Industrielle Linearmotoren ersetzen Pneumatik

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NTI AG LinMot & MagSpring

Kostenvergleich Pneumatik - Linearmotor

Anhand eines Beispiels aus der Praxis sollen die Kosten für die pneumatische Lösung und der mit Linearmotor aufgezeigt werden. Eine einfache horizontale Punkt-zu-Punkt Bewegung mit 400 mm Hub und 15 kg bewegter Masse soll mit 30 Takten pro Minuten und 50 % Einschaltdauer ausgeführt werden.

• Realisierung mit Linearmotor

Die geforderte Positionierzeit von 500 msec für die oben stehende Aufgabe ist mit einer Beschleunigung von 10 m/s² und einer Verfahrgeschwindigkeit von 1 m/s möglich. Die Beschleunigungs- und Bremszeit, während der der Linearmotor effektiv Arbeit verrichtet und Motorverluste anfallen, beträgt lediglich 100 msec. Zudem wird die kinetische Energie beim Bremsen in elektrische Energie umgewandelt, die im Servocontroller gespeichert wird und beim nächsten Zyklus wieder zur Verfügung steht. Die Aufgabe kann so mit einer Dauerleistung von 100 W und jährlichen Energiekosten von unter 100.- EUR realisiert werden.

(Stromkosten für industrielle Großverbraucher gemäß EUROSTAT 0.12 EUR/kWh).

• Realisierung mit Pneumatikzylinder

Aufgrund der Lastmasse von 15 kg und der geforderten Maximalgeschwindigkeit von 1 m/s muss ein Pneumatikzylinder mit 50 mm Kolbendurchmesser eingesetzt werden. Im Unterschied zum Linearmotor muss die Energie während der ganzen Bewegung zugeführt werden. Zudem wird die kinetische Energie beim Bremsen von Dämpfern absorbiert und kann nicht für die nächste Bewegung zwischengespeichert werden. Aufgrund des Zylindervolumens und der Zykluszeit ergibt sich ein jährlicher Luftbedarf von 24 000 m³ Pressluft bei 6 bar und Energiekosten von über 3 000.- EUR pro Jahr (Kosten Pressluft 0,13 EUR/m³ bei 6 bar).

• Vollkostenrechnung

Die Berechnung der Energiekosten zeigt, dass die Investitionskosten in Anwendungen mit zyklischen Bewegungen für die Vollkostenrechnung zunehmend an Gewicht verlieren. So übersteigen die Energiekosten in unserem Beispiel die Investitionskosten für den Pneumatikzylinder bereits nach drei Wochen. Werden Investitions- und Energiekosten analysiert, ergeben sich beim Einsatz eines industriellen Linearmotors bereits nach 12 bzw. 24 Monaten Einsparungen von 1 750.- EUR bzw. 4 650.- EUR.

(mi)

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