Errichtung eines dynamischen und umweltfreundlichen Prüffelds der Zukunft

Kurzbeschreibung

Die Arntz Optibelt Gruppe zählt weltweit zu den führenden Herstellern von Hochleistungs-Antriebsriemen, deren Weiterentwicklung kontinuierlich vorangetrieben wird. Um die Qualität zu prüfen werden diese sowohl statisch als auch dynamisch getestet. Traditionell sind diese Prüfungen mit großem personellen so wie auch energetischen Aufwand verbunden, der perspektivisch mit steigenden Anforderungen an die Performance der Riemen zunimmt. Darüber hinaus können im Prüffeld die Weichen für energieoptimierte Produkte gestellt werden, so dass sich dieser Bereich für eine genauere Betrachtung möglicher Ressourcenoptimierungen und Energieeinsparungen anbietet.

Im Förderprojekt sollten die folgenden drei Themen angegangen werden.

• Energieeinsparung mit neuen Verspann-Prüfständen und Kühlung um 1,4 Mio. Kilowattstunden pro Jahr 
• Messung weiterer Eigenschaften wie Geräuschentwicklung und Wirkungsgrad, wodurch u.a. mit den anschließend zu entwickelnden wirkungsgradoptimierten Riemen Optibelt-Kunden 1.500 Mio. Kilowattstunden pro Jahr sparen können.
• Durch die Modularisierung von Prüfständen sollen Tests nicht nur in Standardaufbauten, sondern in speziellen Riemen-Einbausituationen wirtschaftlich ermöglicht werden. Mit entsprechend höherer Lebensdauer sollen Optibelt-Kunden 900 Tonnen Riemen, d.h. im Wesentlichen Gummi und damit Sondermüll, pro Jahr weniger entsorgen müssen.

Mit einer innovativen Servo-Verspann-Technik wurden Prüfstände mit 200-Kilowatt- und 1.000-Kilowatt-Prüfriemen-Leistung aufgebaut und alle verlustreichen Prüfstandkomponenten mit effizienter Flüssigkeitskühlung ausgestattet. Mit einer angepassten Anordnung der gefundenen leistungsstarken Industrie-Komponenten und einer entsprechenden Analyse konnten die verbliebenen Verluste minimiert werden.
Besonders die entwickelten Prüfstände wurden aufwändig motorisiert, mit umfangreicher Sensorik ausgestattet, vernetzt und mit Berechnungstools und einer Datenbank verknüpft, um den neuen Anforderungen gerecht zu werden. 
Das Modularisierungskonzept wurde anhand zweier applikationsnaher Prüfstände u.a. für die Bewertung des Reibbeiwerts und einer elektrischen Simulation von Verbrennungsmotoren verifiziert. 

Die innovativen Verspannprüfstände verbrauchen bei 34 Prozent Teillast 19 Prozent bzw. 18 Prozent der Prüfriemenleistung im Vergleich zu 53 Prozent bei einem Stand-der-Technik-Motor-Generator-Prüfstand. Unter Ist-Auslastung werden somit o.g. 1,4 Mio. Kilowattstunden pro Jahr gespart, was einer Einsparung von 700 Tonnen CO₂ pro Jahr für etwa 30 Jahre (Prüfstand-Nutzungsdauer) ab 2022 entspricht.

Die Motorisierung, Sensorik und Software ermöglichen die gezielte Entwicklung wirkungsgradoptimierter Riemen. Die Wirkungsgradmessungen zeigen, dass Optibelt bei zwei neuen High-End-Keilriemen-Plattformen den Wirkungsgrad um 1,4 Prozent bzw. 0,7 Prozent steigerte, was bei vollständiger Umstellung der alten auf diese neuen Produkte bei Optibelt-Kunden jährlich 1.800 Mio. Kilowattstunden spart. Dies spart 852.000 Tonnen CO₂ pro Jahr für etwa 10 Jahre (Produktlebensdauer) ab 2022.

Die drei modularisierten Prüfstände helfen bei der Entwicklung der o.g. langlebigeren Keilriemen und fremdkörper-resistenteren Kraftbändern. Gelänge ein 1:1-Übertrag der Prüfergebnisse ins Feld, würden Optibelt-Kunden 1.045 Tonnen Gummi-Sondermüll pro Jahr sparen. Das entspricht einer Einsparung von 4.200 Tonnen CO₂ pro Jahr für etwa 10 Jahre (Produktlebensdauer) ab 2022.