Das Mischen und Verarbeiten von Rohstoffen für Natur- und Synthesekautschuk erfordert leistungsstarke Antriebe. Bei der Antriebstechnik für Walzwerke sind aber auch Energieeffizienz und Sicherheit entscheidende Kriterien. Freudenberg Sealing Technologies hat am Standort Berlin den elektromechanischen Antrieb eines Walzwerks auf einen drehzahlgeregelten Direktantrieb von Bosch Rexroth mit Hägglund Hydromotoren umgerüstet. In einer vergleichenden Analyse der beiden Antriebslösungen überzeugte der Motor in allen drei Aspekten.
Die in Innenmischern aufbereiteten Mischballen werden in den Mischwalzwerken von Freudenberg Sealing Technologies durch wiederholtes Einziehen gemischt, langsam abgekühlt und als Zuschnitt für die anschließende Vulkanisation abgezogen. Laut Marek Semrau, Senior Global Process Engineer bei FST, sprechen die dafür erforderlichen Leistungsmerkmale eigentlich für hydrostatische Direktantriebe. In den letzten Jahren wurden jedoch aufgrund der gestiegenen Anforderungen an die Energieeffizienz auch Walzwerke mit elektromechanischen Antrieben ausgerüstet. Freudenberg hat im Rahmen der Umrüstung einer solchen, seit fünf Jahren im Einsatz befindlichen Antriebslösung auf einen Hägglunds-Hydromotor durch den Systemintegrator Matech, beide Lösungen im Praxiseinsatz verglichen. Das hydrostatische Konzept überzeugte: Das Unternehmen wird fünf weitere Walzwerke mit Hägglunds Kompaktantrieben von Bosch Rexroth ausrüsten.
Der neue drehzahlgeregelte Kompaktantrieb mit stufenlosem hydrostatischem Getriebe ist in sechs Leistungsklassen von 15 bis 120 Kilowatt erhältlich. Je nach Anwendung kommt ein robuster Hägglunds-Radialkolbenmotor der Baureihe „Compact CA” oder „Quantum QMX” zum Einsatz. Die Versorgung des Hydromotors erfolgt in einem geschlossenen Flüssigkeitskreislauf über einen drehzahlvariablen Antrieb aus wassergekühltem Servomotor und Axialkolbenpumpe. „Solche hydrostatischen Getriebe mit einem variablen Übersetzungsverhältnis sind leistungsstark, schnell zu regeln und wartungsarm“, so Jörg Schlegel, Geschäftsführer bei Matech. „Gleichzeitig erreichen wir dadurch aber auch eine höhere Energieeffizienz.“ Die bei Freudenberg Sealing Technologies durchgeführten Vergleichsmessungen ergeben, dass die Lösung mit Hydromotor hier je nach Walzwerktyp mindestens gleich, teilweise sogar etwas besser als der elektromechanische Antrieb abschneidet. zeigen auch, dass die Direktantriebslösung mit 3,5 Grad einen deutlich kürzeren Bremswinkel erreicht als der elektromechanische Antrieb. Ein Einfädeln in die gegenläufigen Rollen ist damit technisch unmöglich. Bosch Rexroth realisierte dies mit einem redundanten Schnellstopp über den elektrischen Widerstand im Frequenzumrichter und einer mechanischen Bremse im Servomotor.
Ein weiterer Vorteil ist der geringe Platzbedarf der hydrostatischen Lösung: Sie benötigt rund 40 Prozent weniger Bauraum als die elektromechanische Variante. Das Gesamtgewicht der hydrostatischen Lösung beträgt sogar nur 13 Prozent der elektromechanischen Lösung, also 780 statt über 6.000 Kilogramm pro Antrieb. Zudem muss ein mechanisches Getriebe bei den für Walzwerke üblichen Standzeiten von 20 bis 30 Jahren mindestens einmal ausgetauscht werden. Das ist bei der hydromechanischen Antriebslösung nicht der Fall. Um die Verfügbarkeit weiter zu erhöhen, überwacht FST wichtige Parameter wie Öltemperatur und Filterzustand über die Antriebssteuerung oder nutzt eine datenbasierten Analyseservice von Hägglund zur vorausschauenden Wartung.
