Nachhaltige Hydrauliksysteme - weniger Energie, weniger Fluid, weniger Material

00:00:00: Hallo liebe Zuhörerinnen und Zuhörer, willkommen zu einer neuen Folge unseres Podcastes "Industrie neu gedacht"

00:00:09: Mein Name ist Robert Weber und mir gegenüber steht Thorsten Kübert. Hallo Thorsten, willkommen im Podcast.

00:00:15: Hallo Robert, bevor wir loslegen, stelle dich ganz kurz den Zuhörerinnen und Zuhörer vor.

00:00:20: Wer bist du? Was machst du bei Bosch Rexroth?

00:00:23: Ich bin bei Bosch Rexroth im Industrie-Sektor für Pressen, Werkzeugmaschinen und Automotive.

00:00:29: Und ich leite dort den weltweiten Vertrieb und wir unterstützen damit unsere Kunden, als auch unseren Vertrieb, in der Projektierung in neuen Systemen, Anlagen und das weltweit.

00:00:42: Und wir sprechen heute über Hydraulikdaten?

00:00:44: Genau, wir haben den Fokus auf Hydraulik, elektrohydraulische Anlagen von der Hardware bis hin zur Steuerungstechnik.

00:00:51: Und unser Schwerpunkt heute wird das Thema Energieeffizienz und Nachhaltigkeit sein.

00:00:56: Wie steht es um die Energie-Effizienz? Was fragen eure Kunden im Bereich Energie-Effizienz 2024 nach? Was wollen die?

00:01:03: Für unsere Kunden ist auf der einen Seite wichtig, dass sie wettbewerbsfähig sind.

00:01:07: Das erreichen wir dadurch, dass wir ihnen maßgeschneiderte Systeme bereitstellen.

00:01:12: Und das Thema wie Energie-Effizienz, weniger Fluid, weniger Material, also schmaleren Foodprint von Maschinen, das sind Randbedingungen, die gewinnen immer mehr an Bedeutung.

00:01:23: Ist das eine Hygienefaktor, Energie-Effizienz?

00:01:26: Es wird zunehmend zu einem Wettbewerbsvorteil.

00:01:30: Wir haben Kunden, die zum Beispiel hydraulische Pressen über das Thema Energie-Effizienz mittlerweile verkaufen.

00:01:36: An ihre Kunden, dann an ihre Endkunden?

00:01:39: Ja, sie werden aktiv danach gefragt, was hat diese Maschine für einen Energieverbrauch pro Teil?

00:01:45: Und selbstverständlich sind die Stückkosten entscheidend.

00:01:48: Das heißt, der Maschinenbetreiber möchte wissen, was sind die Kosten, die die Maschine pro Stück benötigt.

00:01:55: Auf der anderen Seite möchte er auch seinen CO2-Foodprint reduzieren.

00:02:00: Und wenn wir das schaffen, dass wir eine Maschine hochproduktiv gestalten können und gleichzeitig den Energiebedarf reduzieren,

00:02:07: dann sind das sehr gute Argumente für den Maschinenhersteller in der internationalen Wettbewerbsfähigkeit.

00:02:14: Du hast gerade schon gesagt, Endkunde und Maschinenhersteller, und dann kommt ihr als Zulieferer des Maschinenherstellers.

00:02:21: Das heißt, gemessen wird Effizienz im Betrieb.

00:02:25: Ja, die ist entscheidend. Wir schauen uns bei Systemprojektierungen mit dem Kunden an,

00:02:32: was hat die Maschine anhand von bestimmten Teilen, anhand bestimmten Zyklen für einen Energieverbrauch.

00:02:39: Und das ist für den Kunden das alles Entscheidende.

00:02:42: Das heißt, ich gucke gar nicht so sehr auf die einzelne Komponente oder ich sehe es immer im System?

