Höherer Durchsatz bei weniger Energieverbrauch

Flüssigkeitsgekühlte Frequenzumrichter im Einsatz bei Extrudern

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Die Hans Weber Maschinenfabrik aus Kronach stellt unterschiedliche Extruder her. Um eine höchst effiziente Produktion gewährleisten zu können, implementiert das Unternehmen in seine Extruder der Highperformance-Linie die flüssiggekühlten Vacon-NXP-Frequenzumrichter von Danfoss. Sie bieten unter anderem eine kompakte Baugröße, die sie für den Einbau an Orten optimiert, an denen eine Luftkühlung schwierig oder gar nicht möglich ist.

Die Hans Weber Maschinenfabrik, gegründet im Jahr 1922 und ansässig im oberfränkischen Kronach, ist spezialisiert auf Extruderlösungen. Ob Konstruktion und Herstellung von Getrieben, Zylindern, Schnecken sowie dem gesamten mechanischen Aufbau des Extruders – das Unternehmen legt großen Wert darauf, seinen Kunden aus über 100 Ländern nur das anzubieten, was es im eigenen Technologiecenter entwickelt, geprüft und gefertigt hat. Damit zählt Weber zu den wenigen verbliebenen Produzenten von gegenläufigen Doppelschneckenextrudern, die alle mechanisch relevanten Komponenten in Deutschland selbst produzieren. Neben fünf serienmäßigen Baureihen erhalten Kunden ebenso individuelle und an ihre Bedürfnisse angepasste Lösungen.

Flüssigkühlung spart Platz

Nutbuchsen-Extruder wie die vorliegende Maschine baut Weber bereits seit mehr als fünf Jahrzehnten. Doch steigende Rohstoff- und Energiepreise erfordern neue Ansätze und Entwicklungen im Bereich der Rohrextrusion, um den Prozess noch effizienter und energiesparender zu gestalten. Dieser Herausforderung hat sich das oberfränkische Unternehmen gestellt und fertigt energetisch optimierte sowie auf hohen Ausstoß ausgelegte Extrusionslösungen für PVC-
und Polyolefin-Rohre. Hierzu gehört die NE 40 D-Serie, die über vier leistungsstarke Extrudermodelle mit Schneckendurchmessern von 50 bis 120 mm verfügt und für Höchstleistungen bei der Polyolefin-Rohr-Extrusion sorgt. Für die weitere Prozessoptimierung setzt Weber bei der Highperformance-Linie, die auf die Extrusion von HDPE- und PP-Rohren spezialisiert ist, auf die flüssiggekühlten Vacon-NXP-Frequenzumrichter. Sie bieten höchste Platzersparnis, Leistung sowie Leistungsdichte. Zudem sind sie besonders geeignet für Orte, an denen eine Luftkühlung schwierig, teuer oder unmöglich ist. Flüssigkühlung eliminiert Luftschächte, indem sie mit Kühlflüssigkeit Abwärme hocheffizient aus dem Schrank oder Schaltraum abtransportiert. Ein hochgradiger Schutz in anspruchsvollen Umgebungen ist damit garantiert. Gleichzeitig schützt dieses Verfahren die empfindliche Elektronik vor aggressiven Umgebungseinflüssen wie Gasen.

Die fehlende Luftkühlung macht die Frequenzumrichter besonders kompakt. Die Platzersparnis kann allein beim Leistungsteil im Vergleich zu einem luftgekühlten Frequenzumrichter gleicher Leistung bis zu 70 % betragen. Im Falle des Extruders von Weber entsteht ein Verlust von 10,7 kW, aber lediglich 700 W verbleiben im Schrank. Den gesamten übrigen Verlust transportiert das Wasser ab, was immerhin etwa 95 % der Verlustwärme entspricht. Auf diese Weise lässt sich der Schrank hermetisch abriegeln. Aufgrund dieser geringeren Abwärme im Schrank sind große Klimatisierungssysteme dort überflüssig. Die Investitions- und Betriebskosten und somit auch die Amortisierungszeiten für den Anlagenbetreiber minimieren sich.

Schaltschrank optimal ausnutzen

Aufgrund der kompakten Baugröße und der Modularität der NXP-Frequenzumrichter lassen sie sich optimal auch bei wenig Platz in das System individuell einpassen. Dazu trägt auch die Möglichkeit bei, die Module in beliebiger Lage einzubauen, auch liegend. Damit gewährleistet der Frequenzumrichter nicht nur eine optimale Schaltschrankausnutzung, sondern erlaubt auch reduzierte Maße bei der gesamten Maschine. Bedenkt man, dass in vielen Produktionsstätten mehrere Extrusionsanlagen in einer Reihe stehen und der Anlagenbediener alle Maschinen im Blick behalten muss, ergibt sich daraus ein hoher Mehrwert. Denn während bisher bei sehr großen Leistungen ein über die restliche Anlage hinausragender Schaltschrank die Sicht oft stark beeinträchtigt hat, weist die gesamte Anlage durch die bessere Ausnutzung aufgrund des liegenden Einbaus der Module nun die gleiche Höhe auf. So hat der Anlagenbediener stets beste Sicht und die volle Kontrolle über seine Extruder.

Die auf die Extruder optimierte Applikation bildet den Kern des hier eingesetzten Vacon-NXP-Frequenzumrichters. Sie gewährleistet eine überdurchschnittliche hohe Drehzahl- und Drehmomenttreue über den gesamten Stellbereich. Der integrierte Datenlogger hilft zudem, dynamische Ereignisse und Betriebsdaten ohne den Einsatz zusätzlicher Hardware zu analysieren. Für die Überwachung, Konfiguration und Fehlersuche stehen Modbus/TCP, Profinet IO, EtherNet/IP zur Verfügung. Eine einfache und vor allem sehr schnelle Inbetriebnahme ermöglicht unter anderem die speziell für OEM-Kunden entwickelte Parametrierung. Hier kann sich der OEM die Parameter individuell für seine Anwendung ähnlich einem Baukastenprinzip durch Auswahl selbst zusammenstellen. Diese „User-Sets“ sind dann voreingestellt und lassen sich in verschiedenen Maschinentypen einzeln oder in Kombination abrufen, was die Einrichtung der Maschine vereinfacht, beschleunigt und die Fehlerquellen drastisch reduziert.

Effizientes Antriebssystem

Durch Ausstoßsteigerung um bis zu 40 % bietet der Highperformance-NE-Extruder von Weber in Kombination mit dem Vacon-NXP-Frequenzumrichter von Danfoss eine optimale Lösung im Bereich der Rohrextrusion, um eine effiziente Produktion zu gewährleisten. Hierzu trägt auch die Verringerung der Schmelztemperatur gegenüber älteren Maschinenkonzepten bei. Last but not least hat sich die Extruder-Serie aufgrund des reduzierten Energieverbrauchs, durch optimierte Verfahrenseinheiten und das neue, hocheffiziente Antriebssystem, zu Recht das Label „Weber Green Technology“ verdient.

www.prozesstechnik-online.de

Suchwort: cav1019danfoss


Autor: Peter Gschwend

Sales Director,

Danfoss Drives



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