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Energieeffizienz hydraulischer Systeme indirekt steigern

21.08.2008
Bei hydraulischen Antrieben bieten nicht nur Ventile und Pumpen Möglichkeiten zur Energieeinsparung. Auch die Reduzierung des Ölvolumens und Platzes, der Abwärme und der elektrischen Energie für den Lüfter zur Ölkühlung eröffnet energetische Einsparpotenziale.

Aus Sicht der Energieeffizienz rücken bei hydraulischen Antrieben besonders die Ventile und Pumpen ins Blickfeld des Betrachters. Jedoch bietet laut Hawe Hydraulik GmbH & Co. KG, München, das komplette Hydrauliksystem über die gesamte Lebensdauer Möglichkeiten zur Energieeinsparung. Je größer der Blickwinkel, desto höher ist das Energieeinsparpotenzial.

So lässt sich auch indirekt die Energieeffizienz steigern: durch Einsparung von Platz und Öl, durch Reduzierung der Abwärme und der elektrischen Energie für den Lüfter zur Ölkühlung. Wichtig ist es daher, dass der Hydraulikspezialist frühzeitig in die Maschinenentwicklung einbezogen wird.

Auf diese Weise konnte Hawe Hydraulik bei der Neuauslegung eines Hydraulikantriebs für die Spannfunktion einer Werkzeugmaschine ein beachtliches Ergebnis erzielen: 90% Platz-, 90% Öl- und 90% Energieeinsparung – ohne Abstriche hinsichtlich der Funktionssicherheit. So hohe Einsparungen können in Europa aufgrund des hohen technischen Stands nur noch selten erreicht werden, räumt der Hydraulikspezialist ein.

Jedoch lässt sich in Europa wegen der heutigen Strompreise und Platzverhältnisse schon bei 20% Einsparung ein ähnlich großer Vorteil erzielen wie bei dieser Werkzeugmaschine, die auf dem internationalen Markt angeboten wird. Die Möglichkeiten zur Kosteneinsparung bei Hydraulikantrieben für Spannfunktionen werden als vielfältig angesehen. Je nach Anwendungsfall lassen sie sich miteinander kombinieren, was den Einspareffekt verstärkt, wie Hawe Hydraulik anhand folgender Maßnahmen deutlich macht:

-Der Einsatz eines Kompakt-Pumpenaggregates ermöglicht die Dezentralisierung der Hydrauliksteuerung, spart Einbauraum und Hydraulikflüssigkeit. Das Aggregat kann ins Maschinengehäuse integriert werden, wodurch sich die Installationszeit verkürzen lässt.

-Aufgrund der Rippenrohrkonstruktion und Unterölbauweise der Hydraulikaggregate wird die Wärmeabfuhr aus dem System deutlich erhöht. Auf einen zusätzlichen Ölkühler kann meistens verzichtet werden.

-Durch Auslegung des Hydrauliksystems im Abschaltbetrieb muss die Pumpe nur dann Drucköl erzeugen, wenn die Spannelemente zum Werkstück hin verfahren werden, der Spanndruck aufgebaut und die auftretende Leckage der Wegeschieberventile ausgeglichen werden muss.

-Werden bei der Bewegungssteuerung die klassischen Wegeschieberventile durch Sitzventile ersetzt, reicht ein deutlich kleineres Aggregat für die gleiche Anwendung aus. Beim Wegeschieber ist es erforderlich, die konstruktionsbedingte Leckage im Betrieb durch ständiges Nachpumpen zu kompensieren. Mit leckölfrei dichten Sitzventilen entfällt diese Kompensation. Ist der Spanndruck erreicht, halten die Wegesitzventile den Spanndruck sicher aufrecht. Die Pumpe schaltet ab oder geht in Umlaufbetrieb bis zum nächsten Spannvorgang.

-Der Einsatz von Hydraulikventilen in der sogenannten 8-Watt-Technik bietet bei elektrischer Betätigung weitere Energiesparmöglichkeiten. Dazu werden die Ventile zum Beispiel mit einem Stecker ausgestattet, der für eine Leistungsaufnahme kleiner als 8 W ausgelegt ist.

All diese Maßnahmen lassen sich laut Hawe Hydraulik gemeinsam oder in Schritten mit einem modernen Pumpenaggregat umsetzen. Dadurch entstehen platzsparende, anschlussfertige Hydrauliksysteme. Basis dafür ist die Modulbauweise, die – so heißt es – eine Produktvielfalt aus dem modularen Baukasten heraus ermöglicht.

So addierten sich selbst kleine Einsparungen letztendlich zu großen Summen. Zusätzlich zu den Stromkosten und Platzverhältnissen vor Ort wird als weiterer Grund für die Umsetzung der Maßnahmen auf den häufigen Drei-Schicht-Betrieb moderner Werkzeugmaschinen verwiesen.

Josef Kraus | MM MaschinenMarkt
Weitere Informationen:
http://www.maschinenmarkt.vogel.de/themenkanaele/konstruktion/antriebsundsteuerungstechnik/articles/141153/

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