Optimierung von Schneidanlagen

HYDAC – Ihr Partner für energieeffiziente Lösungen in Schneidanlagen

02.11.2021 3 min Lesezeit

Referenz Antriebstechnik Fluid Engineering

Optimierung von SchneidanlagenHYDAC - Ihr Partner für energieeffiziente Lösungen in Schneidanlagen.

Beim Schneidprozess von industriellen Stangenschneidanlagen haben Präzision und Effizienz oberste Priorität. Diese Eigenschaften erfordern einen leistungsstarken und dynamischen Prozess, um eine exakte Schneidlänge zu gewährleisten.

Die Herausforderung

Unser Kunde, ein deutscher Maschinen- und Anlagenbauer für Schneidtechnik, baut stationäre Schneidanlagen mit leistungsgeregelten Konstantpumpen. Bedingt durch die konstante Pumpendrehzahl ist der Wirkungsgrad der Pumpen bei kleinen Fördervolumina nicht optimal. Zudem läuft der Motor in den Zykluspausen im Standby-Betrieb – ein Faktor, der zu einem hohen Energiebedarf führt. Ein erhöhter Wärmeeintrag im Hydrauliksystem steigert den Kühlaufwand. Zusätzlich besteht im Betrieb eine hohe Lärmbelastung, welche die Arbeitsbedingungen im Umfeld der Anlage deutlich verschlechtert.
Um eine Energieeinsparung von mindestens 30 % zu erzielen, war es für den Spezialisten für Schneidtechnik essentiell, die Anlage konstruktiv zu verbessern. Primär ging es unserem Kunden dabei darum, die Leistung der Scherenbewegung zu optimieren und die Nebenfunktionen in einer kompakten modularen Bauweise zu realisieren. Im Zuge dessen sollte die Ventilsteuerung vereinfacht und ohne aufwendige Proportionaltechnik umgesetzt werden. Im Sinne der Ressourcenschonung stellte es sich zudem als vorteilhaft dar, das Ölvolumen im Hydrauliktank/ -system zu reduzieren. Auf eine Kühlung sollte wiederum verzichtet werden, um Energie und Kosten zu sparen. Zugleich galt es, die Geräuschentwicklung weitestgehend zu senken, um bessere Arbeitsbedingungen für die Mitarbeiter zu schaffen.

Effizienzsteigerung und Kostenoptimierung beim Schneidprozess mit dem drehzahlvariablen Antrieb von HYDAC

In partnerschaftlicher Zusammenarbeit mit dem Kunden ergriff HYDAC die geeignete Maßnahme: Die drehzahlvariable hydraulische Antriebslösung von HYDAC ersetzt nun die vorhandene Motorpumpengruppe durch eine servogeregelte Doppelinnenzahnradpumpe. Der notwendige Volumenstrom und der benötigte hydraulische Druck können bei diesem System über die Veränderung der Pumpendrehzahl sowie der Auswahl der Pumpenkombination, bedarfsgerecht bereitgestellt werden. Dabei führen der einfache Aufbau mit wenigen Komponenten und das optimierte Zusammenspiel der Abläufe zu deutlich kürzeren Zykluszeiten. Durch die höhere Drehzahl kompensiert sich zudem die reduzierte Pumpenbaugröße. Dies führt zu einer kompakteren Bauweise und somit auch zu einem geringeren Gewicht. Zugleich ersetzt die stark vereinfachte Ventiltechnik die Proportionalventiltechnik. Durch den Einsatz von Speichern wird zudem die Druckversorgung der Nebenverbraucher gesichert. In weiterer Folge reduziert die prozessbezogene Leistungsaufnahme die Verlustleistung auf ein Minimum – so kann gänzlich auf ein Kühlsystem verzichtet werden.

Das Ergebnis

Mithilfe unserer cleveren HYDAC Lösung übertrafen unsere Experten die Ziele unseres Kunden. Dank der drehzahlvariablen Antriebslösung von HYDAC konnte die Antriebsleistung von 20 kW auf 10 kW und somit um ganze 50 % reduziert werden. Zugleich sank das Ölvolumen des Hydrauliktanks von 450 auf 200 Liter. Durch die verminderte Geräuschentwicklung – von 90 dB auf unter 75 dB – verbesserten sich die Arbeitsbedingungen deutlich. Zudem konnte auf die aufwendige Proportionalventiltechnik verzichtet werden. Auch eine Kühlung des Systems ist nun nicht mehr erforderlich. Die gewünschten Optimierungen der Funktionen Schneiden und Positionierung konnten durch diese energieeffiziente Lösung übertroffen werden.

Optimierung beim Schneiden und beim Vorschub:
Glätten der Druckspitzen durch optimiertes Schalten des drucklosen Umlaufs und Ansteuern des Elektromotors. Das neue System generiert geringe Druckverluste, da keine Proportionalventile eingesetzt werden.