00:02:48: Das ist eine interessante Frage, weil für mich ist die einzelne Komponente ein Puzzleteil, was am Schluss das System energieeffizient macht.

00:02:55: Und so kannst du beispielsweise, fangen wir an einem einfachen Beispiel an,

00:03:00: an einem Schaltwegeventil, ist es möglich, dass du durch eine geschickte Auswahl der Toleranzen des Kolbens

00:03:07: sowie der Magnetleistung kannst du erhebliche Einsparungen erzielen.

00:03:12: Das ist total spannend. Warum fällt uns das jetzt erst ein?

00:03:15: Welche technologische Hürde musstet ihr überspringen, damit ihr sagt, das ist jetzt möglich?

00:03:20: Grundsätzlich haben wir diese Möglichkeiten am Schaltwegeventil schon länger.

00:03:24: In der Vergangenheit hat man oft projektiert aus dem Hintergrund heraus, Energie war da, Energie war günstig.

00:03:31: Also lieber noch ein...

00:03:33: Lieber noch mal etwas mehr. Und das hat natürlich den Vorteil gehabt, dass die Maschine auch für zukünftige Teile sehr flexibel war.

00:03:43: Aber dies kann man natürlich auch, wenn man sich das anschaut, was die Maschine konstruktiv für Lasten zum Beispiel verarbeiten kann,

00:03:52: kann man das auch optimieren in der heutigen Zeit schon.

00:03:54: Also eine Werkzeugmaschine, die in einem Druckbereich von unter 100 bar arbeitet.

00:03:59: Dort ist es problemlos möglich, dass man auch einen 8 Watt Magneten einsetzt an so einem Ventil.

00:04:06: Und das hätte man auch schon vorher machen können.

00:04:08: Manche Kunden haben es auch schon gemacht, manche Kunden vielleicht noch nicht.

00:04:12: Und das sind Möglichkeiten, wenn man sich das bewusst macht, was jedes Bauteil für eine Wirkung hat, dann kann man das aktiv angehen.

00:04:18: Das heißt, ihr habt euch in eurer Komponente jedes einzelne Bauteil angeschaut und gesagt, was können wir da besser machen?

00:04:26: Exakt. In einer Hydraulik oder in einer Projektierung schaut man sich die Gesamtfunktion an, überlegt, wie kann man diese realisieren.

00:04:34: Kann entsprechend auch eine Simulation durchführen, um das Verhalten der Anlage zu optimieren.

00:04:39: Und kann sich dann auch nochmal unter der Prämisse, wir wollen Energieeffizienz auch erreichen, nochmal überlegen, welche Möglichkeiten habe ich.

00:04:47: Und das für jede Komponente, für jedes Teilmodul bis hin zum Gesamtssystem.

00:04:51: Aber sind das dann hochindividuelle Lösungen?

00:04:54: Ihr wollt doch skalieren, ihr wollt doch was aus der Schublade ziehen und sagen, hier lieber Kunde, das ist das Produkt.

00:04:59: Das ist der Vorteil beim Bosch Rexroth.

00:05:01: Wir sind dort schon mehrere Jahrzehnte im Bereich Pressen beispielsweise unterwegs.

00:05:06: Und von daher haben wir dort einen breiten Erfahrungsschatz, ein breites Lösungsspektrum.

00:05:12: Und können hier zielgerichtet Lösungen anbieten, wo wir auch sicher sind, dass sie die Grundfunktion sowohl in der Maschine in ihrer Funktion,

00:05:20: sowohl im Thema Sicherheitstechnik erfüllt.

00:05:23: Und gleichzeitig haben wir jetzt noch die weitere Prämisse, dass wir auch energieeffizient sein wollen.

00:05:27: Du hast gerade so ein bisschen schon anklingen lassen.

00:05:30: Wir sind so jetzt gerade in der Designphase, Projektierungsphase.

00:05:33: Was muss ich noch in der Designphase tun, um ein energieeffizientes Hydrauliksystem zu bekommen?

