KUNSTSTOFF XTRA
Energie
Elektrische Energie umsetzen
Energiesparen mit vernetzter CVT-Technik
2015 trat die europäische Norm EN 50598 in Kraft. Sie legt die Ökodesignanforderungen für elektrische Antriebssysteme in einer elektrisch angetriebenen Arbeitsmaschine im Niederspannungsbereich fest. Alle Produkte, die in nennenswertem Umfang elektrische Energie umsetzen, müssen bezüglich ihres Wirkungsgrades beziehungsweise ihrer Verluste bewertet werden. Ist diese noch relativ junge Europäische Norm nun der Weisheit letzter Schluss? Welche Rolle wird die klassische Antriebstechnik zukünftig im Kontext von «IoT & Big Data», «Industrie 4.0», «Industrie du Futur», «Piano Nationale Impresa 4.0», «Industrial Value-Chain-Initiative», «Made in China 2025» noch spielen? Zahlreiche Innovationen werden heutzutage massgeblich von Sensorik, Datengenerierung und -speicherung, Edge-, Cloudtechnologie, Datenübertragung (5GTechnologie), mithilfe von Statistik und Mathematik programmierten Algorithmen und Automatisierung intelligenten Verhaltens (AI) und vielem mehr bestimmt. Ein grosser Teil der Funktionalität und damit des Kundennutzens wird also auf Softwareund Kommunikationsseite realisiert. Dieser Kabel.Consult.Ing-Beitrag wird aufzeigen, wie eine intelligente digitale und energetische Vernetzung eines modular aufgebauten leistungsverzweigten CVT-Antriebssystems auf der «mechanischen Strangseite» zusätzliche Funktionsinhalte und damit einen Mehrwert für Maschinenhersteller und -betreiber ermöglicht.
Allgemeines zur CVT-Technik Der Entwurfsprozess für komplexe Maschinen unter Verwendung mathematischer, wissenschaftsbasierter Methoden ist eine der wichtigsten Errungenschaften des späten Industriezeitalters und wurde durch 28
Bild: 123RF
Die elektrische Antriebstechnik ist eine der wichtigsten industriellen Technologien. Mehr als 6000 TWh elektrischer Leistung werden in der Industrie weltweit durch elektrische Antriebe in mechanische Leistung umgewandelt; dies entspricht etwa 27 Prozent der globalen Stromproduktion.
Hybrides Produkt mit Mehrwert
Robert Willis (1800–1875) an der Universität Cambridge vorangetrieben. Er galt damals als eine neue Art des «IngenieurWissenschaftlers», weil er mit der Werkstatttradition des Maschinenbaus brach, indem er Mathematik, neue Ingenieurpädagogik, die Kodifizierung der Maschinenpraxis und wissenschaftliche Prinzipien in die Maschinenkonstruktion einbezog, und beeinflusste damit Generationen von Ingenieuren. So meldete der englische Ingenieur Geoffrey Joseph Abbott 1935 das «mechanische Continuously Variable Transmission» zum Patent an. Für Indus trie- und insbesondere Automobilanwendungen wurden bis heute weltweit über zehn Millionen Einheiten verkauft. 2004 gab es für einen «Continuously Variable Transmission»-Prozess (Schlagverseilmaschine zur Herstellung von Drahtseilen) den ersten deutschen KFW-Energieeffizienzpreis. In der Jury sassen zwei Koryphäen der internationalen Energieforschung:
Prof. Dr. Ernst Ulrich von Weizsäcker und Prof. Dr. Eberhard Jochem. Die damals erzielten Energieeinsparungen durch Rückspeisung von Bremsenergie der Abwickler ins Werksnetz lagen bei rund 20 Prozent, was in den Jahren danach zu einer Zäsur führte: Rückspeisemodule – beziehungsweise der Spannungszwischenkreis – sind inzwischen nicht mehr wegzudenken. Bei neueren Maschinen dieses Typs, bei denen der Abwickler (Generatorbetrieb) und der Aufwickler (Motorbetrieb) über einen Spannungszwischenkreis energetisch vernetzt/verknüpft werden, liegt die Energieeinsparung erfahrungsgemäss bei nun 40 Prozent.
Variable Transmission zum Patent angemeldet 2014 meldete Kabel.Consult.Ing das «Elektronische Continuously Variable Transmission» zum Patent an. Es verbindet Errun5/2021
