Riemenlose Extruderantriebe verbrauchen weniger Energie und haben einen deutlich geringeren Wartungsbedarf. Foto: Kautex Maschinenbau

Schon heute an morgen denken

Energieeffizienz

Energieeffizienz – bei Kautex Maschinenbau zieht sich das Thema durch die gesamte Wertschöpfungskette. Viele kleine Maßnahmen führen dabei zum Erfolg.

Aus der Politik kommen klare Vorgaben: Bis zum Jahr 2020 will die Europäische Union 20 % des Primärenergiebedarfs einsparen. Auch die deutsche Bundes­regierung hat ambitionierte Ziele und sich vorgenommen, die Energieeffizienz bis 2050 um jährlich 2,1 % zu steigern. Den Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau kommt in diesem Prozess eine wichtige Schlüsselrolle zu. Denn eine Steigerung der Energieeffizienz braucht das Know-how und die Innovationskraft der Industrie, die schließlich knapp 30 % des gesamten bundesdeutschen Energiebedarfs beansprucht.

Intelligate-Downstream-Module mit servoelektriscehn Achsen haben die sonst verwendeten pneumatishen Antriebe ersetzt. Foto: Kautex Maschinenbau
Intelligate-Downstream-Module mit servoelektriscehn Achsen haben die sonst verwendeten pneumatishen Antriebe ersetzt. Foto: Kautex Maschinenbau
Nachhaltiges Entscheidungskriterium

Bei Kautex Maschinenbau steht das Thema Energie­effizienz seit vielen Jahren weit oben auf der Tagesordnung und zieht sich bei dem führenden Hersteller von Extrusionsblasformmaschinen durch die gesamte Wertschöpfungskette. „Bei Kundenanfragen gehört die Energieeffizienz unserer Anlagen mittlerweile zu den entscheidenden Kriterien“, sagt Heinz-Werner Eckerskorn, Director of R&D bei Kautex Maschinenbau. „Dabei geht es nicht nur um einen geringeren Stromverbrauch, sondern um den insgesamt günstigsten spezifischen Energieverbrauch für den hergestellten Artikel.“

Unabhängig von Umweltauflagen und globalpolitischen Klimaschutzzielen lohnen sich Investi­tionen zur Steigerung der Energieeffizienz auch mit Blick auf den Return on Investment. Gerade bei Investitionsgütern mit einem langen Wert­erhalt empfiehlt es sich, nicht nur auf den Anschaffungspreis, sondern zunehmend auf den Energieverbrauch und die laufenden Kosten zu achten. Bei der Investition in energieeffiziente Extrusionsblasformmaschinen, die wie die Kautex-Modelle teilweise über mehrere Dekaden im Produktionseinsatz sein können, lohnt sich der Blick in die Zukunft.

Valide Messdaten zum Energieverbrauch

Für die qualifizierte Entscheidungsfindung gibt es valide Messdaten. Neben der Euromap-46.1-Messung, die zum Beispiel bei jedem neu entwickelten Maschinentyp der KBB-Baureihe einmal durchgeführt wird, um die hohe Energieeffizienz zu dokumentieren, hat Kautex Maschinenbau als eigenen Richtwert die sogenannte „Verbrauchsmessung“ ins Leben gerufen. Dabei werden neben dem Strom- auch der Wasser- und Luftverbrauch sowie die Drücke aller zugeführten Medien aufgezeichnet und unter anderem die gesamte Kühlenergie errechnet. Die Messung bezieht sich immer auf die gesamte Maschine und gilt für die gemessenen Arbeitspunkte.

