Industriehydraulik
Mehr Output, halber Energiebedarf: ZENITH optimiert Betonsteinfertigung mit Bosch Rexroth
21.05.2026
6 min.
Mit einem drehzahlvariablen Hydraulikaggregat von Bosch Rexroth steigert ZENITH die Produktivität des Mehrlagenfertigers ZENITH 940 HS um bis zu 50 % und halbiert gleichzeitig den Energieverbrauch.
Jeder kennt sie: Betonsteine in unterschiedlichen Formen und Farben als Pflaster- und Rasengittersteine, Mauer- und Hohlblocksteine, Palisaden oder Bordsteine. Weniger bekannt sind hingegen die ausgefeilten Maschinen, die sie mit höchster Präzision und Geschwindigkeit in langen Bahnen fertigen und zum Trocknen in mehreren Lagen ablegen. Einer der bekanntesten vollautomatischen, fahrbaren Mehrlagenfertiger kommt aus dem nordrhein-westfälischen Neunkirchen bei Siegen: die ZENITH 940 wird seit den 1960er-Jahren konsequent weiterentwickelt und erhält dank eines umfassenden Hydraulik-Updates von Bosch Rexroth eine grundlegende technologische Überarbeitung.
Die ZENITH 940 HS produziert verschiedenste Betonsteine mit Höhen von 40 mm bis 1.000 mm. Diverse Sonderausführungen erlauben Spezialprodukte wie Holzbetonblöcke, großformatige Stapel-Steine, extra hohe Palisaden und Schachtringe. (Bild: ZENITH Maschinenfabrik)
Die ZENITH Maschinenfabrik mit Sitz in Neunkirchen ist eine weltweit bekannte Größe in der Betonsteinindustrie. Das breite Angebot reicht von Bodenfertigern über vollautomatische Mehrlagenfertiger und Brettfertiger bis hin zu kompletten, kundenspezifischen Kreislaufanlagen. (Bild: ZENITH Maschinenfabrik)
Bisherige Hydraulik am Limit
Die 1953 in Neunkirchen gegründete ZENITH Maschinenfabrik GmbH gehört seit 2014 zur QGM-Gruppe und ist einer der wichtigsten Markt-und Technologieführer in der Branche. Besonderen Wert legt ZENITH auf ein breites Produktspektrum, kurze Taktzeiten und eine hohe Benutzerfreundlichkeit. So auch bei der Serie 940, die mit reproduzierbarer Qualität unterschiedlichste Betonsteine von 40 bis 1.000 mm Höhe fertigen kann. Doch bei der geforderten Produktivitätssteigerung stieß das bisherige Hydraulikkonzept der Maschinenserie an seine technologischen Grenzen. „Um uns durch eine erneute Leistungssteigerung vom Wettbewerb abheben zu können, mussten wir den Mehrlagenfertiger von Grund auf überarbeiten und das hydraulische Antriebskonzept neu denken“, erklärt Senior Vice President und Prokurist Heiko Boes.
Neuer Antrieb steigert Produktivität und Energieeffizienz
Die Ansprüche an den neuen Hydraulikansatz waren hoch: Die neue Maschinengeneration ZENITH 940 High Speed (HS) sollte dadurch noch bedienerfreundlicher, schneller und energieeffizienter werden – und das bei gleicher Geometrie, um den Formenbestand des Vorgängermodells für die Kunden erhalten zu können.
„Es war offensichtlich, dass wir einen Technologiewechsel benötigten“, berichtet Hartwig Scheld, Leiter Hydraulikkonstruktion bei ZENITH. Auf der Suche nach einer innovativen Antriebslösung informierte sich das Entwicklungsteam bei Bosch Rexroth über die Potenziale von drehzahlvariablen Antrieben, die dort seit vielen Jahren für unterschiedlichste Industrieanwendungen realisiert werden.
Hartwig Scheld, Leiter Hydraulikkonstruktion bei ZENITH: „Die neue Hydraulik von Bosch Rexroth ist für uns ein großer Sprung nach vorne.“ (Bild: ZENITH Maschinenfabrik)
Entwicklungszusammenarbeit mit Bosch Rexroth
ZENITH setzte bereits bei verschiedenen Brettfertigern auf die Lösungskompetenz von Bosch Rexroth. Für die Neuentwicklung des Mehrlagenfertigers wurde die Zusammenarbeit nun auf die Konzeption des kompletten Antriebsstrangs ausgeweitet – inklusive Hydraulikaggregat mit drehzahlvariablem Antrieb, Steuerplatten und Proportionalventiltechnik. Die gewählte Sytronix-Einheit aus Servomotor und Konstantpumpe wird hochgenau über einen Umrichter gesteuert, um die Hauptbewegungsachsen mit der exakt benötigten Leistung zu versorgen. Neben dem Fahrantrieb zählen dazu auch die von ZENITH selbst entwickelten und gefertigten Zylinder für Rütteltisch, Form, Auflast und Füllwagen.
