Das Projekt "Schwerpunkt: Fluidik" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von HYDAC International GmbH durchgeführt. 1. Vorhabensziel Das Ziel des Vorhabens ist, die Komponenten einer Werkzeugmaschine entsprechend der Anforderungen des Fertigungsprozesses optimal anzusteuern. Für das Hydraulikaggregat heißt das zunächst, energetisch optimierte Dimensionierung des Aggregates zu realisieren. Hinsichtlich des Kühlsystems wird ebenfalls die Vorausschau auf die tatsächlich im Prozess anstehenden Kühlanforderungen ein erhebliches Einsparpotential ermöglichen. Ein ebenso großes Potential wird jedoch darin gesehen, dass durch Anpassung des Temperaturniveaus wesentlich energieeffizientere Kühlprinzipien, realisiert werden können. Auch im Bereich der Hochdruck-Kühlschmierstoffversorgung findet sich erhebliches Einsparungspotential das durch eine am Bedarf orientierte Steuerung genutzt werden kann. 2. Arbeitsplanung Teilprojekt 1: Messungen an Referenzprozessen um den Energiebedarf unterschiedlicher Fertigungsoperationen zu ermitteln. Teilprojekt 2: Analyse des thermischen Verhalten der Maschine an einem thermischen Modell der Maschine sowie Entwicklung und Bau eines 'intelligenten Fluidschranks' Teilprojekt 3: Entwicklung einer energieoptimierten NC-Achse unterstützt durch ein hydraulisches Gewichtsausgleichsystem Teilprojekt 4: Entwicklung einer Steuerung und Regelung für die Komponenten unter Berücksichtigung der Energiebetrachtung auf Basis der Prozessinformationen des Teilprojektes 1 Teilprojekt 5: Prototypische Umsetzung der entwickelten Systeme und Steuerungskonzepte an einer Forschungsmaschine.
Das Projekt "Sub project: MeBoCORK: Development of borehole observatories for MeBo (MARUM Meeresboden- Bohrgerät): Application to the seismogenic Nankai Trough subduction zone, Japan" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bremen, Zentrum für marine Umweltwissenschaften durchgeführt. Approximately 90 percent of the seismic moment on Earth is released in often devastating subduction zone earthquakes (EQs). In the Integrated Ocean Drilling Program (lODP), the study of seismogenesis along an active convergent margin plays a key role in the form of a multi-expedition effort named 'NanTroSEIZE' (Nankai Trough Seismogenic Zone Experiment). To date, eight expeditions (lODP Expeditions 314-316, 319, 322, 326, 332-333) drilled 12 sites along a transect from the incoming plate across the frontal accretionary prism to the forearc basin. In the near future, the deepest hole will tap into the seismogenic portion of the subduction megathrust using Riser drilling. The proponent participated in three of the NanTroSEIZE expeditions, most recently as co-chief scientist overseeing the successful recovery of a mini-CORK and the installation of a mini-CORK and a full CORK observatory (Exp 332). This proposal aims lo reach two major scientific milestones:(i) In addition to the German component of the lODP borehole observatory network (i.e. mini- CORKs during Legs 319 and 332 plus some contribution to the full CORK), we want to extend the long-term monitoring efforts to active mud volcanoes some 30 km landward of Site C0009. These features carry gas hydrates and deep-seated fluids, most likely tapping into the seismogenic zone at a depth of several km below seafloor, and are also overlying an area of high strains and a locked plate boundary-thrust.(ii) The second goal is to develop a smart MeBo (MARUM Meeresboden-Bohrgerät) CORK observatory to be installed in two of these mud volcanoes. These observatories will be self-contained and monitor pore pressure and temperature as proxies for strain and fluid flow near terminal depth of the borehole. Their hydraulic lines can further be used for geochemical (osmo-sampler) and microbiological (FLOCS units) monitoring and sampling.The underlying reason for the engineering effon of smart observatories for MeBo is founded in the new lODP Science Plan where specialist rigs such as MeBo are discussed as ECORD's contribution from 2013-2023. So far, CORKs or other sophisticated long-term devices were restricted to DVs Joides Resolution and Chikyu, however, we here present an affordable solution for versatile, multi-disciplinary MeBo borehole instruments. The proposed system is to be installed by MeBo alone and data can be retrieved by ships of opportunity. A seafloor extension, to be deployed and recovered by ROVs (during and/or after the anticipated lODP expedition) can add capability and payload, and hence represent the means for more than decade of monitoring. Data recovery will be from ships of opportunity and hence frequently possible.Funding for MeBo drilling and ROV installations in the Nankai mud volcano field has already been granted (RV Sonne cruise SO222 in summer 2012) and is brought into the project as in kind contribution.
