1© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 28. März 2011
Wirtschaftlicher Technologievergleich der Antriebstechnik
Hydraulik
Pneumatik
Elektrische Antriebe
Energie ----- Steuerung ----- Leistung
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Hydraulische Antriebstechnik
Die Geschwindigkeiten selten über 0,5 m/sDie Kräfte fast unendlich hoch
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Pneumatische Antriebstechnik
Die Geschwindigkeiten bis 10 m/sDie erzeugten Kräfte sind „sinnvoll“ bis 1500N( Zylinderdurchmesser 63 mm )
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Elektrische Antriebstechnik
Elektro-mechanische Antriebe oder Magnetfeldantriebe bieten das breiteste Spektrum der Antriebstechnik, was Kraft und Geschwindigkeit betrifft. Für die praktische Anwendung sind daher viele andere Kriterien insbesondere auch Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit
ausschlaggebend!
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Überdeckung pneumatische – elektrische Antriebstechnik
Elektro-mechanische Antriebe und pneumatische Antriebstechnik sind, was Kraft und Geschwindigkeit betrifft, bis zu diesen Bereichen vergleichbar.
Hydraulik oder Elektromechanik
Elektromechanik oder
Magnetfeldantrieb
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Kriterien zur Systemauswahl
Reichen Kraft und Geschwindigkeit pneumatischer und elektro-mechanischer Antriebe, spielen zahlreiche andere Einflussgrößen und Faktoren eine Rolle bei Konstruktion, Planung und
Umsetzung.
Anzahl der Positionen
Leistungs-gewicht
Energie-bereitstellung
Sicherheit
KenntnisstandMitarbeiter
Genauigkeit
Regelbarkeit
Energie-speicherung
Energieeffizienz
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Pneumatischer Antrieb
Elektrischer Antrieb
Energieanteil /Jahr
Investitionskosten und Energiekostenbezogen auf eine entsprechende Aufgabenstellung mit unterschiedlichenLastverhältnissen
Verhältnis der Energiekosten
Auswahl-Kriterium der Achsen, horizontale
Bewegung 400 mm
10 - 50 kg Hin- und Rückhub in 1 sec
+- 0,2s Zykluszeit
Inkl. Motoren und Regler, sowie Ventile und
Stoßdämpfer.
1:10,3 1:10,8 1:14,1
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Wirtschaftlicher Vergleich DGPL-40 zu DGEL-40
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Auf einer Hebestation sollen Pakete mit einem Gewicht von 25 kg angehoben und auf ein Rollenband geschoben werden.
Beispiel: Pneumatische Antriebe
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Beispiel: zu bewegende Masse 25 kg , 500 mm Hub , in 1 sec.
Ergebnis : Zylinder Ø 32 mm
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Berechnung Luftverbrauch klassische Dimensionierung
Zylinder 1A Durchmesser 32-500 Hub = 5,2 l/ Doppelhub bei 6 barZylinder 2A1 Durchmesser 32-200 Hub = 2.0 l/ Doppelhub bei 6 barZylinder 2A2 Durchmesser 32- 200 Hub = 2,0 l/ Doppelhub bei 6 bar
Gesamtluftverbrauch 9,2 l/Paket
Berechnung Gesamt-Druckluftkosten bei 5 Paketen/min. 16 Stunden ( Zweischichtbetrieb )250 ArbeitstageErgibt = 11040 m³ / Jahr x 0,025 €
Druckluftkosten für Anlage = 276,00 €/Jahr
Energiekosten bezogen auf aktuellen durchschnittl. Druckluftkostenpreis
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Wirtschaftlichkeitsberechnung über 10 Jahre
klassisch
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Optimierung 1
Die Zylinder 2A1 und 2A2 müssen nur schieben und nicht heben. Sie brauchen daher weniger Kraft,d.h. kleinere Zylinder Ø können gewählt werden. Kolbenstangenbelastung muss berücksichtigt werden. Der Druck kann auf 3bar reduziert werden.
Zylinder 1A Ø 32 Hub 500Zylinder 2A1 Ø 25 Hub 200Zylinder 2A2 Ø 25 Hub 200
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Zylinder mit 25 mm Durchmesserund 3 bar Druck reicht
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Zylinder 1A Durchmesser 32-500 Hub = 5,2 l/ Doppelhub bei 6 barZylinder 2A1 Durchmesser 25-200 Hub = 0,7 l/ Doppelhub bei 3 barZylinder 2A2 Durchmesser 25-200 Hub = 0,7 l/Doppelthub bei 3 bar
Gesamtluftverbrauch 6,6 l/Paket
Berechnung Gesamt-Druckluftkosten bei 5 Pakete/min 16 Stunden ( Zweischichtbetrieb )250 ArbeitstageErgibt = 7920 m³ / Jahr x 0,025 €
Druckluftkosten für Anlage = 198 €/Jahr
Ersparnis ca. 34 %
Energiekosten bezogen auf aktuellen durchschnittl. Druckluftkostenpreis
Optimierung 1
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Wirtschaftlichkeitsberechnung über 10 Jahre
klassisch
optimiert 1
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Optimierung 2 ( mit reversiblen Ventilen )
Da der Zylinder 1A nur im Vorhub wirklich Kraft braucht, wird ein Ventil mit reversibler Strömungsrichtung eingesetzt. So kann auch der Rückhub mit weniger Druck gefahren werden.
