Frequenzumrichter

Aus alt wird neu

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Nachhaltigkeit wird heute auch in der Kunststoffindustrie großgeschrieben. Ein wichtiger Schritt in diese Richtung ist daher die Wiederaufbereitung und Verarbeitung recyclingfähiger Verpackungsmaterialien aus Plastik. Extrusionsanlagen müssen in diesem Umfeld besonders anspruchsvolle Anforderungen erfüllen. Für den zuverlässigen Antrieb der Schnecke setzt die Diamat Maschinenbau GmbH daher auf luft- und wassergekühlte Vektor-Frequenzumrichter von Gefran, da diese besonders robust, langlebig, kompakt und exakt auf dieses Einsatzgebiet zugeschnitten sind.

Die Diamat Maschinenbau GmbH wurde 1976 gegründet. Das Unternehmen aus Dinkelsbühl in Mittelfranken baut Maschinen, Ausrüstung und Werkzeuge zur Herstellung, Verarbeitung und zum Recycling von Kunststoffen. „Unser Ziel ist es, viele unserer Maschinen für die Kreislaufwirtschaft fit zu machen“, berichtet Uwe Stark, Geschäftsführer der diamat Maschinenbau GmbH. Vor allem auf dem Feld der Flachfolienextrusion verfügt das Unternehmen über einen großen Erfahrungsschatz und über zahlreiche Referenzen weltweit. Die mit den Maschinen des Herstellers gefertigten Folien überzeugen durch ihre Klarheit, Steifigkeit, Transparenz, Festigkeit und Eignung zur Weiterverarbeitung. Diese Flachfolien werden dann zum Beispiel zu Lebensmittelverpackungen weiterverarbeitet,“ so Stark.

Um hier einen möglichst hohen Recycling-Anteil zu generieren, richtet der Betrieb seine Maschinen entsprechend darauf aus, dass Verpackungsmaterialien mehrfach verwendet werden können und bietet schlüsselfertige Lösungen zur Verarbeitung von PET-Abfällen in hochwertige Folien wie A-PET, C-PET und PET-G. Bei der Einschnecken-Extrusion kann jedoch nicht nur qualitativ hochwertiges Flaschen-Mahlgut verarbeitet werden, sondern sogar große Mengen an Folien- und Stanzgittermaterial ohne größere Auswirkungen auf die Folienqualität. Das Unternehmen garantiert einen Trocknungswert von ~ 50 ppm und damit einen geringen IV-Verlust, d.h. eine möglichst konstante intrinsische Viskosität.

Mit energiesparenden und hochflexiblen Friktions-, Kristallisations- und Vortrocknungssystemen bildetdas Unternehmen ein breites Spektrum vom Mahlgut bis zur fertigen Folie ab. Mit einem automatischen Filtersystem können qualitativ minderwertigere Materialien wieder in hochwertige Produkte verwandelt werden. Eine anspruchsvolle Aufgabe, denn bei der Verarbeitung von Post-Consumer-Abfällen muss mit mehr Verschmutzungen und einem stärkeren Verschleiß durch mehr Abrieb an den Maschinenteilen gerechnet werden. Deshalb werden die Extrusionsanlagen des Herstellers zum Aufschmelzen von Kunststoffen besonders robust und langlebig konstruiert, um anspruchsvollen Aufgaben in rauen Umgebungen gerecht zu werden.

Das passende Antriebskonzept liefern Frequenzumrichter von Gefran

„Der Antrieb ist das Herzstück jeder Maschine, daher achten wir bei der Auswahl unserer Antriebskomponenten besonders darauf, dass sie zuverlässig, langlebig und bedienerfreundlich sind“, erzählt Stark. „Bei unseren Extrusionsanlagen sprechen wir von einem Leistungsbereich von bis zu 400 KW, da geht es uns vor allem darum, leistungsstarke Frequenzumrichter einzusetzen, die darüber hinaus diesen hohen Anforderungen gerecht werden.“

Da der Maschinenbauer eine auf seine Erfordernisse zugeschnittene Lösung benötigte, welche viele Wettbewerbsprodukte nicht erfüllten, arbeitet er nun schon seit 2012 mit Gefran zusammen. Die innovativen Antriebskomponenten der ADV200-Serie überzeugten ihn zum einen in punkto Robustheit, zum anderen sind sie nicht mit unnötigen Features und Einstellungsparametern überfrachtet, die die Bedienung bzw. Inbetriebnahme nur unnötig verkomplizieren. „Die Geräte sind also exakt auf die bei uns erforderliche Kernkompetenz zugeschnitten,“ erklärt Stark. Ein weiterer wichtiger Punkt war die elektromagnetische Verträglichkeit – EMV – sprich, die Reduktion von störenden Oberwellen für das elektrische Netz. „Um bestimmte Grenzwerte einzuhalten, ist es wichtig, dass das Gehäuse entsprechend gestaltet werden kann“, so Stark weiter. „Gefran unterstützt uns hier optimal. Selbst wenn mehrere Umrichter an einer Maschine zum Einsatz kommen, können die gesetzlich vorgeschriebenen EMV-Richtlinien eingehalten werden.“

