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Energieeffizienz Wie Werkzeugmaschinen auf Energieeffizienz getrimmt werden

Autor / Redakteur: Christian Brecher, Christian Heyers, Josef Kraus und Johannes Triebs / Josef-Martin Kraus

Werkzeugmaschinen bieten Potenziale zur Energieeinsparung. Das zeigt das Projekt Ewotek, bei dem die Hauptverbraucher eines Bearbeitungszentrums für die Serienfertigung auf Genügsamkeit geeicht wurden. Die Energieeffizienz der Maschine stieg ohne Einbußen bei Produktivität und Qualität.

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Kühlschmierstoffversorgung, Hydraulik, Kühlsystem und Hauptspindel bieten Ansätze zur Energieeinsparung bei Werkzeugmaschinen. Im Rahmen des Projekts Ewotek wurden Potenziale erschlossen. (Bild: Gebr. Heller Maschinenfabrik)
Kühlschmierstoffversorgung, Hydraulik, Kühlsystem und Hauptspindel bieten Ansätze zur Energieeinsparung bei Werkzeugmaschinen. Im Rahmen des Projekts Ewotek wurden Potenziale erschlossen. (Bild: Gebr. Heller Maschinenfabrik)

Mit der europäischen EUP-Richtlinie (Energy-using Products) zur Erschließung von Effizienzpotenzialen beim Rohstoff- und Energieverbrauch ist auch die Werkzeugmaschine in den Fokus der Betrachtungen gewandert. Die effiziente Nutzung von Ressourcen muss als gesellschaftliche Aufgabe gesehen werden.

Energiekosten beim Werkzeugmaschinen im Fokus

Steigende Rohstoff- und Energiekosten werden in den nächsten Jahren den Spargedanken in seiner Bedeutung noch steigern. Bei Werkzeugmaschinen sind hier insbesondere die Energiekosten während der Nutzungsphase zu betrachten [1]. Eine Reduktion der Energiekosten ist in den kommenden Jahren nicht zu erwarten.

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Die Umsetzung erster Best-Practice-Maßnahmen zur Steigerung der Energieeffizienz wird daher langfristig nicht ausreichen, um den steigenden Anteil der Stromkosten an den jährlichen Betriebskosten nachhaltig zu senken. Insbesondere in der Dimensionierung und dem Betrieb von Hilfsaggregaten sowie der Transparenz des Energieverbrauchs sind noch Möglichkeiten zur Effizienzerhöhung zu sehen [2].

Höhere Energieeffizienz steigert Wettbewerbsfähigkeit

Dazu sind Untersuchungen zum Energiebedarf von Werkzeugmaschinen und einzelnen Maschinenkomponenten notwendig. Lässt sich dabei der Ressourcenverbrauch bei gleicher Fertigungsqualität und -geschwindigkeit weiter reduzieren, kann nicht nur die Wettbewerbsfähigkeit der Maschinenanwender, sondern auch die der Maschinenhersteller in Deutschland gesteigert werden.

Solche Untersuchungen zum Energiebedarf von Werkzeugmaschinen und ihrer Komponenten finden zum Beispiel am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen im Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen statt. Im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts Ewotek – Effizienzsteigerung von Werkzeugmaschinen durch Optimierung der Technologien zum Komponentenbetrieb – wurden dort in den vergangenen zwei Jahren Möglichkeiten zur Optimierung des Energieverbrauchs von Werkzeugmaschinen identifiziert und an zwei Demonstratoren umgesetzt: an einer Vertikaldrehmaschine Index V160C der Index-Werke GmbH & Co. KG, Esslingen, und an einem Bearbeitungszentrum H2000 der Gebr. Heller Maschinenfabrik GmbH, Nürtingen.

Ziel bei der Auswahl dieser Maschinen war es, ein breites Spektrum an Konfigurationen abzudecken, um so für die Projektpartner ein angemessenes Arbeitsfeld aufzutun und gleichzeitig eine Relevanz für zukünftige Anwender abzubilden.

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