Was und wie kann eine Optimierung der Temperiertechnik in modernen Spritzgiessbetrieben zu einer ressourceneffizienten, wirtschaftlichen und damit nachhaltigen Produktion von Kunststoffteilen beitragen? Mit dieser Frage beschäftigte sich das weltweit im Bereich der industriellen Verbindungstechnik, Elektronik und Geräteanschlusstechnik tätige Unternehmen Phoenix Contact am Hauptsitz in Blomberg. Durch den Einsatz der Thermo-6 wurden bei gleichbleibender Prozessqualität beachtliche Ergebnisse erzielt – verbunden mit einem klaren wirtschaftlichen Vorteil: Die Investition in HB-Therm amortisiert sich in weniger als zwei Jahren (ROI).
Phoenix Contact zeigt, wie professionelles Temperieren umgesetzt wird.
Ein weltweit führendes Unternehmen im Bereich der elektrischen Verbindungstechnik, Automatisierung und industriellen Kommunikation
Phoenix Contact ist ein global agierendes Familienunternehmen mit Sitz in Blomberg, Deutschland, und gehört zu den weltweit führenden Unternehmen im Bereich der elektrischen Verbindungstechnik, Automatisierung und industriellen Kommunikation. Als Pionier in der elektrischen Verbindungstechnik und Automatisierung setzten die Blomberger Massstäbe in der Industrie und gestalten aktiv die Zukunft der industriellen Digitalisierung. Heute reicht das Portfolio von Lösungen für Industrie 4.0 bis hin zu Ladesteckverbindern für E-Mobilität. Das Unternehmen wurde 1923 gegründet und zählt heute rund 21.000 Mitarbeitende weltweit, davon rund 11.000 in Deutschland. Der Konzern erwirtschaftete im Jahr 2024 einen Umsatz von 3 Milliarden Euro und betreibt Fertigungsstandorte unter anderem in Deutschland, China, Indien, Polen, Schweden, Griechenland, der Türkei und den USA. Phoenix Contact verbindet Tradition mit Fortschritt: Der Hauptsitz des Familienunternehmens in Blomberg steht für Beständigkeit, unternehmerische Unabhängigkeit und nachhaltiges Handeln. Der Standort vereinigt zentrale Unternehmensbereiche wie Entwicklung, Einkauf und Produktion. Nachhaltigkeit ist fest in der Strategie verankert – mit klaren Zielen zur CO₂-Reduktion und Klimaneutralität.
Langjährige Zusammenarbeit
Phoenix Contact setzt im Bereich Kunststoffspritzguss am Hauptsitz in Blomberg eine grosse Anzahl an Temperiergeräten ein, darunter rund 400 von HB-Therm. Aufgrund der langjährigen Partnerschaft entfallen rund drei Viertel davon auf Geräte der Thermo-5, darunter etwa 80 drehzahlgeregelte Modelle, die im Laufe der Zeit von HB-Therm eingeführt wurden. Ein klares Zeichen dafür, dass Phoenix Contact bereits früh auf einen energieeffizienteren Betrieb gesetzt hat. Die übrigen Geräte stammen aus der aktuellen Series 6, die bereits standardmässig drehzahlgeregelt sind. Der Wechsel zur neuen Generation erfolgte laut Daniel Wittsieker, Prozessoptimierer in einer Kunststofffertigung bei Phoenix Contact in Blomberg, reibungslos: «Die Geräte liessen sich nahtlos in die bestehenden Produktionsprozesse integrieren.»
Vorteile der HB-Therm-Geräte werden geschätzt
Daniel Wittsieker fährt fort: «Die Geräte von HB-Therm bieten spürbare Vorteile: Sie ermöglichen die Fernsteuerung über die Spritzgiessmaschinen, sind energieeffizient, bieten umfassende Visualisierungsmöglichkeiten und ermöglichen durch überwachte Vierfachverteiler eine Reduktion der Geräteanzahl. Ihre einfache Bedienbarkeit, die herausragende Energieeffizienz der frequenzgeregelten Pumpen, die kompakte Bauform, die eine platzsparende Positionierung direkt an oder unter der Spritzgiessmaschine erlaubt, sowie die lebenslange Garantie auf die Kernkomponenten Heizung und Durchflussmesser sind weitere Pluspunkte.» Besonders schätze man die unterschiedlichen Eco-Modus- Funktionen sowie die exakte Temperatur- und Durchflussüberwachung.
