Vor welch großen Herausforderungen die Hersteller von Baustoffen stehen, um die geforderten Klimaziele zur erreichen, davon liest man immer wieder. So braucht es beispielsweise aktuell rund 4,1 Milliarden Tonnen Zement pro Jahr (Quelle: Statista), Tendenz steigend, um bei weiter anwachsender Weltbevölkerung und zunehmender Urbanisierung für den nötigen Ausbau der Städte zu sorgen. Eine wichtige Zutat im Zement: der Gips mit einer jährlichen Produktion von rund 160 Mio. Tonnen weltweit (Quelle: Statista). Speziell in Deutschland und Europa muss Gips zukünftig in noch größerer Menge aufwändig aus Naturmaterialien gewonnen werden, denn mit dem geplanten Kohleausstieg fällt ein wichtiges Nebenprodukt dieser Kraftwerke weg: REA-Gips, der bisher etwa die Hälfte des Bedarfs abdeckt, wird dort aus den Rückständen der Rauchgasentschwefelungsanlagen (REA) gewonnen. Hersteller von Gips stehen nun vor der gewaltigen Herausforderung, mit erhöhtem Abbau natürlicher Rohstoffe den Wegfall der REA-Gipse auszugleichen und gleichzeitig die gesetzlichen Zielvorgaben bzgl. CO₂-Einsparung einzuhalten.

„Die sauberste Energie ist die, die man gar nicht erst einsetzen muss“, weiß Timo Rothardt, Key Account Manager bei SEW-EURODIVE. „Mit unserem Baukasten der Antriebs- und Automatisierungstechnik und unserem Serviceangebot können wir für Hersteller von Gips und anderen Baumaterialien einen wichtigen Beitrag zur Reduzierung des Energieverbrauchs leisten.“ Um dies anschaulich zu zeigen, holt das im badischen Bruchsal ansässige Unternehmen die typischen Prozess-Schritte einer Gipsproduktion auf seinen Messestand in Hannover.

Von grob bis fein: Was für die Prozesse in der Gipsherstellung gilt, lässt sich auch auf die eingesetzte Antriebstechnik übertragen. Beim Abbau und in der Verarbeitung sind kraftvolle und robuste Industriegetriebe bzw. Standardgetriebemotoren (Stirnrad-/Kegelrad-/Schnecken- und Winkelgetriebemotoren) von SEW-EURODRIVE im Einsatz. In der Logistik rund um das fertige Gipsprodukt kann das Unternehmen schließlich neben den Antrieben auch sein Portfolio der Automatisierungstechnologie wirksam einbringen. Allen Lösungen gemeinsam ist die ständige Innovation, mit der SEW-EURODRIVE für mehr Effizienz und Nachhaltigkeit nicht nur in der Baustoffindustrie, sondern auch in vielen anderen Branchen sorgt.

Schüttförderung beim Abbau: Industriegetriebe X.e und DriveRadar® erhöhen die Nachhaltigkeit

In diesem Prozess-Schritt wird je nach Vorkommen das gipshaltige Gestein entweder im Tagebau oder unter Tage herausgesprengt, gebrochen und anschließend als gröberes Schüttgut zur weiteren Verarbeitung ins Gipswerk transportiert. SEW-EURODRIVE hat für diese rauen Bedingungen der Schüttgutförderung seine Kegelstirnradgetriebe der Generation X.e im Angebot.

„Bei der Industriegetriebe-Baureihe X.e haben wir in der Entwicklung von Anfang an einen digitalen Zwilling eingesetzt, um die Antriebe in mehrfacher Hinsicht zu optimieren“, berichtet Tamiem Badawi, leitender Produktmanager für Industriegetriebe bei SEW-EURODRIVE. Er ergänzt: „In einem neuerlichen Überarbeitungsprojekt konnten wir durch zahlreiche applikationsspezifische Simulationen und eine Weiterentwicklung der Berechnungstools noch mehr Leistungsfähigkeit und Effizienz aus diesem Antriebssystem herausholen.“

Wie nachhaltig ein Antrieb ist, wird nicht zuletzt über den zugehörigen Service bestimmt. Auf der Messe zeigt SEW-EURODRIVE dies am Beispiel seiner Condition-Monitoring-Lösung DriveRadar® IoT Suite für Industriegetriebe. Diese Webanwendung erlaubt mit dem Release 4.0 zusätzlich zu dem Getriebe-Monitoring nun auch die automatisierte Zustandsüberwachung des gesamten Antriebsstrangs. Das verschafft dem Kunden eine hohe Effizienz und Nachhaltigkeit vom Antrieb bis hin zur Instandhaltung.

