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Mit Höchstleistung in die Zukunft

Die Industriegetriebe- und Getriebemotorenbranche ist schnellem Wandel unterworfen, und die Hersteller werden sich der Nachfrage nach höheren Wirkungsgraden und globaler Verfügbarkeit anpassen müssen, um auf absehbare Zeit auf dem Markt mithalten zu können …

Bauer ist der Erfinder des industriellen Getriebemotors und ist seit 85 Jahren erfolgreich auf diesem Markt tätig. Am Standort der Zentrale in Deutschland investiert das Unternehmen stetig in F&E und Fertigung, außerdem in die Fertigung in der Slowakei und neuerdings auch in die Montage in China, um die Produktleistung und Wirtschaftlichkeit im globalen Maßstab zu sichern und den Kunden in aller Welt einen Vor-Ort-Service bieten zu können.

Anschaffungspreis kontra Gesamtbetriebskosten (Total Cost of Ownership, TCO)

Die ‚Umerziehung' der Kunden von preisfixierten Käufern zu weitsichtigen spezifikations- und beschaffungsorientierten Entscheidern im Kundenunternehmen ist und bleibt für jeden Hersteller hochwertiger Markenprodukte im Kraftübertragungssektor eine ständige Herausforderung. Sowohl Hersteller als auch Abnehmer auf dem Instandhaltungssektor verlangen möglichst niedrige Verkaufspreise, häufig einfach deshalb, weil die Konsequenzen der Verwendung eines Produktes von geringerer Qualität erst zum Tragen kommen, wenn die Standardgewährleistung für die betreffende Maschine oder Austauschkomponente bereits abgelaufen ist. Die Kostenlast wird damit regelmäßig auf den Endanwender abgewälzt.

Wenn billige Elektromotoren ‚durchbrennen', Getriebe minderwertiger Qualität verschleißen und zweitklassige Lager ‚fressen', ist es der Einkäufer und nicht der Techniker oder Produktionsleiter, der das Argument anführt: „Zumindest waren sie billig". Auch die Instandhaltungsabteilung kann sich heimlich freuen, denn so hat sie etwas zu tun, das ihre Existenz rechtfertigt. Selbst der Buchhalter kann keine Einwände erheben, denn wenn etwas kaputt ist und repariert werden muss, muss das Geld eben bereitgestellt werden.

Die gute Nachricht für Qualitätshersteller von Getrieben und Getriebemotoren sind die steigenden Fertigungskosten. Die heutigen Energiekosten, die Produktionsgeschwindigkeit und Ausstoßmengen bedeuten, dass Ausfallzeiten hohe Kosten verursachen und nicht mehr geduldet werden können. Zudem bewirken politische und ökologische Motive eine Notwendigkeit zur Reduzierung der Energiekosten und zur Erreichung unternehmerischer Effizienzziele.

Mit einem Billigmotor und -getriebe sind kaum hohe Wirkungsgrade zu erzielen. Damit ein Elektromotor an einem mechanischen Getriebe einen Wirkungsgrad von 95 % und eine Super-Premium-EfficiencyKategorie IE4 erreicht, bedarf es exzellenter Konstruktionsarbeit, hochwertiger Werkstoffe und hochmoderner Fertigungsverfahren.

In einigen Anwendungen, wo der Getriebemotor nur selten zum Einsatz kommt sowie in einigen nebenrangigen Anwendungen und unter harmlosen Betriebsbedingungen mag ein billiger, ineffizienter Getriebemotor ausreichen. In allen anderen Einsatzbereichen (und das dürfte auf die meisten industriellen Anwendungen zutreffen) sind Effizienz und Zuverlässigkeit unabdingbar.

Energieeffizienz

PMSM-Motoren (Permanentmagnet-Synchronmotoren) von Bauer Gear Motor erfüllen schon heute die Anforderungen der zukünftigen IE4-Klasse (Super Premium Efficiency). Die PMSM-Motoren von Bauer arbeiten anstelle des in den meisten konventionellen Induktionsmotoren verbauten Käfigläufers mit einer hocheffizienten Läuferbauart mit integrierten Permanentmagneten aus den Metallen der Seltenerden.

