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O+P Fluidtechnik 10/2018

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DRUCKFLÜSSIGKEITEN

DRUCKFLÜSSIGKEITEN FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG 05 80 °C Fluidtemperatur: Oben die Wirkungsgrade der Axialkolbenpumpen, mittig die Wirkungsgrade der Zahnradpumpen, unten die Wirkungsgrade der Flügelzellenpumpen, n=1500 min -1 mit Bild 01 verglichen, so lässt sich feststellen, dass bis etwa 60 °C der Viskositätsunterschied zwischen Mineralöl und HETG kleiner wird. Das bedeutet, dass der bei 40 °C am Einlass der Pumpen vorliegende große Viskositätsunterschied aufgrund der Temperatur erhöhung in den Pumpen auch kleiner wird. Daraus folgt, dass die volumetrischen Wirkungsgrade zwischen Mineralöl und HETG sich hier nicht mehr signifikant unterscheiden. Des Weiteren folgt, dass um die in Bild 05 dargestellten Unterschiede im volumetrischen Wirkungsgrad der Flügelzellenpumpen bei 80 °C Einlasstemperatur zu erzeugen, ein deutlich größerer Viskositätsunterschied bzw. eine höhere Temperatur als in Bild 01 gezeigt, in den Pumpen vorliegen muss. Hinsichtlich der Reibkräfte ist es schwer, Unterschiede zwischen den Ölen im hydraulisch-mechanischen Wirkungsgrad auf rheologische Fluideigenschaften zurückführen, da dieses Verhalten maßgeblich durch Reibungs- und Verschleißschutzadditive bestimmt werden kann. Da es sich bei den untersuchten Fluiden allerdings um voll formulierte Hydraulikfluide handelt und die Additivierungen den Autoren nicht bekannt sind, kann hier keine Bewertung vorgenommen werden. 3 ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK Im Rahmen des vorgestellten Projektes wurden verschiedene Hydraulikfluide anhand ihres Einflusses auf den Wirkungsgrad bei hydraulischen Pumpen bewertet. Neben den mineralölbasierten Produkten HLP und HVLP standen insbesondere Bio-Hydrauliköle der Klassen HETG und HEES im Vordergrund. Die Untersuchungen wurden an Axial-, Zahnrad- und Flügelzellenpumpen durchgeführt. Ein Einfluss des Öls auf den Wirkungsgrad konnte mit Flügelzellen bei Verwendung von HETG sowie HEES nachgewiesen werden. Der volumetrische Wirkungsgrad liegt bei den Bio-Ölen hier um bis zu 5 % über dem der Mineralöle. Dies wird auf den im Vergleich zu Mineralölen höheren Viskositätsindex der Bio-Öle zurückgeführt. Bei den Axialkolben und Zahnradpumpen ist kein signifikanter Unterschied im Wirkungsgrad zwischen den verschiedenen Ölen festzustellen. Bei den Zahnradpumpen lässt die Streuung eine Differenzierung der Unterschiede in den Messungen nicht zu. Bei den Axialkolbenpumpen liegen die ermittelten Wirkungsgrade trotz wesentlich geringerer Streuung zu dicht beieinander. Obwohl gerade bei den für Baumaschinen relevanten Axialkolbenpumpen keine Wirkungsgradunterschiede fest gestellt wurden, ist bekannt, dass der Viskositätsindex einen deutlichen Einfluss auf den Wirkungsgrad einer gesamten Baumaschine haben kann / Her08/. Dies legt die Vermutung nahe, dass Unterschiede aus den konduktiven Teilen der gesamten Anlagen resultieren müssen. Weitere Untersuchungen hierzu sind zur Zeit in Planung. Die Autoren möchten sich an dieser Stelle für die Förderung der vorgestellten Untersuchungen beim Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft sowie bei der Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e. V. und der Firma Parker Hannifin bedanken. Literaturverzeichnis /EN02/EN ISO „Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Erzeugnisse, Teil 4: Familie H (Hydraulische Systeme),“ EN ISO 6743-4, 2002 /Mur12/Murrenhoff, H. „Grundlagen der Fluidtechnik,“ Shaker Verlag, 7. Auflage, 2012 /Ott16/ Otto, N., Murrenhoff, H. „Öleinfluss auf den Wirkungsgrad von Hydraulikpumpen,“ O+P Ölhydraulik und Pneumatik,1-2/2016 /ISO03/DIN ISO „Schmierstoffe, Industrieöle und verwandte Produkte,“ DIN ISO 15380, 2003 /ISO04/DIN ISO „Berechnung des Viskositätsindex,“ Norm DIN ISO 2909, 2004 /Sta73/ Stambaugh, R. Kopko, R., „Behavior of Non-Newtonian Lubricants in High Shear Rate Applications,” SAE Technical Paper 730487, 1973 /Her08/Herzog, S. N., et al. „Guidelines for Hydraulic Fluid Viscosity Selection to Improve Equipment Fuel Economy and Productivity,“ Proceedings of the 51st National Conference on Fluid Power, Las Vegas, Nevada, 2008 Autoren : Nicolai Otto, M.Sc., Univ.-Prof. Dr.-Ing. Hubertus Murrenhoff, Univ.-Prof. Dr.-Ing. Katharina Schmitz, ifas - Institut für fluidtechnische Antriebe und Systeme der RWTH Aachen 42 O+P Fluidtechnik 10/2018

