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Fun with Drives! Nr. 8: Schaltschranklose Maschinenkonzepte für den Hygienebereich – Kompaktantriebe im Hygienic Design

Anforderung: Hygienebereich, IP69K, Hygienic Design, Servoantrieb

Für diese Anforderungskombination konnte man bislang vernünftig eigentlich nur auf Schaltschrankregler und einen entsprechenden Schaltschrank zurückgreifen oder alternativ die Antriebseinheiten neben der Maschine bzw. dem Förderband hinter einer Schutzeinhausung positionieren.

D.h. heute positioniert man entweder den Kompaktantrieb außerhalb des Hygienebereichs oder positioniert den Regler im Schaltschrank – dann kann man Edelstahlantriebe einsetzen. Beides aus unserer Sicht oft ein – auch teurer – Kompromiss.

NEU:
Was ich im Bild in der Hand halte, beseitigt diesen Kompromiss! Das ist ein dezentraler Servoantrieb im Hygienic Design und IP69K.

Bis ca. 800W Leistung bzw. etwas weniger, wenn man unter 60°C am Gehäuse bleiben will, erfüllen diese Kompaktantriebe auch in der Spritzzone sowohl die Hygiene-Anforderungen, als auch die Antriebsanforderungen.

Warum ist die Lösung auch günstiger?
✔️ Man spart den Schaltschrank aus Edelstahl, bzw. er wird sehr klein (leistungsfähige Netzteile braucht man noch).
✔️ Man spart immens an Kabeln – besonders, wenn man Daisy Chaining berücksichtigt.
✔️ Man arbeitet mit einfacheren DC-Kabeln im 48V Bereich -> Kleinspannung – spart auch Kosten an verschiedenen Stellen.

❓Sind die Regler teurer, weil sie integriert sind. Nein!
Sie sind zwar deutlich kompakter als “Standard-Regler” und damit auch etwas aufwendiger in der Herstellung – aber durch die Hochintegration im Servomotor spart man eine Menge Stecker und Kabel. Da holt man es wieder raus. Unterm Strich kann man rechnen (grobe Faustregel 🤜):
Kosten für Netzteil ➕ Kompaktregler 🟰 Kosten für Schaltschrankregler.
(Rest spart man sich, also z.B. den Schaltschrank).

Intelligent umgesetzt, sehen wir starke Kosteneinsparungen in einem dezentralen Konzept – besonders im Hygienebereich. Denn es kommt dort noch ein anderer, oft vernachlässigbarer Vorteil zum Tragen, der aus einer speziellen Eigenschaft von Edelstahlantrieben herrührt:

Edelstahlantriebe haben “von Natur aus” eine kleinere Leistungsdichte als vergleichbare Motoren aus Aluminium. Man spricht von einem Derating. D.h. die zulässige Stromaufnahme der Motoren ist verglichen auf den Bauraum kleiner als bei Servos aus Alu. Und noch wichtiger: Edelstahlantriebe dürfen generell (normalerweise) nicht Temperaturen >60°C bzw. maximal 80°C (mit Anfassschutz) aufweisen. In diesem Temperaturbereich fühlen sich auch die Antriebsregler sehr wohl. Heißt am Ende: Kein zusätzliches Derating durch die integrierten Servoregler – im Gegensatz zu dezentralen Alu-Motoren.

Komplexes Thema – ich weiß.
Unterm Strich:
Schaltschranklos geht auch im Hygiene Bereich. Spart Kosten und vereinfacht die Konstruktion.

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