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ZulieferMarkt 04/2014

Kleines, das Großes bewegt

Lagersysteme als Effizienztreiber im Werkzeugmaschinenbau

Den Energieverbrauch zu senken steht in vielen Bereichen der Industrie ganz klar im Fokus. Dies trifft auch auf die Werkzeugmaschinen als Teil der Produktionsmaschinen zu. Mit verschiedenen Initiativen sowie zahlreichen, zum Teil staatlich geförderten Projekten konnten bereits erhebliche Einsparpotenziale aufgezeigt werden. Inwieweit diese Ansätze in die Praxis umgesetzt werden, hängt letztendlich von betriebswirtschaftlichen Entscheidungen und möglichen gesetzlichen Regelungen ab.

Dr. Jörg-Oliver Hestermann ist seit 2001 im Geschäftsbereich Produktionsmaschinen der Schaeffler Technologies GmbH & Co. KG in Herzogenaurach tätig mit der Spezialisierung Werkzeugmaschinen. Seit dem vergangenen Jahr ist er Mitarbeiter der strategischen Anwendungstechnik in diesem Geschäftsbereich

www.schaeffler.com

Im Gegensatz etwa zur Weißen Ware wird es bei Werkzeugmaschinen sicher schwerer werden, einen Standard für ein Energie-Label festzulegen, der den Eigenheiten der Werkzeugmaschine gerecht wird. Schließlich ist für die Energieeffizienz nicht nur die Maschine, sondern auch der Prozess verantwortlich. Dennoch wird durch das Streben nach Produktivitätssteigerung − Stichwort Industrie 4.0 − auch die Energieeffizienz ein unverzichtbarer Begleiter. Dann wird der Anreiz, sich mit dem Thema zu beschäftigen, noch mehr Fahrt aufnehmen.

Wie kann dies konkret aussehen? Bei den Nebenaggregaten wird beispielsweise durch Stand-by-Strategien oder geregelte Motoren viel Optimierungspotenzial identifiziert. Hier können Total Cost of Ownership (TCO) oder Lebenszykluskosten (LCC) recht gut abgeleitet werden. Für die bearbeitungsrelevanten Lagerstellen in den Hauptachsen sind die Energie-Einsparpotenziale zwar auch in Form der Reibungsreduzierung bestimmbar, sie werden in der Praxis aber einen geringeren Anteil ausmachen. Dennoch gilt auch hier neben der erforderlichen Robustheit und Zuverlässigkeit der Lager: Prinzipiell ist weniger Reibung besser und auch deutlicher quantifizierbar. Warum ist das so?

»Bei Nebenaggregaten wird viel Optimierungspotenzial identifiziert«

Weil damit zum einen bei gleicher Anwendung weniger Wärme in das System eingetragen wird, die wieder über die Kühlung abgeführt werden muss, was eine geringere Kühlleistung erfordert. Zum anderen kann die Performance gesteigert werden; das führt im Endergebnis zu messbar kürzeren Bearbeitungszeiten und bedeutet zugleich einen geringeren Anteil an energetischer Grundlast pro gefertigtem Teil.

Manche Bearbeitungsverfahren werden sogar erst durch eine geringere Lagerreibung möglich. So sind bei der kombinierten Fräs-/Drehbearbeitung hohe Drehzahlen vom Rundtischlager gefordert, um auch bei kleineren Bearbeitungsdurchmessern die optimalen Schnittparameter an der Schneide zu erzeugen. Dies wirkt sich eindeutig positiv auf die Standzeit des Werkzeugs aus. Auch hier ist die Einsparung an Energie aufgrund der Reibungsreduzierung sicher messbar, aber für die Maschine im Ganzen eher unkritisch. Entscheidend ist jedoch der Zuwachs an Produktivität – es wird schließlich keine zusätzliche (Dreh-)Maschine benötigt, und ein deutlicher Zeit- wie auch Genauigkeitsgewinn lässt sich erzielen.

»Warum nicht bei der Hauptspindellagerung auf die Luft verzichten?«

Ein anderer Aspekt ist die Schmierung, ein ›notwendiges Übel‹. Während die Fettgebrauchsdauerschmierung bei vielen Lagerstellen in der Werkzeugmaschine ihren Dienst zur vollen Zufriedenheit ausführt, wird in den Hauptspindeln aus Performance-Gründen für sehr hohe Drehzahlen die Öl-Luft-Schmierung genutzt. Dabei dient die Luft primär als Träger des Schmierstoffes. Die Luftverbrauchswerte summieren sich in einem Jahr auf beträchtliche Mengen und wirken sich somit entsprechend auf die Kosten aus. Warum also nicht auf die Luft verzichten? Bei Schaeffler beispielsweise wird eine Öl-Direktschmierung für hohe Drehzahlen entwickelt, die keine Luft als Trägermedium benötigt und damit die Öl-Luft-Schmierung in den meisten Fällen ersetzen kann. − Manchmal sind es eben die kleinen Dinge, die die Welt bewegen.

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Schaeffler Technologies AG & Co. KG

Georg-Schäfer-Str. 30
DE 97421 Schweinfurt
Tel.: 09721 91-0
Fax: 09721 91-4447

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