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Einfluss von mineralölfreien Fluiden auf energieeffiziente Hydraulikaggregate von Werkzeugmaschinen

  • Christian Brecher , David Jasper und Marcel Fey
Veröffentlicht/Copyright: 20. März 2017
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
Aus der Zeitschrift Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Band 110 Heft 7-8

Kurzfassung

In Werkzeugmaschinen sind Hydraulikaggregate einer der größten Energieverbraucher. Das Hydraulikaggregat ist u. a. für die Funktionen Werkstückklemmung, Werkzeugwechsel und Palettenwechsel zuständig. Energieeffiziente Hydraulikaggregate senken den Anteil des Energieverbrauchs und weisen geringere Betriebstemperaturen auf. In 74 Prozent aller Hydrauliksysteme wird Mineralöl als Fluid verwendet. Dieser Beitrag stellt ein mineralölfreies, wasserbasiertes Hydraulikfluid vor, welches in einem energieeffizienten Hydraulikaggregat eingesetzt werden kann. Im Ausgangszustand wird dieses Aggregat mit einem herkömmlichen, mineralölhaltigen Hydraulikfluid betrieben (Viskositätsgrad 46). Es werden die Effekte auf das Betriebsverhalten analysiert und mit dem Ausgangszustand verglichen. Zudem werden weitere Möglichkeiten zur Steigerung der Energieeffizienz aufgezeigt, die sich durch den Einsatz des mineralölfreien Fluids eröffnen.

Abstract

In machine tools, hydraulic units are one of the main consumers of energy. Hydraulically driven functionalities of machine tools include tool clamping, tool change, work piece clamping or palette change. Besides lowering the energy consumption, energy-efficient hydraulic units decrease the operating temperature. In 74 % of all hydraulic systems, mineral oil is used as fluid. This paper introduces a mineral oil-free, water-based hydraulic fluid, replacing a conventional mineral oil based hydraulic fluid (ISO-VG 46) within an energy-efficient hydraulic unit. The effects on the unit's performance will be evaluated. Additionally possibilities for increasing the energy efficiency by using the water-based hydraulic fluid are presented.

Prof. Dr.-Ing. Christian Brecher, geb. 1969, schloss 1995 sein Maschinenbaustudium an der RWTH Aachen ab. Nach dem Studium arbeitete er von 1995 bis 2001 als Wissenschaftlicher Mitarbeiter und Oberingenieur der Abteilung Maschinentechnik am Werkzeugmaschinenlabor (WZL) der RWTH Aachen und promovierte dort an der Fakultät für Maschinenwesen. Nach ca. dreijähriger Tätigkeit in der Werkzeugmaschinenindustrie wurde er im Januar 2004 zum Universitätsprofessor für das Fach Werkzeugmaschinen der RWTH Aachen und Mitglied des Direktoriums von WZL und IPT (Fraunhofer Institut für Produktionstechnologie) ernannt. Zu seinen Schwerpunkten gehören Maschinen-, Getriebe- und Steuerungstechnik.

Dipl.-Ing. David Jasper, geb. 1984, studierte Maschinenbau an der RWTH Aachen. Seit Januar 2012 ist Herr Jasper am WZL der RWTH Aachen als Wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Gruppe „Konstruktion und Berechnung von Produktionsanlagen“ tätig. Schwerpunktmäßig beschäftigt sich Herr Jasper mit der Erforschung der Nebenaggregate von Werkzeugmaschinen mit dem Fokus auf deren Energieeffizienzsteigerung.

Dr.-Ing. Marcel Fey, geb. 1982, studierte Maschinenbau an der RWTH Aachen. Seit Dezember 2009 ist Herr Fey am WZL der RWTH Aachen als Wissenschaftlicher Mitarbeiter tätig. Von 2012 bis 2013 leitete Herr Fey die Gruppe „Konstruktion und Berechnung von Produktionsanlagen“ am WZL. Seit 2014 arbeitet Herr Fey als Oberingenieur am Lehrstuhl für Werkzeugmaschinen der RWTH Aachen.

