Steigerung der Energieeffizienz von Stückgutstetigförderern durch optimierte Antriebssystemauswahl

Stetigförderer für Stückgut sind wesentliche Elemente in Materialflusssystemen
und tragen einen relevanten Anteil zum Gesamtenergieverbrauch von
Intralogistiksystemen bei. Die Optimierung ihrer Energieeffizienz ist vor dem
Hintergrund einer drohenden Klimakatastrophe und der steigenden
Energiekosten somit von ökologischer und ökonomischer Relevanz.
Die höchsten Verluste der Stückgutstetigförderer entstehen im Antriebssystem.
Die Wirkungsgradkennlinien von Standard-Antriebssystemen sind lastabhängig
und weisen im Bereich des Bemessungspunktes das Wirkungsgradmaximum auf.
Aufgrund des häufigen Betriebs abseits des Bemessungspunktes bei niedrigen
Wirkungsgraden, ist der Verlustanteil im Antriebssystem am größten.
Derzeit sind keine geeigneten, wissenschaftlich gesicherten Verfahren zur
Auslegung der Antriebssysteme für Stückgutstetigförderer der Intralogistik
bekannt.
Um diese Lücke zu schließen und die Potenziale zur Steigerung der
Energieeffizienz nutzbar zu machen, werden in dieser Arbeit Verfahren zur
Antriebsauslegung und zur energieeffizienzoptimalen Antriebssystemauswahl für
Stückgutstetigförderer vorgestellt.
Die effizienzoptimierte Antriebsauslegung ermöglicht die Festlegung der
Bemessungsgrößen des Antriebssystems im virtuellen Engineeringprozess. Sie
beruht auf einem mechanischen Berechnungsmodell, das die mechanische
Antriebsleistung beim stationären Fördern und im Hochlauf quantifiziert.
Die effizienzoptimale Antriebssystemauswahl ermöglicht mit einem semianalytischen Ansatz die Optimierung von Stückgutstetigförderern bei der
Variantenkonstruktion. Die Vorgehensweise berücksichtigt die unterschiedlichen
Betriebszustände des Fördergeräts mittels Lastkollektiv, sowie die
Wirkungsgradkennfelder der Antriebssysteme. Die Antriebssystemauswahl wird
an typischen Stückgutstetigförderern der Intralogistik umgesetzt und die
Effizienzsteigerungen mittels Messungen nachgewiesen.
Zudem werden allgemeine Erkenntnisse zur Bewertung der Effizienz von
Antriebssystemen gewonnen. Die Arbeit schließt mit der Identifikation weiterer
Forschungsfragen.