Mit einer neuen Technologie hat HB Therm einen weiteren Schritt in Richtung eines nachhaltigen und energieeffizienten Betriebs seiner Thermo 6 gesetzt, da aufgrund eines nichtleitenden Kunststoff-Spalttopfs die sonst typischen Wirbelstromverluste vermieden werden.
Eine exklusive Direct-Drive-Pumpe für die Temperiergeräte-Reihe Thermo 6 stellt die HB-Therm AG, St. Gallen (Schweiz), auf der K 2022 vor. Sie weist gegenüber herkömmlichen Pumpensystemen einen bis zu 20 Prozent höheren Wirkungsgrad auf. Bei den Direct-Drive-Pumpen verschmelzen Motor und Magnetkupplung. Die Drehmomentübertragung erfolgt von der Motorwicklung durch den Spalttopf direkt auf den Innenrotor.
Ein weiterer Vorteil ist, dass auch keine Kugellager im Motor vorhanden und die Pumpen sehr kompakt aufgebaut sind. Bei einem Spalttopf aus PPS entstehen keine Wirbelströme und damit weniger Verluste. Sie sind allerdings aufwändig konstruiert, zudem sind spezielle Motoren erforderlich und aktuell ist der Temperaturbereich dieser neuesten Pumpengeneration auf Temperiergeräte bis maximal 100 °C beschränkt, wird aber weiter ausgebaut.
Die Temperiergeräte Thermo 6 mit einer maximalen Vorlauftemperatur bis 100 °C sind standardmäßig mit einer drehzahlgeregelten Peripheralradpumpe mit Spalttopfmotor (Direct-Drive-Pumpe) ausgerüstet. (Foto: HB-Therm)
„Drehzahlgeregelte Pumpen spielen ihren größten Trumpf generell im Bereich der Energieeinsparung aus. Sie sind universell für große und kleine Werkzeuge einsetzbar“, sagt Kurt Klopfenstein, CSO der HB Therm AG. Martin Braun, Entwicklungsleiter bei HB Therm, ergänzt: „Eine Pumpe, die nicht immer unter Volllast läuft, spart nicht nur Energie, sondern zeichnet sich auch durch eine längere Lebensdauer aus. Zudem reduzieren drehzahlgeregelte Pumpen durch ihre breite Verwendbarkeit die Typenvielfalt der Temperiergeräte. Ein Gerät kann also seine Aufgaben über eine große Einsatz-Bandbreite erfüllen.“
Durch die Verwendung einer drehzahlgeregelten Pumpe kann die Pumpenkennlinie anwendungsbedingt so anpasst werden, dass der gewünschte Durchfluss mit minimalem Energieaufwand erreicht wird. Meist ist allerdings nicht von Anfang an klar, welches der richtige Durchfluss für einen Prozess ist. Es bietet sich an, die Temperaturdifferenz in einem Temperierkreis zu regeln. Damit kann die Bauteilqualität garantiert und gleichzeitig der Durchfluss und damit die Pumpenleistung auf das nötige Minimum reduziert werden.
Drehzahlgeregelte Pumpen arbeiten mit Frequenzumrichter und machen benutzerspezifische Anpassungen und damit auch Energieeinsparungen je nach Einsatzzweck möglich. Pumpen ohne Frequenzumrichter laufen dagegen immer auf Nenndrehzahl. Der Energieverbrauch bleibt damit gleich hoch und kann nicht gesenkt werden. Die neuen Thermo 6 mit serienmäßigen drehzahlgeregelten Pumpen können verschiedene Betriebsarten umsetzen.
Neben dem Normalbetrieb sind dies der Eco mode Auto, der Eco mode Speed, der Eco mode Flow, der Eco mode Temp sowie der Boost Mode. Über den großen IPS Touch-Bildschirm lassen sich die verschiedenen Pumpenbetriebsarten anwendungsgerecht und einfach anwählen. Im Normalbetrieb liegt immer eine definierte Drehzahl (n=3 000 min-1) an, hier erfolgt keine Regelung auf sich verändernde Istwerte. Das bringt in etwa gleiche Verhältnisse wie mit dem Einsatz einer ungeregelten Pumpe und ermöglicht auch keine Energieeinsparungen.
Im Eco mode Auto erfolgt die Regelung der Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf. Der Sollwert der Temperaturdifferenz wird durch die Einstellung der Überwachungsstufe (fein, mittel, grob) automatisch gesetzt, wobei „grob“ für Kunststoffteile mit eher geringerer mechanischer Genauigkeit optimiert ist, „mittel“ für allgemein technische Teile und „fein“ für sehr anspruchsvolle Teile mit hohen technischen und mechanischen Anforderungen. Dadurch kann bei sich veränderndem externem Verhalten die Drehzahl der Pumpe automatisch angepasst werden, so dass die gesetzte Temperaturdifferenz nicht überschritten wird.
Im Eco mode Temp wird im Gegensatz zum Eco mode Auto auf eine beliebig einstellbare Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf geregelt. Im Eco mode Speed wird eine Drehzahl vorgegeben, die dann von der Pumpe konstant eingehalten wird. Diese anliegende Drehzahl muss aber nicht der im Normalbetrieb entsprechen. Im Eco mode Flow wird dagegen ein gewünschter konstanter Durchfluss eingestellt. Daraufhin passt die Pumpe ihre Drehzahl an, auch wenn etwa durch Verschmutzung der Widerstand steigt.
Im Boost mode dreht die Pumpe mit maximaler Drehzahl, erreicht damit ihre maximale Leistung und auch den maximalen Durchfluss. Die Drehzahl ist durch die maximale Leistungsaufnahme des Motors begrenzt und wird vom Frequenzumrichter entsprechend abgeregelt. Diese Betriebsart erfordert allerdings mehr Energie als im Normalbetrieb und führt damit auch zu einem höheren Verschleiß der Pumpe.
