Kan dat niet wat zuiniger?

Meulenbroek Machinebouw uit Enschede ontwikkelt en maakt perscontainers, die afval samenpersen. In een ontwikkeltraject van drie jaar hebben ze samen met IP Duursma en Nidec Drives een nieuwe aandrijving ontwikkeld voor het stootblok. Met een kleinere en zuinigere elektromotor en een frequentieregelaar die meer doet dan de persslag beheerst laten verlopen.

In 2024 ontwikkelt Meulenbroek een nieuwe standaard perscontainer ontwikkeld. Dankzij dit ontwerp blijft er geen afval meer achter het persblok liggen. Het meest voorkomende probleem – beschadigde hydrauliekslangen en -cilinders – in het persdeel is hierdoor verleden tijd. In hetzelfde jaar wordt voor de vernieuwde perscontainers de SMART-besturing geïntroduceerd.

Energieverbruik verminderen

Tot de verbeteringen die de afgelopen jaren zijn ontwikkeld en geïntegreerd, behoort ook de modernisering van de hydraulische aandrijving van het stootblok. Dit stootblok beweegt zich van voor naar achter in de container; aan het einde van de slag perst het blok het karton of ander afval in elkaar. Voor deze beweging en kracht is het hydraulische stootblok gekoppeld aan een hydropomp die weer wordt aangedreven door een (grote) elektromotor.

Martin Elshof is werkzaam bij IP Duursma, leverancier van de elektromotoren en frequentieregelaar voor de hydraulische perssystemen voor in deze containers en geeft aan: “Juist door de grote elektromotor is het energieverbruik van deze perscontainers relatief hoog. De grootte van de motor hangt weer samen met de hoge drukken die nodig zijn aan het einde van de slag wanneer het – in dit geval – karton daadwerkelijk wordt samengeperst. De tijdspanne dat er een hoge druk nodig is, is dus beperkt waardoor logischerwijs de vraag rijst of er geen betere oplossing mogelijk is die minder energie verbruikt.”

Beheerst en zuiniger

Met dit vraagstuk klopt Meulenbroek Machinebouw aan bij IP Duursma en volgt een samenwerking met Nidec  om een moderniseringsslag door te voeren. Het idee werd geopperd om de elektromotor te voorzien van een frequentieregelaar om zo de slag beheerst en eventueel energiezuiniger te laten verlopen.

Naar aanleiding van het idee werd een prototype gebouwd waarmee in de werkplaats de persslag kon worden gesimuleerd. Voor de regelaar viel de keuze op de Commander C300 frequentieregelaar van Control Techniques. De simulaties toonden aan dat de oorspronkelijke aandrijving overgedimensioneerd was. Alle reden om de grote elektromotor van 7,5 kW te vervangen voor een kleiner exemplaar van 4 kW met een IE-klasse van 3.

Opnieuw testen

Opnieuw werden testen gedaan die aangaven dat de beoogde oplossing inderdaad functioneerde. Elshof: “Met deze oplossing kunnen we de slag volledig gecontroleerd en beheerst laten verlopen en hebben we op het meest krachtintensieve deel van de slag toch voldoende vermogen om de benodigde perskracht te genereren. Dit in combinatie met een kleinere motor met een hogere efficiëntieklasse heeft de hele oplossing beduidend energiezuiniger gemaakt. Daarnaast – niet onbelangrijk voor mobiele containers – leidde de kleinere motor tot een lager gewicht.”

Onderhoud op afstand

Na een ontwikkelingstraject van ongeveer drie jaar – inclusief de testen – is het prototype doorontwikkeld tot inmiddels een standaard onderdeel van alle nieuwe perscontainers. Er staan op dit moment zo’n 200 systemen in de markt en naar volle tevredenheid van alle partijen. Hiermee heeft Meulenbroek Machinebouw een modern systeem geïntroduceerd: energiezuinig, lichter in gewicht én voorzien van mogelijkheden maar ook om op afstand onderhoud uit te voeren.

Bart van Deursen van Nidec Drives: “Dit laatste aspect is een niet te onderschatten voordeel. Heel simpel gezegd: door de Commander C300 frequentieregelaar toe te passen, introduceer je een component dat automatisch veel relevante gegevens verzamelt en opslaat. Via een wifi verbinding is deze informatie draadloos uit te lezen waarmee van iedere perscontainer bekend is wat bijvoorbeeld het stroomverbruik is, hoeveel uren er gedraaid is en of er storingen zijn opgetreden.”

Aparte printplaat

In eerste instantie zijn alle gegevens van de perscontainer in de Commander C300 geprogrammeerd. Vanwege het uitgebreide wensenpakket heeft Meulenbroek Machinebouw er echter uiteindelijk voor gekozen om in eigen beheer toch een aparte printplaat te ontwikkelen om alle gewenste functionaliteiten in de perscontainer onder te brengen. Denk daarbij aan een dynamische vulgraad meting, een urenteller, een onderhoudsmonitor, live machinestatus en de mogelijkheid om op afstand instellingen te wijzigen of data op te halen. In de regelaar zelf is een beperkt aantal commando’s ondergebracht evenals de veiligheidsfuncties zoals safe torque off.

Samenwerken

Het hele ontwikkeltraject is in een nauwe samenwerking tussen Meulenbroek Machinebouw, IP Duursma en Nidec Drives verlopen. Eén van de uitdagingen daarbij was om de aandrijving voldoende bestand te maken tegen de stootbelastingen die optreden wanneer de perscontainers op een vrachtwagen worden gezet voor transport. Maar ook bij het plaatsen van de containers treden de nodige schok- en stootbelastingen op. Om de betrouwbaarheid van de perscontainer te garanderen, is een groot aantal testen uitgevoerd en is er onder meer gebruik gemaakt van bufferelementen om deze stootbelastingen op te vangen. Tevens is een specifieke coating toegepast om de oplossing robuuster te maken en geschikt voor buitentoepassingen.

Meer weten? Lees het artikel van Marjolein de Wit-Blok in de wintereditie van Aandrijven & Besturen