Energiekettensysteme transportieren nicht nur Energie, Daten und Medien zu Maschinen und Anlagen. Sie beeinflussen auch deren Energiekosten. Moderne Kunststoff-Energieketten und Chainflex-Leitungen helfen, Maschinen energie- und kosteneffizient auszulegen und zu betreiben.
Mit richtigen Materialen und ausgeklügelter Konstruktion lässt sich der Energieverbrauch drastisch reduzieren, wie aktuelle Tests im Energieketten- und Leitungslabor von Igus belegen. Beispiel: lange Verfahrwege, hohe Füllgewichte. Wird anstelle einer gleitenden Anwendung eine Rollen-Energiekette eingesetzt, dann sinkt der Reibverlust. Tests zufolge konnte bei gleichen Eckdaten (Befüllung, Kettenlänge, Geschwindigkeit und Beschleunigung) der Reibfaktor von 0,3 auf unter 0,1 gesenkt werden. Resultat: Durch den Einsatz der Rollen-Energiekette wurde die Antriebsleistung gegenüber der gleitenden Anwendung um 37 % reduziert. Bei 0,20 Euro/kWh und der Annahme, dass die Anlage 12 h/Tag in Betrieb ist, kommt ein guter vierstelliger Betrag zusammen.
Solche Rollen-Energieketten für lange Verfahrwege, von Igus entwickelt, werden bereits seit über zehn Jahren rund um den Globus eingesetzt. Etwa im tschechischen Braunkohlekraftwerk Tusimice – mit 615 m der bisher längste Verfahrweg der Welt mit einer Kunststoff-Energiekette. Dabei werden auch in rauesten Umgebungen Metallketten heute durch schlankere und schmierfreie Kunststoff-Energieketten ersetzt. Jüngst geschehen in einem Stahlwerk im iranischen Isfahan. Dort beeinträchtigten Staub, Schmierstoffe und Öle die Funktionsfähigkeit der schweren Metallkette, welche die Maschine mit sich ziehen musste. Leitungen wurden durch scharfe Kettenkanten und die permanente Sonneneinstrahlung beschädigt.
Neben der Reibwertreduzierung am Beispiel Rollen-Energieketten gibt es weitere Faktoren für ein effizientes Energiemanagement. Beispiel: Dimensionierung und Gewicht. Hier konnte in Vergleichstests im Igus-Technikum nachgewiesen werden, dass mit kleiner dimensionierten Energieketten, die durch besonders stabiles Design genauso belastbar sind wie größere Ketten, 17 % Antriebsleistung eingespart werden kann. Gewählt wurde eine kräftige Energiekette aus dem E4-Programm, einem Baukastensystem, mit dem sich nahezu alle Anwendungen realisieren lassen, von „auf der Seite liegend“ bis zu Verfahrwegen über 200 m. Insbesondere die seit 2008 ab Lager lieferbare neue Energieketten-Generation E4.1 bietet dabei eine Fülle von Einsatzmöglichkeiten, da konstruktive Kniffe von bisher zwei Energiekettenvarianten in einer universellen Lösung vereint und mit neuen kombiniert wurden.
Auch Chainflex-Leitungen für Energieketten können direkt helfen, den Energieverbrauch zu senken. Neuesten Tests von Igus zufolge lässt sich durch hochwertige Mantel- und Isolierwerkstoffe – je nach Querschnitts- und Leitungskombinationen – konservativ berechnet zwischen 5 und 30 % Gewicht einsparen. Mit dem Resultat, dass der Leistungsbedarf der Antriebe um 17 % gesenkt werden kann. Einerseits kann man mit optimierten Mantelmischungen ein geringes Abriebverhalten erzielen. Andererseits lassen sich hochwertige Mantelwerkstoffe besonders dünnwändig extrudieren, was bis zu 18 % Gewicht einspart gegenüber herkömmlichen Leitungen. Gleich zwei Faktoren also, mit denen die erforderliche Antriebsleistung reduziert werden kann.
Hinzu kommt das Thema Isolierwerkstoffe: Mit besonders hochwertigen Stoffen lassen sich bei gleichen elektrischen Querschnitten wesentlich höhere Ströme realisieren oder umgekehrt die Querschnitte häufig reduzieren, ohne dass sich die elektrische Performance verschlechtert. Dadurch sind Gewichtsreduktionen bis zu 30 % realisierbar.
Bei genauerer Betrachtung ist es mit dem Energieverbrauch im Maschinen- und Anlagenbau, inklusive aller Kosten für Leistungselektronik, im Grunde nicht anders als im Pkw-Markt. Wenn der Autofahrer mit anderen Reifen und anderem Sprit summiert rund 60 % Spritkosten einsparen kann, dann sind das Technik- und Kostenvorteile, die schnell ausprobiert werden müssen.
André Kluth Igus GmbH, Köln
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