Forschung für den Mittelstand - Die IGF-Projektdatenbank

Kavitationserosion verschiedener Druckflüssigkeiten und deren Mischungskomponenten

Hydraulische Antriebe sind aufgrund ihrer hohen Leistungsdichte, guten Steuer- und Regelbarkeit, flexiblen Energieübertragung und hohen Robustheit für den Maschinen- und Anlagenbau von wesentlicher Bedeutung. Der physikalische Effekt der Kavitationserosion behindert jedoch die Weiterentwicklung der Hydraulik hin zu höheren Leistungsdichten, u. a. weil der erosive Massenabtrag mit der dritten Potenz der Leistungsdichte skaliert. Typische Maßnahmen zur Kavitationsreduzierung durch Steuerung und Regelung sowie durch Simulation und Konstruktion führen häufig zu Performanceeinbußen bzw. stehen im Zielkonflikt mit anderen Auslegungskriterien. Der Einfluss der Druckflüssigkeit auf die Kavitationserosion ist bisher ungenügend erforscht, verspricht aber auf Grundlage von Voruntersuchungen großes Optimierungspotenzial zur Erosionsreduzierung.

Ziel dieses Forschungsvorhabens ist es, den Zusammenhang zwischen der Druckflüssigkeit und der Kavitationserosion durch umfangreiche Versuche mit verschiedenen Flüssigkeiten und ihren Mischungskomponenten bei unterschiedlichen Betriebspunkten zu erforschen. Die aufzubauende wissenschaftliche Datenbasis wird auf signifikante Korrelationen zwischen den chemischen sowie physikalisch-technischen Parametern und dem Kavitationserosionsverhalten der Fluide detailliert analysiert. Auf dieser Basis werden konkrete Hypothesen zu den Wirkzusammenhängen formuliert und überprüft. Dies befähigt KMU zur Entwicklung kavitationsarmer Fluide, führt zu einem bewussteren Fluidfreigabeprozess und unterstützt den Anwender bei der Lösung von Kavitationsproblemen. Zusätzlich erlaubt das Forschungsprojekt den KMU die Erschließung höherer Leistungsdichten und Lebensdauern von Hydraulikkomponenten und -systemen.

Die deutsche Fluidtechnikbranche hat die Weltmarktführerschaft inne, KMU sind dabei der Innovationsmotor der Branche. Das Vorhaben leistet einen wertvollen Beitrag zur Erhaltung des Technologievorsprungs und Stärkung der Innovationskraft dieser KMU.