Selbst für einen erfahrenen Hydraulikzylinder-Hersteller wie Aros Hydraulik war das Projekt eine Herausforderung. Von einer Zylinderentwicklung ist hier die Rede, die in einem Hexapoden für die Luftfahrtindustrie zum Einsatz kommt. Die Achse kann kraft- und lagegeregelt betrieben werden.
Autor: Franz Graf, Chefredakteur
Bei der Frage, auf welche aktuelle Produktentwicklung er besonders stolz sei, überlegt Andre Danehl nicht lange: „Sehr stolz bin ich auf die geregelte Achse, die wir für einen Hexapoden entwickelt haben, der in der Luftfahrtindustrie zum Einsatz kommt.“
Diese geregelte Achse, von der der Geschäftsführer von Aros Hydraulik spricht, ist ein Spezial-Hydraulikzylinder, der geregelt gefahren wird. Aber der Reihe nach.
Dass die Memminger derartige Projekte abwickeln, ist mitunter dem Umstand zuzuschreiben, dass das Unternehmen eine kleine Kurskorrektur vorgenommen hat – in zweierlei Hinsicht. Zum einen hat sich Aros vergrößert in Bezug auf Kapazitäten und andererseits hat man eine Programmerweiterung auf den Weg gebracht hin zum Großzylinder.
Und wenn Danehl von Großzylinder spricht, denkt er an Kolbendurchmesser bis 600 mm und Baulängen irgendwo bei 12 m. Der Geschäftsführer: „Bei diesen Dimensionen gehören wir heute zu den Marktführern. Da gibt es nicht mehr sehr viele Firmen, die so große Zylinder bauen können.
Dadurch haben wir natürlich auch ganz andere Märkte erschlossen.“ So ist das 200 Mitarbeiter zählende Unternehmen beispielsweise gut unterwegs im Autokran-Bereich. Es sind aber auch Spezialzylinder mit vielen innovativen Ausprägungen für Stahlwerke und Staudämme, aber eben auch für Hexapoden entwickelt worden.
Ein Hydraulikzylinder, der in einem Hexapoden für die Luftfahrtindustrie seinen Dienst leisten muss, ist kein Produkt von der Stange. Schon alleine deshalb nicht, weil sehr hohe dynamische Anforderungen gegeben sind.
Um das diffizile Pflichtenheft abdecken zu können, hat Aros eine dynamische Zylinderachse mit entsprechender Software entwickelt. Dass es diese spezielle Zylinderkonstruktion in sich hat, versteht sich von selbst, die eigentliche Präzision aber steuert die Regelungstechnik bei.
Regelungstechnische Feinheiten Welche Möglichkeiten der am Zylinder angeflanschte Regler bietet, erklärt Andre Danehl so: „Hinsichtlich der Grundfunktion fahren wir im Prinzip eine Sinusfunktion, die sich aber verformen lässt. So lässt sich eine Dreieckfläche oder aber auch eine Rechteckfunktion realisieren.
Wir können also modellieren im Bereich der Frequenzen, der Dynamik, der Positionen und der Fahrprofile. Kurzum: Wir können den Regler für den Kunden konfigurieren. Er bekommt von uns die Reglerparameter und die dazu passende Software und kann so nach Lust und Laune weiter modellieren.“
An den Hydraulikzylinder angeflanscht sind der Steuerblock mit dem Regelventil und weitere notwendige Funktionsventile. Das Regelventil ist ein Servoventil mit entsprechender Druckabsicherung. Im Zylinder selbst ist ein Wegmesssystem integriert. Das Zusammenspiel all dieser Komponenten lässt sowohl eine Lageregelung wie auch eine Kraftregelung zu.
Der Hexapod-Zylinder ist nicht nur mit regelungstechnischen Feinheiten ausgestattet, auch das Dichtungskonzept ist etwas Besonderes. So finden sich hier keine klassischen Dichtelemente aus NBR, Polyurethan oder PTFE. Aros hat sich bezüglich der Stangen und auch der Synchronstange für die Spaltdichtung ausgesprochen, die eine sehr gute Leichtgängigkeit zur Folge hat.
Danehl: „Der Zylinder hat minimalste Reibkräfte. Wir haben lediglich vorne am Kolbenstangenaustritt eine leichtgängige Dichtung mit einem Abstreifer nach außen. Das minimale Lecköl führen wir im System wieder zum Tank zurück.“
Dass bei derart hohen Präzisionsansprüchen auch die Ölreinheit höchsten Ansprüchen genügen muss, versteht sich von selbst. Der Aros-Geschäftsführer spezifiziert sie: „Wir benötigen eine empfohlene Reinheitsklasse nach ISO 4406, für die Funktionssicherheit 19/16/13. Um zu gewährleisten, dass wir keinen Verschleiß an den mechanischen Bauteilen haben, setzen wir aber auf eine bessere Reinheit nach 17/14/11.“
Präzision ist das eine, die Dimension das andere. Um`s konkreter zu machen: Der Zylinder für den Luftfahrt-Hexapoden hat einen Kolbendurchmesser von 115 mm, der Kolbenstangendurchmesser misst 95 mm und der Hub liegt bei 1650 mm. Den maximalen Betriebsdruck gibt Danehl mit 280 bar an. Und das Ganze sechs Mal pro Hexapod.