Details

Einleitung
Hydraulische Prüfstände sind unverzichtbare Werkzeuge in Branchen von der Automobilindustrie bis zur Luft- und Raumfahrt. Sie bieten eine kontrollierte Umgebung, um die Leistung, Haltbarkeit und Sicherheit von Fluidkraftsystemen zu überprüfen, bevor diese in Betrieb gehen. Durch die Simulation realer Betriebsbedingungen – Druck, Durchfluss, Temperatur und Last – decken Prüfstände potenzielle Konstruktionsfehler und Fertigungsdefekte frühzeitig auf, wodurch kostspielige Rückrufe und Ausfallzeiten reduziert werden. Moderne Prüfstände integrieren PC-basierte Datenerfassung (DAQ) und programmierbare Steuerung, um komplexe Testsequenzen zu automatisieren, hochauflösende Daten zu erfassen und umfassende Berichte ohne manuelle Eingriffe zu erstellen.

Anwendung
- End-of-Line-Qualitätskontrolle: In Produktionslinien führen hydraulische Prüfstände die abschließende Inspektion von Ventilen, Pumpen und Aktuatoren durch. Automatisierte Tests stellen sicher, dass jede Komponente die OEM-Spezifikationen für Durchfluss, Öffnungsdruck und Leckage erfüllt, und können Montage- und Zykluszeiten durch Schnellwechselvorrichtungen um über 90 % reduzieren. 
- F&E und Prototypenvalidierung: Ingenieurteams nutzen Prüfstände, um neue Designs unter variablen Bedingungen zu charakterisieren und Leistungsgrenzen, Lebensdauer und Ansprechzeiten zu bewerten. Die präzise Steuerung der Testparameter ermöglicht eine iterative Optimierung von Ventilgeometrien, Materialauswahl und Steuerungsalgorithmen vor dem Feldeinsatz.
- Wartung, Kalibrierung & Servicezentren: Serviceeinrichtungen verwenden Prüfstände, um Sicherheitsventile neu zu kalibrieren und interne Leckagen bei zurückgesandten Komponenten zu überprüfen. Digitale LVDTs und Kraftaufnehmer, gekoppelt mit protokollierten Daten, unterstützen vorbeugende Wartungsprogramme, die ungeplante Ausfallzeiten durch frühzeitige Erkennung von Verschleiß um die Hälfte reduzieren können.
- Lieferantenqualifizierung & Wareneingangsprüfung: Prüfstände liefern objektive, nachvollziehbare Nachweise dafür, dass gekaufte Hydraulikbaugruppen den vertraglich vereinbarten Leistungsanforderungen entsprechen. Dies erleichtert Lieferantenaudits und reduziert Garantieansprüche durch strenge Abnahmetests.

Wichtige Merkmale
- Erweiterte DAQ- & Steuerungsplattform: Unter Verwendung von PXI- oder CompactDAQ-Hardware erreichen Prüfstände deterministische Regelkreisläufe und modulare I/O für die synchronisierte Messung von Druck, Durchfluss, Weg und Temperatur. LabVIEW oder NI-DAQmx steuern Testsequenzen, Echtzeitvisualisierung und automatisierte Berichtserstellung.
- Robuste Hydraulikaggregate: Zwei Versorgungseinheiten – eine Hochdurchfluss-Einheit (z. B. 40 LPM bei 200 bar) für Haupttests und eine Niedrigdurchfluss-Einheit für Klemmvorgänge – gewährleisten schnelle Zykluszeiten bei präziser Druckregelung. Hocheffiziente Pumpen und Servoventile minimieren Energieverbrauch und Wärmeentwicklung.
- Präzisionsinstrumentierung: LVDTs messen Kolbenweg mit Mikrometerauflösung, während Kraftaufnehmer Kräfte bis zu mehreren Kilonewton erfassen. Optionale digitale Messuhren bieten schnelle Plausibilitätsprüfungen während der Wartung. Alle Sensoren speisen direkt in das DAQ-System zur synchronisierten Aufzeichnung.
- Ergonomisches & sicheres Design: Zweihand-Bedienknöpfe, Lichtschranken oder Schutzhauben, Not-Aus-Schalter und verriegelte Zugangstüren schützen Bediener. Vorrichtungen sind für minimalen Handhabungsaufwand und schnellen Wechsel optimiert, wodurch ergonomische Belastungen und Zykluszeiten reduziert werden.