Zylinder 1A Ø 32 Hub 500Zylinder 2A1 Ø 25 Hub 200Zylinder 2A2 Ø 25 Hub 200
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Reversibles VentilZum Steuern mit unterschiedlichen Drücken
KlassischeAnsteuerung
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Zylinder 1A Durchmesser 32 - 500 = 2,8 l/ Vorhub bei 6 barZylinder 1A Durchmesser 32 - 500 = 1,4 l/ Rückhub bei 3 barZylinder 2A1 Durchmesser 25 - 200 = 0,7 l/ Doppelhub bei 3 barZylinder 2A2 Durchmesser 25 - 200 = 0,7 l/ Doppelhub bei 3 bar
Gesamtluftverbrauch 5,6 l/DoppelhubBerechnung Gesamt-Druckluftkosten bei 5 Paketen/min. 16 Stunden ( Zweischichtbetrieb )250 ArbeitstageErgibt = 6720 m³ / Jahr x 0,025 €Druckluftkosten für Anlage = 168 €/Jahr
Ersparnis ca. 44 %
Berechnung
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Wirtschaftlichkeitsberechnung über 10 Jahre
klassisch
optimiert 2
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Optimierung 3
Da der Zylinder 1A nur im Vorhub wirklich Kraft braucht und die Aufnahme für die Last den Zylinder sowieso nach unten drückt, brauchen wir im Rückhub des Zylinders gar keinen Druck.
Zylinder 1A Ø 32 Hub 500Zylinder 2A1 Ø 25 Hub 200Zylinder 2A2 Ø 25 Hub 200
F
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Zylinder 1A Durchmesser 32 x 500 = 2,8 l/ Vorhub bei 6 barZylinder 1A Durchmesser 32 x 500 = 0.0 l/ Rückhub durch LastZylinder 2A Durchmesser 25 X 200 = 0,7 l/ Doppelhub bei 3 barZylinder 2A Durchmesser 25 X 200 = 0,7 l/ Doppelhub bei 3 bar
Gesamtluftverbrauch 4,2 l/DoppelhubBerechnung Gesamt-Druckluftkosten bei 5 Pakete/min 16 Stunden ( Zweischichtbetrieb )250 ArbeitstageErgibt = 5040 m³ / Jahr x 0,025 €Druckluftkosten für Anlage = 126 €/Jahr
Ersparnis ca. 58 %
Berechnung
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klassisch
optimiert 3
Wirtschaftlichkeitsberechnung über 10 Jahre
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Auf einer Hebestation sollen Pakete mit einem Gewicht von 25 kg angehoben, und auf ein Rollenband geschoben werden.
Beispiel: Elektrische Antriebe
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klassisch
optimiert
elektromech. Antriebe
Wirtschaftlichkeitsberechnung über 10 Jahre
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Auf einer Hebestation sollen Pakete mit einem Gewicht von 25 kg angehoben, und auf ein Rollenband geschoben werden.
Beispiel: Kombination P/E Antriebe
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klassisch pneumatisch
optimiert pneumatisch
elektro-mech. Antriebe
kombinierte Antriebe
Investitionskosten und Energiekosten: Vergleich
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Pneumatische und Elektro-Antriebe stehen nicht im Wettbewerb,
Sondern sie ergänzen sich!
Pneumatik Elektrische Antriebe
Fazit :
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Mit welcher Technik läuft meine Maschine am besten – sowohl energieeffizient als auch kostenoptimiert? Die Antwort auf diese und weiterführende Fragen erhalten Sie in unseren Fokus-Veranstaltungen:
Wirtschaftlicher Technologievergleich der Antriebstechnik (Fokus-5):
• Technologievergleich der Antriebstechnik nach technischen, wirtschaftlichen und sicherheitsrelevanten Kriterien
• Optimierungspotentiale in der Pneumatik• Optimierungspotentiale in der Elektrik• Entscheidungsfindung bei Technologieüberdeckung• Welche weichen Kriterien entscheiden mit ?• Wie sieht die Antriebstechnik in der Zukunft aus?
29.03. Lüdenscheid 05.04. St. Ingbert 12.04. Bielefeld 03.05. Frankfurt10.05. Freudenberg 17.05. Neuss 24.05. Hamburg 12.07. Nürnberg 27.09. Karlsruhe 05.10. München
Teilnahmegebühr: EUR 320,00 (zzgl. MwSt.)
Fokus-Veranstaltungen zum Thema Energieeffizienz 2011
31© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 28. März 2011
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
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