ADV200 – speziell für die Kunststoffextrusion geeignet

Bei der Diamat Maschinenbau GmbH kommen nun schon seit mehreren Jahren die Vektor-Frequenzumrichter mit feldorientierter Regelung der Serie ADV200 mit Luftkühlung als Hauptantrieb für die Schnecke in den Extrudern von Folienstreckanlagen zum Einsatz. „Beim Drehen der Schnecke müssen sehr hohe Kräfte aufgewendet werden, denn dadurch wird der Kunststoff komprimiert und aufgeschmolzen“, erklärt Stark. „Das erfordert wiederum hohe Ströme und eine optimale Regelung für eine konstante Drehzahl des Motors, damit sich die Schnecke gleichmäßig dreht – für diese Aufgabe sind die Gefran-Umrichter ideal geeignet.“

Speziell für den Bereich der Kunststoffextrusion bietet Gefran die skalierbaren Frequenzumrichter der Baureihe ADV200 mit Leistungsbereichen von 0,75 KW bis 1800 KW und einer Versorgungsspannung von 400 VAC bis 690 VAC an. Sie können mit Asynchron- und Synchronmotoren mit oder ohne Geber genutzt werden. Bei der geberlosen Synchronregelung erreichen sie eine Drehmomentgenauigkeit von < 3% absolut zum Sollwert. Das spart Energie, ohne die Materialqualität zu reduzieren.

Erhebliche Platzersparnis durch innovative Wasserkühlung

Als Hauptantrieb der Extruder-Schnecke bietet sich neben der luftgekühlten Variante ADV200 vor allem der kompakte ADV200 LC an. Die Produktbezeichnung LC steht für liquid cooled und beschreibt ein innovatives Kühlsystem mit Wasser oder Öl für elektrische und mechanische Einheiten, was die Baugröße des Frequenzumrichters drastisch reduziert. „Die Flüssigkeitsgekühlte Variante bieten wir zum einen als integrierte Schaltschrankversion mit Wärmetauscher an – oder wenn der Anwender keine Wasseranschlüsse im Schaltschrank haben möchte, mit der Option zur Durchsteckmontage“, berichtet Giuseppe Savoca, Vertriebsleiter bei Gefran. „Durch den Einsatz von Antikondensationssensoren und Feuchtesensoren kann außerdem effektiv eine Betauung im Umrichter vermieden werden.“

Der Vektor-Frequenzumrichter mit feldorientierter Regelung von 30 KW bis 400 KW mit integriertem Netzfilter und Drossel lässt sich unkompliziert in bereits vorhandene Systeme integrieren und kommt oft zum Einsatz, wenn Extrusions- bzw. Spritzgießanlagen bereits mit einer Wasserkühlung ausrüstet sind. Ein ausgeklügeltes Kühlsystem aus Aluminiumrohren und Edelstahl-Steckverbindern mit interner Trennung zwischen Elektronik und Wasserkühlung bietet einen hervorragenden Korrosionsschutz. Für Baugrößen bis 55 KW ist die Montage des Bremswiderstandes direkt auf dem Kühlkörper möglich. Eine integrierte Kühlmittel-Temperaturregelungs-Funktion dient zur Steuerung eines externen Ventils für Antrieb und Motor.

Obwohl die Geräte mit Wasserkühlung wesentlich kompakter sind, als die luftgekühlte Variante, bieten sie dennoch eine vergleichbare Leistung. Auch die Regelungsstruktur, der Betrieb und die Programmierung entsprechen der ADV200-Serie und dem Anwender stehen beim ADV200 LC dieselben Optionen zur Verfügung. Übrigens sind die vektorgeregelten Frequenzumrichter mit DC-Bus-Stromversorgung von Gefran extrem energieeffizient.

Da sich die diamat Maschinenbau GmbH vor allem Themen wie Nachhaltigkeit, Recycling, Zukunftsfähigkeit und Energieeffizienz verschrieben hat, integriert das Unternehmen seit 2019 neben der luftgekühlten Frequenzumrichter auch die wassergekühlten Systeme ADV200 LC von Gefran in seinen Extrusionsanlagen – mit dem Ziel, mit der Zeit einen immer größeren Kundenstamm von der wassergekühlten Variante zu überzeugen.

Service großgeschrieben

Insgesamt ist der Maschinenbauer aus Dinkelsbühl mit dem Service sehr zufrieden. „Gefran ist für uns immer ein verlässlicher Partner und bietet zu jeder Zeit einen Top-Support,“ so Stark abschließend. „Das wissen wir zu schätzen und möchten, dass unsere Anwender in der Kunststoffverarbeitung auch zukünftig weiter von den Vorteilen der luft- und wassergekühlten Vektor-Frequenzumricher mit feldorientierter Regelung in unseren Extrusionsanlagen profitieren.“