Servo-hydraulischer Aktuator SHA · Differential- Gleichgangzylinder –Mehrflächenprinzip (X=Y+Z) zylinder Gleichgang gefalteter Gleichgang aufgelöster Mehrflächen Tandem integrierter

DC/ESS21 | 04.09.2017

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Servo-hydraulischer Aktuator – SHA

Topologie

Lösungsraum

Systemstruktur

Funktionsprinzip

Technischer Rahmen

Bauformen

Vorteile/Nutzen

Anwendungsbeispiele

Referenzen


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TopologieLinearer Einzel-Aktuator

Elektro-Mechanisch - EMCElektro-Hydraulisch

Aufgelöste Bauweise Kompakte Bauweise

Gleichgangzylinder – MehrflächenprinzipDifferentialzylinder Branchen-spezifisch

Offenes System (Atmosphärischer Tank)Geschlossenes System - SHA

Differential- Gleichgangzylinder – Mehrflächenprinzip (X=Y+Z)

zylinder Gleichgang gefalteter Gleichgang aufgelöster Mehrflächen Tandem integrierter Mehrflächen

A1 B1 …

A2

…


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Lösungsraum

X Y

X Y

Z

Hydraulik

System mit Kernkompetenzen von Bosch Rexroth

Steuerung

SoftwareSensorik

Elektrik

Systemstruktur A1 – Kompetenzen Servo-hydraulischer Aktuator – SHA

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Fluid

3 ~

3 ~

Firmware

Steuerteil

Funktion

PFC

IndraWorks

Elektrisches

Zubehör

Hydraulik

System aus bewährten Komponenten von Bosch Rexroth

Steuerung

SoftwareSensorik

Elektrik

Systemstruktur A1 – Komponenten Servo-hydraulischer Aktuator – SHA

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Elektrisches

ZubehörFluid


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Funktionsprinzip A1

Zylinder einfahren:

Die Pumpe fördert von B nach A.

Beim Einfahren ist die wirkende Fläche X2.

Das Volumen fließt von der Kolbenkammer X1

zum Teil über die Pumpe in die Ringkammer X2.

Das Differenzvolumen der Stange X3 wird

über das Ventil in den Speicher befördert.

Zylinder ausfahren:

Die Pumpe fördert von A nach B.

Beim Ausfahren ist die wirkende Fläche X1.

Das Volumen fließt von der Ringkammer X2

über die Pumpe in die Kolbenkammer X1.

Das Differenzvolumen der Stange X3 wird aus

dem Speicher in die Kolbenkammer X1 befördert. v

X1

X2

X3

v

X1

X2


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Technischer Rahmen A1Kraft [kN]

25 50 100 250 500 750 1000 1500 2000 2250 2500

Geschw

indig

keit [

mm

/s]

25

50

100

200

300

400

500

600

700

800

Vorzugstypen (Standardleitungsanschluss)

Gesamtleistungsumfang

Basis: CSH1/3 Differentialzylinder: maximal Kraft (@ 250/300bar) und maximal Geschwindigkeit (Strömungsgeschwindigkeit von 5 m/s im Leitungsanschluss), HCS Umrichter, MSK und MS2N Motoren und A10FZG Pumpen

Entweder Kraft oder Geschwindigkeit ist möglich, nicht beides gleichzeitig, siehe Details für Kraft mit max. Geschwindigkeit

250 kN

100 mm/s


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Bauformen

Voll- oder Teilintegration des Zylinders und der

Motor-Pumpen-Einheit mit dem Hydraulikblock

Bauraumoptimiert

Verbindung des

Standardzylinders

und der Standard-

Motor-Pumpen-

Einheit mit dem

Hydraulikblock

durch Schläuche

oder Rohrleitungen

Flexibilität

Kompakt Aufgelöst


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Vorteile/Nutzen

hohe Stellkräfte – hydraulisches

Wirkprinzip

Robustheit – lange Lebensdauer

einfacher Überlastschutz

Druckbegrenzungsventile

Einbaufertige Lösung –

vormontiert, befüllt und wenigen

Schnittstellen

einfache Inbetriebnahme – Plug

& Run

geringer Wartungsaufwand –

geschlossenes System,

diagnosefähig

energieeffizienter Betrieb –

Power on demand

I4.0 Fähigkeit – offen

Autark von Zentralhydraulik –

Flexibilität

Bosch Rexroth –

Kernkomponenten im

Systemverbund

Vorteile durch Hydraulik Vorteile des Systems

Zeitersparnis durch schnelle,

einfache Montage und

Inbetriebnahme

Hohe Maschinenverfügbarkeit

Geringe Betriebs- und

Wartungskosten Energie,

Versicherung

Kosteneinsparung durch offene

Standards im Steuerungskonzept

Wirtschaftliches Engineering –

Baukastenprinzip

Bosch Rexroth –

kundenindividuelle

Systemlösungen, weltweiter

Service

Nutzen

hohe Präzision und Dynamik –

Servomotoren und Umrichter

Connectivity –

Flexible Busanbindung

Regelung und Diagnose –

Technologiefunktion PFC* mit Über-

wachungs- und Schutzfunktionen

Vorteile durch Elektrik

* PFC: PositionForceControl


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Anwendungsbeispiele

Biegen

Bewegen

Abkanten

Pressen

Heben

Transportieren

Stanzen Schließen

Prägen Positionieren


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Hannover Messe 2017

Ausführungsschema: Anforderungsprofil – Lastprofil:

