Durch Walter Stockkamp gegründet und begleitet durch Sohn Dieter Stockkamp startete die SLG Kunststoff GmbH 1978 mit der Produktion von Kunststoffteilen. Die konsequente Umsetzung einer offensiven Energiesparpolitik und die permanente Prozessoptimierung in der Produktion haben einen wesentlichen Beitrag zum Unternehmenserfolg beigetragen. Die Kontinuität der Anstrengungen auf diesem Gebiet dokumentiert sich durch die aktuelle Modernisierung der Kühlanlagentechnikund Prozesstechnik im Bereich der Werkzeugtemperierung.
Die SLG Kunststoff GmbH mit ihren beiden Produktionsstandorten in Heitersheim und Bernau ist ein innovativer und erfolgreicher Hersteller von hochwertigen Kunststoffprodukten für die unterschiedlichsten Industriebranchen. Gemeinsam mit den Kunden entwickelt man Produkte und Systemlösungen. Rund um das Thema Kunststoff-Spritzguss bietet SLG einen Vollservice, der von der Werkzeugentwicklung und dem Werkzeugbau, dem Ein- und Mehrkomponenten- Spritzgießverfahren (auch im Sauberraum) dem Thermoplastischen Schaumguss, dem Hohlraum- Gasinnendruckverfahren, erschiedenen In-Mould-Verfahren bis zur Montage komplexer Baugruppen reicht. Neben den Anstrengungen, eine hart erarbeitete Spitzenposition in allen Disziplinen des Leistungsspektrums zu erhalten beziehungsweise weiter auszubauen, hat man seitens der Unternehmensführung auch Bereiche wie die Energieeffi zienz und Prozessoptimierung in der Fertigung stets im Blick. So beobachtet man seit Jahren den kontinuierlichen Preisanstieg für Energieträger sehr genau und reagiert darauf mit einer fortlaufenden Kampagne zur Verbesserung der Energieeffi zienz. »Für uns als energieintensives Unternehmen ist klar, dass die Energiekosten zunehmend an Bedeutung gewinnen und nur dann die Wettbewerbsfähigkeit erhalten bleibt, wenn wir den Energieverbrauch auf ein Minimalmaß reduzieren. Wir beschäftigen uns daher seit Jahren offensiv mit dieser Thematik und setzen konsequent auf klevere und bereits erfolgreich umgesetzte Energiesparkonzepte. Für die Umsetzung der neuen Kühlanlagenkonzepte und die Prozessoptimierung im Bereich der Werkzeugtemperierung an beiden SLG Standorten haben wir uns daher als Partner den Systemspezialisten ONI ins Boot geholt, der uns mit beispielhaften Systemlösungen eindrucksvoll überzeugt hat«, erläutert Dieter Stockkamp seine Beweggründe für die Partnerwahl in Sachen Energie- und Prozessoptimierung. Kühlkreissplitting schafft Energiesparpotenziale.
Die SLG Kunststoff GmbH hat an beiden Standorten 48 Spritzgießmaschinen im Schließkraftbereich von 250 bis 15.000 Kilonewton im Einsatz. Für die SLG Kunststoff GmbH stand von vornherein fest, dass die neuen Kühlwassersysteme alle wirtschaftlich vertretbaren Optionen für einen besonders energieeffi zienten Betrieb aufweisen müssen. So fiel die Entscheidung für das von ONI vorgestellte in zwei geschlossene Kreisläufe aufgeteilte Kühlenergie-Versorgungssystem. Diese Systemtechnik versorgt die Werkzeug- und Maschinenkühlkreise über getrennte Rohrleitungen mit unterschiedlichen Temperaturen. Für die Werkzeugkreise wird eine Vorlauftemperatur von 12 beziehungsweise 15 Grad Celsius und für die Maschinenkühlkreise eine Temperatur von 30 Grad Celsius zur Verfügung gestellt. Durch den Systemaufbau als Zweikreis-Kühlsystem und die gewählten Temperaturen in den Netzkreisen wird sichergestellt, dass gleich in beiden Bereichen der Kühlenergieerzeugung überaus effi ziente Energieeinsparmaßnahmen realisierbar sind. So wird im Werkzeugkühlkreis der Einsatz einer so genannten Winterentlastung und im Maschinenkühlkreis die Nutzung von Abwärme für Heizzwecke möglich. Teuer bezahlte Energie mehrfach nutzen?! Diesen Wunsch hat sicherlich jeder, der Energiekosten zu bezahlen hat. Obwohl in den meisten Industriebereichen unmöglich, gibt es für den Kunststoffverarbeiter diese Möglichkeit zur Mehrfachnutzung von Energie. Hydraulische Spritzgießmaschinen setzen einen Teil der elektrischen Antriebsleistung bei ihrer Arbeit in Wärme um, die sich im Hydrauliköl wiederfindet. Zur Entsorgung dieser Abwärme über Rückkühlanlagen muss noch einmal teurer Strom als Antriebsenergie eingesetzt werden. Wird die Wärmeenergie aus der Hydraulikölkühlung dagegen für Heizzwecke genutzt, so wird die durch Strom erzeugte Abwärme sinnvoll genutzt. Damit wird ein Teil des Maschinenstroms gleich zweifach genutzt und der zusätzliche Energieeinsatz für die sonst notwendige Rückkühlung erübrigt sich. Die Abwärme aus dem Maschinenkühlkreis steht mit einem Temperaturniveau von 35 Grad Celsius zur Verfügung und eignet sich ideal für die Beheizung von Büro-, Werkstatt-, Lager oder Produktionsbereichen über die Fußbodenheizung oder dafür entwickelter Luftheizgeräte.
