Gemeinsam geht’s besser

Moderne Kühlschmiermittelpumpen können sehr sparsam mit Energie umgehen. Dazu bedarf es aber der aktiven Mitarbeit der Werkzeugmaschinen-Hersteller, erklären Dr.-Ing. Dirk Wenderott, Leitung Produkttechnik und Anwendung und Dipl.-Ing. Jörg Neemann, Vertriebs- und Marketingleiter, zwei Fachleute von Brinkmann Pumps.

Herr Dr. Wenderott, welche Pumpentypen entstehen bei Ihnen?

Dr.Wenderott: Wir bauen Aggregate in nahezu allen Wirkprinzipien. Dazu gehören Schraubenspindel- und Kreiselpumpen. Die Aggregate kommen eintauchend oder frei aufgestellt zum Einsatz. Viele Pumpen zeichnet es aus, dass sie ohne Dichtung auskommen. Nach dem Motto: Was nicht da ist, kann nicht ausfallen. Die eintauchende, dichtungslose Hebepumpe ist übrigens im Werkzeugmaschinenbau der typische Klassiker.

Was zeichnet die Hebepumpen aus?

Dr. Wenderott: Es handelt sich um eine Pumpenfamilie, die für Mehrphasengemische mit hohem Anteil an Luft oder Spänen ausgelegt ist.

Wie beurteilen Sie Trends zur Trockenbearbeitung oder zur Minimalmengenschmierung?

Dr. Wenderott: Sie haben sicherlich ihre Berechtigung, doch die ursprüngliche Euphorie ist passé. Die klassischen Zerspanungsaufgaben laufen nach wie vor feucht ab, denn der Kühlschmierstoff kühlt ja nicht nur, sondern er beeinflusst auch die Spangeometrie und er sorgt für den Spanabtransport. Wer hier eine Energiebetrachtung anstellt, muss auch die zusätzlichen Aggregate für Aufgaben wie Späneabtransport berücksichtigen. Der gewichtsmäßige Anteil beträgt bis zu 1,5 Prozent.

Gibt es Veränderungen bei den Kennwerten?

Dr. Wenderott: Ja, wegen des Trends zu innen gekühlten Werkzeugen sind höhere Drücke gefragt. Unsere Schraubenspindelpumpen arbeiten mit maximal 200 bar und Kreiselpumpen in Reihenschaltung mit maximal 50 bar. Die Volumenströme betragen bis zu 4500 Liter pro Minute.

Wie sieht es mit dem Filtern der Flüssigkeiten aus?

Dr. Wenderott: Es kommt auf den Einsatz an. Wir empfehlen für die Schraubenspindelpumpen in der Versorgung beispielsweise Filter, die je nach Bearbeitungsprozess bis fünfzehn Mikrometer heruntergehen. Branchenweit sehen wir uns schon mit Blick auf die Hydraulik als führend in Sachen Wirkungsgrad an. Auf der EMO 2009 präsentierten wir die neuen Schraubenspindelbaureihen mit einem nochmals gesteigertem Pumpenwirkungsgrad, der je nach Baugröße und Betriebsbedingung bis zu 90 Prozent erreichen kann. Die hohen Wirkungsgrade ermöglichen Betriebsdrücke bis 200 bar. Die erhöhten Wirkungsgrade verbessern außerdem die Standzeiten.

Herr Neemann, was stellten Sie auf der METAV 2010 vor?

Neemann: Brinkmann präsentierte die ersten neuen IE2-Motoren, die ab April 2010 die bisherigen IE1-Aggregate ablösen. Damit zählen wir zu den Vorreitern. Die DIN 60034-30 schreibt ja vor, dass ab Mitte 2011 nur noch IE2-Motoren in Verkehr gebracht werden dürfen.

Die aber schon ab 2015 wiederum von IE3-Motoren abgelöst werden sollen.

Neemann: Wahlweise dürfen aber IE2-Motoren zum Einsatz kommen, die an Frequenzumrichtern betrieben werden. Hier kommen wir ins Spiel mit größeren Anbau-Frequenzumrichtern für Leistungen bis 45 Kilowatt. Ich gehe davon aus, dass ab 2015 die Nachfrage nach Aggregaten mit angebauten Frequenzumrichtern steigen wird. Es lassen sich damit übrigens auch bestehende Anlagen nachrüsten.

Was bedeuten bessere Wirkungsgrade für den Hersteller?

Dr. Wenderott: Wir müssen verlustärmere Bleche und mehr aktives Eisen einsetzen sowie die Statorwicklung verbessern.

