Servopumpen

Andreas Mühlbauer,

Kosten senken mit der Servopumpe

Niedrige Lebenszykluskosten durch Energieeffizienz sind das Hauptargument für den Einsatz von Servopumpen. Seit einigen Jahren ist das Konzept, hydraulische Leistungsübertragung mit dem Prinzip drehzahlgeregelter Leistungsbereitstellung zu kombinieren, in vielen Anwendungen Standard. Von Susanne Reinhard

Der Leckagestrom der Pumpe wird zur permanenten Schmierung der Verzahnung genutzt. Eine Fettschmierung der Innenverzahnung entfällt. Die vorhandenen Bohrungen beim Motor kann der Kunde zudem für eigene Sensorik nutzen. © Baumüller

Ein hoher Wirkungsgrad, gute Prozessperformance, niedrige Wärmeentwicklung und geringe Geräuschbelastung sind die Vorteile von Servopumpen. Viele Anwendungen mit stark variierenden Volumenströmen und dem damit verbundenen schwankenden Kräftebedarf, wie bei Pressen oder Spritzgießmaschinen, profitieren von der dynamischen und genauen Drehzahlregelung einer Konstantpumpe mittels Servoantrieb. Baumüller hat lange Erfahrung in der Ausrüstung von Maschinen mit Servopumpen und konnte die Technik in Zusammenarbeit mit Maschinenbauern weiter optimieren.

Der große Pluspunkt der Servopumpe sind die geringeren Lebenszykluskosten durch die gute Energiebilanz. Je nach Zyklusschritt lässt sich die Mengen- und Druckregelung der Pumpe durch das Verstellen der Motordrehzahl exakt an den jeweiligen Bedarf anpassen. In prozessbedingten Zykluspausen der hydraulischen Verbraucher wird der Antrieb stillgesetzt und verbraucht dann auch keine Energie. In Phasen der Druckregelung dreht der Motor nur mit minimaler Drehzahl und verbraucht auch dann nur wenig Energie. Dies ist wiederum auf die energieeffizienten Komponenten zurückzuführen, da sowohl die kompensierte Konstantpumpe als auch der Servomotor nicht nur am Nennpunkt, sondern auch im Teillastbereich sehr gute Wirkungsgrade aufweisen.

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Den Leckagestrom nutzen

Neben der Energieeffizienz ist ein weiterer wichtiger Faktor bei den Lebenszykluskosten die Wartung. Um die Pumpe noch effizienter zu machen, hat Baumüller in der neuen Version sowohl beim Motor als auch bei der Konstantpumpe Anschlüsse ergänzt, womit sich der Leckagestrom der Pumpe zur permanenten Schmierung der Verzahnung nutzen lässt. Eine Fettschmierung der Innenverzahnung ist damit nicht mehr nötig. Da die Bohrungen der Anschlüsse beidseitig vorhanden sind, lässt sich der Motor je nach Anwendung senkrecht oder vertikal einbauen. Die Motorposition ist flexibel und passt sich der Maschinenkonstruktion an.

Die Hydraulikpumpe lässt sich jetzt mit einer Verzahnung direkt am Motor anbauen. Kupplung und Pumpenträger entfallen dadurch, was den Vorteil einer kürzeren Einbaulänge und demzufolge eine geringere Aufstellfläche der Maschine mit sich bringt. Der Maschinenbauer profitiert dabei durch den Wegfall von Bauteilen von niedrigeren Lagerhaltungskosten und einer geringeren Serviceanfälligkeit.

Software-Features

Mit im Paket hat Baumüller bei seinen Servoantrieben die reglerintegrierte Software. Die aktuelle Version der Servopumpensoftware V2+ bringt Verbesserungen in den Bereichen Prozessüberwachung, Prozessoptimierung und Prozess- sicherheit mit. So werden Serviceintervalle mit dem Feature zum Drehzahlmonitoring beziehungsweise zur Schlupfdrehzahlkompensation planbar. Bei steigender Leckage ermöglicht die Überwachung der Leckagekennlinie eine automatische Nachregelung der Drehzahl. Bei Messwerten außerhalb der Toleranz wird der Betreiber informiert, und ein rechtzeitiger Pumpentausch ist möglich. Zudem hat Baumüller ein Drucksensormonitoring integriert, mit dem Sensorwerte zunächst optimiert werden und das bei steigender Ungenauigkeit den nötigen Sensortausch anzeigt.

Die Gefahr einer thermischen Überlast und damit eines vorzeitigen Pumpenverschleißes besonders bei langen Druckhaltezeiten umgeht ebenfalls ein neues Software-Feature. Mit dem Temperaturmodell wird aus Drehzahl und Druck die thermische Pumpenauslastung berechnet. Beim Erreichen eines kritischen Schwellwertes lässt sich so zum Beispiel ein Bypassventil schalten, um ein Heißlaufen zu verhindern.

Kupplung und Pumpenträger entfallen bei dem Pumpendirektanbau. Dies ergibt eine kürzere Einbaulänge und eine geringere Aufstellfläche der Maschine. © Baumüller

Die Servopumpe zeichnet sich durch die niedrigen Lebenszykluskosten aus. Der Anschaffungspreis ist jedoch höher. Ein Kostenfaktor ist die Inbetriebnahme. Hier ist Fachwissen nötig und die Einstellung der Servopumpe auf die individuelle Anwendung ist kniffelig. Baumüller hat daher viel in die Weiterentwicklung der Servopumpen-Software investiert, um Parametrierung, Inbetriebnahme, Analyse und Diagnose zu vereinfachen und damit die Initialkosten zu senken. Ein grafisch übersichtlicher Wizard führt den Nutzer durch die einzelnen Schritte der Inbetriebnahme. Detaillierte Fachkenntnisse zur Basisinbetriebnahme sind dadurch nicht mehr notwendig. Ein weiteres praktisches Feature ist der intelligente Regel- algorithmus zur Anpassung an verschiedene Druckanstiegsgeschwindigkeiten. Damit muss die Parametrierung nur einmal eingestellt werden, das Ausregeln erfolgt automatisch. Die Software ermöglicht einen überschwingfreien Drucksprung in Minimalzeit. Servopumpen waren schon vor zehn Jahren eine attraktive Option, um hydraulische und hybride Maschinentypen effizienter zu machen. Mit den neuen Weiterentwicklungen ließen sich zusätzliche Vorteile herausarbeiteen, und vor allem Neuheiten im Software-Bereich bringen neue Möglichkeiten in Sachen Prozessmonitoring mit.

Susanne Reinhard, Presse- und Öffentlichkeitsarbeit, Baumüller / am

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