Brecher: Planetengetriebe P2.e sorgen für den richtigen Durchsatz

„Speziell im Falle von Brecheranlagen beobachten wir den Trend in Richtung Gewichtsoptimierung bei gleichzeitig höherem Leistungsdurchsatz. Daher wünschen sich unsere Kunden vermehrt Antriebslösungen, die nicht nur hohe Drehmomente und Betriebssicherheiten bereitstellen, sondern dies auf möglichst kleinem Bauraum“, erklärt Kai-Keng Man, Produktmanager Industriegetriebe. „Denn die Brecherwalzen, wie man sie beispielsweise bei Klinkerbrechern findet, sind jeweils separat angetrieben und sehr eng nebeneinander angeordnet.“

Auf diese Anforderungen hin hat der Bruchsaler Antriebsspezialist ein sehr kompaktes und koaxiales Planetengetriebe in zwei- und dreistufiger Ausführung mit einem breiten und sehr fein abgestuften Übersetzungsbereich entwickelt. Der Direktanbau der DR..-Drehstrommotoren von SEW-EURODRIVE erspart den sonst üblichen Motoradapterflansch und ist daher besonders platzsparend. Die kombinierbaren Motoren bieten fein abgestufte Leistungsklassen und eine große Optionsvielfalt. Für eine gleichzeitig hohe thermische Grenzleistung gibt es den integrierten Lüfter in der Motorschnittstelle. Dieser Lüfter saugt Luft radial an, beschleunigt diesen und erzeugt einen kühlenden Luftstrom mit hoher Geschwindigkeit. Damit lässt sich die thermische Leistungsfähigkeit des Antriebs deutlich erhöhen, selbst beim Einsatz auf engstem Raum.

Drehrohrofen: Segmentierte Zahnkränze erleichtern Transport, Installation und Instandhaltung

Grundgetriebe, Antriebsritzel und ein Zahnkranz, das sind die Komponenten, mit denen üblicherweise in der Baustoffindustrie große Drehrohröfen oder Kugelmühlen angetrieben werden. Das ist auch bei der Lösung von SEW-EURODRIVE so. Der Antriebsspezialist hat jedoch Zahnkränze neu gedacht und in einem stark segmentierten Design aufgebaut. Dabei setzen sich die Ringe in der Regel aus acht Segmenten zusammen, während herkömmliche Zahnkränze aus zwei Hälften bestehen.

„Statt für den Versand einen Schwertransport organisieren zu müssen, passen unsere Zahnkranzsegmente in einen handelsüblichen Container, lassen sich mit dem normalen Güterverkehr transportieren und erlauben sogar den Versand per Luftfracht“, hebt Tamiem Badawi hervor. Kleinere Segmente haben zudem den Vorteil, dass diese leichter in der Handhabung sind, wenn es ums Anheben und Anbringen an den Drehrohrofen geht. Dabei reichen Standardhebewerkzeuge aus. Kurze Bauteile lassen sich selbst in sehr engen Hallen und Anlagen problemlos handhaben bzw. per Retrofit austauschen. All das verbessert die Nachhaltigkeit und Effizienz deutlich.

„Die Nachhaltigkeitsvorteile unserer segmentierten Zahnkränze beschränken sich nicht nur auf die vereinfachte Logistik und Handhabung“, stellt Tamiem Badawi fest. „Die Vorteile beginnen schon in der Herstellung. Dadurch, dass wir keine riesigen Gusselemente herstellen müssen, lassen sich diese Zahnkranzsegmente einfach abgießen und auf normalen Werkzeugmaschinen bearbeiten – mit einer sehr guten Materialqualität. So können wir auch bei der Herstellung Material und Ressourcen schonen.“

Dass die Zahnkranzsegmente außerdem aus ADI, einem hochwertigen Gusseisen mit Kugelgraphit hergestellt werden, sorgt nicht zuletzt für eine hohe Ermüdungsfestigkeit und damit für eine deutlich erhöhte Lebensdauer des gesamten Zahnkranzes.

Mischen und Dosieren: Robuste Standardantriebe sorgen für Effizienz und Zuverlässigkeit

Silos sind in einem Gipswerk entweder für das Zwischenlagern von Rohmehl vor dem Drehrohrofen oder danach für das Fertigprodukt im Einsatz. Zum Mischen, Dosieren und Ausräumen hat SEW-EURODRIVE in beiden Fällen vielfältige Antriebstechnik – typischerweise Standardgetriebemotoren und Zubehör – im Angebot. Entsprechend der rauen und staubigen Bedingungen bringen diese die nötige Robustheit mit, aber auch Effizienz, Zuverlässigkeit und Langlebigkeit.

