Verbessern einer bereits optimierten Maschine

Auch der Verbrauch einer bereits optimierten Maschine lässt sich noch weiter senken. Rummel geht von einem Einsparpotenzial von weiteren 8,5 Prozent (12.900 kWh) aus. Die Maßnahmen: Einsatz von verlustarmen Getriebemotoren, frequenzgeregelten Hilfsantrieben, getakteten Abblasventilen und IE2/3-Motoren. Rummel: „Die Bereitschaft unserer Kunden für eine bessere energieeffiziente Werkzeugmaschine auch mehr zu bezahlen, wird immer größer. Jedoch wird diese Bereitschaft für einen höheren Preis nur beim detaillierten Nachweis auf verbesserte Life-Cycle-Costs über zehn Jahre anerkannt. Emag hat sich auf eine höhere Nachfrage nach energieffizienteren Maschinen eingestellt und wird auf der EMO Hannover 2011 dazu entsprechende Neuheiten vorstellen."

Doch Emag will das Thema Energiesparen noch strategischer angehen und beteiligt sich daher an dem Forschungsprojekt e-SimPro (Simulation und Optimierung des Energiebedarfs spanender Werkzeugmaschinen). „Das Ziel ist ein Simulationstool, mit dem wir den Kunden den Energieverbrauch unserer Maschinen transparent darstellen können", sagt der Fachmann.

Im Projekt nimmt Emag das Nutzungsprofil von Drehmaschinen unter die Lupe. Ein Ergebnis: 20 kW verbraucht eine Maschine bei einer kompletten Bearbeitung, aber immer noch erstaunliche 13 kW im Stand-by-Betrieb. Das Ergebnis deckt sich mit anderen Untersuchungen. „Nur 2 300 Watt, also etwas mehr als ein Zehntel, gehen dagegen als Schnittkräfte in die Bearbeitung", berichtet der Ingenieur.

Energiebilanz verbessern

Als größte Stellschraube haben sich beim Optimieren einer derartigen Maschine energieeffiziente Komponenten erwiesen, weil sie laut Rummel „die Einschaltlast der Maschine und damit den größten Anteil des Energieverbrauchs senken". Das Verbessern der Energiebilanz macht sich auch in Euro und Cent bezahlt. So sinken die absoluten Kosten einer optimierten Drehmaschine des Typs 250 DS (bei Stromkosten von 0,1 Euro/kWh und Druckluftkosten von 0,02 Euro/m³) im Vergleich zu dem Vorgängermodell VLC 800 MT bei der Bearbeitung von 2,39 auf 1,70 Euro/h und in Betriebsbereitschaft von 1,68 auf 1,50 Euro/h.

Die Süddeutschen sorgen aber auch dafür, dass ältere Maschinen weniger Energie verbrauchen. Die Fachleute haben an einer Drehmaschine VSC 250 KBS (Baujahr 2005) Druck, Leckage, Durchfluss, Temperatur und Leistungsaufnahme gemessen. Bei der Maschine fiel den Retrofit-Fachleuten der enorme Druckluftbedarf von 53 Nm³/h (N steht für Norm) auf, der normalerweise bei 10 Nm³/h liegt. Rummel: „Wir empfahlen dem Kunden unter anderem die Beseitigung der Leckagen, Einbau eines Luftmengenzählers, Optimierung der Absaugung und des Kühlaggregats."

Aber auch im „Umformlager" sind Energieeffizienz und Nachhaltigkeit keine Fremdworte. Beispiel Profiroll Technologies in Bad Düben: Der Hersteller von Werkzeugen und Maschinen zum Kaltmassivumformen beteiligt sich beispielsweise auf der EMO Hannover 2011 erneut an der Blue Competence-Kampagne des VDW. Geschäftsführer Dr. Stephan Kohlsmann. „Wir benutzen die EMO Hannover 2011 als Plattform, um neue, ganzheitliche Prozessketten inklusive des Materialeinsatzes und des Energieverbrauchs vorzustellen. Dazu werden wir in Hannover etliche neue Applikationen präsentieren."

Kaltumformen spart 44 Tonnen Stahl

Geschlossene Prozessketten sparen in erster Linie Material, dann Energie und damit auch Kosten. Dazu ein Praxisbeispiel: Beim Umformen eines rund 350 Gramm schweren Bauteils einer Pkw-Lenkung (für Experten: Lenkritzel) sinkt der Bedarf an Rohmaterial im Vergleich zum Zerspanen um 44 Gramm. Dr. Kohlsmann: „Bei einer Million auf einer Maschine im Jahr produzierten Lenkritzel sind es dann immer hin schon 44 Tonnen Stahl, deren Späne der Anlagenbetreiber nicht waschen muss – und die gar nicht erst produziert und transportiert werden müssen. " Hinzu komme, dass das Kaltumformen extrem kurze Prozesszeiten mit deutlich geringerem Energieaufwand aufweise.

Auch die Nachfrage nach energieeffizienten Verfahren nimmt zu. So fragen die Kunden immer öfter, wie viel Energie eine Maschine beim Herstellen eines bestimmten Bauteils verbraucht. „Diese Angaben gehen in einen Bewertungskatalog ein", sagt der Geschäftsführer. „Zu den Vorreitern gehören dabei einige europäische Automobilhersteller." Ergänzung von Jens Wunderlich, Geschäftsbereichsleiter Vertrieb: „Wir müssen heute bereits Geräte installieren, die den tatsächlichen Verbrauch an Energie oder etwa Druckluft nachweisen."

Elektromechanik statt Hydraulik

Mit dem Blick auf Watt und Euro nahm das Unternehmen beispielsweise die Antriebe ihrer Anlagen unter die Lupe und ersetzte bei einer Verzahnungsmaschine die Hydraulik durch eine elektromechanische Antriebsachse. Automobilhersteller sparen dank des Wechsels nun bis zu 30 Prozent an Energie, weil die Elektromechanik in Bearbeitungspausen keine Energie verbraucht.

Die Nachhaltigkeit hat das Unternehmen mit einem Spezialprogramm im Visier. „Wir können die Prozesse so einstellen, dass bestimmte Verbrauchsspitzen vermieden werden", sagt der Geschäftsführer. „Das führt im Idealfall dazu, dass der Betreiber eine kleinere Maschinenkategorie mit wesentlich geringeren Verlustleistungen einsetzen kann."