Downsizing beim Spritzgießen durch richtige Pumpentechnik

Für das Downsizing des Antriebsstrangs von Spritzgießmaschinen hat Bucher Hydraulics die neue Innenzahnradpumpe QXEHX entwickelt.

Reduzierte Antriebsmomente durch höhere Drehzahlen in Verbindung mit kleineren Fördervolumen, zuverlässigem Reversierungsmodus, hoher Energieeffizienz sowie der permanenten Überwachungsmöglichkeit anhand von Condition Monitoring machen die Pumpe zu einer zukunftssicheren Lösung für Spritzgießmaschinen.

Die Entwicklung zielt ab auf die technischen Abhängigkeiten, die sich in einem Antriebsstrang ergeben. Durch höhere Drehzahlen der Pumpen können die Fördervolumen und somit die Antriebsmomente für einen gleich hohen Volumenstrom reduziert werden. Folglich können kleinere Elektromotoren und Umrichter zum Einsatz kommen. Die erzeugte Leistung, resultierend aus Volumenstrom und Druckniveau, bleibt gleich. Je nach Baugröße arbeitet die Pumpe mit bis zu 4.600 Umdrehungen pro Minute, was einer Steigerung der maximalen Drehzahlen von rund 20 % gegenüber dem Vorgängermodell entspricht. Die QXEHX stellt somit die Grundlage für ein erfolgreiches Downsizing des gesamten Antriebssystems dar, mit dem Betreiber von Spritzgießmaschinen sowohl Anschaffungs- als auch Energiekosten senken können.

Bucher Hydraulics hat dafür Optimierungsmaßnahmen innerhalb des Pumpengehäuses sowie das bewährte Fluten des Zahnkranzes von zwei Seiten vorgenommen. Während bisher nur drei Verdrängungsvolumen pro Baugröße erhältlich waren, können Anwender der QXEHX nun höhere Verdrängungsvolumen in kleinerer und auch leichterer Baugröße erhalten. Bei Applikationen, in denen eine Pumpe beispielsweise 40 cm³ Verdrängungsvolumen benötigt, können Kunden bei einem kontinuierlichen Betriebsdruck am Pumpenausgang von 210 bar statt der bisher üblichen Baugröße 5 nunmehr die Baugröße 4 wählen. Das spart, bezogen auf die Pumpe, rund 30 % Gewicht und senkt die Kosten.

Die QXEHX zeigt ihre Vorzüge vor allem in schwierigen Umgebungen mit hoher zyklischer Belastung. Die robuste Bauweise ermöglicht in Kombination mit hochdynamischen Servo- und Reluktanzmotoren über eine extrem lange Lebensdauer eine sehr hohe Zuverlässigkeit. Zur Druckentlastung im System einer Spritzgießmaschine kann die Pumpe nahezu uneingeschränkt mehrmals pro Arbeitszyklus vollständig im Reversierungs Modus (Reverse-Mode) betrieben werden. Sie benötigt keinen definierten Vorspanndruck am Pumpenausgang und arbeitet deshalb auch bei Umkehrung der Drehrichtung mit niedrigsten Drücken am Ausgang vollkommen stabil und betriebssicher.

Diese Leistungsstärken basieren auf konstruktiven Weiterentwicklungen des Pumpendesigns, das sich durch seine lange Druckaufbaustrecke über den gesamten symmetrisch angeordneten Halbmond auszeichnet. Da dieses nicht kompensierte System ohne Dicht- und Kompensationsteile zur Abdichtung der Druckzone auskommt, entfällt die hieraus resultierende mechanische Reibung. Zudem sind die Saug- und Druckkanäle speziell für geringe Strömungsturbulenzen ausgelegt. Verglichen mit der kompensierten Technik anderer Pumpen und deren zwangsläufig enthaltenen Dichtelemente gewährleistet die QXEHX somit auch unter schwierigen Bedingungen den Reversierungs Modus.

Ein weiterer Pluspunkt der neuen Pumpe ist deren geringe Geräuschentwicklung – und das trotz der steigenden Drehzahlen. Die Gründe hierfür liegen sowohl in den überarbeiteten Konturen der Saug- und Druckkanäle als auch in den optimierten sonstigen Strömungsverläufen. Anhand dieser Maßnahmen konnte Bucher Hydraulics den Geräuschpegel verglichen mit der Vorgängerbaureihe im Durchschnitt um 3 dB(A) senken. Zudem bleibt das geringe Geräuschniveau im oberen Drehzahlbereich nahezu konstant.

Spritzgießmaschinenhersteller können mit der neuen Baureihe der Innenzahnradpumpen unmittelbar den Weg in Richtung Industrie 4.0 einschlagen. Das gilt insbesondere für Instandhaltungs- und Wartungskonzepte, die anhand von Condition Monitoring hohe Anlagenverfügbarkeit bei gleichzeitiger Kostenreduktion gewährleisten. Die QXEHX, angereichert mit Messtechnik und erweiterter Sensorik, bietet sehr gute Voraussetzungen, um alle relevanten Daten zu liefern, wie sie für eine permanente Überwachung erforderlich sind. Dank Condition Monitoring und dem damit verbundenen konsequenten Einblick in die aktuellen Betriebszustände kann die Lebensdauer der Pumpe vollständig ausgeschöpft werden. Gleichzeitig können Anwender schon heute Daten der Pumpe über eine Cloud abrufen, unabhängig davon, wo die Spritzgießmaschinen eingesetzt werden.

sk