Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Das Ziel des Vorhabens besteht in der Erarbeitung einer Demonstratorl\u00f6sung und deren Testung an einem Kleinschmiedeofen im Antrag stellenden Unternehmen zur signifikanten Einsparung an Prim\u00e4renergie durch die Optimierung und den Einsatz neuer prozessf\u00fchrender Komponenten an einem Gesenkschmiedeofen. Aufgrund des Modellcharakters des L\u00f6sungsansatzes soll die Basis daf\u00fcr geschaffen werden, bei erfolgreichem Projektabschluss alle im Unternehmen befindlichen \u00d6fen mit dieser L\u00f6sung auszustatten und dar\u00fcber hinaus interessierten Unternehmen dieses Verfahren zug\u00e4nglich zu machen.
\nBei Umsetzung dieser Ma\u00dfnahme prognostizieren wir einen Gesamtwirkungsgrad der Anlage von ca. 60%-90% an Prim\u00e4renergie. Im Vergleich zum heutigen Stand w\u00fcrde der Wirkungsgrad der Anlage damit von derzeit ca. 14% auf etwa 75% erh\u00f6ht. Das bedeutet beim Einsatz in allen 5 Schmiede\u00f6fen im Unternehmen, allein bei der Fa. Kutsche eine j\u00e4hrliche Einsparung an Heiz\u00f6l von etwa 208.000 l. Die damit verbundene Reduzierung der umweltsch\u00e4dlichen CO2 Emission kann auf diese Weise um 562 t im gleichen Zeitraum verringert werden.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Durchf\u00fchrung des Projektes beinhaltet schwerpunktm\u00e4\u00dfig 4 Arbeitsetappen, in welchen \u00fcber die Projektlaufzeit von 14 Monaten, anhand einer Demonstratoranordnung die Funktionsf\u00e4higkeit der zu erarbeitenden L\u00f6sung nachgewiesen werden soll.
\nDie Entwicklung und Konstruktion, der Bau und der Test des zu entwickelnden Demonstrators bestimmen die Arbeiten der ersten drei Arbeitsetappen. In einer abschlie\u00dfenden Validierungsphase zur Gesamtanordnung (Etappe 4), auf der Basis der Testergebnisse an dem Demonstrator, sollen die Grundlagen f\u00fcr eine au\u00dferhalb der Projektlaufzeit stattfindenden Erarbeitung einer fertigungsreifen L\u00f6sung geschaffen werden.
\nSchwerpunkte der ersten Etappe bildet die Erarbeitung des technischen L\u00f6sungsansatzes f\u00fcr das Gesamtsystem. Die Einzelkomponenten wie Brenner mit dazugeh\u00f6riger Brennersteuerung, die anwendungsbezogene Gestaltung von Brennraum und Arbeitsraum, die energieoptimierte Anbindung von Rekuperator an den Arbeitsraum, die Optimierung des Rekuperators f\u00fcr die gr\u00f6\u00dftm\u00f6gliche W\u00e4rmer\u00fcckgewinnung sowie die intelligente Gestaltung von Anwendungsschnittstellen zum multivalenten Einsatz des L\u00f6sungsvorschlages, werden als Einzelkomponenten optimiert und f\u00fcr die geplanten Anwendungsf\u00e4lle angepasst. In der zweiten Arbeitsetappe des Projektes werden die Einzelkomponenten wie Brenner, Rekuperator und Bauteilmagazin f\u00fcr den aufzubauenden Demonstrator gebaut. Zur Demonstration und zum Test der Anordnung werden abschlie\u00dfend die Komponenten in einem Gesamtsystem an einem Schmiedeofen des Unternehmens zusammengef\u00fcgt. Die dritte Etappe beinhaltet den Test des Demonstrators unter fertigungs\u00e4hnlichen Bedingungen. Dabei sollen anhand von Messungen am Demonstrator die prognostizierten Werte f\u00fcr die Einsparungen durch das neu entwickelte System nachgewiesen werden. Eine abschlie\u00dfende Einsch\u00e4tzung zum erreichten Wirkungsgrad beenden die Arbeiten in dieser Phase. Die vierte Arbeitsetappe fasst nach einer Validierungsphase die Erkenntnisse aus den Arbeiten der vorangegangenen Etappen zusammen. Optimierungspotentiale aus den erfolgten Messungen, Verbesserungen in Montage, Handling und Funktionsanbindungen f\u00fcr die entwickelten Einzelkomponenten, aber auch f\u00fcr die Verquickung im Gesamtsystem werden f\u00fcr eine geplante \u00dcberf\u00fchrung in eine fertigungsreife L\u00f6sung nach Projektabschluss, zusammenfassend zusammengestellt.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Das Projekt konnte am 30.06.2010 erfolgreich abgeschlossen werden. Die geplanten vier Arbeitspakete wurden erf\u00fcllt. Sie trugen durch die klare Strukturierung auch in Verbindung mit den kooperierenden Projektpartnern Wests\u00e4chsische Hochschule Zwickau (FH) Professur W\u00e4rmetechnik, Firma Fbb Engineering Feuerfest- und Brennerbau GmbH, Firma METACON und Firma Bachmann zum positiven Ergebnis des Vorhabens bei.
