Mobile & Stationäre Systeme

  Bagger und Radlader

Die Gruppe „Mobile und stationäre Systeme“ ist spezialisiert auf die systematische, maßgeschneiderte Neukonzeption bzw. Neuentwicklung hydraulischer Systeme und Architekturen in einem zunehmend mechatronischen Umfeld.

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Fotografie von Herr Matthiesen

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Gruppenvorstellung

Die Erweiterung fluidmechatronischer Antriebsstrukturen um moderne Informationstechnologie im Rahmen des IIoT erweitert kontinuierlich den Spielraum für F&E-Projekte. Die Forschung für stationäre Systeme fokussiert sich daher auf

  • die Verbesserung der Lebensdauer
  • die Steigerung der Energieeffizienz
  • die Streckung von Wartungsintervallen sowie auf vorbeugende Instandhaltung.

Die Verfügbarkeit intelligenter Komponenten führt zu neuen alternativen und robusten Systemkonzepten. Zudem ergibt sich durch die breitere Verwendung von Echtzeitsteuerungshardware, dass hydraulisch-mechanische Regler und Steuerungen zunehmend durch elektrische Steuerungen ersetzt werden. Dies gilt auch für den Bereich der mobilen Systeme.

Zusätzlich sind für mobile Anwendungen innovative Antriebskonzepte zu entwickeln, um den ständig steigenden Anforderungen an Verfügbarkeit, Kraftstoffeffizienz und Produktivität gerecht zu werden. Eine ganzheitliche Betrachtung der vielfältigen Systeme in mobilen Anwendungen von der Primärenergiequelle bis zum Output schafft grundlegend neue Antriebe. Da es sich im Bereich der Mobilhydraulik heutzutage noch um in der Regel von Menschen gesteuerte Prozesse und Maschinen handelt, haben die Bedienbarkeit und die Akzeptanz neuer Systeme einen hohen Stellenwert.

Im Rahmen der Forschung für mobile Systeme zeigen sich folgende Schwerpunkte

  • Hybride Antriebsstränge
  • Energierückgewinnungssysteme
  • Übergeordnete Maschinensteuerungen
  • Mensch-Maschine-Interaktion
 
 

Forschungsschwerpunkte

Text in Kreisen zur Forschungsfeldern

Hybridisierung von mobilen Arbeitsmaschinen

Ziel dieses Forschungsansatzes ist die Optimierung der Belastung des Dieselmotors, der heute und auch in naher Zukunft ein zentraler Bestandteil von Baumaschinen bleiben wird. Durch Energierückgewinnung aus den Antrieben der Maschine kann der Leistungsbedarf am Dieselmotor ausgeglichen und optimiert werden. Insgesamt ergibt sich eine Reduktion des Kraftstoffverbrauchs und der Emissionen (Lärm und Partikel).

Schätzung des Carbon Footprint verschiedener Antriebe für die industrielle Automatisierung

Die Reduzierung der Treibhausgasemissionen erfordert die Kenntnis der wesentlichen Einflussfaktoren in Automatisierungssystemen. In Zusammenarbeit mit dem FIR der RWTH Aachen wird ein online-basiertes Anwenderwerkzeug zur Abschätzung von Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus von pneumatischen, hydraulischen und elektromechanischen Antrieben nach technischen Richtlinien entwickelt.

Antriebe für erneuerbare Energien

Antriebsstränge werden für verschiedene erneuerbare Energieerzeugungsanlagen entwickelt, darunter Lösungen für Wind-, Wellen- und Flugwindturbinen. Die Konstruktionsziele für diese Systeme sind hohe Energieerzeugungsgrade im Teil- und Volllastbereich, eine kompakte Bauweise und geringe Lebenszykluskosten. Hieraus entstehen konkurrenzfähige Alternativen gegenüber elektromechanischen Antriebslösungen.

Maschinen- und Prozesssteuerungen

Aufgrund der zunehmenden Digitalisierung und der hohen Verfügbarkeit von maschinen- und prozessübergreifenden Daten werden in enger Zusammenarbeit mit der Gruppe “Digitalisierung & Automatisierung” neue Systemkonzepte entwickelt. Diese wiederum führen zu einem großen Potenzial zur Verkürzung von Produktions- und Zykluszeiten, zur Verbesserung der Mensch-Maschine-Interaktion und zur Prozessstabilität.

 
 

Laufende Forschungsprojekte

HMGSB - Schienenfahrzeugbremse mit hydraulisch-mechanisch geregeltem Bremsmoment
Carbon Footprint - Ermittlung des Carbon Footprints unterschiedlicher Antriebsarten von Produktionsanlagen
HGB2 - Hot Gas Bulge Test

Elektromechanische Ansteuerungen großer Schaltventile in volumenstromgeregelten Hydrauliksystemen

HyTower - Selbsterrichtende Onshore Windenergieanlage

 

Abgeschlossene Forschungsprojekte

STEAM – Hydraulisches Hybridsystem für Bagger

Windenergie - Hydrostatische Getriebe für Windkraftanlagen

Wellenenergie - Hydrostatische Getriebe für Wellenkraftwerke