00:05:39: Die Hydraulik beruht darauf, dass wir das Fluid als Energieübertrag nutzen.

00:05:45: Dafür sind beispielsweise Motorpumpenmeinheiten notwendig, die einen entsprechenden Volumenstrom erzielen.

00:05:52: Motorpumpenmeinheiten, dafür bieten wir den Kunden Tools an wie unseren Size and Select Assistant,

00:05:57: der es ermöglicht, auf Basis von Volumenstrom und Drücken ein passendes Motorpumpensystem auszuwählen.

00:06:03: Und wenn wir diesen Zyklus uns vergegenwärtigen und mit dem Kunden diskutieren

00:06:08: und uns auf der anderen Seite anschauen, in welchen Betriebspunkten die Maschine arbeitet,

00:06:13: finden wir alleine über diese Transparenz oft schon Ansatzpunkte in der Diskussion mit dem Kunden,

00:06:18: dass wir den Zyklus optimieren können.

00:06:20: Und wir finden dann auch die passende Motorpumpenmeinheit dafür als Basis.

00:06:24: Und das können wir dann natürlich weiterführen.

00:06:26: Wir können auch die verschiedenen Funktionen, die in einer Maschine realisiert wird, modular aufsplitten und entsprechend bewerten.

00:06:33: Ist das dann ein Hardware-Fokus oder ein Software-Fokus, der die Effizienz bringt?

00:06:38: Das ist eine sehr interessante Frage.

00:06:39: Und mittlerweile kann man davon sprechen, dass man in Hardware und in Software Lösungsansätze von Bosch Rexroth bekommt.

00:06:46: In der Software beispielsweise versetzen wir die Motorpumpenmeinheit in die Lage,

00:06:50: im optimalen Arbeitspunkt zu arbeiten.

00:06:52: Wir haben hierfür zum Beispiel Hydraulic4U, eine PQ-App, die es schafft,

00:06:57: anhand von dem Lastprofil den optimalen Arbeitspunkt zwischen Schwenkwinkel und Motordrehzahl zu generieren.

00:07:03: Und das kann man auch bei einem Achssystem mit einer XF oder Kraft-Wege-Funktion genauso machen.

00:07:10: Und so hat Hydraulic einen gewissen Anteil, aber auch die Hardware, die Hydraulic Hardware, aber auch die Software.

00:07:18: Wir sind noch in der Designphase.

00:07:20: Lass uns in die Operations rüber springen.

00:07:22: Was tue ich in der Operations?

00:07:24: Wo kann ich die Energieeffizienz in der Operations verbessern?

00:07:27: In der Operationsphase ist es ganz wichtig, dass man seinen Maschinenzustand kennt.

00:07:32: Das heißt, die Hydraulic hilft dazu, bei mit ihren mittlerweile digitalen Ventilen, digitalen Komponenten,

00:07:40: den Status des Systems immer wieder nachverfolgen zu können.

00:07:45: Wir können mittlerweile anhand der Ist-Werte, anhand der sich einstellenden Drücke,

00:07:51: anhand der entsprechenden Ventil-Kennwerte, können wir Veränderungen in der Maschine feststellen.

00:07:56: Über entsprechende Sensorik, wie zum Beispiel Reinheitssensoren, stellen wir darüber hinaus fest,

00:08:02: inwieweit das Öl optimal ist, hinsichtlich seiner Konsistenz.

00:08:06: Und über das Thema Luft, zum Beispiel im System, können wir auch feststellen,

00:08:12: inwieweit die Regelbarkeit im System optimal ist.

00:08:16: Und das ist ein weiteres Thema.

00:08:18: Wir haben über unseren Ansatz Micro, MyCustomized Reduction Option für Aggregate,

00:08:26: haben wir die Möglichkeit, dass wir das Ölvolumen in einer Anlage optimieren können.

00:08:33: Das heißt reduzieren können.

