Neue Lösungen für elektrohydraulische Steuerungssysteme mobiler Arbeitsmaschinen mit aufgelösten Steuerkarten und lastunabhängiger Bewegung parallel betriebener Verbraucher

• Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Jürgen Weber
• Fachliche Zuordnung: Konstruktion, Maschinenelemente, Produktentwicklung
• Förderung: Förderung von 2011 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 198148399

Das Ziel des Projektes besteht in der methodischen Erforschung struktureller Realisierungsmöglichkeiten für lastkompensierte, elektrohydraulische Steuerungssysteme mit getrennten mobiler Arbeitsmaschinen. Ein Vergleich zwischen den aus der Literatur bekannten Steuerungskonzepten mit getrennten Steuerkanten und den entwickelten Lösungen soll vor allem Vorteile in Bezug auf Energieverbrauch, Auslegungs- und Inbetriebnahmeaufwand sowie Kosten aufzeigen. Neben diesen allgemeinen Kriterien sollen Teilziele verfolgt werden:- Senken des Energieverbrauchs durch Reduzierung der Verluste an den Tankkanten,- Vereinfachen der Gestaltung der Steuerkanten im Vergleich zu den Systemen mit gemeinsamer Steuerkante (Feinsteuergeometrien, Kantenabstimmung),- Nutzung einfacher Steuer- und Regelungsstrategien zur Betätigung der Steuerkanten, um damit mindestens so gute dynamische Eigenschaften zu erzielen wie mit bestehenden Steuerungssystemen mit einem gemeinsamem Steuerschieber,- Verringern des Komponentenaufwandes (Magnete, Ventile, Sensoren) im Vergleich zu bereits bekannten Systemlösungen mit getrennten Steuerkanten,- Ansteuerung auf der Basis elektrohydraulischer Load-Sensing Systeme- lastkompensierter Betrieb der Verbraucher- Möglichkeiten zur Energierekuperation-/regeneration.Das Hauptziel der Arbeiten während der Fortsetzungsphase ist die Umsetzung einer der Vorzugsvarianten am Baggerarm im Versuchsfeld des Instituts für Fluidtechnik. Dafür sind neben den komponentenseitigen Umbaumaßnahmen die Weiterentwicklung, Implementierung, Inbetriebnahme und Analyse der Betriebsstrategie samt Regelungskonzept voranzutreiben. Da von Seite der Industrie Interesse an der grundlagenorientierten Ausrichtung besteht, wird für die geplanten Versuche Ventiltechnik von Industriepartnern bereitgestellt. Ein weiterer Untersuchungsaspekt welcher sich im Rahmen der durchgeführten Arbeiten ergeben hat, ist die Analyse und Darstellung der Energieverteilung innerhalb von Antriebssystemen mit parallelem Verbraucherbetrieb. Die in der Literatur gebräuchlichen Darstellungen wie Sankey Diagramme oder Leistungsverteilungsdiagramme in Balkendarstellung stoßen dabei zusehends an ihre Grenzen. Hier hat sich die Nutzung der Häufigkeiten von, in typischen Bewegungsabläufen auftretenden, Betriebspunkten als anschauliches Mittel herausgestellt. Neben der zu- bzw. abgeführten Leistung bieten sich Verlustenergieanteile zur Auswertung an.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen