Digitalhydraulik

Problemstellung:

Die Digitalhydraulik umfasst Systeme, die anhand aktiver diskreter hydraulischer Elemente und Teilsysteme gesteuert bzw. geregelt werden. Diese Eigenschaft grenzt die Digitalhydraulik von der weit verbreiteten und oftmals ähnlich bezeichneten digital gesteuerten Hydraulik ab, bei der digitalelektronische Steuerungen in konventionelle Hydrauliksysteme integriert werden.

Von besonderem Interesse sind Systeme, die sich durch technische oder wirtschaftliche Vorteile bezüglich Energieeffizienz, Kosteneffizienz oder Robustheit gegenüber konventionellen Systemen auszeichnen. Diesen Vorteilen stehen Probleme mit hochdynamischen Effekten gegenüber, die durch schnelle Schaltvorgänge entstehen und deren Vermeidung bzw. Beherrschung ein tiefgreifendes Systemverständnis verlangen.

Ziele:

Ziel des Projekts ist eine grundlegende Untersuchung ausgewählter digitalhydraulischer Systeme mit Methoden und Werkzeugen der Systemtheorie und der Regelungstechnik. Die im Rahmen des Projekts gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu dienen, industrielle Einsatzmöglichkeiten für die betrachteten Systeme aufzuzeigen, einzugrenzen und aus technischer Sicht zu bewerten. Das Projekt dient der Schaffung einer theoretisch-methodischen Wissensbasis, die im Anschluss als Grundlage zur Entwicklung von wettbewerbsfähigen digitalhydraulischen Komponenten und Systemen genutzt werden soll.

Vorgehen:

Die Arbeitspakete im ZeMA-Anteil des Kooperationsprojekts umfassen:

• Modellbildung

• Systemanalyse und Optimierung

• Entwicklung von Konzepten zur Ansteuerung

• Simulation

• Experimentelle Untersuchungen

• Dokumentation der Forschungsergebnisse

Ein aktuell im Rahmen des Forschungsprojekts untersuchtes System ist der mehrstufige Kolbenspeicher. Der wesentliche Vorteil gegenüber konventionellen hydropneumatischen Speichern besteht darin, dass die gestufte Anpassung des Druckverhältnisses den Einsatz zur Energiespeicherung und zur Energierückgewinnung in Systemen mit enger begrenzten Lastdruckbereichen erlaubt.

Ansprechpartner: Christian Stauch

Veröffentlichungen:

C. Stauch and J. Rudolph, Flatness Based Control for a Digital Hydraulic System, in: Proc. 9th International Fluid Power Conference, Aachen, Germany, March 24-26, 2014, pp. 466-477, 2014.

C. Stauch, F. Schulz, P. Bruck, and J. Rudolph, Energy Recovery Using a Digital Piston-Type Accumulator, in: Proc. 5th Workshop on Digital Fluid Power, DFP12, Tampere, Finland, October 24-25, 2012, pp. 57-73, 2012.

62101e_1fe200f98fc84eea849f59741ce926db

62101e_3d5d90a65481438c95977379da24d2af