References

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Online erschienen: 2017-03-20
Erschienen im Druck: 2015-08-18

© 2015, Carl Hanser Verlag, München

Artikel in diesem Heft

  1. Editorial
  2. Innovationsorientierte Technologieförderung
  3. Inhalt/Contents
  4. Inhalt
  5. Produktionsplanung
  6. Kollaborative Produktionsplanung und -steuerung in der Cloud
  7. Simulationsgestützte Planung energieeffizienter Produktionssysteme
  8. Produktionstechnologien
  9. Systematische Identifikation von Produktionstechnologien
  10. Energieeffizienz
  11. Einfluss von mineralölfreien Fluiden auf energieeffiziente Hydraulikaggregate von Werkzeugmaschinen
  12. Wirtschaftlicher Einsatz von Energieflexibilität als Lösungsbaustein der Energiewende
  13. Ressourceneffizienz
  14. Kommunikationsverbund zur Steigerung der Ressourceneffizienz
  15. Globale Produktionsnetzwerke
  16. Ermittlung eines strategischen Migrationsplans für globale Produktionsnetzwerke
  17. Servicenetzwerke
  18. Instandhaltungsleistungen im Servicenetzwerk
  19. Technologieplanung
  20. Zielsystem zur Berücksichtigung der Anlaufsituation
  21. Fabrikplanung
  22. Unternehmensansiedlungen in Metropolregionen
  23. Wissensmanagement
  24. Wissensmanagement in der Zerspanung
  25. Innovationsmanagement
  26. Grundlagen zu einer Bewertungssystematik für Innovationsvorhaben
  27. Assistenzsysteme
  28. Prozesstransparenz auf Gestenbasis
  29. Industrieroboter
  30. Modulares Leichtbau-Greifer-System
  31. Handhabung
  32. Automatisierung der Handhabung von Batteriezellen und Rahmen für die Batteriemodulmontage
  33. Intelligente Fabrik
  34. Entwicklungsprozess für cybertronische Produktionssysteme
  35. Automatisierung von Overheadprozessen
  36. Industrial Internet
  37. Kurzer Begriff und Nutzen des System Lifecycle Management
  38. Produktion von Morgen
  39. Schritt für Schritt Produktivität steigern
  40. Vorschau/Preview
  41. Vorschau
https://doi.org/10.3139/104.111357

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  1. Editorial
  2. Innovationsorientierte Technologieförderung
  3. Inhalt/Contents
  4. Inhalt
  5. Produktionsplanung
  6. Kollaborative Produktionsplanung und -steuerung in der Cloud
  7. Simulationsgestützte Planung energieeffizienter Produktionssysteme
  8. Produktionstechnologien
  9. Systematische Identifikation von Produktionstechnologien
  10. Energieeffizienz
  11. Einfluss von mineralölfreien Fluiden auf energieeffiziente Hydraulikaggregate von Werkzeugmaschinen
  12. Wirtschaftlicher Einsatz von Energieflexibilität als Lösungsbaustein der Energiewende
  13. Ressourceneffizienz
  14. Kommunikationsverbund zur Steigerung der Ressourceneffizienz
  15. Globale Produktionsnetzwerke
  16. Ermittlung eines strategischen Migrationsplans für globale Produktionsnetzwerke
  17. Servicenetzwerke
  18. Instandhaltungsleistungen im Servicenetzwerk
  19. Technologieplanung
  20. Zielsystem zur Berücksichtigung der Anlaufsituation
  21. Fabrikplanung
  22. Unternehmensansiedlungen in Metropolregionen
  23. Wissensmanagement
  24. Wissensmanagement in der Zerspanung
  25. Innovationsmanagement
  26. Grundlagen zu einer Bewertungssystematik für Innovationsvorhaben
  27. Assistenzsysteme
  28. Prozesstransparenz auf Gestenbasis
  29. Industrieroboter
  30. Modulares Leichtbau-Greifer-System
  31. Handhabung
  32. Automatisierung der Handhabung von Batteriezellen und Rahmen für die Batteriemodulmontage
  33. Intelligente Fabrik
  34. Entwicklungsprozess für cybertronische Produktionssysteme
  35. Automatisierung von Overheadprozessen
  36. Industrial Internet
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