Diese Bauart hat eine Reihe entscheidender Vorteile. Sie reduziert die Wärmeverluste am Läufer um 100 %, die Gesamtverluste um rund 25 % und steigert gegenüber den effizientesten Motoren konventioneller Bauart den Gesamtwirkungsgrad um 10 % oder mehr. Für den PMSM-Anwender bedeutet diese Leistungssteigerung geringere Gesamtbetriebskosten, eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes und kontinuierliche Einsparungen, die zukünftige Steigerungen der Energiepreise abdämpfen.

Motoren für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen sind derzeit von den Vorschriften der EU zum Mindestwirkungsgrad ausgenommen, denn der Explosionsschutz hat selbstverständlich Vorrang vor möglichen Energieeinsparungen. Hierdurch haben Industriesektoren wie Öl, Gas und Bergbau weniger Optionen bei ihren Bemühungen um eine Steigerung der Gesamteffizienz ihrer Anlagen. Hierfür hat Bauer den weltweit ersten ex-zugelassenen PMSM-Motor der Wirkungsgradklasse IE4 entwickelt. Dieser erreicht dieselben hohen Wirkungsgrade wie die übrigen Modelle der Produktserie und hat die ATEX-Zulassung für explosionsgefährdete Bereiche der Zone 1 und 21.

Modell im Praxiseinsatz erreicht eine Energieeinsparung von 40 %

Bauer Gear Motors PMSM

Weil man das Einsparpotenzial des PSMS auch in der Praxis nachweisen wollte, war man bei Bauer nur zu gern bereit, an einem direkten Produktvergleich teilzunehmen, der in einer Abwasseraufbereitungsanlage in Landsberg am Lech in Südwestdeutschland bei vollem Produktionsbetrieb durchgeführt wurde. Der Scheibeneindicker, der sieben Tage in der Woche sieben Stunden am Tag im Dauerbetrieb lief, bot ideale Bedingungen für eine Praxiserprobung.

Vor dem Einbau des PMSM wurde das ursprüngliche System mit einem Umrichter nachgerüstet, um einen objektiven Vergleich zu ermöglichen. Der Frequenzumrichter wurde für die Lastüberwachung der einzelnen Motoren programmiert, um zu gewährleisten, dass beide mit optimalem Wirkungsgrad arbeiteten.

Um sicherzustellen, dass eventuelle Effizienzunterschiede allein den Motoren zuzuschreiben sein würden, wurden beide Motoren mit demselben Getriebe von Bauer betrieben, das ein Übersetzungsverhältnis von 381, 5:1 bei einem Wirkungsgrad von 94 % aufwies. Es wurde ermittelt, dass der ASM mit dem Frequenzumrichter ein Drehmoment von 2,62 Nm bei 1350 min-1 erzeugte. Dabei arbeitete er bei einer Leistungsaufnahme von 0,26 kW/Std. mit einem Wirkungsgrad von 61,5 %.

Nach Abschluss der Messungen am ASM wurde der PMSM installiert. Das neue Produkt von Bauer erzeugte 3,5 Nm bei 1500 min-1 und arbeitete mit einem Wirkungsgrad von 87,7 % bei einer Leistungsaufnahme von nur 0,16 kW/Std. Die Energieeinsparungen durch den Einbau des PMSM betrugen 40 % gegenüber dem ASM bei Verwendung desselben Umrichters.

Die modulare Bauweise bietet unentbehrliche Flexibilität

Eine der schwierigsten Entscheidungen für Hersteller und Konstrukteure bei der Spezifikation von Komponenten für eine neue Maschine ist die Wahl zwischen einer maßgeschneiderten Lösung oder Standardkomponenten. Maßgeschneiderte Lösungen können den Anschaffungspreis erhöhen, während mit Standardkomponenten häufig ein gewisser technischer Kompromiss einhergeht. Bauer ist der Überzeugung, dass es mit flexiblen, modularen Fertigungsmethoden möglich ist, maßgeschneiderte Getriebemotoren zu einem Preis zu bauen, der am Ende günstiger ist als der Integrationsaufwand für Standardprodukte in kundenspezifischen Anwendungen.

Die Produkte des Bereichs Special Serial Demand werden von Grund auf neu entwickelt, sodass sie oft völlig anders aussehen als die Standardprodukte von Bauer. Dass dieser Service von den Kunden zunehmend nachgefragt wird, ist ein Beleg dafür, dass individuelle Stückfertigung durchaus ein Thema ist und Kaufentscheidungen immer häufiger auf Grundlage des TCO und weniger anhand der Stückkosten getroffen werden.