00:08:34: Wie geht das? Erklär mal.

00:08:35: Stell es dir vor wie eine Simulationssoftware.

00:08:38: In der Hydraulik ist es so, dass wir den Anteil der gelösten Luft im System

00:08:43: wollen wir reduzieren. Wenn du zu viel gelöste Luft in deinem System hast, dann führt das zu Effekten wie

00:08:49: Kavitation, verschlechterter Schmier-Eigenschaften und auch die Regelbarkeit ist beeinflusst. Und was

00:08:55: wir jetzt gemacht haben ist, wir haben anhand von Computational Fluid Design, CFD, haben wir uns

00:09:02: Methodiken erarbeitet, um ein Design eines Hydrauliktanks zu bewerten. Und das machen wir

00:09:09: mittlerweile toolgestützt. Das heißt, wir geben die wichtigsten Parameter der Maschine in dieses Tool

00:09:14: ein und herauskommt ein Vorschlag wie ein Tankdesign aussehen sollte, wie wir die Trennung oder die

00:09:24: Abscheidung der gelösten Luft im Hydrauliksystem optimal gestalten können. Hilft euch da auch

00:09:31: Maschinelles lernen? Das ist ja eine Algorithmik, die dahinter steht, oder? Auch das ist ein Thema,

00:09:35: was wir immer weiter betreiben. Wir haben das in der Entwicklung uns auf die Agenda gesetzt,

00:09:40: dass wir das mehr und mehr noch einbringen wollen. Und ich denke auch, damit können wir den nächsten

00:09:44: Schritt dann machen. Jetzt bist du noch in der Operationsphase. Was kann ich noch tun? In der

00:09:49: Operationsphase ist es zur Überwachung des Systems, der Komponente. Überwachung und damit eine

00:09:55: Schaffung einer Transparenz. Und auf Basis von der Transparenz ist es dann möglich, dass du

00:10:00: Optimierungen in deinem Zyklus, in deinem Prozess durchführen kannst. Du kannst Veränderungen...

00:10:05: Gebt ihr ihm Recommendations, dass ihr sagt, hey, so könnte man besser fahren? Wir bieten dazu ein

00:10:11: Paket an, was wir unter Cytro Connect haben. Und dort bekommt der Kunde von uns im einfachsten Fall

00:10:18: das Condition Monitoring bis hin zu Predictive-Meldungen. Das heißt, wir können zum Beispiel das Öl bis

00:10:26: hin zur kompletten Anlage damit überwachen und können dem Kunden auch aktiv Rückmeldungen geben.

00:10:31: Was hast du noch im Operations? Also Prediction, Recommendation, Überwachung, Transparenz?

00:10:38: Wir bieten auch Services an. Beispielsweise, wenn der Kunde wissen möchte, was hat meine

00:10:43: Maschine überhaupt für Verbräuche? Was für Druckverhältnisse? Nicht jeder Kunde hat die

00:10:48: Möglichkeit das zu messen. Und dafür haben wir ein Service Paket weltweit geschaffen, mit dem wir

00:10:54: dies ermitteln können und dem Kunden daraufhin auch die Möglichkeit anbieten, mit uns das zu

00:10:59: optimieren. Und Service ist ein gutes Stichwort. Eine Anlage, in der das Fluid beispielsweise

00:11:05: gepflegt ist, hat bessere Regeleigenschaften. Das heißt, kannst du dir vorstellen, wenn du

00:11:11: deine Maschine ordentlich schmierst, ist die Gleitreibung niedriger. Wenn du das Fluid

00:11:17: entsprechend pflegst, hast du die maximale Regelperformance. Also ganz wichtiger Punkt. Jetzt

00:11:23: reden wir ganz viel über Fluid. Gibt es noch andere Stellschrauben, die sozusagen den Energieverbrauch

