Mit Sitzventilen ausgestattete und auf Abschaltbetrieb ausgelegte Hydraulikkompaktaggregate

Geld und Energie sparen

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Bei der Auswahl hydraulischer Aggregate in Werkzeugmaschinen ist, nach Festlegung der technischen Parameter, häufig der Beschaffungspreis das vorrangige ökonomische Kriterium. Kosten, die das Subsystem während des Betriebs verursacht, und Entsorgungskosten finden keine oder nur ungenügend Berücksichtigung.

Exklusiv in KEM Der Autor: Axel Grigoleit, Key Market Manager Machine Tools, Hawe Hydraulik SE, München

Die Ursache für die konventionelle Betrachtungsweise ist häufig darin zu sehen, dass der Einkauf die Beschaffungskosten verantwortet, während die Fertigung die Betriebskosten trägt. Häufig ist auch dem Anwender nicht klar, was unter Betriebskosten fällt. Würden diese Aufwände schon bei der Konzeption der Maschine beachtet, könnte er von deutlich geminderten Fertigungskosten in der Produktion profitieren.
Die Lebenszykluskosten für eine Werkzeugmaschine sind tatsächlich schwierig zu ermitteln, da die Betriebsweise stark vom jeweils gefertigten Teilespektrum abhängig ist. Der VDMA hat zur Unterstützung der Berechnung ein Einheitsblatt (VDMA 34160:2006) und auch ein zugehöriges Berechnungstool zur Verfügung gestellt. Dies erlaubt, die Lebenszykluskosten in unterschiedlicher Detaillierungstiefe zu ermitteln. Interessant sind insbesondere die unterschiedlichen Perspektiven auf die Lebenszykluskosten aus Anbieter- und Kundensicht. Dabei wird klar, dass für den Kunden deutlich mehr Kriterien in die Berechnung eingehen.
Die Lebenszykluskosten des Subsystems Hydraulikaggregat lassen sich genau eingrenzen. Dazu zählen:
  • Wartung und Inspektion
  • geplante Instandsetzung
  • ungeplante Instandsetzung
  • Energiekosten
  • Raumkosten
  • Hilfs- und Betriebsstoffe
  • Entsorgung
  • Lagerkosten
Unter Berücksichtigung dieser Punkte bieten Kompaktaggregate, die mit Sitzventilen ausgestattet und auf Abschaltbetrieb ausgelegt sind, deutliches Einsparpotenzial gegenüber herkömmlichen Aggregaten. Das beginnt bei minimalem Wartungsbedarf. So empfiehlt der Hersteller von Kompaktpumpenaggregaten Hawe Hydraulik lediglich einmal pro Jahr einen Ölwechsel durchzuführen. Aufgrund der kompakten Bauweise ist der Tank vergleichsweise klein und mit entsprechend geringer Ölmenge sind die Kosten für dieses Betriebsmittel deutlich reduziert. Bei einem Ölpreis von 1 Euro/l lassen sich je Ölwechsel schon 50 Euro einsparen. Im Abschaltbetrieb laufen die Aggregate nur etwa 10 bis 20 % der Betriebszeit, so erhöht sich ihre Lebensdauer um den entsprechenden Faktor, während ihr Instandhaltungsaufwand entsprechend abnimmt. Auch die Sitzventile verursachen wenig Instandhaltungsaufwand, da sie gegen Verschmutzungen unempfindlich sind.
Größtes Einsparpotenzial liegt beim Stromverbrauch
Das größte Einsparpotenzial ist beim Stromverbrauch zu erreichen. Wie im Forschungsprojekt Maxiem der TU Darmstadt gezeigt wurde, sind jährliche Einsparungen von über 700 Euro an Energiekosten für ein einzelnes Hydraulikaggregat einer Werkzeugmaschine realistisch. Dies sind nur die direkten Energiekosten. Indirekt ergeben sich weitere Einsparungen von 10 % (bzw. 70 Euro/Jahr) des genannten Betrags, da Kompaktaggregate kein externes Kühlsystem benötigen, wenn sie auf Abschaltbetrieb ausgelegt sind.
Ein kompaktes Aggregat, das in die Maschine integriert werden kann, verursacht gegenüber herkömmlichen Aggregaten deutlich weniger Raumkosten, wenn man von etwa 60 Euro/m2 und Jahr ausgeht. Weniger Raumbedarf schlägt sich ebenfalls positiv auf die Lagerkosten nieder. Auch die Entsorgung ist günstiger, da ein geringerer Materialeinsatz auch hier geringere Kosten bedeutet.
Kompaktaggregate mit Sitzventilen und die Auslegung auf Abschaltbetrieb vermindern den Ressourcenbedarf des Hydrauliksystems und reduzieren damit seine Lebenszykluskosten. Gleichzeitig können solche Systeme die Produktivität der Werkzeugmaschine erhöhen, da sie die Funktionalität von Hydraulikspeichern bieten. Diese stellen für zeitkritische Funktionen kurzzeitig viel hydraulische Energie bereit. Damit kann z. B. der Werkzeugwechselvorgang so optimiert werden, dass sich die Gesamtbearbeitungszeit für die Fertigung der Teile verkürzt. Wird die Fertigungsdauer um 0,1 % reduziert, bedeutet das bei einem Maschinenstundensatz von 80 Euro eine Einsparung von etwa 350 Euro/Jahr.
In Summe ergeben die genannten Zahlen ein Einsparpotenzial von mehr als 1200 Euro/Jahr und Maschine durch den Einsatz von Kompaktaggregaten. Das zeigt beispielhaft, dass sich geringe Mehrkosten in der Beschaffung für ein solches Subsystem schnell amortisieren und dass damit die Fertigungskosten von Teilen deutlich gesenkt werden können.
Mit den Anschaffungskosten eines Hydrauliksystems verhält es sich wie beim Kauf eines neuen Autos. Das vermeintlich teure Modell erweist sich am Ende durch Kraftstoffersparnis und Zuverlässigkeit als die günstigere Wahl. Genauso sind qualitativ hochwertige Kompaktaggregate im laufenden Betrieb nicht nur günstiger, sie bewahren die Fertigung auch vor ungewollten und teuren Produktionsausfällen. I

Info & Kontakt
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Axel Grigoleit
Key Market Manager Machine Tools
Tel.: 089 379100-0
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