Versuchsaufbau E-KISS bei der MWS in Braunschweig.E-KISS: Energiebedarf in der Produktion reduzieren

Wie lässt sich der Energiebedarf in der Produktion reduzieren? Damit beschäftigen sich derzeit wohl nahezu alle Unternehmen in der deutschen Industrie. Wir haben dazu einen spannenden Ansatz gefunden.

Das Thema „E-KISS“ dürfte einigen Lesern bereits bekannt vorkommen, die die MWS konsequent verfolgen. Denn bereits mit der Vorstellung unseres neuesten Kollegen Christopher Rogall ist das Stichwort gefallen. Nun ist es an der Zeit genauer zu erläutern, worum es dabei überhaupt geht und welche Rolle die MWS dabei spielt.

„E-KISS“ steht für ein durch Drittmittel gefördertes Forschungsprojekt der TU Braunschweig, welches federführend von Christopher Rogall geleitet wurde. Der gesamte Titel des Verbundvorhabens lautet „E-KISS – Betrieb energiebedarfsorientierter Kühlschmierstoffsysteme“ und beschäftigt sich mit eben jenen, in der Praxis oft KSS genannten, Stoffen, die in weiten Teilen der Industrie für viele Prozesse noch immer unverzichtbar sind.

E-KISS und der KSS-Bedarf

Warum lohnt es sich, so genau auf die KSS-Systeme zu schauen, wie sie auch bei uns in der MWS an vielen CNC-Maschinen zum Einsatz kommen?

KSS sind zur Schmierung und Kühlung sowie zum Transport von Spänen im Zerspanungsprozess oftmals unerlässlich. Die dafür eingesetzten Anlagen, die den Schmierstoff transportieren, sind allerdings auch sehr energieintensiv. Hier spricht man in der Regel von einem Anteil zwischen 30 und 35 Prozent des gesamten Fertigungssystems. In Einzelfällen liegt der Anteil sogar noch deutlich darüber.

Genau dieser Energiebedarf kann durch intelligente Erfassung und Steuerung drastisch reduziert werden. Warum die Einsparung von Energie und damit die Reduktion von laufenden Kosten, insbesondere in der aktuellen Situation der deutschen Wirtschaft, sinnvoll ist, sollte bereits deutlich genug sein.

CPPS als Gamechanger in der KSS-Nutzung

Durch die Optimierung der KSS-Versorgung von Werkzeugmaschinen über sogenannte CPPS (Cyber-physische Produktionssysteme) wird die angesprochene Reduktion des Energiebedarfs erreicht. Der größte Hebel für die Einsparung von Energie ist hierbei die Bedarfsorientierung. Die meisten herkömmlichen KSS-Systeme basieren auf einem Worst-Case-Szenario. Das bedeutet: Sie laufen im Dauerbetrieb unter Volllast. Ein dynamisches Verhalten birgt an dieser Stelle massives Potenzial für Effizienzsteigerung bei gleichbleibender Produktionsqualität.

Hier kommt die MWS ins Spiel. Denn für den Praxis-Test unter der Nutzung von spezieller Sensorik und digitalem Zwilling braucht es Unternehmen, in denen die Referenzsysteme tatsächlich aufgebaut und zum Einsatz kommen können. Als einer von mehreren Anwendungspartnern durfte die Mechanische Werkstatt Streiff fungieren.

Im Optimalfall bietet die Nutzung der CPPS diverse Vorteile:

E-KISS am Beispiel MWS: Energiebedarf in der Produktion reduzieren

Die dafür notwendige Mess- und Regelungstechnik ist bei der MWS in Braunschweig an einer DMG DMU 80u Fräsmaschine installiert und konnte in Bezug auf ein ausgewähltes Beispiel-Bauteil tatsächlich massive Potenziale aufdecken. Bereits bei 5% weniger Durchfluss des KSS ergab sich eine Effizienzsteigerung zwischen 6 und 15 Prozent. Bei 80% Durchflussleistung kann somit bereits eine Energieersparnis von bis zu 44% bei der Förderpumpe erreicht werden.

Vom Referenzsystem werden sowohl die Maschine als Gesamtsystem, das gesamte KSS-System sowie einzelne Pumpen berücksichtigt.

Sowohl bei KSS-Spindel als auch Innenkühlung sowie Spänespülung konnte die Leistung der Anlage reduziert werden, ohne die Qualität des Bearbeitungsergebnisses zu beeinflussen. Auch die Abluftleistung konnte durch die Bedarfsorientierung angepasst werden, sodass in Summe deutlich weniger Energie für die Betrieb notwendig war.

Über den gesamten Zeitraum der Messung des ausgewählten Bauteils (insgesamt 16:29 Minuten) konnte die Leistung der gesamten Anlage um 14,63% beziehungsweise 1333 W vermindert werden. Die Herstellung einer direkten Korrelation zwischen Kontur, Spindelleistung, Durchflussmenge und Abluftabsaugung stellt weiteres Einsparpotenzial in Aussicht.

Die festgestellten Potenziale und weitere nachhaltige Digitalisierungsmaßnahmen setzen wir in den kommenden Monaten und Jahren konsequent und gemeinsam mit Christopher Rogall um, der das Projekt E-KISS federführend leitete und nun als Abteilungs- und Projektleiter bei der MWS Braunschweig tätig ist.

Betriebsleiter Felix Reinke und Projektleiter für nachhaltige Digitalisierung bei der MWS, Christopher Rogall nebst seinen Kontaktdaten.
Betriebsleiter Felix Reinke und Abteilungs- sowie Projektleiter Christopher Rogall.

Key Facts

Weitere Neuigkeiten rund um die MWS gibt es regelmäßig in unserem Neuigkeiten-Bereich und auf unserer LinkedIn-Seite! Informationen über unser Leistungsspektrum finden Sie in unserer Leistungsübersicht.