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Gasdruckfedern als Teil spezifischer Systemlösungen

Maschinenelemente/Motion Control
Gasdruckfedern als Teil spezifischer Systemlösungen

Einzelne Komponenten wie Stoßdämpfer oder Gasdruckfedern übernehmen auch heute noch wichtige Aufgaben, müssen aber eingebunden sein in eine Systemlösung, berichtet im Interview Jürgen Roland, Leiter der Business Unit Industrial der Stabilus GmbH, Koblenz. Ziel dieser Business Unit ist deswegen, neben dem Produkt- auch das Anwendungs-Know-how zu stärken, um ein Ecosystem für Motion-Control-Anwendungen zu schaffen. Über integrierte Sensorik hält dabei auch die Digitalisierung Einzug in die Systemlösungen.

Interview: Johannes Gillar und Michael Corban, Chefredaktion KEM Konstruktion

Inhaltsverzeichnis

1. Ziele der Business Unit Industrial
2. Vom Produkt- zum Systemanbieter
3. Stoßdämpfer und Gasdruckfedern bleiben weiter wichtig
4. Systemlösungen in der Praxis
5. Integrierte Sensorik bringt Mehrwert
6. Die Rolle der Digitalisierung
7. Flexibilität in schwierigen Zeiten
8. Strategie 2030 – Ausblick
9. Zum Unternehmen

KEM Konstruktion: Herr Roland, Ende 2021 erst hat Stabilus eine Partnerschaft mit der Cultraro Automazione Engineering S.r.l., Rivoli/Italien, geschlossen. Was für ein Ziel verfolgen Sie damit?

Jürgen Roland (Stabilus): Ziel ist ganz klar die Erweiterung unseres Produktangebots im Bereich Bewegungssteuerung. Die Produkte von Cultraro – Rotationsdämpfer, Axialdämpfer, lineare Dämpfer und Push-Push-Verriegelungen – ergänzen unsere eigenen Lösungen aufgrund des kleineren Formats optimal und kommen in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz, unter anderem in der Medizintechnik, im Automobil und in Haushaltsgeräten. Durch die Anteilserwerbe an Cultraro und zuvor Synapticon, einem auf die Entwicklung hochkompakter und hochintegrierter Motion-Control-Elektroniken spezialisierten Technologieunternehmen mit umfangreicher Software- und Mikrochip-Kompetenz, bauen wir unser Angebot speziell für den Industriebereich sukzessive aus. Bei Stabilus ist dieses Angebot – ausgenommen alle Anwendungen im Automobil – in der Business Unit Industrial zusammengefasst.

KEM Konstruktion: Ist gerade der Aspekt der Miniaturisierung in Zusammenhang mit der Partnerschaft mit Cultraro ein Betätigungsfeld mit Potential?

Roland: Wir sehen diesen Trend gerade bei Gasdruckfedern schon seit über 15 Jahren. Damals lag der Außendurchmesser einer Standard-Gasdruckfeder bei 15 mm, heute sind es 6 mm. Die Miniaturisierung kommt dabei vor allem der Integration in das jeweilige Produktdesign zugute – häufig sind unsere Elemente gar nicht mehr zu sehen, verrichten aber dennoch zuverlässig ihren Dienst.

Ziele der Business Unit Industrial

KEM Konstruktion: Sie hatten die Aufstellung von Stabilus mit der Business Unit Industrial bereits kurz erwähnt, die Ende 2019 im Rahmen einer neuen Organisations- und Management-Struktur aufgebaut wurde. Hat sich diese Struktur bewährt?

Roland: Sie hat sich sehr bewährt, weil wir über die gemeinsame Ausrichtung der Unternehmen in der Gruppe – neben Stabilus sind dies ACE, Hahn Gasfedern, Fabreeka, Tech Products und General Aerospace – nun verstärkt Kompetenz in den adressierten Märkten aufbauen können. Das ist ein sehr zentraler Punkt, da sich diese Kompetenz nur gemeinsam mit unseren Kunden in erfolgreiche Produkte überführen lässt. Mit der Fokussierung auf einzelne Marktsegmente können unsere Mitarbeiter nun das Branchen-Know-how mit der Breite unseres Angebots verbinden und auf diese Weise eine Brücke bauen. Oder konkreter: Wir bieten jetzt nicht nur Stoßdämpfer, sondern können diese bei Bedarf mit Gasdruckfedern oder aktiver Antriebs- beziehungsweise Verzögerungstechnik verbinden und vernetzen – abgestimmt auf die Anforderungen der jeweiligen Anwendung. Unsere Kunden begrüßen das. Erfreulicherweise zeigen die Ergebnisse, dass uns das bereits im ersten Geschäftsjahr gut gelungen ist.

