F&E-Projekte
der HyPneu Gruppe

Dipl.-Wirt.-Ing. Marek Havlicek


mhavlicek@hypneu.de

Kooperationsforschung

Entwicklung von Methoden zur Identifikation von messtechnisch erfassbaren Verschleißindikatoren für hydraulische Pumpensysteme      

Fördermittelgeber: ZIM KK56014001KP3 
Die Zuwendung wird aus Mitteln des Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) finanziert. 

Zielstellung

Hauptziel des Projektes bildet daher die Entwicklung eines Systems (im Folgenden als „MonPuForm“ bezeichnet) zur Inline-Konditionsüberwachung und Bereitstellung von verschleißbeschreibende Kenngrößen, um einen robusten Betrieb der in hydraulischen Servopressen eingesetzten Hydraulikpumpen wissensbasiert zu gewährleisten. Die Grundlage bildet ein zu entwickelndes Sensorsystem zur Erfassung der notwendigen Informationen, welches im hydraulischen Antriebssystem integriert wird. Anders als bei bisherigen Systemen stellt die Fusion dieser Sensordaten mit technologiespezifischen Prozess- und Maschinendaten eine Kernfunktionalität des Systems dar. Die Daten werden dann modellbasiert ausgewertet und für die anschließende Diagnose bereitgehalten. Dies bietet großes Potenzial für eine intelligente Überwachung von hydraulischen Pumpensystemen im beschriebenen Anforderungsfeld moderner servohydraulischer Pressen. Infolgedessen geben die zustandsrelevanten Informationen frühzeitig Aufschluss über anstehende Wartungs- sowie notwendige Instandsetzungsarbeiten und erhöhen damit die Planbarkeit, Anlagenverfügbarkeit und Produktivität solcher Umformlagen. Dadurch könnten auch Produktionsanläufe und Fehlerursachenanalysen unterstützt werden. Des Weiteren können die Informationen und Daten zur Vertiefung bzw. Neudefinition von bestehenden Geschäftsbeziehungen zwischen Anlagenhersteller und Anlagenbetreiber wie auch die Erschließung von neuen Geschäftsmodellen unter Nutzung des entstehenden Überwachungssystems verwendet werden.

Durch das avisierte Projektvorhaben werden aktuelle Kernthemen, insbesondere die digitale Transformation der Industrie [9] sowie die Bestrebungen der Klimaneutralität auf nationaler Ebene mit dem Bundesklimaschutzgesetz sowie auf europäische Ebene in Form des EU-Klimagesetzes „Green Deal Strategie“, adressiert. Auf Basis der Projektergebnisse werden Anforderungen, mögliche Lösungskonzepte und Techniken zur Einbindung des Überwachungssystems „MonPuForm“ in eine digitale und übergeordnete Assistenzstruktur erarbeitet und vorgestellt. Des Weiteren führt die beabsichtigte Zusammenarbeit zwischen Systemanbietern von hydraulischen Anlagen (HyPneu) und Entwickler von kognitiven Produktionssystemen (Fraunhofer IWU) auf deutscher Seite sowie Industrial-Analytics-Entwickler (IPercept), Sensorentwickler (RISE) und Maschinenhersteller (AP&T) auf schwedischer Seite zu einer Bündelung interdisziplinärer Kompetenzen für die Entwicklung eines innovativen Hightech-Produktes.

Vorhabenslaufzeit:
01.01.2024 - 31.12.2025

Flexibles robotergestütztes-HGSS von 3D-konturierten Bauteilen mittels des Einsatzes einer neuartigen Hochgeschwindigkeitshydraulik (FlexRo)

Fördermittelgeber: SAB 100679611
Die Zuwendung wird aus Mitteln des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) und des Freistaates Sachsen finanziert. 

Zielstellung

·         Entwicklung einer sehr kleinen neuartigen linear hydraulischen Schlageinheit mit variabler Bereitstellung der Schlagenergie, neuartigem Energiespeicher, Führungs-/Dichtungssystem, etc.