Bei der SLG wird die Maschinenabwärme für die Beheizung von Bürofl ächen, dem Werkzeugbau und Lagerfl ächen genutzt. Diese Niedertemperaturtechnik wartet zudem mit einem besonderen Vorteil in Bezug auf die Wärmeverteilung im Raum auf. Heizwärme, die von konventionellen Heizsystemen abgegeben wird, wandert naturbedingt auf dem kürzesten Weg an die Raum- oder Hallendecke, wo man sie im Normalfall nicht haben will. Heizwärme auf Niedertemperaturbasis vermischt sich sehr viel schneller mit kühlerer Raumluft, so dass letztendlich die Heizwärme dorthin gelangt, wo man sie wirklich braucht. Voraussetzung für die Mehrfachnutzung eingesetzter Energie in den Maschinenkühlkreisen sind geschlossene glykolfreie Kühlkreisläufe, die über Freikühler, die als selbstentleerende Systeme ausgeführt sind, rückgekühlt werden. Damit wird sichergestellt, dass die Wasserqualität im Kühlkreis konstant hoch gehalten werden kann und eine Frostsicherheit selbst bei Stromausfall gegeben ist. Mit einer so genannten Adiabatik ausgerüstet, liefern die Freikühler eine ausreichende Kühlwassertemperatur auch bei hohen Außentemperaturen.
Kältemaschinenbetrieb auf ein Minimum reduziert
»Für die Kühlung unserer Spritzguss-Werkzeuge benötigen wir Kühlwasser mit einer konstanten Vorlauftemperatur von 12 beziehungsweise 15 Grad Celsius. Dieses Kühlwasser haben wir in der Vergangenheit über das gesamte Jahr mit Kältemaschinen erzeugt. Durch stetig steigende Strompreise sind wir gezwungen, in diesem Bereich jede wirtschaftlich vertretbare Einsparmaßnahme umzusetzen, damit unsere Energiekosten nicht davonlaufen. Die ONI-Winterentlastung war dafür genau die Lösung. Die erzielten Ergebnisse sind beeindruckend«, beschreibt Dieter Stockkamp die Situation im Bereich der Kaltwasserversorgung.
Kältemaschinen sind Energiefresser und sorgen für einen hohen Stromverbrauch und eine entsprechend hohe Stromrechnung. Vor diesem Hintergrund sollten Kältemaschinen daher nur dann eingesetzt werden, wenn es unbedingt erforderlich ist. Bei der SLG sieht das ONI-Konzept eine Kühlenergieversorgung über Kältemaschinen lediglich in den warmen Sommermonaten und einer Übergangszeit vor. Etwa 65 Prozent der Produktionsstunden wird auf den Einsatz von Kältemaschinen verzichtet. Das spart sehr viel Energie und damit Betriebskosten für elektrischen Strom. Die Kühlenergieversorgung für den Werkzeugkreis übernimmt in kühleren Jahreszeiten eine so genannte Winterentlastung. Bei dieser Technik wird auf einen Teil der vorhandenen Freikühler zurückgegriffen, die in den Sommermonaten komplett für die Hydraulikkühlung zur Verfügung stehen. Sobald die Außentemperatur unter die Temperatur des Rücklaufwassers aus dem Werkzeugkühlkreis fällt, beginnt die Rückkühlung über den glykolfreien leerlaufenden Freikühler.