00:11:31: beeinflussen? Ein wichtiger weiterer Stellhebel für uns - das Thema Materialreduktion. Also wir sind dabei,

00:11:39: dass wir aktuelle Entwicklungsprojekte wie beispielsweise unser LC8X, das ist ein neues

00:11:46: Logik-Ventil, ein Cartridge-Einsatz, dass wir das sowohl mit Fluid-Design als auch mit FEM-Methodiken

00:11:54: optimieren. Sowohl im Durchfluss, damit im Delta P, also das heißt möglichst wenig Druckabfall

00:12:00: generieren. Auf der anderen Seite optimieren wir auch den Material-Einsatz. Und das in mehreren

00:12:06: Perspektiven, auf der einen Seite stellen wir sicher, dass das Material, was wir dort verwenden,

00:12:11: am Schluss auch recyclebar ist. Auf der anderen Seite, dass wir auch möglichst wenig Material

00:12:16: einsetzen und da im Nachgang in der Produktionsphase auch auf Prozesse zurückgreifen, die möglichst

00:12:22: ressourcenschonend sind. Zum Beispiel nutzen wir hier selektives Laser-Härten, was nur so viel

00:12:29: Energie einbringt, wie auch benötigt wird. Du hast gerade schon erklärt, du bist schon gesprungen

00:12:35: aus Recycling. Der letzte Schritt in der Kette ist das Recycling der Komponente. Hydraulikkomponenten

00:12:40: sind sehr, sehr lange im Einsatz. Welche große Herausforderung gibt es im Recycling für euch?

00:12:45: Recycling ist super spannend, weil Recycling ist auf der einen Seite für unseren Absatzmarkt,

00:12:49: indem wir auch die Maschinen mit unserer Antriebs- und Steuerungstechnik ausrüsten.

00:12:55: Okay, das ist die Kundenperspektive. Genau. Und dann nehmt ihr das alte sofort mit oder wie läuft

00:13:00: das? So ungefähr. Teilweise machen wir das auch, du wirst lachen, also wir kaufen auch Metallschrott an

00:13:05: und nutzen den dann in unserer Gießerei und sorgen dann dafür, dass wir auch damit unseren Food

00:13:12: Print der hergestellten Produkte reduzieren. Aber Recycling der Systemkomponente, das ist ja immer

00:13:17: eine Herausforderung, wie zerlege ich die? Das sind 30, 40 Jahre, wie plan ich das ein, wie setze

00:13:23: ich da ein Prozess auf? Da haben ja wenige, was gerade schon wirklich etabliert oder bin ich da

00:13:28: falsch unterwegs? Wir denken hierzu in einem zirkulären Modell. Das heißt, früher hat man

00:13:34: linear gedacht, Produkt hergestellt irgendwann Ende des Lebens. Jetzt mittlerweile denken wir hier

00:13:40: in einem zirkulären Modell, wo wir von Anfang an berücksichtigen, dass am Schluss die Teile

00:13:44: auch wieder entweder remanufact oder recycled werden sollen. Und das schafft es, wenn du dort ganz

00:13:51: -heitlich nachdenkst, dass du dort neue Ansätze findest, neue Materialien. Wir haben beispielsweise

00:13:56: festgestellt, dass wir die Anzahl der Dichtungen, die Anzahl der Verpackungsmaterialen reduzieren

00:14:02: können. Und das sind alles Sachen, die dadurch hochgekommen sind, wenn man diesen zirkulären

00:14:07: Modellansatz fährt. Lass uns mal über Facts und Figure sprechen. Wir sind jetzt durchgegangen,

00:14:13: den ganzen Produktlebenszyklus, Design, Operation, Recycling, wieder zurück in den Kreislauf. Was ist

00:14:20: drin zu sparen, prozentual? Prozentual ist immer abhängig vom Zyklus, den du fährst. Und wenn

00:14:26: wir jetzt mal dieses kleine Schalt-Wege-Ventil da nehmen, dort haben wir, wenn du die Magnetleistung