\nIm Ergebnis der Arbeiten wurde ein Demonstrator entwickelt, an dem weitestgehend alle Funktionalit\u00e4ten erfolgreich nachgewiesen werden konnten. Im Ergebnis der durchgef\u00fchrten Messungen am Rekuperator konnten die im Projektantrag prognostizierten Werte f\u00fcr die Reduzierung des \u00d6lverbrauches und der CO2 Emission des Unternehmens noch weiter reduziert werden.
\nW\u00e4hrend der Entwicklungsarbeiten am Demonstrator haben sich noch Defizite an der Zuf\u00fchrungs- und Greifeinrichtung ergeben. Dabei wurde die f\u00fcr den optimalen Betrieb erforderliche Taktzeit der Zuf\u00fchrung von 30 Sekunden noch nicht erreicht. Das systembedingte z. T. asymmetrische Erfassen der zu erw\u00e4rmenden Teile verhinderte bisher eine problemlose Zuf\u00fchrung in den Rekuperator.
\nBeide Probleme werden derzeit analysiert um sie einer anwendungsgerechten L\u00f6sung zuzuf\u00fchren. Bei der erfolgreichen L\u00f6sung dieser beiden defizit\u00e4ren Bereiche ist mit weiterem Optimierungspotential zu rechnen (zus\u00e4tzlich zu dem bereits messtechnisch nachgewiesenen Einsparpotential).<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Im Ergebnis des Projektes wurde der erarbeitete L\u00f6sungsvorschlag als Patent angemeldet. Es wird derzeit unter dem Az. 10 2009 049 678.5-24 gef\u00fchrt und liegt zur Ver\u00f6ffentlichung bereit.
\nIn Zusammenhang mit der erarbeiteten L\u00f6sung am Demonstrator wurde das Unternehmen Gesenkschmiede Stefan Kutsche im August 2010 mit dem Umweltpreis der Handwerkskammer Chemnitz ausgezeichnet. Dazu erfolgte eine entsprechende Publikation in der Presse.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die w\u00e4hrend der Projektlaufzeit erarbeiteten theoretischen und praktischen Ergebnisse werden in einer nachfolgenden Produktentwicklung umgesetzt.
\nDie Anlagen sollen nicht nur im eigenen Unternehmen sondern vor allem f\u00fcr den Einsatz in anderen Unternehmen mit \u00e4hnlichen technologischen Abl\u00e4ufen eingesetzt werden. Dazu ist in der Folge ein Entwicklungs- und Fertigungsverbund aufzubauen, da die einzelnen Komponenten mit jeweils auf ihrem Gebiet f\u00fchrenden Unternehmen entwickelt und zum Gesamtsystem gef\u00fcgt werden m\u00fcssen. Es sind weiterhin Reparatur- und Wartungsstrategien zu entwickeln, um einen stetigen reibungslosen Einsatz bei den Kunden zu sichern. Die Marktchancen f\u00fcr diese Anlagen sind als gut einzusch\u00e4tzen. Weitere Untersuchungen zu arbeitsteiligen Prozessen, Potenzen, Absatzm\u00e4rkten, Vermarktungsstrategien, usw. sind in einem noch folgenden Projekt durchzuf\u00fchren.
\nDazu sollen in einem bereits begonnenen Langzeittest von 6 Monaten am erarbeiteten Demonstrator m\u00f6gliche Schwachstellen aufgezeigt werden, welche w\u00e4hrend eines Fertigungseinsatzes auftreten k\u00f6nnten und bei der Entwicklung des Serienproduktes ber\u00fccksichtigt bzw. ver\u00e4ndert werden m\u00fcssen.
\nDie bisher erkannten Probleme bei Greifer und Teilezuf\u00fchrung sind zu beheben und einer fertigungsgerechten L\u00f6sung zuzuf\u00fchren.
\nWeiteres Optimierungspotential besteht in der Reduzierung der Rekuperatorh\u00f6he in einer anwendungsreifen L\u00f6sung. In Abh\u00e4ngigkeit der anfallenden W\u00e4rmemenge, der Werkst\u00fcckgeometrien und der minimal erreichbaren Zuf\u00fchrungszeiten durch die Transporteinrichtung kann die L\u00e4nge des Rekuperators von derzeit etwa 7 Metern H\u00f6he ggf. auf eine geringere H\u00f6he reduziert werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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