Das Projekt: Energieoptimierung im Rahmen der Nachhaltigkeitsstrategie
Konkrete Auslöser für das Projekt waren die Anforderungen der Nachhaltigkeitsstrategie und die gestiegenen Energiekosten. In der Produktion wurde insbesondere die Werkzeugtemperierung als Bereich mit hohem, technologisch nicht zwingend notwendigem Energieverbrauch identifiziert. Optimiert wurden daher sowohl die Temperiergeräte selbst als auch deren Umfeld: Alte Geräte mit fester Pumpendrehzahl wurden ersetzt, Schlauchlängen reduziert und isoliert, sowie die Anzahl der Temperiergeräte durch überwachte Vierfachverteiler verringert. Erfolgskennzahlen waren unter anderem der Energiebedarf und die Qualität der gefertigten Bauteile. Die Geräte unterstützen durch den ECO-Auto-Modus aktiv den energieeffizienten Einsatz, ohne zusätzlichen Aufwand für das Bedienpersonal. In einem Beispielprozess konnte die elektrische Leistungsaufnahme von 4,3 kW auf 0,57 kW gesenkt werden. Der Erfolg wurde unter anderem durch produktionstechnische Begleituntersuchungen, Energieverbrauchsmessungen und die Bewertung von Temperierkonzepten untermauert. Das Projekt wurde bei Phoenix Contact intern in Produktion, Technik und Geschäftsleitung durchweg positiv aufgenommen. Die hochinteressanten Erkenntnisse flossen dann in die Definition eines neuen Standard-Temperierkonzepts bei Phoenix Contact ein.
Thermo-6 in unter 2 Jahren amortisiert
Für die Umsetzung wurden Geräte vom Typ Thermo-6 in Kombination mit Flow-5-Verteilern eingesetzt. Diese Kombination reduziert durch die Pumpendrehzahlregelung und gezielte Verteilung der Temperierkreise die Energieverluste deutlich. Die Flow-5-Verteiler werden nicht nur physisch, sondern auch digital mit den Thermo-6 verbunden, wodurch unüberwachte Rohrverteiler ersetzt wurden. Die Überwachung der einzelnen Kreise erfolgt automatisch und reagiert abhängig von der voreingestellten Überwachungsstufe auf Veränderungen ausserhalb der Toleranzbereiche. Drehzahlgeregelte Pumpen erlauben durch ihre Flexibilität eine deutlich reduzierte Gerätevielfalt. Zusammenfassend hält Stefan Oberg, Werkstattleiter einer Kunststofffertigung bei Phoenix Contact in Blomberg fest: «Ein ROI von unter zwei Jahren zeigt deutlich, dass sich die Investition in die moderne Gerätetechnologie von HB-Therm lohnt und der Austausch älterer Systeme wirtschaftlich sinnvoll ist.»
Optimierungsschritte reichen bis ins Detail
Das Einsparpotenzial beim Energieverbrauch ist enorm – das Temperiergerät bildet dabei nur das Fundament eines umfassenden Optimierungsansatzes. Neben der Geräteleistung spielen weitere Faktoren eine zentrale Rolle: etwa die Anbindung mit Kupplungen, Schlauchlängen und deren Isolierung, aber auch das Werkzeug selbst sowie die Art der Temperierung, ob in Serie oder parallel, bieten vielfach ungenutztes Potenzial. Das konkrete Beispiel bei Phoenix Contact zeigt eindrücklich, wie sich diese ganzheitliche Betrachtung in der Praxis umsetzen lässt: Von der passenden Geräteauslegung über eine optimierte Anbindung bis hin zur Verschlauchung – mit bemerkenswerten Ergebnissen. (Tabelle)
Die Optimierung lässt sich zusammenfassend in vier Schritten darstellen und anhand von Daten belegen:
1. Die Basis: Der Einsatz nachhaltiger Temperiergeräte
Im ersten Schritt wurden die ursprünglichen Temperiergeräte eines Mitbewerbers mit Standardpumpen durch Temperiergeräte der 6. Generation von HB-Therm ersetzt. Diese verfügen serienmässig über drehzahlgeregelte Pumpen sowie automatisierte Pumpenbetriebsarten, wie beispielsweise den Eco-Modus.
