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12.03.2018

Kompressorentechnik von Atlas Copco

Drehzahlregelung spart Energie

Bild 1:Fast alle Maschinen benötigen saubere, ölfreie Druckluft; die CNC-Maschinen insbesondere als Sperrluft für die Glasmaßstäbe, die die Positionen der Verfahrachsen abfragen (© Atlas Copco)

»Energie kostet nicht nur viel Geld, sondern verbraucht vor allem auch natürliche Ressourcen«, eröffnet Georg Eckerle das Gespräch. »Es ist unsere Verantwortung, damit sparsam umzugehen«, sagt der Geschäftsführer der Inovatools Eckerle & Ertel GmbH. Der Hersteller hochwertiger Hartmetall-Fräs- und Bohrwerkzeuge hat seinen Hauptsitz in Kinding-Haunstetten im Altmühltal. Der Standort ist mit den Jahren gewachsen, sodass es mehrere Hallen mit dezentraler Energieversorgung gibt.

Das ist ein Grund dafür, dass Inovatools auch seine Druckluftversorgung dezentral organisiert hat: Sechs Kompressoren teilen sich die Arbeit in drei Stationen. In Station 1, die aufgrund einer Erweiterung des Werkes entstanden ist, steht ein drehzahlgeregelter, öleingespritzter Schraubenkompressor des Typs GA 18 VSD+ FF von Atlas Copco mit 18 kW installierter Leistung. »Hier stand früher eine Volllast-Leerlauf-Maschine«, erklärt Geschäftsführer Georg Eckerle. »Die Station ist mit der Drehzahlregelung nun um gut ein Drittel effizienter geworden.« Messungen hatten ergeben, dass reine Volllast-Leerlauf-Stationen zu hohe Anlauf- und Leerlaufverluste mit sich bringen. »Wir haben dann ein Energiekonzept erarbeitet: Überall soll mit Drehzahlregelung und auch Wärmerückgewinnung gearbeitet werden.«

Zur Gesamteffizienz der GA-Kompressoren trägt auch bei, dass Kältetrockner sowie Druckluftfilter und Kondensatableiter bereits ab Werk in das Plug-and-play-Gehäuse des Kompressors integriert wurden. Darauf weist das Kürzel ›FF‹ (Full Feature) hin. Eingebaut ist zudem ein Plattenwärmetauscher, sodass sich eine Wärmerückgewinnung – wie etwa bei der dritten Station von Inovatools bereits geschehen – leicht umsetzen lässt. Laut Angaben des Herstellers sind mit der neuen Baureihe GA-VSD+ im Vergleich zu schlecht ausgelasteten Maschinen mit Volllast-Leerlauf-Regelung sogar Einsparungen von bis zu 50 Prozent möglich. Sie resultieren in erster Linie aus der variablen Drehzahl: Durch die automatische Regulierung der Motordrehzahl wird die Druckluftversorgung im gesamten Druckluftnetz auf den jeweiligen Bedarf aller angeschlossenen Verbraucher abgestimmt. Hinzu kommt eine Konstruktion, die noch stärker auf Effizienz getrimmt wurde als bei der Vorgängergeneration. So weist der ölgekühlte interne Permanentmagnetmotor einen Wirkungsgrad gemäß IE4 (›Super Premium Efficiency‹) auf.

Bild 2: Kältetrockner und Druckluftfilter sind in die FF Modelle der GA-Kompressoren schon eingebaut. Durch die automatische Regulierung der Motordrehzahl stimmt der GA 18 VSD+ FF seine Drucklufterzeugung stetig auf den Bedarf der angeschlossenen Verbraucher ab (© Atlas Copco)

Auch der Kühlluftventilator wurde neu entwickelt und ist sparsamer, und die vertikale Anordnung des Getriebestranges sowie die direkte Verbindung zwischen Motor und Verdichterstufe mit neuartigen Verdichtungselementen steigern die Effizienz zusätzlich.

Der Maschinenpark in Haunstetten umfasst 120 Maschinen, die allesamt Druckluft benötigen. Eckerle hebt die Steuerung der pneumatisch betriebenen Funktionen hervor sowie die sieben Ölfilteranlagen, die immer dann laufen, wenn die Werkzeuge beschliffen werden und der Ölschlamm ausgetragen werden muss. Die Rückspülung der sich regelmäßig zusetzenden Filter geschieht von innen mit Öl und Druckluft.

Die wichtigste Funktion der Druckluft ist jedoch diejenige als Sperrluft an den 80 CNC-Maschinen. Die an den Achsen eingebauten Glasmaßstäbe müssen mit einem Überdruck von 1,5 bar beaufschlagt werden, um von innen sauber zu bleiben und die Position der jeweiligen Achsschlitten exakt messen zu können. Sprich: Sie sind für die Qualität der erzeugten Produkte maßgeblich. Ein optischer Sensor am Schlitten erfasst die Position der Achse anhand eines ›Lineals‹ im Glasmaßstab, dessen Markierungen er abtastet, und gibt die Werte an die Steuerung weiter. Der Glasmaßstab könnte verdrecken, der Sensor von Öl beschädigt werden. »Deshalb benötigen wir hierfür trockene, sehr saubere und ölfreie Druckluft«, erklärt Georg Eckerle. »Die wird von den GA-Kompressoren sicher erzeugt.«

Die Erfahrungen mit den neuen drehzahlgeregelten GA-Kompressoren in den Stationen 1 und 3 seien »nur positiv«. Der Lärmpegel ist im ganzen Werk gesunken – was sich vor allem deshalb bemerkbar mache, weil alle drei Druckluftstationen sehr nah an den Fertigungsbereichen verortet sind. Die Kompressoren arbeiten laut Eckerle allesamt so leise wie prozesssicher. »Auch die Wärme können wir zurückgewinnen«, sagt er. Im Winter unterstütze das Unternehmen mit der abermals genutzten Verdichtungswärme die Heizung in den Fertigungshallen und der Verwaltung. »Leider haben wir in unseren Fertigungsprozessen keinen Bedarf für diese Wärme, sonst wären wir in diese Richtung natürlich auch längst aktiv geworden.«

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