„Gerade bei der Beschickung des Drehrohrofens ist es wichtig, dass wir eine kontinuierliche Zuführung des Materials in diesen Drehrohrofen haben, damit der Brennprozess sauber vonstattengehen kann“, betont Eiko Filler, Produktmanager Standardgetriebe. Hier setzen Anwender gerne den DRN..-Drehstrommotor von SEW-EURODRIVE wegen seiner Wirkungsgradklasse IE3 ein. Ist je nach Anlagenbetrieb eine höhere Einsparung gefordert und möglich, hat das Unternehmen weitere Motoren im Portfolio, die Wirkungsgradklassen von IE4 und sogar IE5 bieten.

Ständige Innovation – z. B. höhere maximale Drehmomente bei gleicher Getriebebaugröße durch gezielte Optimierung einzelner Bauteile – ist ein weiterer Faktor, mit dem das Unternehmen seine Antriebstechnik für Kunden nachhaltiger macht. In Partnerschaft mit langjährigen Lieferanten haben die Bruchsaler sogar eigene Schmierstoffreihen entwickelt, um eine konstante Qualität sicherzustellen. Besonders umweltschonend: Gearfluid by SEW-EURODRIVE wird aus nachhaltiger Biomasse hergestellt und spart so bei der Produktion bis zu 84 Prozent CO₂-Emission gegenüber klassisch hergestellten Schmierstoffen ein. „Dieses Getriebeöl ist nachhaltig und zudem biolo-gisch abbaubar“, erklärt Eiko Filler und ergänzt: „Das ist in der Baustoffindustrie immer dann interessant, wenn z. B. die Gefahr besteht, dass bei einer Leckage auslaufendes Öl das Erdreich verunreinigt. Hier setzt man bevorzugt biologisch abbaubare Schmierstoffe ein.“

Im Hinblick auf den Service hat SEW-EURODRIVE noch einen weiteren „Trumpf im Ärmel“. Mit dem Lieferzeitenprogramm „Große Getriebemotoren to go“ des Unternehmens sind die Getriebemotoren der 7er-Baureihe in nur fünf Arbeitstagen lieferbar.

Lagern, Handling und Palettieren: Nachhaltigkeit durch Antriebs- und Automatisierungstechnik aus einer Hand

Ist die Produktion des Gipspulvers abgeschlossen, übernimmt die Logistik die Abwicklung des Fertigprodukts bis hin zum Warenausgang. Diesem zugleich aufwändigsten und komplexesten Prozess in der Baustoffindustrie widmet SEW-EURODRIVE auf der Messe sein großes Bewegungsmodell und zeigt dort live das exakte Zusammenspiel seiner Antriebs- und Automatisierungstechnik.

Das Regalbediengerät (RBG), welches mit Antriebstechnik in Einkabeltechnik ausgestattet ist, verfügt über eine integrierte CSA31 A-Sicherheitskarte. Diese ermöglicht eine sichere Position und damit ein pufferloses Lager. Der ohne hydraulischen Puffer frei gewordene Platz kann entweder für die kleinere Planung von Lager und Gebäude genutzt werden oder zur Realisierung größerer Lagerflächen. Mit den Power and Energy Solutions (PES) von SEW-EURODRIVE kommt die komplette Applikationsleistung aus dem Speicher, was den Bedarf an Netzleistung minimiert. Das spart nicht nur bis zu 40 Pro-zent Energie, sondern auch nachhaltig Installationskosten. Denn der Kunde kann alle Kabelquerschnitte verkleinern. Sein Zusatzvorteil: Mit dieser Lösung kann er einen Netzausfall abfangen. Das RBG fährt in dem Fall entwe-der den Zyklus noch zu Ende oder geht in eine sichere Position und nimmt den Betrieb erneut auf, sobald das Netz wieder verfügbar ist.

Es folgen im Modell zwei alternative Prozesse, die verdeutlichen, wie die Fertigprodukte vom Lager zum lagenbildenden Roboter gebracht werden können: Auf der einen Seite erfolgt der Transport über ein autonomes Brennstoffzellen-Fahrzeug. Auf der anderen Seite kommt ein mobiler Logistikassistent mit zwei Lastaufnahmemitteln (Teleskopen) zum Einsatz.