Bereits in der Angebotsphase kann der Kautex-­Verkaufsberater auf Basis dieser Messdaten kalkulieren, wie viel Energie die angefragte Maschine pro Kilogramm verbrauchtes Material am Ende benötigen wird. „Auf der Suche nach Energieeinsparpotenzial stehen stets zunächst die Hauptverbraucher einer Blasformmaschine – der Extruder­antrieb und die Heizung – im Fokus“, so Kautex-Entwicklungsingenieur Leon Walinski. „Hier können Kautex-Anlagen durch zahlreiche technologische Optimierungen mittlerweile wesentlich energieeffizienter als noch vor einigen Jahren betrieben werden.“

Heinz-Werner Eckerskorn, Director of R&D bei Kautex Maschinenbau Foto: Kautex Maschinenbau
Heinz-Werner Eckerskorn, Director of R&D bei Kautex Maschinenbau Foto: Kautex Maschinenbau

Ein Blick auf das Ganze
Heinz-Werner Eckerskorn, Director of R&D bei Kautex Maschinenbau, erklärt, dass bei Kundenanfragen die Energieeffizienz der Anlagen mittlerweile zu den entscheidenden Kriterien gehört. Es ginge dabei nicht nur um einen geringeren Stromverbrauch, sondern um den insgesamt günstigs­ten spezifischen Energieverbrauch für den hergestellten Artikel.

Effizientere Antriebe

Bei den Antrieben der hydraulischen Schließbewegung und der Extruder konnte die Energieeffizienz verschiedener Maschinenmodelle deutlich verbessert werden. Bereits in den 90er-Jahren wurde die Pumpenhydraulik für die Schließbewegung durch eine energiesparende Speicherhydraulik ersetzt. Dies hat zur Reduzierung der installierten Leistung von 40 bis 70 % geführt. Eine weitere Möglichkeit, die Energieeffizienz bei der hydraulischen Schließbewegung zu optimieren, ist der Einsatz einer druck- und volumengeregelten Pumpe mittels Servomotor mit Frequenzumrichter. Diese Technik kommt bei der neuen Saugblasmaschine der KSB-Baureihe zum Einsatz. Hier wird auf Basis eines Bewegungsprofils die Energieeinsparung durch einen angepassten Volumenstrom erreicht. Während des Blasprozesses wird die Pumpe abgeschaltet.

Weitere Energieeinsparungen im Luftverbrauch der KBB-Maschinenbaureihe werden bei den Intelligate-Modulen zur Downstream-Integration erreicht. Dort wurden die sonst verwendeten pneumatischen Antriebe durch vollelektrische mit Servomotor angetriebene Achsen ersetzt. Darüber hinaus werden verschiedene Kautex-Maschinenmodelle derzeit sukzessive auf riemenlose Extruderantriebe umgestellt. Solche Antriebe verbrauchen weniger Energie und haben einen deutlich geringeren Wartungsbedarf. Auch bei den Motoren der Extruder konnten Verbesserungen erzielt werden. Durch eine optimierte Getriebeübersetzung und Motorauswahl können die Motoren bis in den Feldschwächbereich betrieben werden. So konnten die Motorengröße reduziert und die Effizienz erhöht werden. Bei den KBB-Maschinen wird zusätzlich die Bremsenergie der Schließeinheit aufgefangen, gespeichert und den anderen Fahrantrieben wieder zugeführt oder ins Versorgernetz gespeist.

Einsparungen auch beim Heizen und Kühlen

Neben den Antrieben von Extruder und Schließeinheit bestehen beim Heizen und Kühlen von Extrusionsblasformmaschinen ebenfalls sehr große Einsparpotenziale. So kommen an den Köpfen und Anschlussstücken isolierte Heizmanschetten zum Einsatz, die diese schneller auf Temperatur bringen und im Betrieb den Energiebedarf reduzieren. Auch bei der Kühlung der Maschinen ist der bedarfs­gerechte Energieeinsatz der Schlüssel zum Erfolg. Hier kann auf  Wunsch eine energieeffizientere Regelung an der Einzugszone des Extruders realisiert werden. An dieser Stelle kommt dann ein dynamischer Temperatursensor zum Einsatz, der eine individuell optimierte Kühlung ermöglicht und so den Energieverbrauch zum Kühlen reduziert.

2,1 Prozent jährliche Steigerung der Energieeffizienz bis zum Jahr 2050 hat sich die deutsche Bundes­regierung als ambitioniertes Ziel gesetzt.

