Extrusion 1-2021

39 Extrusion 1/2021 rung intelligenten Verhaltens, Programmierung von Algorith- men mithilfe von Statistik und Mathematik. Untersuchungen an der University of Technology Sydney und Hunan University Changsha – veröffentlicht im Jahr 2018 – be- legen ebenfalls, dass die mechanische CVT-Antriebstechnik die effizienteste und wirtschaftlichste Art und Weise ist, um große und kleine E-Fahrzeuge anzutreiben. Zusammengefasst. Mit vernetzter CVT-Technik kann die mittle- re Auslastung von Motoren von aktuell weit unter 60 auf 80 bis 100 Prozent erhöht und somit der Gesamtwirkungsgrad von motorisch/generatorisch betriebenen Anwendungen deutlich gesteigert werden. Das führt aus betriebswirtschaftlicher Sicht zu einer Minimierung von Energiekosten, einer Maximierung von Energieerträgen und letztlich zu einer konsequenten Stan- dardisierung in einem Produktionswerk. Volkswirtschaftlich leistet die (vernetzte) CVT-Technik einen wertvollen Beitrag zur „Dekarbonisierung“, also zur CO 2 -Reduktion. CVT-Prozesse bei Hochgeschwindigkeitsanwendungen in der Kabel-, Draht- und VerseilIndustrie inzwischen üblich Um dauerhaft wettbewerbsfähig zu bleiben, sind die Maschi- nendrehzahlen bei Kabel- und Verseilmaschinen in den vergan- genen Jahrzehnten ständig weiter erhöht worden – und somit die Produktionsgeschwindigkeit. Dadurch entstehen immense Zentrifugalkräfte und Coriolis-Beschleunigungen, die zu Span- nungen in den rotierenden Elementen führen. Deshalb lag bis- her der Fokus auf dem Bereich der Antriebsoptimierung. Rein mechanische Ausführungen wurden peu à peu erst durch elek- trische, später mechatronische Lösungen abgelöst. Als Beispiele für CVT-Prozesse in der Kabelindustrie seien Schlagverseilma- schinen und Zentralwendelspinner genannt. Verseilmaschinen, bei denen die Verdrehung (Schlag) über die Einzel- oder Gruppenkomponente bzw. das Kabel erfolgt, sind aufgrund der variablen Rückdrehmöglichkeit und Universalität seit der Datenkabel-Ära – spätestens seit der Hybridkabel-Ära – en vogue. Bei der Schlagverseilung werden die zu verseilenden Elemente durch eine feststehende Führungsscheibe gefädelt und einem (rotierenden) Verseilnippel zugeführt. Sobald sie den Nippel wieder verlassen, wird der Verband durch einen rotie- renden Verseilrotor helixförmig zusammengedreht und über ein Umlenkrollen-System zur traversierenden Aufspulvorrich- tung geleitet. Theoretisch hat das Produkt schon weit vor dem Verseilrotor seinen Endzustand erreicht. Das kann man nun ausnutzen, um weitere Arbeitsgänge mit dem Verseilprozess zu verknüpfen: beispielsweise Befüllen mit Petrolat, Quellpulver oder Talkum, Isolieren, Längswasserdichten mit Folie oder Band, Kennzeichnen, Spinnen mit Faden sowie Schirmen mit Folie, Band oder Drähten. Zentralwendelspinner sind ein wesentlicher Bestandteil von Lichtwellenleiter-Verseilmaschinen, von denen die Geschwin- digkeit einer ganzen Produktionslinie in hohem Maße abhängig ist. Mit einem Zentralwendelspinner wird ein Faden schrauben- linienförmig um das zu fertigende Lichtwellenleiterkabel ge- wickelt. Das Spinngut – zum Beispiel Aramide oder Baumwoll- garn – liegt in der Rotationsachse, das Kabel wird durch die zentrale Öffnung der Maschine geführt. Beim Umspinnen wird nun der Faden über Rollen, Umlenkstangen oder Fadenführer helixförmig auf das Kabel gebracht. Je schneller der Zentral- wendelspinner dabei rotiert, desto höher ist automatisch die Li- niengeschwindigkeit der Kabelmaschine. Eine ausgefeilte CVT-Prozesstechnik – ausgestattet mit einer optimal auf Maschinen und Einflussfaktoren abgestimmten An- triebs- und Regelungstechnik – war bislang entscheidend für ei- ne Steigerung von Produktivität und Effektivität maschineller Vorgänge in der Kabelfertigung. Immanente Vorteile der vernetzten CVT-Antriebstechnik Gegenüber einem konventionellen „Ein Motor – ein Getriebe- strang – ein Umrichter“-Aufbau entsprechend der Europäi- schen Norm EN 50598 hat das vernetzte CVT-Antriebskonzept aus mindestens einem Servoverstärker/Umrichter und zwei Drehstrom-Servomotoren, Drehstrom-Asynchronmotoren oder Synchron-Reluktanzmotoren plus Planeten-Koppelgetriebe über Hochleistungszahnriemen den Vorteil eines wesentlich hö- heren Gesamtwirkungsgrades. In der Folge können leistungs- schwächere Motoren mit geringeren Betriebskosten installiert werden. Das führt zu folgenden immanenten Vorteilen: • Optimierung von Antriebsleistung bei einer motorisch betriebenen Anwendung und somit Minimierung der Energiekosten. • Optimierung von Generatorleistung bei einer generatorisch betriebenen Anwendung und somit Maximierung von Energieerträgen. • Standardisierung der Antriebstechnik an einer einzelnen Maschine, in einer Anlage oder Abteilung, im gesamten Werk bzw. Unternehmen, in einer Branche, national und international. • Standardisierung von neuen Dienstleistungen, Produkten und Geschäftsmodellen rund ums IoT-Thema „Vernetzung und digitale Transformation in der Antriebstechnik“. Die Vorteile des Gesamtantriebssystems sind dieselben wie bei allen Modularisierungszielen. • Für den Maschinenentwickler: niedrigere Entwicklungs- kosten, kostengünstige Herstellung durch Stückkosten- degression, baugleiche Serien sowie einheitliche und damit einfachere Montageprozesse. Hybrides Produkt mit Mehrwert (Quelle: 123RF)