Kosten die Neulinge mehr?

Neemann: Nein, der Kunde wird keinen Mehrpreis für die neuen IE2-Motoren zahlen müssen. Wir subventionieren die Umstellung.

Wie sieht es bei den Kreiselpumpen aus?

Dr. Wenderott: Hier ersetzen wir die Baureihe TC250/TC450 durch die komplett neu entwickelten TC260/TC460. Der eigentliche Spitzen-Wirkungsgrad erhöht sich nur geringfügig auf 63 Prozent. Der Blick auf die Kennlinien zeigt, dass die neue Kurve sehr viel flacher ausfällt. Der Anwender kann auch mit einem Förderstrom von 300 bis 500 Litern pro Minute ohne nennenswerte Einbrüche beim Wirkungsgrad arbeiten. Damit erhält der Anwender mit Blick auf die Auslegungsqualität ein wesentlich toleranteres Aggregat. Im Teillastbereich erhöht sich dann der Wirkungsgrad etwa bei einem Förderstrom von 550 Litern pro Minute von 20 auf 45 Prozent.

Die Beratung gehört aber auch bei ‚toleranteren Aggregaten’ dazu?

Dr. Wenderott: Sicherlich, denn das höchste Einsparpotential liegt in der Anwendung. Wir haben beispielsweise bei der Fertigung unserer Pumpen festgestellt, dass wir dank der Umrüstung eines Düsensatzes den gleichen Bearbeitungsgang auch mit dem halben Förderstrom fahren können.

Übernehmen Sie dann auch die komplette Parametrierung?

Dr. Wenderott: Das trifft zu. Der Anwender hat dann den gleichen Anschlussaufwand wie bei einer einfachen Pumpe, die dann aber ein Frequenzumrichter steuert oder regelt.

Wann lohnt sich der Einsatz und wie hoch fällt die Energieersparnis aus?

Dr. Wenderott: Frequenzumrichter eignen sich nur bei veränderlichen Verbräuchen. Im Vergleich zu einer Drosselregelung lassen sich im Teillastbereich – beispielsweise bei einer Halbierung des Volumenstroms – 80 Prozent der Energie einsparen.

Welche Rolle spielt die Wahl der richtigen Pumpe beim Energieeinsparen?

Dr. Wenderott: Der Verbraucher muss die Effizienz des Betriebspunktes vorgeben. Ein Rechenbeispiel: Wenn der Anwender eine Pumpe des Typs TC460/750 mit einer Leistung von 7,5 Kilowatt im Betriebspunkt 350 Liter pro Minute betreibt, komme ich auf den maximalen hydraulischen Wirkungsgrad von fast 65 Prozent. Liegt der Betriebspunkt hingegen bei 160 Liter pro Minute, sinkt der Wirkungsgrad auf 45 Prozent.

Wie unterstützen Sie beispielsweise den Konstrukteur einer Maschine bei der Pumpenauswahl?

Dr. Wenderott: Ich verweise stolz auf unser Programm BPTubes, mit dem er kostenlos im Internet die Rohrleitungsverluste abschätzen kann. Damit vermeiden wir auch typische Stille-Post-Effekte. Der Maschinenkonstrukteur sagt dem Filterhersteller: „Lege mal für 200 Liter pro Minute plus x aus, also für 250.“ Dieser packt noch eine Sicherheitsreserve dazu und bestellt dann eine Pumpe für einen Volumenstrom von 300 Liter pro Minute. Die Konstrukteure können mit unserer Software die Rohrleitungen nachbilden, die Verbraucherkennlinie abbilden und damit den tatsächlichen Betriebspunkt ermitteln.

Wie sieht es mit dem Abdrehen des Laufrades aus, mit dem andere Hersteller die Pumpe an nicht optimale Betriebspunkte anpassen?

Dr. Wenderott: Davon machen wir sehr wenig Gebrauch. In der Regel können wir die Betriebspunkte über unser eng gestaffeltes Produktprogramm abdecken.

Wie unterstützen Sie Kunden mit Sonderlösungen?

Dr. Wenderott: Die Kombination aus hydraulischem Baukasten und eigenem Motorprogramm ermöglicht eine Vielzahl von spezifischen Sonderlösungen zum Senken der installierten Leistungen. Brinkmann verfügt beispielsweise innerhalb der Hebepumpen-Baureihe über den Typ SGL für Flüssigkeiten mit hohem Luftanteil und den Typ SFL für Fluide mit hohem Spananteil. W

www.brinkmannpumps.de