Hydrauliske ventiler vil ha en fordel av digital tilkobling

Vi opplever for tiden en overgang fra klassisk analog hydraulikk, til digital hydraulisk teknologi som kan tilkobles. Det er spesielt europeiske maskinprodusenter som digitaliserer maskinkonstruksjonene sine, og som forventer at hydrauliske enheter kan sømløst implementeres i tilkoblede miljøer. Dette betyr at når det gjelder automatisering, er hydrauliske aktuatorer likeverdige med elektromekaniske aktuatorer. En av de avgjørende funksjonene i dette tilfellet er den sømløse integrasjonen av intelligente hydraulikkventiler i ulike former for automatisering, via åpne standarder, deriblant en rekke Ethernet-grensesnitt.

Det finnes allerede smarte enkeltaksestyreenheter som fjernstyrer hydrauliske bevegelser i en behovsstyrt sløyfe. I tillegg er det integrert en kraftig bevegelseskontroll i ventilens innebygde elektronikk. Den sammenligner målet med de aktuelle forholdene på stedet, og har en nøyaktighet på noen få mikrometer. Systemets kontrollkvalitet bestemmes fullt og helt av målesystemenes oppløsning. Disse bevegelseskontrollene uten koblingsskap brukes stadig mer i saglinjer, papirmøller og maskinverktøy. Det finnes også smarte frekvensstyrte pumpeenheter og smart pumperegulering. De gir helt nye muligheter i forhold til strupekontrollere, som har vært mest brukt til nå, ved å regulere slagvolumet på en mer energieffektiv måte. På denne måten er funksjoner, som tidligere ble utført ved hjelp av ventiler, nå overført til programvaren.

Masseproduksjonen av sensorer for bransjer innen bilteknikk og forbrukerprodukter har redusert kostnadene betydelig. Og nå brukes sensorer stadig mer i hydraulikkbransjen. Etter vår oppfatning er neste trinn å integrere denne typen sensorteknologi i eksisterende ventilhus. Sensorer kan innhente informasjon om væskekvalitet, temperatur, vibrasjon og utførte vekslinger for å overvåke tilstanden. Ved hjelp av algoritmer for dyplæring, kan brukere deretter påvise slitasje før den forårsaker feilfunksjon.

Frihetsgraden når det gjelder å koble sammen ulike designer er allerede begrenset av standardkrav. Hydraulikkbransjen hadde en grundig diskusjon av digital hydraulikk for en stund siden. Tanken var, og er, å styre hydrauliske strømmer på en «trinnvis» eller «klokket» måte ved hjelp av enkeltbit- eller multibit-metoder. I visse bruksområder kan dette utgjøre en fordel sammenlignet med trinnløs teknologi.

Det er ikke lenger et spørsmål om det er fordelaktig å tilkoble hydraulisk ventilteknologi eller ikke. Spørsmålet er bare når. Dagens diskusjon omkring Industri 4.0 viser tydelig hvor viktig det er å definere alle nødvendige funksjoner og funksjonaliteter. Aktiv koblingsevne og kommunikasjon er først mulig når mekanismer og sensorteknologi er standardisert og i bruk av alle produsenter. Selv i framtida vil ikke alle hydraulisk/mekaniske trykkventiler være utstyrt med digital elektronikk eller være tilkoblet et kontrollsystem eller andre ventiler. En påtrykt QR-kode med informasjon om produsentens innstillinger, funksjonelle beskrivelser eller informasjon om pakningsbytte er et av de første trinnene mot koblingsevne. Når det gjelder nye materialer og produksjonsmetoder, har Rexroth mange innovasjoner på gang. 3D-utskrift av kjerner for støping av hus eller direkte utskrift reduserer energiforbruket under ventildriften betydelig. Mens det var nødvendig å ta hensyn til at formen skulle kunne deles ved støping med kjerne, er dette ikke lenger nødvendig i dag takket være kjerneutskrift. Dette betyr at vi kan konstruere kanalene på andre måter, og dermed oppnå mindre trykktap og energiforbruk. For en ventil med en gjennomstrømning på 10 000 l/min betyr en motstandsreduksjon på 10 til 20 prosent en betydelig reduksjon av driftsutgiftene.

Med IAC-ventiler (IAC = integrert aksestyring) tilbyr Bosch Rexroth bevegelsesstyring uten koblingsskap som er fullstendig integrert i ventilelektronikken. Den kan kobles til via åpne grensesnitt. Det samme gjelder for servohydrauliske akser med egne væskekretser. I disse monteringsklare aksene danner pumpe, ventiler og sylindre en montasje som maskinprodusenten bare trenger å koble til strømforsyning og styrekommunikasjon. De bruker de samme verktøyene for idriftsettelse og brukergrensesnitt, noe som betyr at alle drivenhetene kan brukes på en ensartet måte. Klassiske servoventiler kan også videreutvikles. Nye plug-in-forsterkere med pulsbreddemodulasjon for av/på-ventiler fra Rexroth, reduserer overflatetemperaturen til koblingene med mer enn 80 grader, til kun 50 grader. Dette er spesielt interessant for saglinjer hvor lettantennelig sagflis utgjør en eksplosjonsrisiko.

Om 10 år er ventilene bedre tilpasset prosjektplanlegging, de er lettere å ta i bruk, kan drives mer effektivt og vil gi mer informasjon om behovet for vedlikehold. Når det er behov for vedlikehold, har ventilen allerede bestilt reservedeler.