Vertriebs-, Service- und Engineering-Netz.

Die Produktionswerke in Deutschland beliefern Kunden rund um den Globus. Eine hohe Wertschöpfungstiefe, effiziente Prozesse und konsequentes Qualitätsdenken sichern die Zuverlässigkeit, Robustheit und Lebensdauer der Produkte.

Hawe Hydraulik hat den Ehrgeiz, über 70 Jahre Erfahrung in der Hydraulik zu kombinieren mit der Integration neuer Technologien und so innovative Lösungen zur Verfügung zu stellen - „Solutions for a World under Pressure“!

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