IM NÄCHSTEN HEFT: 11-12/2018 ERSCHEINUNGSTERMIN: 07. 11. 2018 ANZEIGENSCHLUSS: 22. 10. 2018 01 01 Senkbremsventile der Cindy-Baureihe haben u. a. die Aufgabe, ein unkontrolliertes Voreilen hydraulischer Verbraucher gegenüber dem zulaufenden Ölstrom zu verhindern. Bucher Hydraulics erweitert nun seine bewährte Baureihe für einen höheren Volumenstrombereich. Foto: Bucher Hydraulics 02 03 02 Das erprobte „Schlauchmanagement für die Industrie“ hat eine Modernisierung erfahren: Fortan können alle Pirtek Center in Deutschland und Österreich auf eine spezielle, neu entwickelte Pirtek Software zugreifen, die es ihnen erlaubt, noch schneller und effizienter Hydraulikschlauchleitungen gemäß den geltenden Normen instand zu halten. Foto: Pirtek 03 Was Drehzahlsensoren in der Mobilhydraulik inzwischen alles leisten können, und wie man die Sensoren marktgerecht entwickelt, das haben wir uns bei der Rheintacho Messtechnik GmbH in Freiburg im Breisgau vor Ort angeschaut. Foto: Peter Becker DER DIREKTE WEG O+P IM INTERNET: www.oup-fluidtechnik.de O+P ALS E-PAPER: www.engineering-news.net O+P-REDAKTION: PETER BECKER, p.becker@vfmz.de WERBUNG IN O+P: ANDREAS ZEPIG, a.zepig@vfmz.de WORLD OF INDUSTRIES: www.en.engineering-news.net INSERENTENVERZEICHNIS HEFT 10/2018 EKOMAT, Karben 15 Gehrckens, Pinneberg 15 HANSA-FLEX AG, Bremen 27 KASTAS, Quickborn 23 Layher, Kirchberg 31 LEE, Sulzbach 13 NACHI EUROPE, Krefeld5 PH Industrie-Hydraulik, Ennepetal 37 ROSS EUROPA, Langen 17 Scanwill Fluid Power, Albertslund (DK) 25 SF Filter, Villingen-Schwenningen 33 SICK, Waldkirch 11 Stauffenberg, Werdohl3 SUN Hydraulik, Erkelenz 19 VOSS Fluid, Wipperfürth 21 TECHNISCH-WISSENSCHAFTLICHER BEIRAT Dr.-Ing. C. Boes, Böblingen Dipl.-Ing. M. Dieter, Sulzbach/Saar Prof. Dr.-Ing. A. Feuser, Lohr a. M. Dr.-Ing. M. Fischer, Kraichtal Dr.-Ing. G. R. Geerling, Elchingen Prof. Dr.-Ing. M. Geimer, Karlsruhe Prof. Dr.-Ing. habil. W. Haas, Stuttgart Dr.-Ing. W. Hahmann, Kempen Prof. Dr.-Ing. S. Helduser, Krefeld Univ.-Prof. Dr.-Ing. G. Jacobs, Aachen Dipl.-Ing. M. Knobloch, München Dr. L. Lindemann, Mannheim Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen Dr.-Ing. K. Roosen, Kaarst Dr.-Ing. P. Saffe, Hannover Dr.-Ing. MBA IMD A. W. Schultz, Memmingen Dipl.-Ing. E. Skirde, Neumünster Prof. Dr.-Ing. C. Stammen, Krefeld Dipl.-Ing. P.-M. Synek, Frankfurt Prof. Dr.-Ing. J. Weber, Dresden Der Vorsitzende und stellvertretende Vorsitzende des Forschungsfonds Fluidtechnik im VDMA: Prof. Dr.-Ing. P. U. Post, Esslingen Dr.-Ing. R. Rahmfeld, Neumünster O+P Fluidtechnik 10/2018 43

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