Zudem wurde durch den Wechsel zu HB-Therm auf eine andere Temperiertechnologie umgestellt, unter anderem auf ein tankloses System – das bedeutet konkret ein weit geringeres Umlaufvolumen und damit einen zusätzlich reduzierten Energiebedarf. Da es sich um Anwendungen bis 100 °C handelt, kommen die exklusiven Direct-Drive Pumpen zum Einsatz. Dank ihrer speziellen Bauweise vermeiden sie Wirbelstromverluste und ermöglichen so eine zusätzliche Energieeinsparung von weiteren 20 Prozent im Vergleich zu den ohnehin bereits energieeffizienten Pumpen.
Die beeindruckenden Ergebnisse lassen sich auch anhand konkreter Zahlen in der Tabelle, Zeilen 1–3, belegen.
vorher
nachher
Leistungsaufnahme
4.5 kW
2.55 kW
Pumpendrehzahl
3.000 1/min
1.000 1/min
Durchfluss
40 l/min
7 l/min
2. Schlauchlängen kürzen - Druckabfall reduzieren
Dank der kompakten Bauweise der HB-Therm Temperiergeräte konnte die Installation so angepasst werden, dass die Geräte direkt unterhalb der Spritzgiessmaschine positioniert werden konnten. Das spart nicht nur die Kosten für lange Schlauchleitungen, sondern reduziert gleichzeitig die Belastung (Widerstand) der Pumpe – was sich positiv auf den Stromverbrauch auswirkt. Besonders erwähnenswert ist in diesem Fall die aussergewöhnlich lange Gesamtschlauchlänge der Anlage von über 100 Metern. Grund dafür ist der Einsatz von Verteilern, bei denen die einzelnen Kanäle jeweils separat zur Maschine geführt werden. Durch die Platzierung der Temperiergeräte (inkl. Durchflussmesser Flow-5) unter der Spritzgiessanlage konnte hier besonders viel Schlauchlänge eingespart werden!
Auch hier zeigen sich wieder beeindruckende Ergebnisse in der Tabelle, Zeilen 4–5.
vorher
nachher
Leistungsaufnahme
2.55 kW
1.28 kW
Schlauchlänge
128 m
65 m
3. Isolierung – weniger verheizen
In einem weiteren Schritt wurden die gekürzten Schlauchleitungen zusätzlich isoliert, um weniger Wärme an die Umgebung abzugeben. Mit steigender Medientemperatur nehmen die Wärmeverluste über Schlauchleitungen exponentiell zu. Das bedeutet: Je höher die Temperatur, desto wichtiger wird eine wirksame Isolierung. Im vorliegenden Beispiel liegt die Vorlauftemperatur «nur» bei 70 °C, so dass die zusätzliche Isolierung der kurzen Schläuche keine nennenswerte Energieeinsparung bewirkt hat.
Pluspunkt der HB-Therm-Geräte: Dank eines durchdachten Wärmekonzepts bleibt die Wärme weitgehend im Geräteinneren. Dies zeigt sich sowohl an der geringen Anzahl von Lüftungsschlitzen der Temperiergeräte als auch am Stellgrad nahe Null. Das geringe Umlaufvolumen reduziert zudem die Energie, die zum Aufheizen oder Abkühlen benötigt wird. Das einzigartige indirekte Heizprinzip sorgt zusätzlich für eine besonders energieeffiziente, kontrollierte und materialschonende Temperierung.
Und nochmals interessante Zahlen in der Tabelle, Zeile 6.
vorher
nachher
Leistungsaufnahme
1,28 kW
1,25 kW
4. Kombination – ein Temperiergerät reicht aus!
Als letzte Massnahme wurde überprüft, ob für bestimmte Prozesse tatsächlich zwei Temperiergeräte erforderlich sind. Ursprünglich war jeweils ein Gerät an der Düsenseite und an der Auswerferseite angeschlossen. Neu wird die Anlage mit nur einem Temperiergerät betrieben. Der Durchflussmesser Flow-5 überwacht dabei, dass die parallelen Werkzeugkanäle gleichmässig durchströmt und temperiert werden, wodurch Prozessstabilität und Produktqualität dauerhaft gewährleistet werden.
Fazit: Der Prozess funktioniert weiterhin stabil und ohne Qualitätseinbussen am Bauteil. Zwar erhöht sich die Pumpendrehzahl, um den Durchfluss anzupassen und das vorgegebene Delta T zwischen Vor- und Rücklauf des Temperiergeräts einzuhalten, dennoch bleibt dies die kostengünstigere Alternative gegenüber dem Parallelbetrieb von zwei Temperiergeräten.
