Effizienzanalyse senkt Lebenszykluskosten bei der Herstellung von Kupferlackdraht Wirkungsgrad auf dem Prüfstand - KEM

Effizienzanalyse senkt Lebenszykluskosten bei der Herstellung von Kupferlackdraht

Wirkungsgrad auf dem Prüfstand

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Spulen, Motorwicklungen und Transformatoren sind klassische Einsatzgebiete von Kupferlackdraht. Das in der Regel mit gelösten Polymeren in mehreren Lackierschritten beschichtete Metall bietet hohe Leitfähigkeit bei sehr guten Isolationseigenschaften. Der kleine Querschnitt des Drahtes ermöglicht aufgrund des platzsparenden Aufbaus im Vergleich zu anderen Isolationsstoffen deutlich höhere Kupferfüllgrade.

Der Autor Bernhard Nabernik ist Mitarbeiter im Vertrieb der Lenze Antriebstechnik GmbH, A-Unterpremstetten

Die Maschinen- und Apparatebau Aktiengesellschaft (MAG) aus A-Deutschlandsberg in der Steiermark gilt international als Innovationsführer beim Bau von Kupferlackdrahtanlagen. Lenze wird geschätzt als Partner für die Antriebstechnik. Während sich der Antriebs- und Automatisierungsspezialist selbst darauf konzentriert, Performance und Wirkungsgrad von Antriebslösungen und Automatisierungssystemen weiter zu verbessern, steckt MAG seine Forschungs- und Entwicklungsarbeit in die Verfahrenstechnik zur Herstellung von Kupferlackdraht, der letztlich auch die eigenen Anlagen antreibt, in Form der Wicklungen in den Getriebemotoren.
Standardisierung erhöht
Den eigenen Zahlen zufolge werden rund 60 % der globalen Produktion von Kupferlackdraht auf MAG-Anlagen hergestellt. „Hoher Output zu niedrigen Kosten“, bezeichnet Gerald Pascher die Erfolgsformel. „Und wir haben immer etwas, was wir verbessern wollen – nicht nur technologisch. Häufig sitzen auch unsere Partner – so wie Lenze bei der Antriebstechnik – mit am Tisch“, ergänzt der Vorstandsvorsitzende.
Ein Beispiel für Innovationen außerhalb des High-Tech-Blickwinkels sei die Aufgabe, die Vielfalt der Produkte mit einer überschaubaren Varianz an Antriebstechnik auszurüsten. Die Standardisierung senke spürbar die Lebenszykluskosten – nicht zuletzt wegen reduzierter Lagerhaltungsbestände und eines geringeren Aufwands für die technische Dokumentation. „Wir sind heute von drei Ordnern runter auf einen halben“, unterstreicht Pascher. Ein Grund für die Bereinigung: Gemeinsam mit Lenze wurde an der weiteren Standardisierung bei den Getriebemotoren gearbeitet. Maßnahmen dieser Art sind letztlich kostensenkend, machen die Anlagen preiswerter und erhöhen insofern die eigene Wettbewerbsfähigkeit.
Ohne Sonderkupplung
Heute hat ein präzise ausgelegter Antriebsbaukasten mit wenigen Varianten, so Pascher „die Unzahl verschiedener Elektromotoren von früher abgelöst. Es gibt Anbieter, die gehen recht unflexibel in die Masse. Dann gibt es die ganz kleinen Betriebe, mit einem für uns recht hohen Risiko von Qualitätsschwankungen. Bei Lenze haben wir einen Partner gefunden, der zu uns passt, mit dem wir auf einer Wellenlinie liegen und der vor allem um Lösungen bemüht ist.“ Diese Zusammenarbeit hat beispielsweise dazu geführt, dass MAG für die Lackrührwerke heute auf eine bisher eingesetzte Sonderkupplung verzichten kann – mit entsprechend kürzeren Montagezeiten und einer vereinfachten Abdichtung der Lackgase. Der Wechsel von Schnecken- auf Kegelradgetriebe der Lenze-Reihe GKR erhöhte zudem den Wirkungsgrad merklich.