Das Erzeugen von Druckluft gilt allgemein als energieaufwendig. Um hierbei eine größere Energie­ersparnis zu erreichen, bietet Kautex in den erstmals zur K 2016 vorgestellten Intelligate-Modulen einen energieeffizienten Nachkühlprozess, bei dem anstelle von Druckluft mit einem Gebläse gekühlt wird. Zusätzlich kommt auch das bewährte Kühlen mit Wasser zum Einsatz, das den Nachkühlprozess beschleunigt. Auf diese Weise kann durch die Kühlung nicht nur der Durchsatz erhöht werden, sondern es kann im gesamten Prozess auf größere Kompressoren verzichtet werden, was den Energieverbrauch weiter reduziert.

Bei den KBB-Maschinen wird die Bremsenergie der Schließeinheit aufgefangen, gespeichert und rückgeführt. Foto: Kautex Maschinenbau
Bei den KBB-Maschinen wird die Bremsenergie der Schließeinheit aufgefangen, gespeichert und rückgeführt. Foto: Kautex Maschinenbau
Die KSB-Saugblasmaschine mit energiesparender Servohydraulik Foto: Kautex Maschinenbau
Die KSB-Saugblasmaschine mit energiesparender Servohydraulik Foto: Kautex Maschinenbau
Energieeffiziente Maschinenproduktion

Am Anfang der Wertschöpfungskette, die zu energie­effizienten Produkten und Maschinen führt, steht eine ebenfalls energieeffiziente und effektive Planung der Produktion im Kautex-Werk.

Dass das Thema Energieeinsparung auch in verschiedenen unternehmerischen Bereichen eine wichtige Rolle spielt, zeigt zum Beispiel die aktuell laufende Erweiterung des Kautex-Werkstandorts in Bonn. Auch das neu errichtete Gebäude wurde energieeffizient geplant, indem zum Beispiel bei Dämmung, Belüftung und Beleuchtung besonders auf fortschrittliche Technologien geachtet wurde, um für die Zukunft möglichst niedrige Energieverbräuche zu realisieren. Darüber hinaus wurden bei der Planung der neuen Montagehalle auch die Arbeitsabläufe im Montageverlauf neu strukturiert, um durch eine sequenzielle Abarbeitung der Arbeitspakete eine größere Effektivität der Maschinenmontage zu erreichen. Auch solche Maßnahmen werden bei dem Hersteller langfristig zum Erhalt des Produktionsstandorts Deutschland beitragen.

Alles in allem sind das viele kleine Schritte auf dem Weg zu einer verbesserten Energiebilanz. Kautex Maschinenbau arbeitet weiter daran, die Effizienz der Maschinen zu steigern. Davon profitieren nicht nur die Kunden, sondern auch das Unternehmen selbst und nicht zuletzt die Umwelt.

Das Unternehmen
Acht Dekaden, geprägt durch Innovationskraft und Leistungen für seine Kunden, machen Kautex Maschinenbau heute zu einem weltweit führenden Anbieter in der Extrusionsblasformtechnik. Zu den internationalen Kunden gehören Automobilkonzerne und Zulieferbetriebe sowie Unternehmen aus der Verpackungsindustrie. Sie alle setzen auf das Know-how einer Marke, die für Qualität, für Zuverlässigkeit und für kontinuierliche Unterstützung der Kunden steht. Mit 470 Mitarbeitern in Deutschland und weiteren 160 Mitarbeitern weltweit erwirtschaftete das Unternehmen 2016 einen Jahresumsatz von 122 Mio. EUR. Neben dem Hauptsitz in Bonn, einem kürzlich eröffneten  Kundenzentrum in Berlin und regionalen Niederlassungen in den USA, Russland, China, Italien und Indien unterhält Kautex Maschinenbau ein dichtes globales Netz von Service- und Vertriebsstützpunkten.

Christian Kirchbaumer, Kautex Maschinenbau

Aufmacherbild: Kautex Maschinenbau