Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Systemdruckniveau in mobilen Arbeitsmaschinen – Systemeigenschaften und Potentiale

Eines der Hauptargumente für den Einsatz hydraulischer Antriebe ist die spezifische Leistung. Verglichen mit der elektrischen Antriebstechnik kann mittels hydraulischer Systeme deutlich kompakter und leichter, bezogen auf eine zu erreichende Leistung, gebaut werden.

Bei der Dimensionierung hydraulischer Antriebssysteme ist der Entwickler heute bezüglich der Festlegung des maximalen Druckniveaus aufgrund der Marktverfügbarkeit von Komponenten stark eingeschränkt. Eine Erhöhung des Maximaldruckes hätte jedoch den Vorteil, dass man zur Erreichung derselben Kräfte kleinere Aktoren verwenden kann. Als Resultat können sowohl kleinere Leitungen und Ventile als auch kleinere Pumpen eingesetzt werden, was insgesamt zu einem kompakteren Systempaket führt. Allerdings werden an die Komponenten auch höhere Festigkeitsanforderungen gestellt, was beim Einsatz des gleichen Materials zunächst zu größeren Wandstärken führt. Die im Systemdesign gegenläufigen Kriterien gilt es zu analysieren und ein entsprechendes Optimum abzuleiten.

Das beantragte Projekt hat zum Ziel, eine Methode zur applikationsspezifischen Auswahl eines technisch sinnvollen Systemdruckniveaus zu entwickeln. Anhand einer konkreten Maschine werden eine Systemanalyse durchgeführt, Varianten und ein konkreter Systementwurf erstellt. Die Wirksamkeit der Ergebnisse wird durch simulationsgestützte Methoden und durch ausgewählte Experimente / Prüfstandsversuche nachgewiesen. Die Systemanalyse wird durch ausgewählte Komponentenuntersuchungen ergänzt.

Den Anwendern, insbesondere den KMU steht mit dem Projektergebnis eine wissenschaftlich fundierte Grenze des applikationsspezifischen, technisch maximal sinnvollen Systemdruckes zur Auslegung zukünftiger Systeme mit gesteigerter spezifischer Leistung zur Verfügung. Erste komponentenspezifische Entwicklungsthemen sowie Systemeigenschaften für „Höchstdruck“ werden darüber hinaus abgeleitet, so dass eine vorwettbewerbliche Einschätzung zur Praxistauglichkeit gegeben werden kann.