Betriebsbeschreibung
1. Aufwärmen & Kalibrierung: Der Ölheizer bringt die Flüssigkeit auf die Zieltemperatur (45–55 °C), um die Viskosität zu standardisieren. Automatische Kalibrierroutinen überprüfen Nullpunkte der Sensoren und Dichtheit.
2. Beladen & Fixieren: Bediener platzieren die Hydraulikbaugruppe in eine kundenspezifische Vorrichtung. Schnellspanner greifen über eine Niederdruckeinheit, während ergonomische Hebel das Teil in Sekunden sichern.
3. Testprogrammauswahl: Ein Touchscreen-HMI zeigt modellspezifische Profile (CRE vs. XM) an und ermöglicht die Eingabe von Los- und Seriennummern.
4. Hauptdurchflusstest: Der Prüfstand fährt auf den spezifizierten Durchfluss (z. B. 16 LPM ± 1 LPM) bei 200 bar hoch. Echtzeitüberwachung erkennt Abweichungen und stoppt den Test, wenn unsichere Grenzen erreicht werden.
5. Sicherheitsventil-Charakterisierung: Durch langsames Erhöhen des Drucks über ein PC-gesteuertes Ventil zeichnet das System Abblase- und Ansprechdrücke (Sollbereich: 155–165 bar) mit ±0,5 bar Genauigkeit auf.
6. Hub- & Ansprechzeit: Beim Anheben des Hebearms auf eine feste Höhe (600 mm) erfasst das DAQ den Hubabschluss, sodass die Hubzeit innerhalb von 2,3–2,6 s liegt.
7. Leckagebewertung: Bei konstantem Druck und Position verfolgt das LVDT den Flüssigkeitsaustritt über eine drei Minuten dauernde Haltezeit; Leckageraten müssen unter 1,2 mm/min bleiben, um bestanden zu werden.
8. Datenprotokollierung & Berichterstellung: Am Zyklusende werden alle Parameter – Durchflussprofile, Druckkurven, Weg- und Kraftverläufe – automatisch in einer SQL-Datenbank gespeichert und in PDF-Berichten für die Qualitätsarchive zusammengefasst.

Technische Spezifikationen
- Hydraulikflüssigkeit: VG 46 ISO VG 46 @ 40 °C  
- Temperaturregelung: 45–55 °C (±1 °C) über PID-geregelten Heizer mit Radiatorkühlung  
- Maximaldruck: 200 bar  
- Durchflussbereich: CRE: 5–16 LPM; XM: 7–24 LPM (±1 LPM)  
- Tragfähigkeit: CRE: 1000 kg Hub / XM: 1500 kg Hub; max. 2000 kg  
- Hub: 350 mm  
- Zykluszeit: ~5 Minuten  
- Durchsatz: Bis zu 100 Baugruppen/Tag  
- DAQ-Auflösung: 24-Bit-ADC, bis zu 1 MS/s pro Kanal  
- Software: LabVIEW oder benutzerdefiniertes NI-DAQmx; SQL-Datenbank-Back-End  

Lieferumfang
- Hydraulikeinheiten: Zwei Aggregate (200 bar/40 LPM & 100 bar/10 LPM), Reservoir mit Filtration (NAS 9), Heizungen, Pumpen, Servoventile und Akkumulatoren.  
- Instrumentierung: LVDTs, Dehnmessstreifen-Kraftaufnehmer, Drucksensoren (±0,1 % FS), Durchflussmesser, Thermoelemente und optionale Messuhren.  
- Steuerung & Elektrik: PXI- oder CompactDAQ-Chassis, NI-Controller, VFDs, SPS mit Sicherheitsrelais, Touchscreen-HMI, USV und Verriegelungsschaltungen.  
- Mechanik & Vorrichtungen: Robustes Stahlbett, Schnellspannhydraulik, Hebearme, QRC-Kupplungen, Verschlussstopfen und ergonomische Ladehilfen.  
- Sicherheit & Schutz: Lichtschranken, Sicherheitstüren mit Verriegelungen, Not-Aus, Zweihandsteuerungen und Warnleuchten.  

