Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Ziel des geplanten Forschungsvorhabens ist die Reduktion des Abluftstromes bei Werkzeugmaschinen durch Regelung der Absaugleistung.
\n Hierzu soll im Rahmen dieses Entwicklungsvorhabens mittels eines ganzheitlichen Konzeptes und durch den Einsatz moderner Sensorik und Aktorik sowie einer integrierten Regelung der Volumenstrom von Absauganlagen bei Werkzeugmaschinen besser auf die tats\u00e4chlichen Erfordernisse eingestellt werden.
\nAngestrebt ist eine Reduzierung der Luftleistung um mindestens 40 %. Insbesondere k\u00f6nnen Energieeinsparungseffekte hinsichtlich Stromverbrauch und W\u00e4rmeerzeugungsenergie erzielt werden sowie die Emission an K\u00fchlschmierstoffen im Umfeld der Werkzeugmaschine als auch Restkonzentration in der Abluft reduziert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenNach der Konzeption der MSR-Einrichtung wurden die Einzelkomponenten (Antrieb f\u00fcr Aktor- und Sicherheitsklappen, neuer Verdr\u00e4ngungsk\u00f6rper f\u00fcr die Luftstrommessung und der eigentliche Regler) entwickelt und miniaturisiert. In der Pilotanlage wurden Eignung der Komponenten zur Steuerung des Volumenstroms und zur Regelung der Absaugleistung getestet. Nach der notwendig gewordenen Anpassung des Regelungsalgorithmus erfolgten umfangreiche Messreihen zur Bestimmung der Ganglinien und Verfeinerung der Regelung. Die erfolgreiche Umsetzung des Projekts wurde anhand der Bestimmung des Nutzens f\u00fcr Wirtschaftlichkeit und Umwelt dokumentiert.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Regelung der Absaugleistung wurde hierarchisch aufgebaut. Der Luftstrom an den einzelnen Absaug\u00f6ffnungen wird durch Klappen, der Gesamtvolumenstrom durch Zwei-Punkt-Regelung am zentralen Ventilator geregelt. F\u00fcr den Antrieb der Aktuatur-Klappe war ein elektromechanischer Pneumatikzylinder besser geeignet als ein Elektromotor, wodurch das Ansprechverhalten verbessert wurde. Zwischen dieser und einer zweiten klemmfrei dichtschlie\u00dfenden Sicherheits-Klappe war der Volumenstromsensor angeordnet, f\u00fcr welchen ein neuer Verdr\u00e4ngungsk\u00f6rper entwickelt wurde, so dass eine genaue Bestimmung unabh\u00e4ngig von der Einbaulage und mit kurzer Messtrecke m\u00f6glich ist. Die Differenzdruckmessung konnte auf die Controllerplatine f\u00fcr den Klappenantrieb integriert werden, wodurch die MSR-Technik erfolgreich miniaturisiert wurde. Diese enthielt au\u00dferdem Drucksensoren zur Erkennung von Funktionsst\u00f6rungen. F\u00fcr die Regelung des zentralen Ventilators wurde eine Zwei-Punkt-Regelung (Maximal-\/Minimalleistung) realisiert und aus Testreihen eine geeignete Minimalleistung bestimmt. Der Regelalgorithmus f\u00fcr das Gesamtsystem wurde an der Pilotlinie optimiert.
