Die energieeffiziente Kraft neuer Wirtschaftlichkeit


Titelstory . Hydraulische Antriebe nachhaltig stark im Einsatz

Eine bewährte Technologie sollte man nie ganz abschreiben.

Hier schlummern meist noch ungeahnte Stärken, die es vor allem zu entwickeln gilt. Und weil wir bei transfluid® sowieso immer nach neuen, besseren Optionen suchen, haben wir eine neue Idee in die Praxis umgesetzt. So erfolgt die Ansteuerung der Hydraulikpumpen in unseren Rohrbearbeitungsmaschinen immer häufiger mit Servomotoren. Das bietet erstaunlich viele Vorzüge, die Prozesse, ökologische Nachhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit enorm verbessern.

Da wäre zunächst die hohe Energieeffizienz, die mit einer Energieeinsparung von bis zu 70 % gegenüber herkömmlichen Hydrauliksystemen beeindruckt. Möglich wird dies durch das effektive Zusammenspiel verschiedenster technischer Details:

Elektronische Druckregelung

Die Drehzahl und damit der Volumenstrom der Pumpe wird exakt an die geforderten Drücke angepasst. Die sonst bekannten Energieverluste durch abströmendes Öl an Druckventilen gibt es nicht.

Elektronische Volumenstromregelung

Die Drehzahl und damit der Volumenstrom der Pumpe wird exakt an die geforderten Volumenströme angepasst. Die üblichen Strömungsverluste durch Stromventile werden komplett vermieden.

Sofortiger Stillstand des Motors

Sobald keine hydraulische Funktion aktiv ist, steht der Motor still. In diesem Moment wird keine Wärme im System erzeugt. Selbst während eines Automatikzyklus wird dieser Zustand mehrfach erreicht. Sind beispielsweise bei einer Biegemaschine die elektromechanischen Achsen, Längenvorschub oder die Verdrehung aktiv, steht die Servopumpe still. Dadurch wird die Gesamteinschaltdauer der Pumpe reduziert. Das spart Energie.

Vergleichsweise kleine Motoren

Dadurch, dass Servomotoren kurzzeitig um ein Vielfaches der Nennleistung überlastet werden können, ist die Baugröße im Vergleich zu normalen Drehstrommotoren deutlich reduziert. Dadurch ergibt sich eine geringere Massenträgheit des Motors und eine bessere Dynamik.

Verwendung kleiner Hydraulikpumpen

Da der Servomotor über ein großes Drehzahlband verfügt, können vergleichsweise kleine Pumpen installiert werden, die mit bis zu 3.000 U/min angetrieben werden. Die Massenträgheit der Pumpe ist damit gering.

Ganz ohne Kühlung

Durch die hohe Energieeffizienz ist in der Regel kein Kühler erforderlich. Der Energieverbrauch des Kühlers wird eingespart. Damit wird auch kein Staub von einem Lüfterrad aufgewirbelt. Es entsteht kein Lärm durch einen Ventilator und eine Reinigung von Kühlrippen ist ebenfalls nicht mehr erforderlich.

Geringe Lärmemission

Wir verwenden dafür leise Innenzahnradpumpen. Strömungsgeräusche durch Drossel- und Druckventile
bleiben so aus. Absolute Stille gibt es im Stand-by-Betrieb, da die Pumpe angehalten wird und es kein Kühlergeräusch gibt.

Deutlich reduzierte Betriebskosten

Dank der wesentlich höheren Energieeffizienz wird Strom gespart.

Ein Beispiel: unsere hydraulische
Biegemaschine DB 2076 3A-CNC

Ein Hydraulikaggregat mit einer Förderleistung von ca. 60 l/min und einem Betriebsdruck von max. 200 bar erfordert nach herkömmlicher Bauart einen 15 kW-Antrieb.

80 % der Antriebsleistung werden sicherlich im Durchschnitt abgerufen, da die normalen Motoren auch im Leerlaufbetrieb einen hohen Leistungsbedarf haben. Bei einer täglichen Nutzungsdauer von sechs Stunden ergibt das einen jährlichen Stromverbrauch von 15.840 kWh.

Eine Servopumpe hat bei einem typischen Biegezyklus mit Pausenzeiten von 5 s zum Entnehmen und Beladen der Rohre einen durchschnittlichen Stromverbrauch unter 4 kW, was einem Jahresverbrauch von 5.280 kWh entspricht.

Rechnet man die Kilowattstunde mit 0,25 Euro, so spart die Technologie bei dieser Anwendung pro Jahr bereits Stromkosten in Höhe von 2.640 Euro

Hinzu kommen weniger Wartungs- und Reparaturkosten durch die vereinfachte Ventiltechnik. Auf Drossel- und Druckventile kann meist ganz verzichtet werden. Auch Druckschalter für die Abfrage der Achsen 
entfallen und werden zentral von einem Drucksensor ersetzt.

Rohre wirtschaftlich spanlos trennen

Komfortable Steuerung

Per Touchpanel kann der Druck sämtlicher Achsen reguliert und die Geschwindigkeit sämtlicher hydraulischer Achsen bequem eingestellt werden.

Die Wegpositionierung der Achse ist mit einer Genauigkeit von 0,05 mm möglich, sofern auf Wunsch ein Wegmess­system integriert wird. Auf die Ansteuerung durch ein teures Regelventil samt Regelelektronik kann sogar zum Teil verzichtet werden. Die „HNC-Achse“ wird so günstiger. Im Vergleich zur konventionellen Hydraulik ist der Preis der Servo­pumpe nahezu identisch. Die nachhaltige Effizienz rechnet sich also ab dem ersten Praxiseinsatz.