00:14:31: von 30 Watt auf 8 Watt reduzierst, hast du ungefähr eine Einsparung von 70 Prozent. Wenn du

00:14:36: das jetzt mal hochrechnest mit 5000 Betriebsstunden, 19 Euro Cent, dann kommst du auf eine Einsparung

00:14:43: knapp über 20 Euro. Das heißt, durch die einfache Auswahl des Magneten. Wenn du dazu noch die

00:14:50: Leckage in dem Ventil, was darüber geht, wenn du das noch reduzierst, kommst du auf Einsparungen

00:14:56: von der Standard-Toleranz auf eine verfeinerte Toleranz T06 bei uns dann auf T10 von ungefähr

00:15:04: weiteren 30 Euro bei 315 bar. Das heißt, es ist immer sehr abhängig alles vom Zyklus, den du

00:15:10: fährst und das muss man genau betrachten an der Stelle. Was ist das Kundenfeedback, bei denen,

00:15:15: wo ihr das schon eingebaut habt, die schon die Anlagen damit fahren? Was sagen die, was ist

00:15:19: das Entscheidende, was spiegeln die euch zurück? Eure Berechnungen gut und schön, die sagen,

00:15:23: aber Realität sieht so aus. Das Schöne ist, dass mittlerweile Kunden sehr aktiv damit werben.

00:15:28: Beispielsweise ein Hersteller von hydraulischen Pressen nutzt ein Drehzahlvariables Antriebssystem

00:15:34: Servo Hydraulic Pump Unit SHP aus unserem Hause und er gibt damit an, dass er 30 bis 35 Prozent bei

00:15:43: den typischen Zyklen, die seine Kunden fahren, sparen. Das ist schon ein Wettbewerbsargument

00:15:49: dann. Richtig. Das ist ein tolles Argument für ihn und hat ihm auch geholfen, weitere Maschinen zu

00:15:54: verkaufen. Er rüstet da jetzt auch sukzessive um und das ist ein Wert, der dann auch von uns

00:16:00: vorher simuliert wurde und was sich in der Praxis bestätigt hat. Das zeigt auch, dass mittlerweile

00:16:05: das Thema Simulation virtueller Zwilling, wird bei uns dort auch aktiv angewendet und kann dann auch

00:16:10: für spätere Applikationsverwendungen in der Praxis verwendet werden. Was mich so fasziniert,

00:16:16: jetzt gerade bei unserem Gespräch zum Ende, was mir so bewusst geworden ist, wir sind noch gar

00:16:21: nicht an den Grenzen der Physik, sondern da geht noch ganz viel auch in der Physik, wo wir daran

00:16:26: arbeiten müssen, um mehr Effizienz im System herzustellen. Verwundert euch das manchmal oder

00:16:32: das ist ja schon was, wo alle mal sagen, wir erleben die Grenzen der Physik, der Rest geht

00:16:35: nur noch über Software. Also das beeindruckt mich gerade extrem. Ich denke, wenn wir zusammen

00:16:40: zwischen Endkunde, Maschinenbauer und uns als Lieferant Bosch Rexroth enger zusammenarbeiten,

00:16:47: dann werden wir dort noch die ein oder andere Grenze verschieben können. Das Thema Kollaboration,

00:16:53: Zusammenarbeit ist ja ein wichtiges Stichwort, wenn wir uns alleine anschauen, die Spezifikation

00:16:57: einer Maschine, wenn wir dort genau wissen, wie das Teilespektrum ist, wenn wir darauf hin

00:17:02: Zyklen optimieren und da in Summe zusammenarbeiten und zusammen eine Maschine engineren, bieten

00:17:10: sich hier Potenziale, die wir noch heben können. Thorsten, vielen herzlichen Dank, viel Erfolg damit.

00:17:14: Dankeschön.

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00:17:24: SWR 2020