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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

Wirtschaftlicher Technologievergleich der Antriebstechnik

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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!

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 528. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 728. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 928. März 2011

Wirtschaftlicher Vergleich DGPL-40 zu DGEL-40

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 1028. März 2011

Auf einer Hebestation sollen Pakete mit einem Gewicht von 25 kg angehoben und auf ein Rollenband geschoben werden.

Beispiel: Pneumatische Antriebe

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 1128. März 2011

Beispiel: zu bewegende Masse 25 kg , 500 mm Hub , in 1 sec.

Ergebnis : Zylinder Ø 32 mm

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 1228. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 1328. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 1528. März 2011

Zylinder mit 25 mm Durchmesserund 3 bar Druck reicht

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 1628. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 1728. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 1928. März 2011

Reversibles VentilZum Steuern mit unterschiedlichen Drücken

KlassischeAnsteuerung

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 2028. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 2128. März 2011

Wirtschaftlichkeitsberechnung über 10 Jahre

klassisch

optimiert 2

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 2228. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 2328. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 2428. März 2011

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

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 2728. März 2011

Auf einer Hebestation sollen Pakete mit einem Gewicht von 25 kg angehoben, und auf ein Rollenband geschoben werden.

Beispiel: Kombination P/E Antriebe

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 2828. März 2011

klassisch pneumatisch

optimiert pneumatisch

elektro-mech. Antriebe

kombinierte Antriebe

Investitionskosten und Energiekosten: Vergleich

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 2928. März 2011

Pneumatische und Elektro-Antriebe stehen nicht im Wettbewerb,

Sondern sie ergänzen sich!

Pneumatik Elektrische Antriebe

Fazit :

© Festo Didactic GmbH & Co. KG, Training and Consulting – Serviceline 0800/3378682 (kostenfrei) 3028. März 2011

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

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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