Konusdämpfer von ACE für Schutz bei der Entkopplung von Schwingungen

Vom Produkt- zum Systemanbieter

KEM Konstruktion: Machen Sie damit den Schritt vom Produkt- zum Systemanbieter?

Roland: Genau – wir wollen unsere Kompetenz als Systemanbieter weiter ausbauen. Das ist schon seit jeher eine unserer Stärken. Bei ACE zum Beispiel wurde ein mehr oder weniger standardisiertes Produkt schon immer zusammen mit dem Kunden in die Anwendung ‚hineinkonstruiert‘ – der Austausch war und ist immer sehr intensiv.

KEM Konstruktion: Sie hatten zuvor auch schon die Partnerschaft mit Synapticon angesprochen und Ihre Kollegen aus dem Automobilbereich bieten beispielsweise die Powerise-Lösungen zum automatischen Öffnen und Schließen von Heckklappen an. Werden wir auch in der Business Unit Industrial mehr und mehr Systeme mit Elektronik sehen?

Roland: Viele Aufgaben lassen sich auch in Zukunft mechanisch gut lösen, aber in der Tat wollen wir genau diese Kompetenz hin zur Integration etwa von Sensoren aufbauen, um ‚komplette‘ Systeme anbieten zu können. Das umfasst dann auch die Nutzung der Daten, die sich mit solchen Systemen gewinnen lassen. Und weil Sie das Thema Powerise erwähnt haben: Im Bereich Industrie hatten wir neulich die Aufgabe, die Bedienung von Wandbetten zu erleichtern. Mit Rahmen und Matratze ist das durchaus Masse, die zu bewegen ist – idealerweise sollte sich solch ein Wandbett aber von einer Person mit einer Hand öffnen und schließen lassen; und zwar gefahrlos, ohne sich die Finger einzuklemmen. Klassisch wurde diese Aufgabe mit Gasdruckfedern gelöst. Im konkreten Fall konnten wir nun aber eine Kombination aus Powerise und Gasdruckfeder anbieten, wobei letztere die statische Last aufnimmt und das Powerise-System das kontrollierte Bewegen und Positionieren. Diese Lösung zeigt zudem: Gerade wenn es um sicherheitsrelevante Aspekte geht, erfordert das System mehr Logik – deswegen wollen wir diese Kompetenz ausbauen.

Rotationsbremsen und technische Federn von ACE Stoßdämpfer an Klapptüren

Stoßdämpfer und Gasdruckfedern bleiben weiter wichtig

KEM Konstruktion: Wie das Beispiel des Wandbetts zeigt bleiben aber Gasdruckfedern oder Stoßdämpfer wesentliche Elemente solcher Systeme. Wie haltbar sind denn insbesondere Gasdruckfedern oder Stoßdämpfer – müssten diese dann auch in bestimmten Intervallen getauscht werden?

Roland: Das hängt immer sehr von der konkreten Anwendung ab. Einige Stoßdämpfer sehen wir erst nach Jahrzehnten wieder. Ganz klar ist aber auch, dass sowohl ein Stoßdämpfer als auch eine Gasdruckfeder mit ihren Dichtungen ein tribologisches System bilden – und Dichtungen verschleißen im Laufe der Zeit. Wird der Stoßdämpfer etwa zwei Mal pro Sekunde rund um die Uhr angefahren, ergibt sich schnell eine hohe Beanspruchung; bei Gasdruckfedern ist das nicht so häufig der Fall. Von Dämpfern beispielsweise in einem Solarfeld werden aber durchaus 7 bis 10 Jahre Lebensdauer erwartet – und das lässt sich auch realisieren.

KEM Konstruktion: Steckt in der Entwicklung gerade von Stoßdämpfern und Gasdruckfedern denn noch Potential – oder handelt es sich hier eigentlich um ‚fertig entwickelte‘ Produkte?

Roland: Das Schöne in unserem Geschäft ist ja, dass unsere Kunden immer wieder mit neuen Anforderungen an uns herantreten. Zudem gibt es generelle Trends hin etwa zur Minimierung des CO2-Footprints, was verbunden ist mit der Realisierung effizienterer Produktionsverfahren. Das hängt dann natürlich auch zusammen mit der Wahl der Materialien. Das schließt den Kreis zum tribologischen System, wobei uns die jahrzehntelange Erfahrung in diesem Bereich zugute kommt. Mit anderen Worten: Auch an bewährten Produkten lässt sich immer etwas verbessern.

