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Einfluss von mineralölfreien Fluiden auf energieeffiziente Hydraulikaggregate von Werkzeugmaschinen

  • Christian Brecher , David Jasper and Marcel Fey
Published/Copyright: March 20, 2017
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Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb
From the journal Zeitschrift für wirtschaftlichen Fabrikbetrieb Volume 110 Issue 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

1. Roland Berger: Studie: Effizienzsteigerung in stromintensiven Industrien. Ausblick und Handlungsstrategien bis2050. München: Roland Berger Strategy Consultants GmbH, 2011Search in Google Scholar

2. Brecher, C.; Triebs, J.; Heyers, C.; Jasper, D.: Effizienzsteigerung von Werkzeugmaschinen durch Optimierung der Technologien zum Komponentenbetrieb – EWOTeK. 1. Aufl., Apprimus Verlag, Aachen2012Search in Google Scholar

3. Institut für Werkzeugmaschinen und Fertigungstechnik Braunschweig: Mineralölfreie Produktion. URL: https://www.tu-braunschweig.de/iwf/die-lernfabrik/mineraloilfreeSearch in Google Scholar

4. Will, D.; Gebhardt, N.; Ströhl, H. (Hrsg.): Hydraulik – Grundlagen, Komponenten, Schaltungen. 5. Aufl., Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg201110.1007/978-3-642-17243-4_2Search in Google Scholar

5. Bock, W.: Hydraulik-Fluide als Konstruktionselement. Vereinigte Fachverlage, Mainz2007Search in Google Scholar

6. Malberg, A.: Besser schmieren ohne Öl. Fraunhofer – Forschung Kompakt – Sonderausgabe, 8. Mai 2012Search in Google Scholar

7. Bechem Lubrication Technology: Berufluid – Tomorrow's Technologies. Today. Carl Bechem GmbH, Hagen2012Search in Google Scholar

8. Wire Extra: Schmierstoffe für Nachhaltigkeit, 2013Search in Google Scholar

9. Dwuletzki, H.: Kühlschmierstoffe der neuen Generation. Wissenschaft & Forschung (2010) 2, S. 54–61Search in Google Scholar

10. Schleifen+Polieren: Berufluid – Das innovative Kühlschmierkonzept der Zukunft. Schleifen + Polieren (2009) 1, S. 48–49Search in Google Scholar

11. Biermann, D.: Wasser schmiert so gut wie Öl. dihw Magazin (2012) 2 Vieweg, K.-U.: Kühlen, schmieren, Ressourcen schonen. medizin & technik (2012) 4, S. 46–47Search in Google Scholar

12. VDI: Neues Konzept für Kühlen und Schmieren verzichtet auf Öl. In: VDI-Nachrichten, 2012Search in Google Scholar

13. Fraunhofer-Institut für Verfahrenstechnik und Verpackung (IVV): Mineralölfreier Schmierstoff auf Polymerbasis – Kostensenkung und Ressourcenschonung. Fraunhofer Jahresbericht 08/09, 2010, S. 36–38Search in Google Scholar

14. Triebs, J. B.: Analyse, Optimierung und Simulation des Energieumsatzes dezentraler Fluidkreisläufe von Werkzeugmaschinen. Dissertation, RWTH Aachen, 2015Search in Google Scholar

15. Brecher, C.; Triebs, J.; Jasper, D.: Energy Efficient Solutions for Hydraulic Units of Machine Tools. In: Nee, A. Y. C.; Song, B.; Ong, S.-K. (Hrsg.): Re-engineering Manufacturing for Sustainability. Proceedings of the 20th CIRP International Conference on Life Cycle Engineering, Singapore 17 – 19 April, 2013. Springer-Verlag, Singapore2013, S. 191–19610.1007/978-981-4451-48-2_31Search in Google Scholar

16. Neugebauer, H.; Westkämper, E.; Klocke, F.; Kuhn, A.; Schenk: Abschlussbericht – Untersuchung zur Energieeffizienz in der Produktion. Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V., Chemnitz2008Search in Google Scholar

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

© 2015, Carl Hanser Verlag, München

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