Abb. Lenze
Die Genialität einfacher Motoren

Welche Relevanz haben die seit 2015 gültigen Energieeffizienz-Bestimmungen im Materialfluss wirklich?

Die meisten Antriebe in der horizontalen Fördertechnik sind aufgrund ihrer geringen Leistung nicht von der IE3- Pflicht betroffen. Dennoch ist energieeffiziente Technik aus Kostengründen gefragter denn je, vor allem im Zusammenspiel mit einer möglichst geringen Typenvielfalt.

 


Sind Getriebemotoren in der horizontalen Fördertechnik direkt mit dem Netz verbunden, dann geht dieser funktional sehr einfache Aufbau auch mit IE3-Motoren in der Regel auf Kosten der Leistungsauslegung. Die hohen Anlaufmomente, um etwa schwere Paletten aus dem Stillstand in Fahrt zu bekommen, sorgen in der Praxis dafür, dass Antriebe mit Blick auf den Dauerbetrieb schlicht überdimensioniert werden.

Kommen an dieser Stelle drehzahlvariable Antriebe mit Frequenzumrichter zum Einsatz, dann lassen sich die Getriebemotoren deutlich dichter am optimalen und damit energieeffizienten Betriebspunkt fahren. Diese Kombination hat aber eine steigende, ungewünschte Komplexität zur Folge. Der Zusammenhang macht deutlich, dass im Materialfluss nach wie vor ein Dilemma existiert: entweder zu viel Material und Strom zu verbrauchen oder eine Überfunktionalität in Kauf nehmen. Einen Ausweg aus dieser Zwickmühle bietet Lenze SE aus Aerzen mit der mechatronischen Verbindung aus geschalteten und frequenzgesteuerten Motoren. Die neuen Lenze-Smart-Motoren sind mit ihrer vierfachen Überlastfähigkeit, dem generellen Leistungsbereich sowie Funktionsumfang spitz zugeschnitten auf die horizontale Fördertechnik. Die klare Positionierung auf genau diese Aufgabe im Materialfluss macht den Charme der Lösung aus, dessen Vorteile aus der Mechatronik herauswachsen. Durch eine NFC-Ankopplung und einer einfach zu bedienenden Smartphone- App für die Inbetriebnahme zeigen die neuen Antriebseinheiten darüber hinaus, welche handfesten Vorteile ein Industrie-4.0- taugliches Produkt heute ganz konkret in der Praxis bietet.

 

Funkverbindung zum Motor


Bei den mechatronischen Einheiten, bestehend aus dem Lenze-Smart-Motor und der Getriebereihe g500, sind per Knopfdruck vier unterschiedliche Geschwindigkeiten wählbar. Stehen in einer Applikation Geschwindigkeitsanpassungen an, lassen sich diese ganz einfach mit einem NFC-fähigen Smartphone ändern. Mit der von Lenze programmierten App sind Drehzahlen genauso veränderbar wie die Länge und Steigung von Start-Stopp- Rampen sowie die generelle Drehrichtung des Motors. Im Vergleich zu starr am Netz geschalteten Motoren lassen sich mit diesen mechatronischen Einheiten neue Wege beschreiten, Fördertechnikanlagen intelligenter und vor allem auch ressourceneffizient auszurüsten, ohne dabei in die Falle zu komplexer Funktionalität zu tappen.


Zurück zu den jetzt gültigen Energieeffizienz- Bestimmungen und IE3-Motoren in der horizontalen Fördertechnik: Weil die neue Norm erst für Antriebe ab 7,5 Kilowatt greift, spielt sie in diesem Bereich des Materialflusses nur eine untergeordnete Rolle. Hintergrund: Die meisten Motoren erreichen gerade einmal zwei Kilowatt Leistung. Auch wenn der sparsame Umgang mit Ressourcen, letztlich bedingt durch die langen Einschaltzeiten in Logistikzentren, ohne Frage zu den bestimmenden Themen zählt, sorgt der Lenze-Smart-Motor darüber hinaus noch an einer ganz anderen Stelle für Einsparungen. Diese lässt sich mit dem Begriff Standardisierung überschreiben. Der Trend kommt im Vergleich zur Energieeffizienz-Klassifizierung nicht gesetzgeberisch von oben, sondern aus der eigenen betriebswirtschaftlichen Sicht von Maschinenbauern und Betreibern heraus.


