Doppelt Energie einsparen mit optimierten Nibbelzylinderachsen

Energieeffizienz Doppelt Energie einsparen mit optimierten Nibbelzylinderachsen

24.10.2011Autor / Redakteur: Rolf Heidenfelder / Josef-Martin Kraus

Moderne, hochdynamische Zylinderachsen bewirken bei hydraulischen Nibbel- und Stanzmaschinen eine Energieeinsparung in doppelter Hinsicht. Ein Hoch-/Niederdrucksystem senkt den Energieverbrauch. Dazu kommt, dass eine Axialkolbenpumpe mit elektrohydraulischer Druckregelung für weitere Einspareffekte in den Nebenzeiten sorgt.

Firmen zum Thema

Bosch Rexroth AG

FACCIN GmbH

G+K Umformtechnik GmbH

Bei Stanz- und Nibbelmaschinen wird lediglich während etwa 10 bis 20% der Gesamtlaufzeit die voll zur Verfügung stehende Antriebsenergie abgerufen. (Bild: Bosch Rexroth)

Hohe Leistungsfähigkeit bei nochmals gesenktem Energieverbrauch: Um dieses Anforderungsprofil zu erfüllen, setzt Rexroth im Maschinenbau auf die 4EE-Systematik. Der Komplettanbieter für Antriebs- und Steuerungstechnologie im Investitionsgüterbereich nutzt dabei vier Hebel für eine deutliche Steigerung der Energieeffizienz: im Wirkungsgrad optimierte Komponenten, Energierückgewinnung, Energy System Design und bedarfsgerechte Energieerzeugung.

Energieeinsparung über 80 bis 90% der Laufzeit möglich

Für die Entwicklung besonders energieeffizienter Nibbelantriebssysteme hat Rexroth den Energiebedarf von Stanz- und Nibbelmaschinen unter Fertigungsbedingungen betrachtet. Das Ergebnis: Über den gesamten Arbeitsablauf hinweg rufen die Maschinen die Maximalenergie nur in rund 10 bis 20% der Gesamtlaufzeit ab: während der eigentlichen Stanzbewegung (Bild 1 – siehe Bildergalerie). Dagegen wird in den Nebenzeiten – beim Werkzeugwechsel, bei der Be- und Entladung und beim Teilhandling – nahezu keine Energie vom Hydraulikaggregat erzeugt. Dadurch können mit Modulen zur leistungsangepassten Energieerzeugung die bisher ungenutzten Einsparpotenziale über etwa 80 bis 90% der Laufzeit hinweg erschlossen werden – ohne Einschränkung der Produktivität.

Bildergalerie

Bild 1: Nur die eigentliche Stanzbewegung benötigt die maximal gespeicherte Energie, in den Nebenzeiten wird nahezu keine vom Hydraulikaggregat zur Verfügung gestellte Energie verbraucht: a Hubverlauf im Punch-/Nibbelmodus, b Energieverbrauch im Punch-/Nibbelmodus bei Hoch-/Niederdrucksystemen mit Konstantpumpe, c mit Regelpumpe

Bild 2: Bei hoher Energieeffizienz erreicht die Nibbelzylinderachse in der schnellsten Ausprägung bis zu 4000 Hübe pro Minute im Graviermodus.

Bild 3: Weil die druckgeregelte Axialkolbenpumpe (A10VSO) die Aggregatleistung bedarfsgerecht regelt, sorgt sie für deutliche Energieeinspareffekte.

Bild 4: Die bedarfsgerechte Anpassung der Aggregatsleistung reduziert den ohnehin schon halbierten Energieverbrauch in den Nebenzeiten nochmals deutlich.

Die neuen, standardisierten Nibbelzylinderachsen mit 200 und 300 kN Nennkraft stehen in drei Leistungsklassen zur Verfügung: Standard Performance, Advanced Performance und High Performance (Bild 2). Sie kommen typischerweise in Nibbelmaschinen zum Einsatz, mit denen Hubzahlen von 600 bis 1500 pro Minute bei einem Hub von 4 mm erzielt werden. Im Graviermodus kann die Hubzahl auf bis zu 4000 Hübe pro Minute steigen.

Mehr Energieeffizienz durch Axialkolbenpumpe mit elektrohydraulischer Druckregelung

Zwei Druckbereiche und effektive Speicherladeschaltungen senken von vornherein die installierte Betriebsleistung und damit den Energieverbrauch um bis zu 50%. Zusätzlich reduziert die bedarfsgerechte Senkung der Aggregatleistung über Regelpumpen den Energieverbrauch in Nebenzeiten nochmals deutlich. So sorgt eine Axialkolbenpumpe mit elektrohydraulischer Druckregelung für weitere Einspareffekte, zusätzlich zur ohnehin schon energiesparenden Hoch-/Niederdruck-Speichertechnik (Bilder 2, 3 und 4).

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