Ziel dieser Auslegungsarbeiten ist häufig eine Lösung, die Standardisierung und ausreichende Auslegung ohne zu hohe Stellbereiche in Einklang bringt. Im optimalen Fall lässt sich auch bei neuen Projekten Antriebstechnik einsetzen, die bereits im Lager liegt. Für diese Arbeiten setzt Lenze mit dem Anwendungswissen seiner Ingenieure auf leistungsstarke Konfigurationswerkzeuge – zum Beispiel den Drive Solution Designer (DSD). Mit ihm ist es möglich, bereits im frühen Entwicklungsstadium steuernd einzugreifen, um so die noch vorhandenen mechanischen Freiheiten effektiv zu nutzen.
Machbarkeit, Genauigkeit, Energieeffizienz, minimaler Bauraum, Wirtschaftlichkeit: Bei der Entwicklung neuer Maschinen sind viele Faktoren zu berücksichtigen. Der DSD schafft die Grundlage, um bei der Antriebstechnik schnell und effizient zur optimalen mechatronischen Lösung zu gelangen. Mit ihm lassen sich die Antriebsphysik eines Prozesses prüfen, mögliche Varianten durchspielen oder auch die Energieeffizienz berechnen und verbessern.
Energieeffizienzanalyse
In die Lenze-Software ist fundiertes und in der Praxis erprobtes Wissen über Antriebsanwendungen und elektromechanische Antriebskomponenten eingeflossen, das der Anwender interaktiv nutzen kann. Einfache wie schwierigere Applikationen sind durch ihre individuellen Prozessdaten und spezifischen Geschwindigkeitsverläufe beschrieben. Version 3.0 des DSD bietet eine erweiterte Energieeffizienzanalyse für Einzel- und Multiachsen. Ob Bedarf, Rückspeisung, Zwischenkreisaustausch oder Komponentenverluste – der DSD sorgt durch präzise Berechnungen für belastbare Zahlen beim Vergleich von Lösungsalternativen.
Keine Überdimensionierungen
„Wir müssen mit den Kosten runter, um die Ertragslage zu verbessern“, unterstreicht der CEO von MAG. Deshalb will Pascher Überdimensionierungen weitestgehend vermeiden. „Wir verlieren im internationalen Wettbewerb Aufträge, wenn wir so überbeflissen sind.“ Die Wirtschaftskrise habe zudem den Effekt mit sich gebracht, dass die Maschinenbaubranche zwar heute wieder annähernd das Umsatzniveau vor der Krise erreicht habe, „aber bei einem geringeren Preisniveau. Deshalb müssen wir uns bei der technischen Auslegung unserer Anlagen noch mehr anstrengen.“
Ein Beispiel bei MAG sind die bereits erwähnten Pumpenantriebe für die Lacktanks. Sie kommen sowohl für Anlagen in warmen Regionen wie Saudi Arabien zum Einsatz als auch in kälteren Ländern wie Schweden. „Kalte Lacke sind zäher als warme. Folglich müssen die Pumpen bei niedrigeren Temperaturen mehr leisten“, erklärt MAG-Vorstandsmitglied Christa Zengerer. „Es gehört zu unserer Philosophie, unseren Kunden etwas wirklich Universelles zu verkaufen, mit dem sie maximale Produktivität erreichen können.“ Die Lenze-Gesellschaft aus Österreich stand hier vor der Herausforderung, die Kegelradgetriebemotoren so zu dimensionieren, dass sie beide regionalen Anforderungen sicher beherrschen, ohne zu sehr in die Überdimensionierung zu geraten. „Viele Fragestellungen haben wir in einem gemeinsamen Projekt intelligent gelöst“, sagt Zengerer anerkennend. „Wir verlassen uns aus gutem Grund bei der Antriebstechnik auf Lenze“, ergänzt Pascher.
Lenze; Telefon: 05154 821608; E-Mail: schierholzj@lenze.de
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