Jede noch so kleine Varianz, die sich letztlich in die Dokumentation einer Anlage als eigene Teilenummer niederschlägt, kostet nämlich richtig Geld. OEMs geben die Summe inklusive der kompletten Datenerfassung und -pflege regelmäßig mit gut 1000 Euro an. Lenze ist es mit der Kombination aus Lenze-Smart-Motor und g500-Getriebe gelungen, genau an dieser Stelle den Rotstift anzusetzen. Wie hoch der Einspareffekt durch Standardisierung nachhaltig sein kann, wird anhand einer Zahl deutlich: Bis zu 5000 unterschiedliche Varianten an Antriebstechnik sind in einem ausgewachsenen Logistikzentrum im Einsatz. Die hohe Zahl begründet sich zum Beispiel darin, dass bei Motoren am Netz jede noch so kleine Veränderung der Abtriebsdrehzahl für einen Rollenförderer automatisch eine entsprechend veränderte Getriebeübersetzung mit sich bringt, auch wenn das Drehmoment unverändert bleibt. Sprich: Jede Anpassung bedeutet letztlich eine eigene Einbaukomponente, die entsprechend dokumentiert und eventuell auch als Ersatzteil verfügbar sein muss.

 

Ein Motortyp, viele Möglichkeiten


Der Lenze-Smart-Motor ist wiederum so konzipiert, dass sich der skizzierte Drehzahlspielraum elektronisch einstellen lässt. Deshalb kann mit ein und demselben Getriebemotor ein breites Einsatzspektrum abgedeckt werden, was in Summe die Varianz um bis zu 70 Prozent reduziert. Bei 5000 unterschiedlichen Antrieben mit 1000 Euro pro Ident- Nummer geht die Einsparung schnell in die Millionen. Das belegen Zahlen, die Kunden von Lenze ausgerechnet haben.


Möglich wurde diese mechatronische Lösung, weil bei Lenze die Entwickler von Motoren, Getrieben sowie Elektronik und Software eng zusammengearbeitet haben. Ein positiver Effekt kann sich erst dann entfalten, wenn sich die Arbeit nicht darauf reduziert, Einzelkomponenten irgendwie miteinander zu integrieren. Vielmehr zeigt der Lenze-Smart-Motor mit dem g500-Getriebe eindrucksvoll, welche Effizienzgewinne möglich sind, wenn Fachwissen unterschiedlicher Disziplinen in einem Mechatronik-Projekt zusammenfließt. Gerade mittelständisch geprägte Unternehmen haben hier im Vergleich zu Großkonzernen einen echten Vorsprung, weil direkter und mehr über Abteilungen hinaus miteinander gesprochen wird.

 

Fazit


Das Beispiel Lenze-Smart-Motor belegt auch vor dem Hintergrund schärferer gesetzlicher Regelungen zur Energieeffizienz, dass sich mit dem Zusammenspiel unterschiedlicher technischer Disziplinen, von der Mechanik über die Elektronik bis hin zur Software, echte Meilensteine bei der Ressourceneffizienz erreichen lassen. Der Lenze- Smart-Motor belegt ebenfalls, dass Einzelbetrachtungen auf Komponentenebene bei der Energieeffizienz im Vergleich zur Systemoptimierung längst nicht den vollen Effekt haben und „genaues Hinschauen“, was für eine Applikation wirklich gebraucht wird, notwendig ist.

www.lenze.com/de  

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Beitrag aus dhf 3.2015

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