Power-on-Demand: Das neue Hydraulik-Aggregat von Bosch Rexroth mit drehzahlvariablem Antrieb spart bei gleicher Leistung 50 % des vorherigen Energiebedarfs ein. (Bild: ZENITH Maschinenfabrik)
Drehzahlvariable Volumenstromerzeugung
Mit dem neuen Antriebskonzept verabschiedet sich ZENITH beim Mehrlagenfertiger 940 von der bisherigen Hydrauliklösung mit zwei Radialkolbenpumpen, die permanent hydraulische Leistung erzeugte. Was davon nicht von den Verbrauchern benötigt wurde, verpuffte ungenutzt als Verlustwärme, die mit zusätzlichem Energieaufwand durch eine Kühleinheit aus der Maschine abgeführt werden musste.
Der neue Sytronix-Antrieb liefert Leistung nach Bedarf (Power-on-Demand): Er stellt hohe Volumenströme für dynamische Bewegungen und hohe Drücke für Haltephasen exakt dann bereit, wenn sie benötigt werden. Das Ergebnis: keine Energieverschwendung, weniger Abwärme und eine spürbar geringere Geräuschemission.
Gleiche Leistung bei halbem Energiebedarf
Durch den neuen Power-on-Demand-Antrieb konnte ZENITH die zwei bisherigen Pumpen mit einem Nennvolumenstrom von jeweils 20 l/min durch ein leistungsfähigeres Modell mit 40 l/min ersetzen, wobei sich der Volumenstrom über höhere Pumpendrehzahlen auf bis zu 80 l/min steigern lässt. Dabei regelt der Umrichter die Drehzahl der Motor-Pumpen-Einheit für jeden Betriebspunkt so, dass der jeweils erforderliche Druck von bis zu 250 bar sowie der benötigte Volumenstrom exakt bereitgestellt werden.
Dabei ist die Grundlast des neuen Hydraulikantriebs im Vergleich zum Vorgängermodell ZENITH 940 Speed & Comfort (S&C) mit 10 kW nur noch halb so hoch. Die etwa doppelt so hohe Energieeffizienz ist vor allem in heißen Produktionsumgebungen relevant, um mithilfe des Öl-Luft-Kühlers eine Überhitzung des Fluids zu vermeiden. Des Weiteren vereinfacht der neue Aufbau des Hydraulikaggregats die Wartung. Die Hydraulikpumpe ist nun liegend auf dem Ölbehälter positioniert und im Fall von Wartungs- und Reparaturarbeiten leicht zu erreichen.
Schnellere Zyklen durch kürzere Schaltzeiten: Die Proportionalventile der neuesten Generation (Typ 4WREE) von Bosch Rexroth steuern die Hydraulikzylinder präzise an und ermöglichen so eine hohe Dynamik. (Bild: ZENITH Maschinenfabrik)
Robuste Ventiltechnik, transparente Prozesse
Auch die neue Generation an Proportionalventilen von Bosch Rexroth erhöht laut Scheld die Wettbewerbsfähigkeit. „Durch die exakte Regelung der Volumenströme für die Zylinder erreichen wir extrem kurze Schaltzeiten, sodass insbesondere die Pendelbewegungen der Füllwagen noch schneller und flüssiger werden.“ Auch gegen Schwingungen und das häufige Rütteln erweisen sich die Rexroth-Ventile in der Praxis als äußerst robust.
Infolge des geringeren Wärmeeintrags und der von Bosch Rexroth empfohlenen 3 µm-Filtration muss das Hydrauliköl nur noch halb so oft getauscht werden. Das spart nicht nur Ressourcen, sondern reduziert auch die Störanfälligkeit, da der herausgefilterte Betonstaub aus der Umgebung die Funktionsfähigkeit der Proportionalventile nicht gefährden kann.
