Servoelektrischer Pumpenantrieb optimiert Hydraulikpresse energetisch

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Energetischer Meilenstein

Durch die neue Technik lässt sich somit teuere klassische Ventiltechnik einsparen und auch die Energiebilanz ist wesentlich verbessert, wie der Elektrotechnik-Experte weiß: „Während früher bereits zum ersten Probelauf bei Lasco die großen Kühlsysteme für das Hydrauliköl installiert sein mussten, genügen mit der Servotechnik erheblich kleiner dimensionierte Aggregate, die sogar erst im Produktionsbetrieb vor Ort benötigt werden.“

Ein Grund dafür ist, dass das Öl nicht mehr durch die engen Spalte an den Steuerkanten der Regelventile gedrückt wird und somit derartige technikbedingte Verluste gar nicht erst entstehen. Die auf diese Weise erreichte Wirkungsgradverbesserung sieht der Pressenhersteller weit im zweistelligen Bereich, was sich bei Anwendern in einer massiven Einsparung von Stromkosten im Vergleich zu älteren Maschinen bemerkbar macht. Letztlich hängt der Grad der Energieeinsparung von der jeweiligen Anwendung ab.

Vergleicht man die neue Technik mit sehr einfachen Hydraulikpressen in „Schwarz-Weiß-Technik“, dann ist der Einspareffekt sicherlich geringer als bei einem Vergleich mit regelungstechnisch aufwendigen Pressen. Besonders bei Ziehvorgängen ist der Einspareffekt deutlich wahrnehmbar, weil der Ziehdruck auch durch eine Pumpe mit Servomotor aufgebracht wird und dabei der Motor der Ziehkissenpumpe als Generator arbeitet.

Bei der Dekompression der Hydraulikflüssigkeit wird Energie zurückgewonnen

Ein weiterer Vorteil der dort eingesetzten Elektrotechnik ist, dass bei der Dekompression der Hydraulikflüssigkeit sogar noch Energie zurückgewonnen wird. Denn während des Entspannungsvorgangs nach dem Pressvorgang muss der Hauptzylinder von 250 auf etwa 10 bar entspannt werden, bevor das Füllventil zum Tank freigegeben werden kann.

Dieser Vorgang dauert etwa 100 ms. Bei einer Kompressibilität des eingesetzten Hydrauliköls von etwa 2,5 Volumenprozent und einem Zylindervolumen von etwa 800 l Öl fließt die darin enthaltene Federenergie durch die Axialkolbenpumpe und treibt dabei den Servomotor an.

Die Entlastung der Pressenmechanik verstärkt diesen Effekt zusätzlich. Im sogenannten generatorischen Betrieb speist dieser dann bei jedem Takt die entsprechende elektrische Energie in den Zwischenkreis des Frequenzumrichters S120. „Aber nicht nur der Energiegewinn ist dabei als Vorteil zu sehen, sondern auch, dass bei konventionellen Konzepten zusätzliche Wärmeverluste entstehen würden“, erklärt Harald Barnickel.

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