Hydraulikantriebe Hydraulische Konvertertechnik profitiert von Digitalventilen

Mit digitalen Hydraulikventilen werden Konverterschaltungen kostengünstig und dennoch energieeffizient ausgelegt. Das zeigt sich besonders bei Anwendungen, bei denen sich mehrere Verbraucher aus Kostengründen eine hydraulische Energieversorgung teilen. Die hohe Energieeffizienz hat auch bauliche Vorteile.

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Konstruiere pfiffig und einfach. Nach diesem Grundsatz treibt die Linz Center of Mechatronics GmbH (LCM) die Digitalhydraulik voran. Nach Angaben des österreichischen F&E-Zentrums in Linz sind die Entwicklungen einfach im Aufbau, daher kostengünstig und wartungsarm. Dennoch steigerten sie die Arbeitsgenauigkeit, Energieeffizienz und Zuverlässigkeit.

Digitales Hydraulikventil mit Schaltzeiten von wenigen Millisekunden

LCM hat auf der diesjährigen Hannover-Messe das Ergebnis präsentiert: das digitale Hydraulikventil FSVI, das Schaltzeiten im unteren Millisekundenbereich ermöglicht und als Großserienteil wirtschaftlich hergestellt werden kann (Bild 1). Es gehörte zu den fünf Nominierungen für den Hermes-Award 2012, der auf der Messe vergeben wurde.

Eine relativ schlechte Energiebilanz konventioneller hydraulischer Antriebe überschattet zunehmend den Vorteil der hohen Kraft- und Leistungsdichte. In der Hydraulik setzen Antriebshersteller daher zunehmend auf verdrängergesteuerte Systeme zur direkten Ansteuerung der Verbraucher.

LCM bringt dagegen digitale Hydraulikventile ins Spiel, wie das Digitalventil FSVI. Es ermögliche die Umsetzung energieeffizienter hydraulischer Konverterschaltungen. Häufig müssen sich aus Kostengründen mehrere Verbraucher eine Versorgung teilen [1]. Bei bestimmten Betriebsbedingungen verschlechtert das den energetischen Wirkungsgrad enorm. Verbesserungen bieten Konverterprinzipien mit Digitalhydraulik. Genau wie das Netzteil eines Computers die elektrische Netzspannung „anzapft“, wird der am Verbraucher momentan benötigte Druck von einem hydraulischen Konverter zur Verfügung gestellt. Er kann dabei deutlich unter dem Versorgungsdruck liegen.

Einfache und schnelle Montage von gekapselten, autarken Antrieben

Bei verdrängergesteuerten Antrieben ist jedem Verbraucher ein Versorgungsaggregat aus Motor und Pumpe zugeordnet. Der drehzahlvariable Motor führt über die hydraulische Konstantpumpe dem Aktuator nur so viel Energie, wie dieser tatsächlich benötigt. Im Gegensatz zum Konverter lässt sich allerdings nur bedingt Energie zurückspeisen. Außerdem benötigen Tank und Ölkühler im Aggregat Platz. Die Hydraulik bleibt in der Regel von außen sichtbar.

LCM verfolgt dagegen das Ziel, gekapselte autarke Hydraulikantriebe zu entwickeln, die sich so einfach wie elektrische in Maschinen integrieren und quasi von Anwendern nicht wahrgenommen werden. Dazu bieten sich schnell schaltende Digitalventile an. So wird das Ventil FSVI als ein wichtiger Bestandteil einer modernen Hydraulik angesehen.

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