Im Ergebnis profitieren die ZENITH Kunden nicht nur von stabilen Prozessen und einer reproduzierbaren Qualität, sondern auch von einer hohen Wartungsfreundlichkeit – zumal die Proportionalventile in einer eigenen Maske auf dem intuitiven, menügesteuerten Touchpanel der Maschine visualisiert sind. „Anhand der aktuellen Kolbenstellung werden eventuelle Ausfälle sofort sichtbar, sodass ein langwieriges Troubleshooting der Vergangenheit angehört“, so Scheld. „In Verbindung mit unserem Fernsupport können wir heute rund 95 % aller Fehler in der Maschine sofort analysieren und so eine optimale Verfügbarkeit der Maschine gewährleisten.“
Bis zu 50 % mehr Ausbringung: der vollautomatische, fahrbare Mehrlagenfertiger ZENITH 940 High Speed (HS) mit drehzahlvariablem Hydraulikantrieb und schnellen Proportionalventilen von Bosch Rexroth. (Bild: ZENITH Maschinenfabrik)
Bis zu 50 % mehr Output und dreifache Fahrtgeschwindigkeit
Das Zusammenspiel aus dynamischem Sytronix-Antriebsstrang und reaktionsschnellen Proportionalventilen ist der Schlüssel zum Erfolg: Der Output des Mehrlagenfertigers steigt um 20 bis 50 % gegenüber der Vorgängerlösung – jeweils abhängig von Material, Steinformat und Befüllung der Trichter, die auch vollautomatisch über eine optionale Beschickerbrücke erfolgen kann. Die Auswahl des entsprechenden Rezepts erfolgt einfach über das Touchpanel. „Mit unserer neuen Hydraulik können wir Kunden jetzt noch mehr Möglichkeiten an die Hand geben, ihre Prozesse zu optimieren“, erklärt Scheld. „So konnten wir beispielsweise die Wiederholgenauigkeit von 30 auf 90 % steigern, was die Reproduzierbarkeit der Produkte noch effizienter macht.“
„Durch den drehzahlvariablen Antrieb mit bis zu 80 l/min Volumenstrom können die Regelachsen mittels Druckvorgabe exakt positioniert werden“, so Scheld. „Dadurch kann die Last nun mit bis zu dreifacher Geschwindigkeit bewegt werden, was sich insbesondere bei längeren Wegen positiv auf die Produktivität auswirkt.“
Logistische Vorteile durch verringerte Komplexität
Durch die rein elektrische Ansteuerung des drehzahlvariablen Antriebs vereinfacht sich auch die Programmierung der Maschine zugunsten einer noch intuitiveren Bedienung. Gleichzeitig reduziert sich die Komplexität im Engineering, da sich die Achsen digital über die beiden Steuerwerte Solldruck und Drehzahl steuern lassen. Alles weitere übernimmt der Umrichter, einschließlich Rückführung.
Ferner verschlankt das vereinfachte Hydraulikdesign die Logistik, da weniger Bauteile bevorratet werden müssen. „Durch die neue Ventilbaureihe konnten wir die Anzahl der Typen von vormals acht auf fünf reduzieren“, verdeutlicht Scheld. „Bei der Vorgängerserie haben wir noch die gesamte Hydraulik inklusive Steuerblock selbst gebaut, jetzt nutzen wir einzelne Bausteine von Bosch Rexroth und erzielen damit deutlich kürzere Lieferzeiten.“
Der neue Mehrlagenfertiger ZENITH 940 HS bei der Produktion von Mauersteinen. (Bild: ZENITH Maschinenfabrik)
Entwicklungspartnerschaft hat sich ausgezahlt
Senior Vice President Boes bezeichnet das Ergebnis der intensivierten Zusammenarbeit mit Bosch Rexroth als echten Quantensprung. „Wir haben uns gemeinsam ein Stück Zukunftsfähigkeit erarbeitet – weg von der Individualhydraulik, hin zu einem Standard-Baukastensystem für leistungsstarke und energieeffiziente Hydraulikantriebe“, so Boes. „Dieses Potenzial wollen wir schrittweise für unsere weiteren Maschinenplattformen erschließen und unsere führende Marktstellung weiter behaupten.“
Infokasten: Drehzahlvariabler Hydraulikantrieb
Durch drehzahlvariable Antriebe verbrauchen Mehrlagenfertiger und viele weitere industriehydraulische Anwendungen bei gleicher oder höherer Leistungsfähigkeit deutlich weniger Energie. Da das Power-on-Demand-Konzept für jede Betriebssituation die optimale Leistung bereitstellt, steigt die Energieeffizienz im Vergleich zur Drosselregelung im zweistelligen Prozentbereich. Weiterhin steigen wichtige Produktivitätsfaktoren wie Regelgüte, Dynamik und Bewegungspräzision. Zudem wird weniger Hydraulikflüssigkeit benötigt. Die geringeren CO₂-Emissionen reduzieren den ökologischen Fußabdruck. Gleichzeitig senkt die intelligente elektrohydraulische Konstruktion den Aufwand über den gesamten Lebenszyklus – von der Entwicklung über die Integration bis hin zur Wartung.
Autor: Heiner Stueber
Position: Vertrieb Europa Mitte des Produktbereichs Industriehydraulik | Deutschland West
Telefon: +49(2102) 409-225
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