Pneumatische Fördergeräte. (Bildquelle: Motan Group)

Pneumatische Fördergeräte. (Bildquelle: Motan Group)

Um die pneumatischen Fördergeräte der Metro G-Serie auf die zukünftigen Entwicklungen in der Kunststoffverarbeitung vorzubereiten und zu erreichen, dass das Ganze mehr ist als die Summe seiner Teile wird, war eine enge Zusammenarbeit der Unternehmen Motan-Colortronic, Friedrichsdorf, und Elmo Rietschle, Bad Neustadt, notwendig. Für die konstruktive Anpassung der Druck- und Vakuumerzeuger wurde eine neue Umrichtertechnologie integriert. So bilden die Seitenkanalverdichter als auch die Klauen-Vakuumpumpen kompakte, prozessgeführt regelbare Einheiten – mit hoher Saugleistung bei niedrigem Geräuschniveau. Ob material- oder maschinenbezogen: Die in weiten Druckbereichen regelbaren ein- oder mehrstufigen Pumpen sind flexibel einsetzbar und können mit übergeordneten Steuerungen verknüpft werden. Der Leistungsbereich der frequenzgeregelten Seitenkanalverdichter wurde bis auf 22 kW erweitert. Die für den Anlagenbau wichtige Flexibilität wird durch den wahlweisen Einsatz als dezentrale Motor-/Umrichtereinheit oder für den Betrieb mit Schaltschrankumrichtern erreicht. So werden wirtschaftliche Antriebslösungen mit hoher Leistung möglich – auch als Stand-Alone-Frequenzumrichter mit Sollwertvorgabe über Potentiometer oder vernetzt mit Profibus-Schnittstelle.

Der Leistungsbereich der frequenzgeregelten Seitenkanalverdichter wurde bis auf 22 kW erweitert. (Bildquelle: Gardner Denver Elmo Rietschle)

Der Leistungsbereich der frequenzgeregelten Seitenkanalverdichter wurde bis auf 22 kW erweitert. (Bildquelle: Gardner Denver Elmo Rietschle)

Um Kunststoffgranulat unbeschädigt bei minimiertem Verschleiß der Rohrleitungen zu fördern, ist eine gleichbleibende Fördergeschwindigkeit notwendig. Da bei der pneumatischen Förderung unabhängig von der Rohrlänge und dem Granulat eine vorgegebene Geschwindigkeit erreicht werden muss, wird der Volumenstrom entsprechend angepasst. Der Frequenzumrichter regelt dann die Drehzahl des Seitenkanalverdichters und passt so die Fördergeschwindigkeit beziehungsweise -menge an den aktuellen Bedarf an. Durch eine kurzzeitige Erhöhung der Drehzahl ist es außerdem möglich, mit Granulat zugesetzte Leitungen wieder frei zu bekommen. Die sichere Versorgung der Verarbeitungsmaschinen ist auf Spitzenzeiten ausgelegt; die Ausfallzeiten werden so minimiert.

Seitenkanalverdichter für die Produktion

Klauen-Vakuumpumpe mit frequenzgeregeltem IE3 Motor hat ein Saugvermögen von bis zu 370m3/h und erreicht  im Dauerbetrieb ein Endvakuum von 200 mbar (abs). Durch Sound Engineering konnte der Schalldruckpegel reduziert werden. (Bildquelle: Gardner Denver Elmo Rietschle)

Klauen-Vakuumpumpe mit frequenzgeregeltem IE3 Motor hat ein Saugvermögen von bis zu 370m3/h und erreicht im Dauerbetrieb ein Endvakuum von 200 mbar (abs). Durch Sound Engineering konnte der Schalldruckpegel reduziert werden. (Bildquelle: Gardner Denver Elmo Rietschle)

Beispielhaft dafür ist die Fertigung eines Großkunden am Produktionsstandort Monterrey in Mexiko. Dafür lieferte und installierte Motan-Colortronic die komplette Ausrüstung für das vollautomatische und zentral überwachte Materialhandling. Eingesetzt sind mehr als 500 gravimetrische Misch- und Dosiergeräte mit mehr als 1.500 Fördergeräten. Für die Materialversorgung der Maschinen wurden zudem 24 externe Großsilos auf Wiegezellen installiert, an die wiederum 48 vollautomatische Metrolink-Materialauswahl- und Verteilsysteme angeschlossen sind. Zur Verbindung mit den Spritzgießmaschinen wurden rund 100 Kilometer Rohrleitungen verlegt. Für die Materialtrocknung werden 16 Trockner mit 2.400 m³ Kapazität und 104 Trockentrichter eingesetzt. Die Bedienung, Überwachung und Verwaltung des Materialhandlings der komplexen Anlage erfolgt über die Prozess- und Anlagensteuerung Controlnet. Das auf Ethernet beruhende Steuerungskonzept ermöglicht in Verbindung mit einer übergeordneten Visualisierung die Integration der für das Trocknen, Mischen, Fördern und Lagern erforderlichen Steuerungen.

