Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Dieses Projekt schlie\u00dft an eine erste Design Phase an unter AKZ 22577\/01, abgeschlossen im M\u00e4rz 2006. Gesamtprojektziel war die Entwicklung einer neuartigen Induktionsheizer-Technologie f\u00fcr die Erw\u00e4rmung von Nicht-Eisenmetallen (Kupfer, Aluminium oder Messing). Es wird ein Wirkungsgrad oberhalb von 90 % erwartet, im Vergleich zu < 60 % bei konventionellen Anlagen ein gewaltiger Sprung. \nDas Prinzip basiert auf einer durch einen Motor erzeugten Relativbewegung des Metallst\u00fccks in einem durch Supraleiter erzeugten magnetischen Gleichfeld (DC). \nZiel dieser Projektphase war, das in der ersten Phase geplante System in einem funktionalen Prototypen umzusetzen, um hieran die erwarteten Einsparungspotentiale und die praktische Umsetzbarkeit zu untersuchen und zu zeigen.\n\n\nDarstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Entwicklungsarbeiten im Rahmen der ersten Projektphase f\u00fchrten zu einer im industriellen Umfeld umsetzbaren L\u00f6sung, die sowohl die technischen als auch wirtschaftlichen Rahmenparametern erf\u00fcllen. Die hier zur Umsetzung verwendeten Ergebnisse basieren auf umfangreichen 3D FEM Simulationen. Nach Aufbau der Anlage wurden die FEM Berechnungsmodelle weiter verfeinert, basierend auf Messergebnissen an der Anlage. Diese Modelle dienen der weiteren Auslegung von Anlagen.\nHierzu wurden intensive Tests mit unterschiedlichen Materialien durchgef\u00fchrt (Cu, Al, Messing) und mit den FEM Rechnungen verglichen. \nGleichzeitig wurde anhand der Messungen Energiestr\u00f6me und Verbrauch \u00fcberpr\u00fcft. Trotz nicht optimaler therm. Isolation wurde eine Erw\u00e4rmungseffizienz von bis zu 80 % gemessen. Dabei konnten gleichzeitig Optimierungspotentiale identifiziert werden. \nDie Technologie zeigte dabei gleichzeitig erhebliche technische Vorteile gegen\u00fcber existierenden Technologien, wie z.B. homogene Erw\u00e4rmung\n\n\nErgebnisse und Diskussion\n\nIm Prinzip gilt es nur ein rundes Werkst\u00fcck aus Metall durch Bewegung in einem mittels Hochtemperatur-Supraleitern erzeugten DC Magnetfeld zu erw\u00e4rmen.\nIm Rahmen der Tests der Anlage wurden zahlreiche Experimente durchgef\u00fchrt. Kupfer stellte sich wegen der hohen zu erreichenden Temperatur und der damit verbundenen geringen Festigkeit als sehr ehrgeizig heraus. F\u00fcr Al wurden \u00e4hnliche Experimente mit vergleichbaren Ergebnissen auf einem niedrigeren Temperaturniveau erzielt. \nBesonderes Augenmerk wurde auf folgende Punkte gelegt:\n\u00a2\tDas Material kann reproduzierbar auf die gew\u00fcnschte Zieltemperatur erhitzt werden\n\u00a2\tDeformationen am Block und die mechanische Belastbarkeit\n\u00a2\tDie radiale Temperaturverteilung \n\u00a2\tPlausibilit\u00e4t der Temperaturmessung\n\u00a2\tVerhalten der Anlage unter Dauereinsatz\n\u00a2\tBetrachtung des Energieeinsatzes und -verbrauchs\nInstrumentierte Bl\u00f6cke dienten zur Temperaturkalibration und Kontrolle. Oberfl\u00e4chenbesch\u00e4digungen k\u00f6nnen in geringem Umfang akzeptiert werden, so dass eine stirnseitige Anpressung m\u00f6glich ist. Zus\u00e4tzlich hierzu m\u00fcssen \u00f6konomische Faktoren, Betriebssicherheit und technische Durchf\u00fchrbarkeit ber\u00fcck-sichtigt werden. \nAm Prototypen wurden folgende wichtige Punkte gezeigt:\n\u00a2\tErw\u00e4rmungstemperaturen von 1.000 \u00b0C konnten erfolgreich getestet werden.\n\u00a2\tDie Pyrometermessung kann f\u00fcr die Versuche gut verwendet werden. \n\u00a2\tDie Durchw\u00e4rmung des Blocks war sehr gut, besser als erwartet.\n\u00a2\tDie Energiebilanz zeigte eine Anfangseffizienz von ca. 70 %, die bei warmer Anlage auf \u00fcber 80 % anstieg.\n\u00a2\tDie rechnerisch nachvollzogene Energiebilanz identifiziert neben dem Getriebe die W\u00e4rmeabgabe in der W\u00e4rmekammer als gr\u00f6\u00dften Verlust. \n\u00a2\tPassive W\u00e4rmeisolation ist wichtig. Dickere Isolation an den Flanschen mit W\u00e4rmeabf\u00fchrung zum Schutz der Lager.\nSomit konnten alle Ziele des Vorhabens, die im laborm\u00e4\u00dfigen Probebetrieb umsetzbar waren, erreicht werden. \nDie Inbetriebnahme und der Dauerbetrieb der supraleitenden Komponenten war dabei bedingt durch gute Vorarbeiten ohne Schwierigkeiten und f\u00fcr einen industriellen Einsatz geeignet.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\nNeben der Pr\u00e4sentation auf der Hannovermesse 2006 und 2007 wurde ein Vortrag zur Technologie auf der Fachtagung Strangpressen der DGM im Oktober 2007 gehalten. F\u00fcr 2008 sind weitere Messeauftritte in Deutschland und USA geplant (Essen, D\u00fcsseldorf, Hannover, Orlando). Zurzeit finden zahlreiche Kundenvorf\u00fchrungen am Prototypen statt.\nWie erwartet, ist in diesem Marktbereich mit einer sehr konservativen Haltung zu rechnen, die neben der Prinzipvorf\u00fchrung auch Dauertests und Referenzen verlangt.\n\n\nFazit\n\nIm Projekt wurden die Grundlagen zur Einf\u00fchrung der Technologie durch die Umsetzung in eine Prototypenanlage gelegt. Schwieriger stellt sich die Markteinf\u00fchrung dar, da Vertrauen an einer kritischen Stelle in einer Fertigungsanlage gefasst werden muss. Das Konsortium sch\u00e4tzt sich gl\u00fccklich, auch hierf\u00fcr einen Partner gefunden zu haben. Nach Umr\u00fcstung der nicht produktionstauglichen Anlage au\u00dferhalb des Projektes ist der Einsatz an einer Extrusionspresse Anfang 2008 geplant.\nDie erwarteten Energieeinsparungen konnten bereits am noch nicht produktionsreifen Prototyp nachgewiesen werden. Gleichzeitig zu dem Vorteil des geringeren Energieverbrauchs konnten Erw\u00e4rmungsvorteile f\u00fcr den Anwender gezeigt werden.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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