Energetische Untersuchung und Verbesserung der Antriebstechnik pneumatischer Handhabungssysteme

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Pneumatische Antriebe kommen in einer Vielzahl industrieller Produktionsanlagen zur Umsetzung von Bewegungs- und Handhabungsaufgaben zum Einsatz. Sie weisen dabei häufig eine starke Überdimensionierung mit erhöhtem Energiebedarf auf. Zur Erschließung dieser bestehenden Einsparpotenziale können verschiedene Energiesparlösungen verwendet werden. Untersuchungen zum Vergleich des komponenten- und steuerungstechnischen Aufwands beim Einsatz dieser Lösungen liegen bisher nicht vor. Daher kann die Frage, welche Energiesparmaßnahme bei einem konkreten Antriebssystem zum Einsatz kommen sollte, nicht ausreichend beantwortet werden. Die vorliegende Arbeit begegnet dieser Problemstellung und setzt bei typischen Anlagen im Produktionsumfeld an. Das Ziel der Arbeit besteht in der Analyse der energetischen Einsparpotenziale von bestehenden Anlagen und der gezielten Anwendung von konstruktiv-parametrischen sowie schaltungstechnischen Maßnahmen zur Reduzierung des Energiebedarfs. Der Untersuchungsgegenstand der vorliegenden Arbeit sind zwei repräsentative Handhabungssysteme mit vorwiegend pneumatischen Antriebsachsen. Die in der Arbeit erarbeiteten Strategien zur energetischen Analyse und Verbesserung werden, über die untersuchten Anlagen hinaus, in einem breiten Anwendungsfeld betrachtet. Die Einsparung von Energie beschränkt sich in der vorliegenden Arbeit auf die Reduzierung der aufgenommenen pneumatischen Energie. Ein wichtiger Schwerpunkt ist hierbei die Nutzung von Energiesparschaltungen basierend auf Schaltventiltechnik und einfachen Ansteuersignalen. Neue Aspekte sind die Ableitung von beliebigen Energiesparschaltungen auf der Grundlage vorhandener Energiespareffekte und deren Gegenüberstellung auf der Basis von funktionalen und kostenspezifischen Bewertungskriterien.