·         erstmalige Realisierung des Beschnittes einer 3D-Kontur im HGSS (im direkten Vergleich zum konventionellen HGSS) und der Bestimmung der unteren Prozessgrenzen

·         erstmalige Montage einer linear hydraulischen Schlageinheit an einem industriellen Roboter und Entwicklung von Verbindungskupplungen (zwischen Schlageinheit und Werkzeug) zur Impulsübertragung und Dämpfung

·         Entwicklung eines Forschungswerkzeuges für verschiedene Schneidaufgaben zur Demonstration des Potenzials des flexiblen robotergestützten HGSS mit der neuartigen linear hydraulischen Schlageinheit an Presshärtestahl 

Vorhabenslaufzeit:
12.01.2024  -  11.01.2026

Unsere eigenen Forschungsobjekte

Energieeinsparmodul für Pneumatikzylinder

Produktbeschreibung:
Ziel des Steuermoduls ist die Einsparung von Druckluft bis zu 50% durch Speicherung der Abluft in einen Druckspeicher und Nutzung dieser Energie für die Rückbewegung des Zylinders. Derzeit werden pneumatische Antriebe in der Regel mit Abluftdrosselung betrieben. Dabei entweicht die energiereiche Abluft ungenutzt in die Atmosphäre. Dieses Steuermodul speichert diese Verlustenergie und nutzt Sie ein zweites Mal. Der erste erfolgreiche Praxistest wurde durchgeführt.

Anwendungsbereiche:

  • Zylinder ab Nenngröße 80 mm 
  • Hohe Taktfrequenz (min. 10 Hübe/Minute) 
  • Luftverbrauch des Zylinders min. 200 Normliter/Minute 
  • Kontinuierlicher Kraftverlauf des pneum. Antriebes 
  • Abluftdrosselung des gegenwärtigen Antriebs 
  • Ausreichend Einbauraum für einen Druckspeicher in der Größe des vorhandenen Antriebes muss vorhanden sein

Vorteile des Steuermoduls:

  • Nachrüstbar für Einzelantrieb und modulare Baugruppen 
  • Kein Eingriff in die Maschinensteuerung notwendig 
  • Steigerung der Dynamik des Antriebes 
  • Anpassbar an beliebige pneumatische Antriebe 
  • Sofortige Kostenreduzierung und geringe Amortisationszeiten 
  • Umweltbewusst

High-Speed-Modul für Pneumatikzylinder

Produktbeschreibung:
Das Ziel des Zusatzmoduls ist es, die Verfahrgeschwindigkeiten zu erhöhen bei gleichzeitiger ausreichender Dämpfung in der Endlage. Derzeit werden pneumatische Antriebe in der Regel mit Abluftdrosselung betrieben, wodurch eine konstante Verfahrgeschwindigkeit eingestellt wird, so dass der Zylinder in der Endlage anschlagfrei einfährt.

Funktionsweise des Moduls
Das Prinzip beruht darauf, dass die Abluft in einen Speicher, der unter einem voreingestellten Vordruck steht, gepresst wird, wodurch sich ein wegproportionaler Gegendruck einstellt. Dies ermöglicht zum Beginn der Bewegung eine große Beschleunigung und eine gezielte Abbremsung vor Erreichung der Endlage. Für dieses Modul ist kein externer Speicher notwendig, da man hierbei die jeweiligen Abluftkammern des Antriebs nutzen kann. Diese werden vor Einleitung der Bewegung auf einen überwachten Vordruck eingestellt. Durch Komprimierung des unter Vordruck stehenden Kammervolumens wird das gewünschte Verfahrverhalten erreicht. Wie auf der Rückseite abgebildeten Diagramm ersichtlich, ist eine deutliche Verkürzung der Verfahrzeit möglich. Besonders geeignet ist diese Ansteuerungsmethode für massebehaftete Antriebe, die bei pneumatischen Antrieben in der Regel als kritisch einzustufen sind. 

Vorteile des High-Speed-Moduls

  • Verkürzung der Taktzeit des Antriebes 
  • Proportionales Verfahrverhalten ohne komplizierte Elektronik 
  • Hohe Beschleunigung des Antriebes 
  • Amortisation über Taktzeitreduzierung 
  • Nachrüstbar bei jedem Pneumatikzylinder mit gegenwärtiger Abluftdrosselung 
  • Größenunabhängig

ICM

Kooperation

Wir stehen in Kooperation mit: ICM Institut Chemnitzer Maschinen- und Anlagenbau e.V.

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