In der industriellen Produktion, und auch für Werkzeugmaschinen, bestehen deutliche Potenziale zur Verbesserung der Energieeffizienz von oftmals 30 %. Für Werkzeugmaschinen bestimmen im Betrieb die Nebenkomponenten Kühlung, Hydraulik und Kühlschmierstoff-System den Energiebedarf. Daher stehen diese Fluidkreisläufe im Mittelpunkt dieser Dissertation.

Für die verschiedenen Fluidkreisläufe von Werkzeugmaschinen wurden zwar in den letzten Jahren Maßnahmen zur Senkung des Energieumsatzes am Markt umgesetzt, trotzdem haben Fluidsysteme in Werkzeugmaschinen oftmals einen hohen Grundumsatz, unabhängig von den tatsächlichen von der Maschine an den jeweiligen Fluidkreislauf gestellten Anforderungen. Eine an den Maschinenzustand angepasste bzw. bedarfsgerechte Energieaufnahme der Fluidsysteme erfolgt nicht. Detaillierte Kenntnisse über den Energieumsatz von Nebenkomponenten von Werkzeugmaschinen sind oftmals nicht vorhanden. Dadurch werden am Markt verfügbare energieeffiziente Technologien und Komponenten wegen ihrer höheren Anschaffungskosten nicht nachgefragt. Des Weiteren ist die Markteinführung für sich in der Entwicklung befindliche energieeffizientere Nebenkomponenten schwierig aufgrund unbekannter Energieeinsparmöglichkeiten und somit unbekannter Amortisationszeiten.

Eine Bewertung des Energieumsatzes von Nebenkomponenten von Werkzeugmaschinen ist nicht ohne Messungen möglich. Es sind zwar verschiedene Tools zur Bestimmung des Energieumsatzes von Werkzeugmaschinen vorhanden, allerdings benötigen sie häufig in irgendeiner Form Messdaten als Eingangsgrößen.

Daher ist das Ziel der vorliegenden Arbeit, die vom Maschinenzustand abhängige Energieeffizienz von dezentralen Fluidkreisläufen zu untersuchen, sie durch die Verwendung energieeffizienterer Technologien zu optimieren und die Leistungsaufnahme von dezentralen Fluidkreisläufen zu simulieren.

Dazu wird zunächst eine Methodik zur gesamtheitlichen Analyse der Energieeffizienz von Nebenkomponenten bezogen auf eine Demonstratormaschine entwickelt und angewendet. Die dabei untersuchten Nebenkomponenten repräsentieren aus Sicht der Energieeffizienz den Stand der Technik. Darauf aufbauend werden die dezentralen Fluidkreisläufe der Demonstratormaschine aus Sicht der Energieeffizienz verbessert und mit den Stand-der-Technik-Komponenten verglichen. Abschließend werden die Leistung und der Energieumsatz der Nebenkomponenten für die Demonstratormaschine modelliert und für ein exemplarisches Prüfwerkstück evaluiert.