\nDas volumenstromgeregelte Absaugkonzept funktioniert hervorragend und wurde und wird erfolgreich bei mehreren Kunden eingesetzt. Bei der Fa. Daimler wird es zum Standard f\u00fcr die verkettete Produktionsmaschinerie. Der Ansatz die auf ge\u00f6ffnete Ladet\u00fcr ausgelegte konstante Absaugung durch Kombination von optimierter Erfassungstechnik, moderner Sensorik und Aktorik durch eine bedarfsgerechte Regelung des Absaugvolumenstroms zu ersetzen bietet Einsparm\u00f6glichkeit in Hinblick auf die Luftleistung und somit den Stromverbrauch von Filteranlagen. W\u00e4hrend der Nebenzeiten und auch w\u00e4hrend der Materialbearbeitung k\u00f6nnen deutlich geringere Absaugleistungen eingestellt werden, da bei geschlossenem Arbeitsraum kein starker Luftstrom n\u00f6tig ist, um die bei der Bearbeitung entstehenden Aerosole abzusaugen. Dar\u00fcber hinaus konnte der erforderliche Absaugvolumenstrom deutlich verringert werden, indem die Form der Saughaube optimiert wurde. Hierdurch wird eine gro\u00dfe Absaugwirkung bis tief in den Bearbeitungsraum hinein erzielt. Weiter verhindert ein integrierter Zentrifugalvorabscheider, dass Metallsp\u00e4ne o.\u00e4. in die Rohrleitung bzw. zum Filter gelangen k\u00f6nnen. Durch die linienf\u00f6rmige und gro\u00dfe Tiefenwirkung der Absaugung, l\u00e4sst sich der Volumenstrom im Gesamtsystem im Mittel um 35-40% reduzieren. Die Umsetzung bei Daimler lief erfolgreich und kann die gesetzten Ziele von einer Gesamteinsparung von 35-40% erreichen. Das Konzept hat sich beim Einsatz in Emulsionsnebel-, Alu-Trocken-Bearbeitung und \u00d6lbearbeitung sehr bew\u00e4hrt. Die installierten Anlagenteile laufen bis heute st\u00f6rungsfrei und problemlos. Es konnten auch keine Engp\u00e4sse bzgl. der Gleichzeitigkeit einer hohen Absaugleistung erkannt werden.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die Projektergebnisse wurden und werden auf einschl\u00e4gigen Messen vorgestellt. Zudem hat sich die Handte Umwelttechnik GmbH beim Umweltpreis Baden W\u00fcrttemberg beworben und war unter den nominierten. Das Projekt ist in die Shortlist gekommen. Weiterhin ist das F\u00f6rderprojekt auf unserer Internetpr\u00e4senz ver\u00f6ffentlicht. Dar\u00fcber hinaus werden die Entwicklungen im Rahmen von Forschungs-Projekten in der Automobilindustrie weitergef\u00fchrt. Eine Partizipation an der VDI Richtlinie 3802 erfolgt im Rahmen von Arbeitskreisen.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt ist sowohl zur vollsten Zufriedenheit f\u00fcr die Handte Umwelttechnik GmbH als auch f\u00fcr den Anwender Daimler abgeschlossen worden und die hieraus entwickelte Technik wird im Handte-Produktprogramm fest integriert. Derzeit sind weitere Referenzanlagen bzw. Angebote f\u00fcr Anlagennachr\u00fcstungen und Neuanlagen in Verhandlung. In \u00dcbertragung auf andere Projekte wurde das System ins Lastenheft bei Daimler aufgenommen und bereits \u00fcber 300 Einheiten als \u00dcberwachungssystem bestellt. Diese werden St\u00fcck f\u00fcr St\u00fcck in geregelte Systeme nachger\u00fcstet. F\u00fcr eine Linie zur Trockenbearbeitung wurde die Umr\u00fcstung komplett beauftragt. Weiterhin wird das System in den Projekten Maxim und Esimpro in der Automobilindustrie aufgegriffen.
\nAuch bei den derzeitigen Absatzschwierigkeiten in der Automobilindustrie und der damit verbundenen schwachen Auslastung der Werkzeugmaschinen zeigt das System seine Vorteile, da eine optimale Absaugerfassung auch mit geringerem Gesamtvolumenstrom dargestellt werden kann. Weitere Synergieeffekte sind beim ramp-up neuer Anlagen gegeben. Die Amortisationszeit des Systems liegt unter einem Jahr, was die Anforderungen insbesondere der Automobilhersteller erf\u00fcllt.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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