Ersatzteile & Stückliste
Standardisierte Komponenten gewährleisten weltweite Verfügbarkeit und verkürzte Lieferzeiten:  
- Hydraulik: Rexroth- oder Parker-Pumpen und -Ventile, Hydac-Filter, Wika-Sensoren, Maxel-Schläuche.  
- Instrumentierung: HBM- oder Omega-LVDTs, Tektronix- oder PCB-Piezo-Drucksensoren, Kyowa-Kraftaufnehmer.  
- Elektrik: Phoenix Contact-Klemmen, Siemens-Schütze, Eaton-Sicherheitsrelais, Allen-Bradley-SPS-Module.  

Eine detaillierte Stückliste mit Artikelnummern, Lieferantenkontakten und Lieferzeitabschätzungen liegt der Lieferung bei.  

Sicherheit, Ergonomie & TPM
- Integrierte Sicherheitssysteme: Not-Aus-Schaltkreise, zweihandbetätigte Klemmsteuerungen, Lichtschranken und Sicherheitsverriegelungen verhindern ungewollten Zugriff während der Druckbeaufschlagung.  
- Ergonomisches Design: Vorrichtungen auf Hüfthöhe, Schnellwechselklemmen und leichte QRC-Schläuche reduzieren Bedienerbelastung.  
- TPM-Hilfen: Farbcodierte Hydraulikleitungen, Pfeilmarkierungen, beschriftete Sensoranschlüsse, sequenzielle LEDs und visuelle Wartungschecklisten unterstützen die autonome Instandhaltung und minimieren Ausfallzeiten.  

Zuverlässigkeit & Wartungsfreundlichkeit
Vorbeugende Wartungsprotokolle konzentrieren sich auf Ölreinheit und Kontaminationskontrolle – die Hauptursachen für Hydraulikausfälle. Regelmäßiger Filterwechsel, Ölanalyse und Sensorkalibrierung können die Verfügbarkeit des Prüfstands auf über 95 % erhöhen. Modulares Design erlaubt den Austausch von Aggregaten, DAQ-Modulen und Zylindern in weniger als einer Stunde, was eine schnelle Wiederherstellung nach Störungen gewährleistet. Ein Garantieprogramm mit 24-Stunden-Reaktionszeit bei kritischen Problemen und vierteljährlichen Vor-Ort-Inspektionen sichert zusätzliche Betriebszeit.  

Konstruktionsfreigabe & Tests
Engineering-Lieferungen umfassen:  
- Grundriss- und Layoutzeichnungen (DWG/DXF)  
- Rohrleitungs- und Instrumentierungsdiagramme (P&ID) einschließlich Hydraulik- und Pneumatikschemata  
- Elektrische Schaltpläne, Schaltschranklayouts und SPS-Ladder-Logic-Dokumentation  
- Software-Sequenzdateien und Testskripte  
- FAT-Berichte (Factory Acceptance Test) über 50 Leerlaufzyklen, fünf Pilotbaugruppen und einen Produktionslauf mit 1000 Einheiten  

Der Abschluss des FAT und die Vorlage der „Design Approval Prints“ innerhalb von 15 Tagen nach Bestellung gewährleisten die Übereinstimmung mit den Kundenspezifikationen.  

Dokumentation & Umweltkonformität
Gelieferte Dokumentationen in Papierform (×3) und digital enthalten die vollständige Stückliste mit Lieferantenkontakten, PLC-/Back-up-Dateien, detaillierte Betriebs- & Wartungsanleitungen sowie Kalibrierzertifikate. Die Konformität mit ISO 9001:2015 und CE-Richtlinien ist zertifiziert, und alle Hydraulikflüssigkeiten und Materialien entsprechen RoHS- und REACH-Vorschriften. Lärm- und Energieeffizienzmaßnahmen – wie geräuscharme Pumpen und PID-geregelte Heizungen – minimieren Umwelteinflüsse, während Altölbehandlung gemäß lokalen Umweltstandards erfolgt.  

Fazit
Dieser vollständig integrierte hydraulische Prüfstand verbindet robuste Mechanik mit modernster DAQ- und Steuerungstechnik und ermöglicht schnelle, wiederholbare und nachvollziehbare Leistungsvalidierungen.  

Seine modulare Architektur, umfassende Sicherheitsmerkmale und standardisierte Komponenten gewährleisten hohe Verfügbarkeit und einfache Wartung, während umfangreiche Dokumentation und Umweltzertifizierungen den weltweiten Einsatz unterstützen. Als Produktionsarbeitsmittel und F&E-Prüfplattform ermöglicht er Herstellern und Servicezentren, die höchsten Qualitäts- und Zuverlässigkeitsstandards hydraulischer Komponenten einzuhalten.