Systemlösungen in der Praxis

KEM Konstruktion: Könnten Sie dazu ein konkretes Beispiel nennen?

Roland: Ein interessantes Beispiel sind etwa die Dämpfer in Solarfeldern. Werden die Solarpaneele hier entsprechend dem Sonnenstand mitgeführt, muss ein Antrieb inklusive Bremse eingebaut werden. Hinzu kommt dann die Windbelastung, die insbesondere die Bremszylinder sehr fordert – vor allem über die auftretenden Vibrationen. Genau an dieser Stelle greift unser Systemansatz, der das technische mit dem Anwendungs-Know-how zusammenführt und eine Lösung findet. Konkret haben wir dazu einen Sensor entwickelt, der an der Stelle der größten Belastung nah am Kolben die Temperatur misst. Datenanalysen in Verbindung mit Wetterdaten erlauben dann Aussagen dazu, unter welchen Bedingungen die Vibrationen auftreten. Damit kann der Betreiber dann sehr gezielt die Paneele in kritischen Situationen in die ‚Safe-Harbour-Stellung‘ fahren, ansonsten aber die Ausbeute durch das Nachführen der Paneele optimal nutzen. Das Gesamtsystem wird damit im Sinne bestmöglicher Energieausbeute und Langlebigkeit optimiert.

Integrierte Sensorik bringt Mehrwert

KEM Konstruktion: Sind solche Lösungen in Kombination mit Sensorik – gerade mit Blick auf IoT-Lösungen – generell ein spannendes Feld?

Roland: Wir verwenden etwa bei Lagern für Autobahnbrücken heute Beschleunigungssensoren. Damit lässt sich viel früher erkennen, welche Belastungen etwa am Loslager auftreten – und es kann reagiert werden, bevor die Brücke zu großen Schaden nimmt. Genau an diesen Lagern treten nämlich die größten Belastungen auf, so dass sie sich hervorragend zur Analyse eignen. Für uns bedeutet das, ein Produkt, das wir sowieso schon herstellen, zu kombinieren mit Sensorik. Entscheidend ist dann aber die Zusammenarbeit mit dem Kunden, dem Betreiber – und diese Projekte machen richtig Spaß, weil jeder seine Kompetenzen einbringen kann und muss.

Und um ein Beispiel aus dem Bereich der Gasdruckfedern zu nennen: Hier bieten sich natürlich Drucksensoren an, um den Gasdruck zu messen. Verliert das System Druck wäre dies ein erster Indikator für Verschleiß und damit die vorbeugende Instandsetzung. Analog lassen sich auch Temperatursensoren verwenden oder etwa die Positionsbestimmung, die wir bei Sicherheitsstoßdämpfern schon sehr lange einsetzen.

Generell ist dabei aber immer ein Punkt entscheidend: Sensorik macht nur Sinn, wenn damit ein Mehrwert erzeugt wird. Nur dann lohnt sich auch der Mehraufwand. Ist der Nutzen aber erkennbar, rechnet sich der Aufwand meist sehr schnell.

KEM Konstruktion: Wie lassen sich die Sensordaten denn abgreifen?

Roland: Auch das hängt sehr individuell von der jeweiligen Anwendung ab. Denkbar ist zum Beispiel, dass IPCs in der Anwendung die Daten per Bluetooth auslesen und dann verarbeiten. Auf diesem Weg ist auch der Transfer in die Cloud machbar. In einer Werkzeugmaschine erfolgt der Datentransfer analog und ist dann über die Steuerung und das Bussystem abrufbar. Letztlich sind das aber eigentlich immer individuelle Lösungen, die wir zusammen mit den Kunden erarbeiten.

Hydraulische Bremszylinder für einfache Bedienung

Die Rolle der Digitalisierung

KEM Konstruktion: Damit sind wir ja definitiv auch beim Thema Digitalisierung: Welche Ideen hat Stabilus in diesem Bereich noch im Köcher?

Roland: Betrachten wir zum Vergleich gerne noch einmal die Powerise-Lösungen: Dabei handelt es sich inzwischen um ein komplettes System, das vollständig sowohl in das Fahrzeug als auch dessen Bussystem integriert ist. Diesen Trend zu solchen integrierten Systemlösungen sehen wir ganz klar. Ein schönes Beispiel sind berührungslos arbeitende Systeme zum Öffnen und Schließen im Bereich der Luftfahrt – weswegen wir 2019 ja auch General Aerospace übernommen haben. Vergleichbare Anfragen kommen inzwischen aber auch aus anderen Industriebereichen – nicht zuletzt getriggert durch die Corona-Pandemie.