Die Leerlauffunktion ohne Hilfsenergie sichert den Frostschutz der Freikühler in allen Betriebssituationen auch ohne Einsatz von Glykol. Das hat nicht nur eine sehr viel höhere Effizienz der Anlage zur Folge, sondern entlastet den Betreiber von Sicherheitsvorschriften und zu erwartenden Sicherheitsauflagen. Fällt die Außentemperatur ein Stück weit unter die Marke von 12 beziehungsweise 15 Grad Celsius, übernimmt der Freikühler die volle Kältemaschinenleistung bei einem Energieverbrauch, der lediglich zwei bis drei Prozent des Energieverbrauchs der Kältemaschine ausmacht. Die Kältemaschinen werden ab diesem Zeitpunkt dann ganz einfach abgeschaltet. Bei dieser Winterentlastung nutzt man in der Übergangs- und Winterzeit also die kostenlos verfügbare Umgebungsluft als Kühlmedium und ersetzt damit den elektrischen Energieaufwand für die Kältemaschine. Auch die leistungsstärkste Anlage will optimal organisiert sein, wenn sie mit einem Minimum an Energie auskommen soll. Aus diesem Grund übernimmt bei der SLG ein von ONI entwickeltes, dynamisches Managementsystem die Organisation der Energieversorgung. Im Zentrum steht ein SPS-Baustein mit der energieoptimierenden ONI-Systemsoftware. Hier laufen alle Informationen zu Systemzuständen der Gesamtanlage zusammen, werden ausgewertet und von hier aus bekommen die wesentlichen Systemkomponenten alle notwendigen Befehle. Das Regelsystem erkennt beispielsweise sofort, wann eine Entlastung der Kältemaschine möglich ist und schaltet den Freikühler automatisch hinzu. Damit wird sichergestellt, dass die Winterentlastung möglichst lange aktiv bleibt, weil jede Stunde, in der die Kältemaschine abgeschaltet bleibt, für den Betreiber bares Geld wert ist. Bei der Organisation der Wärmerückgewinnung verhält es sich ähnlich. Ist Heizwärme in einem Unternehmensbereich notwendig, wird die entsprechende Leistung aus dem Maschinenkühlkreis zur Verfügung gestellt. Die dadurch reduzierte Rückkühlleistung hat dann wiederum eine Verringerung der Freikühlerleistung zur Folge, was zusätzlich Strom spart.
Rhytemper® sorgt für Prozessoptimierung
Qualität, Prozessstabilität und Stückkosten sind in der Spritzgießfertigung wesentlich durch die Werkzeugtemperierung bestimmt. Die Prozessverantwortlichen bei der SLG hatten dagegen die Vorteile der dynamisch arbeitenden Rhytemper®-Werkzeugtemperierung schnell für sich erkannt. Die Qualität der SLG-Kunststoffteile und die Stückkosten sind entscheidende Faktoren, wenn es um Kundenbindung und Wettbewerbsfähigkeit geht. Bei einigen Produkten hatte sich gezeigt, dass mit konventioneller Temperiertechnik die geforderte Produktqualität nur schwer und sich die notwendigen kurzen Zykluszeiten nicht realisieren ließen. Dieser Problematik musste man begegnen und setzte dazu auf das dynamisch arbeitende Rhytemper®-System. Um einen objektiven Vergleich zwischen herkömmlicher Temperiertechnik und dynamischen Systemen zu erhalten, waren vergleichbare Bedingungen zu schaffen.
So wurden im Vorfeld die Betriebs- und Fertigungsabläufe optimiert und alle Möglichkeiten herkömmlicher Temperiertechnik ausgeschöpft. Erst nachdem diese Optimierung realisiert und Ergebnisse hinsichtlich Qualität, Prozessstabilität und Zykluszeit vorlagen, wurde die Fertigung unter Verwendung der Rhytemper®- Technik fortgeführt. Die Ergebnisse in diesem Bereich waren sehr überzeugend. So konnten die Zykluszeiten und der Energieaufwand massiv sowie die Ausschussquote merklich reduziert werden. Als zusätzliches Plus konnte festgestellt werden, dass die Belastung des Werkzeugkühlkreises merklich zurückging.
»Nimmt man die Zeit von der ersten Beratung bis zur schlüsselfertigen Übergabe der Gesamtanlage, addiert den reibungslosen Projektablauf und das überzeugende Energiesparergebnis, kommt man in Summe zu einem sehr guten Ergebnis, das für die ausgesprochen gute Zusammenarbeit mit den ONI-Fachleuten spricht. Gemeinsam haben wir ein Projekt umgesetzt, welches durch Einsatz modernster energiesparender Technik dafür sorgt, dass unsere Energiekosten auf einem absoluten Minimum bleiben und wir damit ein Stück weit unsere Wettbewerbsfähigkeit sichern«, so die Bilanz von Dieter Stockkamp.
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