Pilotprojekt mit mechatronischen Industriegetrieben

Was macht ein Zementhersteller mit seinem Steinbruch, wenn der benötigte Kalk dort zur Neige geht? Weiterziehen und einfach woanders das nächste Loch graben? Für die Jura-Cement-Fabriken AG (JCF) stand diese Vorgehensweise nicht zur Debatte. Zwar muss das Unternehmen wieder neue Abbaugebiete erschließen, setzt dabei aber auf Nachhaltigkeit und auf eine enge Abstimmung und Transparenz im Umgang mit den angrenzenden Gemeinden.

Um die offene Nutzungsfläche des Kalkabbaus möglichst klein zu halten, hat sich die JCF verpflichtet, stillgelegte Steinbrüche zukünftig wieder aufzufüllen und die geschlossenen Flächen als Naherholungsgebiete oder Kulturland wieder zu rekultivieren. Gleichzeitig ist das Unternehmen das Versprechen eingegangen, den Energieverbrauch und die CO₂-Emission seiner Werke deutlich zu senken.

Das erste große Auffüllprojekt der JCF betrifft den Steinbruch Oberegg, der zum Zementwerk Wildegg gehört. Ende der 60er-Jahre wurde dort mit dem Abbau des Rohstoffes Kalk begonnen. Nun ist der Steinbruch ausgeschöpft und das heute 3 Millionen Kubikmeter fassende Loch soll in den kommenden 15 - 20 Jahren nach und nach wieder vollständig aufgefüllt werden.

Das Füllmaterial stammt zum Großteil aus Bahntunnelprojekten in der Region

An geeignetem sauberem Füllmaterial besteht gerade in der Schweiz kein Mangel. Bei den vielen Tunnelbauten und anderen Baustellen im Land entstehen große Mengen an Abraum. Warum soll man Deponien für ausgehobene Felsbrocken, Geröll und Erde anhäufen, wenn diese an anderer Stelle als Lückenfüller wertvolle Dienste leisten können? Wenn aus abfallendem Aushub und Ausbruch begehrtes Füllmaterial wird, profitieren schließlich beide Seiten: Tunnelbau und Tagebau.

Das Füllgut kommt vom Tunnelbohrer auf der Schiene direkt ins Zementwerk. Von dort gelangt das Material auf einer 2,5 Kilometer langen Förderstrecke zu seinem Bestimmungort tief im Steinbruch. Zusammen mit der Aufgabestation an den Bahngleisen gibt es vier Aufgabestationen an der Bandanlage: eine für den Zug, der den Tunnelaushub bringt, eine für LKW, die Abraum von kleineren Baustellen wie Hausbau anfahren, sowie zwei weitere als Zwischenpufferstationen für Material, das vorher noch bearbeitet (gemischt und/oder getrocknet) werden muss. Das Problem dabei: es laufen nicht immer alle Aufgabestationen. Je nach Anliefersituation wird mehr oder weniger Material in den Steinbruch geschickt. Es entstehen über diese vier Aufgabestationen unterschiedliche Volumenströme auf dem Band.

An der Trommel des vorletzten Bandes der Förderstrecke sind die beiden mechatronischen Industriegetriebe installiert und treiben das Band über eine gemeinsame Bandtrommel an. Die vollautomatische Steuerung der Drehzahl sorgt dafür, dass die unterschiedlichen Volumenströme immer mit gleichbleibendem Bandfüllgrad bei der Abgabestelle tief im Steinbruch ankommen.

Jürg Hitz, Leiter Instandhaltung und Technik der JURA Materials Gruppe, ist mit dem Ergebnis sehr zufrieden:

"Schon seit vielen Jahren statten wir die Förderanlagen der Jura-Cement-Fabriken AG mit Antrieben von SEW-EURODRIVE aus. Mit den beiden neuen mechatronischen Industriegetrieben und der vollautomatischen Regelung der Bandgeschwindigkeit sparen wir jetzt laut unseren bisherigen Messungen bis zu 40% Energie ein. Mal sehen, wann wir den Rest der Anlage auf die mechatronischen Industriegetriebe von SEW-EURODRIVE umstellen."

Beim mechatronischen Industriegetriebe sind alle Komponenten – vom elektrischen Antrieb über das Getriebe bis hin zur dezentralen Steuerungselektronik – in einem einzigen in sich geschlossenen Industriegetriebe vereint und ab Werk miteinander verbunden und vernetzt. Das bedeutet, es gibt nur einen Leistungsanschluss für alles. Einfacher und schneller lässt sich eine umrichtergesteuerte Industriegetriebelösung nicht installieren.

Der entscheidende Vorteil aber ist: Über die zusammengeführte Sensorik lässt sich sowohl der Zustand des Antriebs als auch der Zustand des Förderprozesses überwachen, auswerten und entsprechend flexibel beeinflussen. Ideale Voraussetzungen also für eine Optimierung des Kundenprozesses z.B. durch eine vollautomatische Steuerung der Bandgeschwindigkeit.

Für die Förderanlage im Steinbruch bedeutet das:

• im Gegensatz zum in der Branche gängigen S1-Betrieb (Dauerbetrieb) mit konstanter Drehzahl, können die Zementwerkbetreiber die Bandgeschwindigkeit jetzt vollautomatisch bedarfsgerecht steuern.
• auf diese Weise kann die JCF seinen Energieverbrauch erheblich reduzieren und auf´s Jahr gesehen bares Geld sparen. Von den reduzierten CO₂-Emissionen ganz abgesehen.
• auch die Geräuschemmission wird durch die angepasste Bandgeschwindigkeit deutlich reduziert.