SHA A1SHA E1 SHA E1 SHA A1

Linearer AktuatorTandemzylinder

CVSHA 80/40-40/28/330

Standarddifferentialzylinder

CSH1 63/40/330

Pumpe A10FZG 010 A10VZG 028 (EZ4)

Synchronmotor MS2N07 MS2N07

Umrichter HCS01.1-0054 HCS01.1-0054

Hydraulikblock Kompakt Aufgelöst

Ausgleichsbehälter HAD1,0 HAD2,8

SHA E1 SHA A1

Max. Kraft F [kN] 107 @ 250bar

120 @ 280bar78 @ 250bar

Max. Geschwindig-

keit v [mm/s]

Eilgang = 380

Pressg. = 105 280 *

SHA A1SHA E1

Große Kräfte, hohe Geschwindigkeiten, Energieeffizienz und Langlebigkeit der Hydraulik bei sehr geringem Ölvolumen gepaart mit

Dynamik und Präzision der Elektrik bei flexibler Vernetzbarkeit und Verwendung von Standardkomponenten im Baukastenprinzip

Modell


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Anwendungsbeispiel – Lebensmittelindustrie

Ausführungsschema A1:

Komponenten SHA A1 (aufgelöst):

2x Differentialzylinder CSH3 40/28/156

2x Pumpe A10FZG 008

2x Synchronmotor MSK071E-0300

2x Umrichter HCS02.1-0054

Technologiefunktion PFC

1x Hydraulikblock (Filter, Kühler, T und p Sensoren,

Ausgleichsbehälter HAD1,0 und Ventile)

Anforderungsprofil – Lastprofil:

Max. Kraft = 30kN (annähernd konstant)

Max. Geschwindigkeiten

Einfahren 500mm/s; Ausfahren 265mm/s

A1


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Anwendungsbeispiel – Hydroerosives Schleifen


Komponenten SHA A2 (kompakt):

Differentialzylinder CSH1 100/46/500

Pumpe A10VZG 028 (EZ4)

Synchronmotor MS2N07-E0BQ

Umrichter HCS03.1-0070

Steuerungstechnik MLC

Hydraulikblock (Filter, Kühler, T und p Sensoren,

Ausgleichsbehälter HAD3,5 und Ventile)



Max. Geschwindigkeiten

Eilgang 200mm/s; Pressgang 80mm/s

A2


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Anwendungsbeispiel – Flachschleifmaschine


Komponenten SHA A3 (aufgelöst)

teilgeschlossener hydraulischer Kreis:

Differentialzylinder CSH1 80/56/2700

Pumpe PGH55 RL 100/63

Synchronmotor MSK101E-0300 (FN)

Schaltschrank inkl. Umrichter HCS03.1-0100

Technologiefunktion PFC

Hydraulikaggregat (Filter, Kühler, T+p Sensoren, Ventile)



Max. Geschwindigkeit Einfahren/Ausfahren 750mm/s

A3


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Anwendungsbeispiel – Verdichterantrieb

Ausführungsschema B1:

Komponenten SHA B1 (kompakt):

Gleichgangzylinder CGS 63/32/200

Pumpe A A10FZG010

Synchronmotor MSK101D-0300

Schaltschrank inkl.Umrichter HCS03.1-0070

Anwendungsspezifischer Software

Hydraulikblock (Filter, T und p Sensoren,

Ausgleichsbehälter und Ventile)


Max. Kraft beidseitig = 79kN

Nennkraft beidseitig = 69kN

Stellzeit pro Doppelhub 2,0 ±0,1 s

Wiederholgenauigkeit ≤ 0,4 mm

B1


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Anwendungsbeispiel – Nietpressen

Ausführungsschema E1:

SHA E1 mit Flächenumschaltung + Safety (kompakt):

Tandemzylinder CVSHA 200/110-110/70/300

Pumpe A10FZG010

Synchronmotor MS2N07-D0BRN

Umrichter HCS03.1E-0070

SW inkl. Technologiefunktion PFC

Hydraulikblock (Filter, Kühler, T und p Sensoren,

Ausgleichsbehälter und Ventile)


Max. Kraft = 800kN

Max. Geschwindigkeiten 300mm/s

Eilgang 75mm/s; Pressgang 15mm/s

E1


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Referenzen

Frey & Co. GmbH

Fluid 10/2015

HAHN Automation

Prüfstände

SMS Group GmbH O+P

Fluidtechnik 11-12/2016

https://www.boschrexroth.com/de/de/branchen/anlagenbau-und-engineering/umformende-werkzeugmaschinen-und-pressen/referenzen/hahn-automation/hahnautomation

https://www.boschrexroth.com/de/de/branchen/anlagenbau-und-engineering/umformende-werkzeugmaschinen-und-pressen/referenzen/hahn-automation/hahnautomation

https://www.fluid.de/hydraulik/frey-setzt-autarke-elektrohydraulische-servoachsen-von-rexroth-ein-103.html

https://www.fluid.de/hydraulik/frey-setzt-autarke-elektrohydraulische-servoachsen-von-rexroth-ein-103.html


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www.boschrexroth.de/sha

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Servo-hydraulischer Aktuator SHA · Differential- Gleichgangzylinder –Mehrflächenprinzip (X=Y+Z) zylinder Gleichgang gefalteter Gleichgang aufgelöster Mehrflächen Tandem integrierter