Das Brennstoffzellen-Fahrzeug ist eine funktionsfähige Konzeptstudie von SEW-EURODRIVE und kann entweder mit einer Methanol-Brennstoffzelle oder batteriebetrieben unterwegs sein. Hier zeigt eine im Modell integrierte Wechselstation live, wie der selbsttätige Energiemodulwechsel funktioniert. Das Brennstoffzellen-Fahrzeug fährt zum Lager, bekommt vom RBG die Gebinde aufgesetzt und bringt diese dann zum Roboter. Alternativ werden die Fertigprodukte vom RBG zunächst auf Übergabeböcke ausgelagert, der Logistikassistent mit den Teleskopen übernimmt dann von dort die Gebinde selbstständig und bringt sie zum Knickarmroboter.

Die im Roboter verbaute Antriebstechnik wird komplett von SEW-EURODRIVE beigesteuert. Dazu gehören hocheffiziente Servoantriebe, Umrichter und Controller aus dem Automatisierungsbaukasten MOVI-C®. Für Bahnsteuerung, Handling und Kinematik kommt das preisgekrönte und einfach parametrierbare Softwaremodul MOVIKIT® Robotics zum Einsatz. Der Knickarmroboter entnimmt selbsttätig die angelieferten Gebinde und setzt je eine Lage à vier Gebinde auf einen weiteren Logistikassistenten mit integriertem Rollenförderer ab, der hierfür eine Palette mitbringt. Der Knickarmroboter erkennt via Kamera die auf den Gebinden und Paletten aufgebrachten QR-Codes, nimmt das Gebinde auf und setzt es auf der Palette ab.

So bestückt fährt der Logistikassistent weiter zum Palettierer und übergibt dort über seine integrierte Rollenbahn die bestückte Palette an die Fördertechnik des Palettier-Portals. Der Palettierer selbst schiebt die vier ankommenden Gebinde noch einmal sanft zusammen, hebt sie gemeinsam an, gibt sie in einer Parallelbewegung bei der Übergabestation ab und fährt danach zurück, um auf gleiche Weise vier weitere Gebinde aufzugreifen und auf der ersten Lage zu stapeln.

Auch der Palettierer ist hierfür komplett mit Antriebstechnik aus dem Automa-tisierungsbaukasten MOVI-C® von SEW-EURODRIVE ausgestattet. Für präzises Heben, Rotieren bzw. Fahren sorgt ein CM3C..-Servomotor, mit dem sich auch große Lasten mit hoher Dynamik und Präzision von A nach B positionieren lassen. Das einfach parametrierbare Softwaremodul MOVIKIT® Robotics CARTESIAN GANTRY ermöglicht die Koordination einer optimalen Bahnkurve und ruckfreie Bewegungen.

Alle vier gezeigten autonomen Fahrzeuge beruhen auf dem modularen Baukasten für mobile Assistenzsysteme von SEW-EURODRIVE. Damit erweist sich auch hier das Baukastendenken des Bruchsaler Unternehmens als wichtiger Vorteil für den Kunden: Der Engineering-Aufwand wird damit deutlich reduziert, Projekte lassen sich viel schneller umsetzen und auch die Entwicklungskosten für kundenindividuelle Fahrzeuge fallen niedrig aus.

Die kontaktlose Energieversorgung wird im Großmodell anhand von MOVITRANS® spot und MOVITRANS® line gezeigt. Als Besonderheit mit im Modell: das MOVITRANS® Einspeisebundle, das als vordefinierte, vormontierte und geprüfte Einheit die Energie bereitstellt. Alle im Modell gezeigten Komponenten – MOVITRANS®, Einspeisebundle und Fahrzeuge eingeschlossen – sind sehr gut für die rauen Bedingungen in der Baustoffindustrie geeignet.

Koordiniert werden die mobilen Assistenten über die Softwarelösung MAXOLUTION® connected von SEW-EURODRIVE, die einen Flottenmanager, eine Fahrzeugsoftware und einen Streckendesigner beinhaltet. „Über standardisierte VDA-5050-Schnittstellen lassen sich mit unserem Flottenmanager auch Fremdfahrzeuge ansteuern, und umgekehrt können die Fahrzeuge von SEW-EURODRIVE auch mit Kunden- oder Drittanbieter-Flottenmanagern agieren“, berichtet Christopher Gänßmantel, Produkt-Marktmanager für mobile Systeme bei SEW-EURODRIVE, und nennt den Vorteil: „Das sorgt für die von unseren Kunden immer wieder geforderte Offenheit und ist für diese ein weiterer wichtiger Schritt in Richtung Nachhaltigkeit.“