Bedarfsgerechte Reglung 26.06.2013, 14:30 Uhr

Pumpen machen mal Pause

Effizientere Werkzeugmaschinen könnten allein in Deutschland so viel Strom sparen, wie der weltgrößte Braunkohle-Kraftwerksblock produziert. Das haben Forscher der Leibniz Universität Hannover errechnet.

In Deutschland laufen rund eine Million Werkzeugmaschinen. Würde deren Energieverbrauch optimiert, ließe sich die Strommenge einsparen, die der mit einer Leistung von 1050 Megawatt größte Braunkohleblock der Welt im rheinischen Neurath produziert.

In Deutschland laufen rund eine Million Werkzeugmaschinen. Würde deren Energieverbrauch optimiert, ließe sich die Strommenge einsparen, die der mit einer Leistung von 1050 Megawatt größte Braunkohleblock der Welt im rheinischen Neurath produziert.

Foto: dpa/Wolfgang Thieme

In Deutschland laufen rund eine Million Werkzeugmaschinen. Würde deren Energieverbrauch optimiert, ließe sich die Strommenge einsparen, die der mit einer Leistung von 1050 Megawatt größte Braunkohleblock der Welt im rheinischen Neurath produziert. Das ist das Ergebnis eines Optimierungsprozesses, den Wissenschaftler an der Leibniz Universität Hannover jetzt abgeschlossen haben. Die Einsparung liegt bei 30 bis 35 Prozent.

Werkzeugmaschinen, die fräsen, bohren, spanen und sägen, sind mit einem aufwändigen Kühlsystem ausgestattet, das zu hohe Temperaturen bei der Bearbeitung verhindert. Dazu wird das Werkstück während der Bearbeitung ständig mit einer öligen Kühlflüssigkeit übergossen. Die Pumpen, die sie befördern, und das Kühlsystem, das die aufgenommene Wärme an die Umwelt abgibt, laufen, ebenso wie die Kühlung der Elektronik im Schaltschrank, ohne Pause, auch wenn die Maschine selbst Pause ruht. Diese drei Verbraucher schlucken 60 Prozent der Energie, die insgesamt verbraucht wird. Die Motoren, die das Werkstück während der Bearbeitung rotieren lassen und positionieren sowie die, die Werkzeuge wie Bohrer antreiben, verbrauchen nur 40 Prozent.

Lars Hülsemeyer (links) und Dominik Dahlmann demonstrieren eine Komponente der effizienten Maschine: Selbst ein stillstehender Schlitten muss normalerweise von einem Antriebsmotor in Position gehalten werden. Hier hält eine Bremse die Achse fest. Unverrückbar! 

Lars Hülsemeyer (links) und Dominik Dahlmann demonstrieren eine Komponente der effizienten Maschine: Selbst ein stillstehender Schlitten muss normalerweise von einem Antriebsmotor in Position gehalten werden. Hier hält eine Bremse die Achse fest. Unverrückbar! 

Foto: PZH/Sliwonik

Die Forscher am Hannoveraner Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen und ein Industriekonsortium unter Führung des zur Gildemeister gehörenden Herstellers Deckel Maho in Pfronten nahmen sich die Großverbraucher vor. Ihr Ansatz war im Grunde genommen sehr einfach. Sie statteten die drei Komponenten fürs Kühlen mit einer intelligenten Regelung aus, sodass sie bedarfsabhängig arbeiten. Jetzt laufen die Pumpen für Flüssigkeit und Luft nur noch dann, wenn sie benötigt werden. „In manchen produzierenden Unternehmen regiert noch immer das Prinzip viel hilft viel“, sagt Dominik Dahlmann, einer der beteiligten Ingenieurwissenschaftler. Das wollen die Hannoveraner ändern.

Schneller spart noch mehr

Eine Senkung des Stromverbrauchs um 35 Prozent ist noch nicht das letzte Wort. Wenn man die Bearbeitungsprozesse verbessert, sodass sie schneller ablaufen, lässt sich noch mehr Energie sparen, weil die Peripherie dann kürzer treten kann. „Ein paar Prozent sind noch drin“, sagt Lars Hülsemeyer, der ebenfalls an dem Projekt beteiligt ist.

Am Produktionstechnischen Zentrum der Universität Hannover (PZH), zu dem auch das Institut für Fertigungstechnik und Werkzeugmaschinen gehört, wird noch an anderen Verfahren gearbeitet, um die Effizienz von Produktionstechniken zu verbessern. Das Gießen von Blechen als Alternative zum Walzen etwa würde den Energieverbrauch um stolze 80 Prozent reduzieren.

Von Wolfgang Kempkens
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