Für den Produktionsstandort eines Großkundens in Monterrey in Mexiko installierte Motan-Colortronic die komplette Ausrüstung für das vollautomatische und zentral überwachte Materialhandling. (Bildquelle: Motan Group)

Für den Produktionsstandort eines Großkundens in Monterrey in Mexiko installierte Motan-Colortronic die komplette Ausrüstung für das vollautomatische und zentral überwachte Materialhandling. (Bildquelle: Motan Group)

Mit Blick auf die Betriebssicherheit erläutert Detlev Schmidt, Sales Director bei Motan-Colortronic, das Konzept der erforderlichen Vakuum-Technik. So wird jede Produktionslinie mit jeweils rund 25 Spritzgießmaschinen von je zwei Seitenkanalverdichtern für Neuware und Mahlgut versorgt. Die Gebläse werden dazu abwechselnd zu- und abgeschaltet, um die Betriebsstunden-Belastung der einzelnen Aggregate in etwa gleich zu halten. Eingesetzt werden Seitenkanalverdichter vom Typ Velocis von Elmo Rietschle aus dem Gardner Denver Konzern. „Die Verdichter arbeiten absolut wartungsfrei und überaus geräuscharm“, erklärt Schmidt. Ein weiterer Pluspunkt sei, dass sich die frequenzgeregelten Geräte durch die Anpassung der Luftmengen für eine individuelle, dem erforderlichen Materialdurchsatz angepasste und schonende Materialförderung eignen.

Hohes Energie-Einsparpotenzial

Ein Berechnungsbeispiel für den Betrieb eines einzigen frequenzgeregelten 11 kW-Seitenkanalverdichters weist in 20.000 Betriebsstunden eine Ersparnis von 3.900 EUR aus, wenn  10 Prozent weniger Strom bei einem Preis von 0,13 EUR /kW verbraucht wird. Damit sind die Möglichkeiten nachhaltiger Kosteneinsparung allerdings noch nicht erschöpft. In dem modularen Konzept der robusten, geräusch- und wartungsarmen Verdichter- und Vakuumpumpen mit adaptiver, bedarfsgerechter Regelung gibt es noch erhebliche Reserven, die der Anlagenbauer oder auch der Anwender durch das regelungstechnische Zusammenwirken der frequenzgeregelten Antriebslinie und ihre flexible Anpassung an die Anlagentechnik erschließen können.

Energieeinsparung durch den Einsatz intelligenter Umrichtertechnologie beim Antrieb der Seitenkanalverdichter (Bildquelle: Gardner Denver Elmo Rietschle)

Energieeinsparung durch den Einsatz intelligenter Umrichtertechnologie beim Antrieb der Seitenkanalverdichter (Bildquelle: Gardner Denver Elmo Rietschle)

Besonderes Interesse fand auf der K 2016 ein Fördersystem mit schallisolierten Förderleitungen in Verbindung mit einem frequenzgeregelten Seitenkanalverdichter. Das System kann so differenziert geregelt werden, dass eine starke Geräuschreduktion beim Fördern, eine schonende Materialförderung sowie eine Minimierung von Leitungsschäden erreicht wird. Dies gilt besonders beim Einsatz von stark abrasiven Granulaten. Ändern sich die Produktionsanforderungen, so ermöglicht das modulare Baukastensystem der Metro G-Reihe mit den Elmo Rietschle  Druck- und Vakuumerzeugern eine optimale Anpassung an die geforderten Materialdurchsätze. Zusätzlich zu den unterschiedlichen Fördergerätevolumen wurden verschiedene Materialeinlass- und -auslaufgrößen entwickelt, die exakt an die Durchsätze und Förderdistanzen angepasst werden können.

 

Über den Autor

Klaus Lechleitner

ist Fachjournalist in Odenthal