Der Stellgrad nahe null unterstreicht ebenfalls den Erfolg der Optimierung: Das Gerät arbeitet im thermischen Gleichgewicht, was auf minimale Regelaktivität hinweist. Da kaum Heizenergie oder Kühlwasser benötigt werden, reduziert sich der Energiebedarf zusätzlich.
Zusammenfassend zeigt sich im Vergleich zur Ausgangssituation ein klares Verbesserungspotenzial in der Tabelle, Zeile 7.
vorher
nachher
Leistungsaufnahme
4,34 kW
0,57 kW
Drehzahl
1.000 1/min
1.377 1/min
Jährlich rund 4.000 Euro gespart
Berücksichtigt man die Optimierungsmassnahmen unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten, ergibt sich bei einem Dreischichtbetrieb mit rund 6.000 Betriebsstunden pro Jahr eine erhebliche Einsparung. Ausgehend von einer ursprünglichen Leistungsaufnahme von 4,34 kW, die durch die Massnahme auf 0,57 kW reduziert wurde, resultiert daraus eine Differenz von 3,77 kW. Bei einem aktuellen Energiepreis von ca. 0,17 €/kWh summiert sich die Einsparung auf rund 3.845 Euro pro Jahr und Anlage.
In Unternehmen mit mehreren baugleichen Anlagen oder Anwendungen – wie es insbesondere in grösseren Betrieben häufig der Fall ist – entstehen durch diese Massnahme deutliche Skaleneffekte. Die Optimierung entfaltet so nicht nur auf Einzelanlagen-Ebene, sondern auch im Gesamtsystem ein beachtliches wirtschaftliches Potenzial.
Erhöhte Lebensdauer
Ein wichtiger Nebenaspekt der Optimierung, der in diesem Fall nicht berücksichtigt wurde, ist, dass die Geräte nicht unter Volllast betrieben werden. Dies reduziert nicht nur den Energieverbrauch, sondern auch den Verschleiß verschiedener Komponenten und führt zu einer verlängerten Lebensdauer sowie längeren Wartungsintervallen. Insgesamt steigen dadurch Verfügbarkeit und Produktivität der Geräte. Einen zusätzlichen Beitrag hierzu leistet die intelligente Wartungsanzeige der Thermo-6 Geräte. Diese ermittelt abhängig vom Betrieb den Verschleiß- und Wartungsbedarf und ermöglicht es den Bedienern, diesen frühzeitig zu erkennen und entsprechend zu reagieren. Dadurch können Wartungsarbeiten vorausschauend geplant werden, sodass unerwartete Ausfälle vermieden werden.
Fazit
Es lohnt sich, bestehende Prozesse regelmässig kritisch zu hinterfragen. Gerade in der Temperiertechnik verbergen sich oft ungenutzte Potenziale, die sich positiv auf Effizienz, Prozesssicherheit und Wirtschaftlichkeit auswirken können. Für uns als Hersteller von Temperiergeräten bedeutet moderne Temperiertechnik, grundlegende physikalische Zusammenhänge in technisch ausgereifte, prozesssichere und energieeffiziente Lösungen zu überführen – genau das haben wir mit der Thermo-6 umgesetzt. Die Geräte sind sowohl hardware- als auch softwareseitig auf Energieeffizienz ausgelegt. Die Hardware bildet die Grundlage für einen effizienten Betrieb, während die Software durch automatisierte Funktionen eine einfache und intuitive Schnittstelle für die Bediener ermöglicht.
Ausblick und Weiterentwicklung
Phoenix Contact plant, die im Energieeffizienzprojekt gewonnenen Erkenntnisse auf weitere Produktionslinien und Standorte zu übertragen. Das Projekt hat nicht nur messbare Energieeinsparungen ermöglicht, sondern auch die Digitalisierung vorangetrieben und das Bewusstsein für Nachhaltigkeit im Unternehmen gestärkt. Ohne die Produktqualität zu beeinträchtigen, konnten durch moderne Technologie und gezielte Prozessoptimierung deutliche Effizienzgewinne erzielt werden. Die Initiative unterstreicht die Vorreiterrolle von Phoenix Contact im Bereich nachhaltiger, effizienter Produktion und liefert zugleich wertvolle Impulse für andere Industrieunternehmen, die ähnliche Ziele verfolgen. Auch künftig arbeitet Phoenix Contact daran, die industrielle Produktion noch smarter, vernetzter und nachhaltiger zu gestalten – mit einem klaren Fokus auf langfristigen Lösungen und höchste Qualitätsstandards.
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