Auf die Komponenten kommt es an

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Energieeffizienzmassnahmen ausreichend und transparent gestalten

Diese Bemühungen entsprechen genau den Vorstellungen der Hauptanwendergruppe, denn «gerade aus der Automobilindustrie stammt die Forderung, den Nutzen von Energieeffizienzmassnahmen ausreichend und transparent bewerten zu können». Dies sei bei Werkzeugmaschinen bislang nicht oder nur unzureichend möglich. Eisele: «Die e-Sim-Pro-Software macht die zu erwartenden Energieeinsparungen quantifizierbar und auch die Wirtschaftlichkeit klar nachvollziehbar.» Zudem werde der Hersteller damit in die Lage versetzt, eventuell entstehende Mehrkosten für Energieeffizienz-Lösungen dem monetären Nutzen gegenüberzustellen und dies seinen Kunden zu kommunizieren. Durch die Beteiligung der VW AG am Projekt sei im Übrigen sichergestellt, dass auch die Anforderungen aus der Automobilindustrie adäquat berücksichtigt werden.

Mit den entwickelten Simulationsmodellen können Anwender von Werkzeugmaschinen auch Optimierungspotenziale in Bezug auf eine Erhöhung der Energieeffizienz ihrer im Betrieb befindlichen Maschine, etwa im Rahmen von Retrofit-Massnahmen, identifizieren und wirtschaftlich bewerten. Grundsätzlich, so Eisele, «ist vorstellbar, dass dadurch ermittelte Verbesserungen wiederum zu Änderungen an Lastenheftvorgaben der Automobilindustrie führen».

Sensibilisierung für das Thema Energieeffizienz

Seine Erwartungen an die Metav 2012 im Hinblick auf die Effizienzbemühungen der Werkzeugmaschinenhersteller umreisst der Darmstädter Effizienzexperte so: «Aus meiner Sicht hat in den vergangenen Jahren eine zunehmende Sensibilisierung der Werkzeugmaschinenhersteller für das Thema Energieeffizienz stattgefunden, und viele gute Lösungen werden bereits angeboten. Innerhalb des Verbundprojekts konnte ich feststellen, dass der Austausch zwischen den Maschinen- und Komponentenherstellern sowie den Anwendern von Werkzeugmaschinen zu vielen Verbesserungen geführt hat. Ich wünsche mir, dass dieser Austausch auch in Zukunft ausserhalb der Projekte stattfindet – die Innovationsplattform Effizienzfabrik ist hier eine wertvolle Unterstützung.»

Effiziente Motorspindel für Werkzeugmaschinen

Wie wichtig das Thema Effizienz und der Einfluss der Komponenten für die Branche ist, zeigt ein weiteres Verbundprojekt im Rahmen der Innovationsplattform Effizienzfabrik: «Energie MSP – Effiziente Motorspindel für Werkzeugmaschinen». Ausgangspunkt des Projekts ist die Annahme, dass «eine durchschnittliche Dreh-, Fräs- oder Schleifmaschine jährlich indirekt so viel CO₂ emittiert wie zehn PKW». Für diesen signifikanten Verbrauch sind nicht nur die Hauptspindel als Kernkomponente von Werkzeugmaschinen, sondern auch deren Peripherieaggregate wie Kühlung, Schmierung und Hydraulik verantwortlich. Der Energieaufwand bei der Maschinenbenutzung hänge dabei stark vom Aufbau des Spindelmotors und der Konzeption der Stromspeisung der Antriebe ab. Hier verberge sich noch ein grosses Potenzial zur Effizienzerhöhung.

Das Verbundprojekt hat nun das Ziel, den Energieverbrauch des Systems «Hauptspindel und Peripherieaggregate» um 25 Prozent zu senken. Wie gross der Anteil dieses Systems am Gesamtenergieverbrauch einer Werkzeugmaschine ist, lässt sich nach Einschätzung des Verbundprojektkoordinators Johannes Gelbe, Entwicklungsleiter der Franz Kessler GmbH, Bad Buchau, «so pauschal nicht beantworten». Der Anteil der Motorspindel am Energieverbrauch der Gesamtmaschine sei abhängig von der Grösse der Werkzeugmaschine selbst sowie vom zugrunde liegenden Bearbeitungsprozess. In einem Fallbeispiel wurde ein Anteil von 47 Prozent am Gesamtenergieverbrauch einer Werkzeugmaschine ermittelt.

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