Hydraulik effizient geregelt

Fluidtechnik

Pumpe – Hydraulikpumpen werden meist stetig mit der vollen Drehzahl betrieben, unabhängig vom Leistungsbedarf der Maschine. Eine servogeregelte Pumpe senkt hier den Energieverbrauch deutlich.

09. September 2009

Kaum ein anderer Maschinenprozess in der Industrie erfordert derart große Kräfte wie das Spritzgießen oder Pressen. Entsprechend geschieht die Leistungsübertragung hier üblicherweise auf hydraulischem Wege. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist allerdings die geringe Energieeffizienz der Druckregelung. Diese erfolgt bei konventionellen Maschinenkonzepten zum einen durch ventilgesteuerte Antriebe, bestehend aus Normmotor und Konstantpumpe, zum anderen durch elektrohydraulische Verstellpumpen, die ebenfalls durch einen Normmotor angetrieben werden. Bei beiden Antriebslösungen wird die Motor-Pumpen-Kombination stetig mit der vollen Drehzahl betrieben, obwohl der Leistungsbedarf der Maschine stark schwankt. So benötigen etwa Schließ- und Einspritzvorgänge viel größere Mengen an Hydrauliköl und somit einen viel größeren Volumenstrom als zum Beispiel während des Nachdrucks, welcher zwar ebenfalls einen hohen Druck, aber nur einen geringen Volumenstrom erfordert. Dies führt im Teillastbereich zu einer sehr ungünstigen Nutzung der eingesetzten Energie. Spätestens angesichts der weltweit steigenden Rohstoff- und Energiepreise sollten die Hersteller von Maschinen und Anlagen in den Bereichen Spritzgießen und Pressen deshalb über neue Lösungsansätze nachdenken, um einen unnötigen Anstieg der Lebenszykluskosten ihrer Produkte zu verhindern.

Eine deutliche Reduzierung des Energieverbrauchs durch die Hydraulikpumpen verspricht hier ein Ansatz des Nürnberger Automatisierungs- und Antriebstechnikspezialisten Baumüller: Die Franken verwenden anstelle einer Konstantpumpe eine servomotorisch angetriebene Pumpe, mit der sich Durchfluss und Druck der Hydraulikflüssigkeit dynamisch und mit hoher Genauigkeit regeln lasssen. Diese Lösung kombiniert damit die Vorteile der hydraulischen Leistungsübertragung mit den Vorteilen der elektrischen Leistungsregelung mittels Servo-Antriebstechnik.

Hoher Wirkungsgrad

Die eingesetzte Servotechnik bietet neben einem hohen Wirkungsgrad und geringer Wärmeentwicklung eine überdurchschnittliche Dynamik, hohe Präzision sowie eine deutlich reduzierte Geräuschentwicklung gegenüber den konventionellen, ständig mit hoher Drehzahl laufenden Normmotoren. Die hydraulische Leistungsübertragung bringt dazu die Vorteile robuster und kostengünstiger Antriebselemente mit einer hohen Leistungsdichte bei geringen Trägheiten. Im Vergleich zu konventionellen Lösungsansätzen senkt der Einsatz einer Servopumpe in der Hydraulik auf diese Weise den Energieverbrauch in der Regel um mehr als 30 Prozent, bei Prozessen mit langen Phasen mit geringem Leistungsbedarf lassen sich sogar Einsparungen bis zu 80 Prozent erreichen. bt

Fakten

- Die Baumüller Nürnberg GmbH ist ein führender Hersteller elektrischer Automatisierungs- und Antriebssysteme.

- An über 40 Standorten entwickelt und fertigt das Unternehmen Systemlösungen für den Maschinenbau.

- Das Produktsortiment reicht von der Bedienoberfläche über Motion-Control-Software bis zu Umrichtern, Elektromotoren und Dienstleistungen.

Erschienen in Ausgabe: 5-6/2009