Energetische Selbstversorger

24.04.2013

Moderne Zerspanungswerkzeuge enthalten immer häufiger elektronische Komponenten wie zum Beispiel integrierte Messsysteme mit Digitalanzeige. Zu deren Energieversorgung entwickelt die KOMET GROUP ein integriertes Energy Harvesting-System.

Um Sensoren, Anzeigen oder gar komplette mechatronische Werkzeuge mit dem notwendigen Strom zu versorgen, sind bislang entweder eine kabelgebundene Lösung, eine aufwändige induktive Übertragung oder Batterien notwendig – mit allen damit verbundenen Einschränkungen. Viel praktischer wäre es, die benötigte Energie dort, wo sie benötigt wird, zu erzeugen, zu speichern und wieder abzugeben. Das dachten sich die Forscher und Entwickler der KOMET GROUP und griffen das Thema „Energy Harvesting“ auf. Unter diesem Begriff versteht man die Gewinnung kleiner Mengen von elektrischer Energie aus Quellen wie Umgebungstemperatur, Bewegungen, Vibrationen oder Luftströmungen.

Das Energy Harvesting System der KOMET GROUP basiert auf folgendem Ansatz: „Die Werkzeuge werden meist in schnelldrehenden Spindeln eingesetzt. Die Trägheit der Masse zwischen dem dynamischen Hochlauf und Abbremsen bietet sich an, um in geringem Umfang Energie zu erzeugen.“ Berechnungen der KOMET GROUP haben diese Annahme bestätigt. Abhängig von Masse und Bauform lässt sich auf diese Weise genügend Energie erzeugen, um zumindest Messgeräte und digitale Anzeigen zu versorgen.

Die Pläne der KOMET GROUP sehen vor, das Energy Harvesting-System zwischen Spindel und Werkzeug zu platzieren. Zur Spindel hin würde sich eine HSK-Schnittstelle anbieten, zum Werkzeug ist ein KOMET ABS® -Kupplungssystem vorgesehen. So besteht maschinen- und werkzeugseitig eine hohe Modularität und es lässt sich jedes heute existierende Produkt mit ABS® -System anbinden. Die Plananlage der ABS® -Kupplung lässt sich nutzen, um die notwendigen elektrischen Kontakte zu integrieren, um die nachfolgenden Geräte wie Messtaster, Anzeigen oder Funkverbindungen zu versorgen.

In eine solche Energy Harvesting-Aufnahme können neben der Energiegewinnung weitere generelle Funktionen – zum Beispiel zur drahtlosen Datenübertragung oder zur Anzeige – integriert werden. Als standardisiertes Element ließe sie sich dann auch für diverse Werkzeuge nutzen und könnte dem Anwender zu doppeltem Sparen verhelfen: Hohe Stückzahlen senken die Anschaffungskosten, und es muss nicht mit jedem Werkzeug/Taster/etc. ein neues Energie Harvesting-System mitgekauft werden.

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