In Fernbussen etwa wünscht man sich die Bedienung der Ladeklappen vom Fahrerplatz aus. Dann muss aber auch sichergestellt sein, dass die Klappen nach dem Schließen geschlossen sind. Hier bietet sich dann wieder eine Kombination aus Powerise und Gasdruckfeder an, um die Systemfunktion zu realisieren. Integriert werden muss dann aber zusätzlich auch ein Schloss – deswegen ist die Systemkompetenz so wichtig, die wir uns in der Vergangenheit erarbeitet haben und zukünftig gezielt erarbeiten werden. Dass solche Lösungen nur mittels Digitalisierung beziehungsweise Integration in die Steuer- und Kontrollsysteme umzusetzen sind, liegt auf der Hand. Auch hier ist unser Know-how gefragt.

Flexibilität in schwierigen Zeiten

KEM Konstruktion: Da Sie das Thema Corona ansprachen – gab es verursacht durch die Pandemie oder möglicher Lieferschwierigkeiten Ihrer Zulieferer – Probleme bei Stabilus und wie gehen Sie damit um?

Roland: Natürlich gilt es hier, Herausforderungen zu bewältigen. Allerdings haben wir über die Jahre ein sehr stabil funktionierendes Lieferantennetzwerk aufgebaut, was uns jetzt zugute kommt. Hilfreich ist dabei auch unser regionaler Fokus – wir wollen immer einen großen Teil unserer Produkte regional erzeugen mit einem hohen Anteil von regionalen Zulieferern. Das gelingt natürlich nicht bei allen Komponenten, weshalb eine gewisse Lagerhaltung als Puffer zweckdienlich ist. Das gibt uns allerdings auch immer die Flexibilität, schnell auf Anforderungen des Marktes reagieren zu können.

Strategie 2030 – Ausblick

KEM Konstruktion: Lassen Sie uns abschließend noch einen Blick auf die weitere Strategie Ihrer Business Unit werfen – gibt es eine Strategie 2030?

Roland: Die haben wir definitiv. Es lohnt sich immer, 8 bis 10 Jahre im Voraus zu denken. Auf der anderen Seite gilt es aber natürlich immer noch, die eingangs erwähnte neue Aufstellung von Stabilus – deren eines Standbein die Business Unit Industrial ist – mit Leben zu füllen. Mit der Business Unit bedienen wir ja 26 Marktsegmente, idealerweise regional aufgestellt in den drei Regionen Americas, Europe und Asia-Pacific.

Zusammen mit unseren Kooperationspartnern arbeiten wir an der Umsetzung eines Ecosystems, das in den adressierten Marktsegmenten die beschriebenen Systemlösungen entwickeln und liefern kann. Für ein solches Ecosystem brauchen Sie neben Lösungspartnern dann auch die Kooperation mit Universitäten. Am Ende entsteht auf diese Weise eine Plattform, mit der sich zahlreiche Aufgaben im Sinne einer Systemlösung adressieren lassen – das ist unser Ziel.

Kontakt:
Stabilus GmbH
Wallersheimer Weg 100
56070 Koblenz
Tel. +49 261/8900 0
www.stabilus.com

Details zu Powerise-Lösungen für die Industrie


Zum Unternehmen

Zur Stabilus Gruppe mit Stammsitz in Koblenz gehören mittlerweile die Unternehmen ACE, Hahn Gasfedern, Fabreeka, Tech Products und General Aerospace. Neben einem globalen Produktionsnetzwerk mit Werken in neun Ländern verfügt Stabilus über regionale Niederlassungen und Vertriebspartner in über 50 Ländern in Europa, Nord-, Mittel- und Südamerika sowie im asiatisch-pazifischen Raum.

Produktseitig liegt der Schwerpunkt auf Produkten zur Bewegungssteuerung beziehungsweise -beeinflussung (Stabilus spricht von Motion Control, weil alle Aspekte einer Bewegungskontrolle eingeschlossen sind) – sei es über Gasdruckfedern, Dämpfer, Vibrations-Isolierungssysteme (etwa mit Elastomerelementen) sowie aktive Systeme wie elektromechanische Antriebe. Adressiert werden verschiedene Branchen – von der Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie über Möbel-, Medizin- und Landwirtschaftstechnik bis hin zur Luftfahrt.




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