Ein großes Produktangebot bietet auch Vorteile im Gesundheitswesen...

Beim Spezifizieren von Getriebemotoren für große Projekten stellt sich als wichtiger Faktor immer mehr heraus, nicht nur eine breitgefächerte Standardproduktreihe zu haben, sondern auch kundenspezifische Lösungen anbieten zu können. Ein Gesamtanbieter zu sein bedeutet, dass die Verantwortlichkeit für Kompatibilität und Systemleistung beim Antriebstechniklieferant liegen und somit zu geringeren Projektkosten und Lieferzeiten beitragen kann.

Nehmen wir einen großen Krankenhauskomplex als Beispiel: Er kann die Ausmaße und den Komplexitätsgrad einer Kleinstadt annehmen. Unzählige Abteilungen und Stationen sind durch ein enges Flursystem miteinander verbunden, in dem der Materialtransport jedoch häufig durch geschäftiges Personal behindert wird. In einer der größten Kliniken Europas wurde das Problem mithilfe einer unterirdischen Einschienenhängebahn gelöst, die Medikamente, Lebensmittel und Wäsche mit minimalem Aufwand und kostengünstig transportiert. Getriebemotoren von Bauer treiben die Container an und stellen die Weichen für die 6,7 km lange Tunnelstrecke.

Die Fahrcontainer müssen sanft auf eine genau festgelegte Geschwindigkeit beschleunigen, auch wenn sie schwer beladen sind. Für diese Anwendung kommen Stirnrad-Getriebemotoren der Reihe BG von Bauer zum Einsatz. Sie erreichen bei hohen Drehzahlen Drehmomente bis zu 18.500 Nm. Im Zusammenspiel mit einem Umrichter sorgen diese Motoren für konstante Beschleunigungskurven bei jeder Fahrt. Die Ausführung der Getriebe erreicht die Schutzart IP66, und ein Schmierstoffwechsel ist erst nach 15.000 Betriebsstunden fällig, ideal also für den Einsatzort unter der Erde.

Die Weichen an den verschiedenen Stellen des Schienennetzes werden von Aufsteckgetrieben der Serie BF, Kegelrad-Getriebemotoren der Serie BK und Schnecken-Getriebemotoren der Serie BS angetrieben, die die entsprechenden kleineren Drehzahlen und höheren Drehmomente liefern. Dank der Vielfalt und der Flexibilität der Produktserien findet sich im Angebot von Bauer das optimale Modell für nahezu jede Anwendung, ein weiterer Vorteil gegenüber Anbietern mit begrenzterem Produktangebot.

Weltweites Wachstum

Auch für ein Unternehmen, das seinen Ursprung in Deutschland hat, konzentriert sich das Marktwachstum und langfristige Bestehen am Markt nicht allein auf den deutschen Markt. Neben der starken Marktposition in Deutschland unterhält Bauer bereits ein gut eingeführtes Vertriebsnetzwerk in West- und Osteuropa, Russland, China und seit Kurzem auch in den Vereinigten Staaten, wo die Dachgesellschaft, Altra Industrial Motion, ihren Sitz hat. Hierdurch erschließt sich der Tochtergesellschaft ein ganz neuer Zugang zum nordamerikanischen Markt.

Trotz alledem spielt der Verkaufspreis natürlich immer eine Rolle, und kein Unternehmen kann es sich leisten, diese Tatsache aus den Augen zu verlieren. Ein weltweit verfügbares Angebot generiert Absatzvolumen und damit Rendite und Investitionskapital – das Lebenselixier jedes Industrieunternehmens. Der Kundennutzen auf den internationalen Märkten besteht darin, dass Bauer die Qualität und Zuverlässigkeit eines in Deutschland entwickelten Produkts für eine breite Palette an Getriebemotoren anbieten kann: Stirnrad-, Kegelrad-, Aufsteck-, Schneckengetriebemotoren, Hängebahnen und Antriebskomponenten mit integriertem Umrichter (einschließlich IE4-Optionen) für allgemeine Anwendungen sowie ATEX-zugelassene Motoren für den Einsatz in explosionsgefährdeten Bereichen und außerdem die innovativen und marktführenden Getriebemotoren der Marke AsepticDrive™ und CleanDrive™ für die Lebensmittel-, Getränke- und Arzneimittelindustrie.