Das Projekt "LHYDIA - Leichtbau-Hydraulik im Automobil" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Bosch Rexroth Aktiengesellschaft, Engineering Enabling (DC,ENE) durchgeführt. Der Energieverbrauch im Verkehrswesen ließe sich erheblich reduzieren, wenn eine effiziente Möglichkeit zur Energierückgewinnung bestünde, beispielsweise durch Nutzung der Bremsenergie. Der Elektrohybrid wird hierbei häufig als Lösungsalternative genannt. Die mobile Hydraulik ist in diesem Kontext ein bisher wenig beachtetes Feld, insbesondere in der Ausführung eines Hydraulischen Hybrids in Leichtbauweise für PKW und Nutzfahrzeuge. Ziel des Forschungsvorhabens LHYDIA ist es, eine deutliche Verbesserung der Energieeffizienz heute bestehender Hydrauliksysteme durch den Einsatz von Leichtbaukomponenten in Mischbauweise zu ermöglichen. Bosch Rexroth entwickelt bereits für die verschiedenen Antriebskonzepte schwerer Nutzfahrzeuge und mobiler Arbeitsmaschinen parallele und serielle Hybridantriebe. Solche Antriebssysteme basieren auf der Grundidee, die kinetische Energie beim abbremsen einer Bewegung nicht zu vernichten, sondern in hydraulische Energie umzuwandeln und zu speichern. Beim nächsten Bewegungs- bzw. Beschleunigungsvorgang wird die gespeicherte Energie wieder in den Antrieb eingespeist und entlastet so den antreibenden Verbrennungsmotor. Bisher existieren noch keine hydraulischen Komponenten in Leichtbauweise, die den technischen, ökonomischen sowie ökologischen Anforderungen für den Automotive-Sektor genügen. Im Rahmen des Verbundprojekts sollen die drei Hauptelementelemente eines hydraulischen Hybridantriebs in Mischbauweise entwickelt werden. Diese sind im Einzelnen: 1. Hydraulikpumpe/-motor zum Fördern der Hydraulikflüssigkeit - 2. Ventilblock zur Steuerung des Hydrauliksystems - 3. Stickstoff-Druckspeicher zur Energiespeicherung. Für jede dieser Einzelkomponenten werden im Projekt zunächst die Anforderungen erarbeitet und beschrieben sowie das spätere Prüfkonzept für das System des hydraulischen Hybrids festgelegt. Es wird angestrebt, den Prototyp des Hybrids, den so genannten Demonstrator, in einem speziellen Hydraulikprüfstand zu installieren. Im Rahmen umfangreicher Prüfungen soll die Fähigkeit zur Energiespeicherung und -rückgewinnung zum späteren Einsatz in PKW und leichten Nutzfahrzeugen aufgezeigt werden. Konventionelle Hydraulikkomponenten bestehen fast ausschließlich aus Eisenwerkstoffen und Buntmetallen. Im Gegenzug dazu zeichnen sich Leichtbauanwendungen durch den Einsatz von Verbundwerkstoffen, Kunststoffen und Leichtmetallen aus. Die Übertragung von Leichtbaukonzepten in hydraulische Systeme stellt eine enorme Herausforderung dar, weil die Hybridkomponenten sowohl den mechanischen Belastungen bei Systemdrücken von mehreren hundert Bar standhalten als auch teils aggressiven Hydrauliköle dauerhaft widerstehen müssen. Hierzu sind umfangreiche Werkstoffuntersuchungen und Weiterentwicklungen erforderlich, die an den beteiligten Hochschulen und Forschungseinrichtungen angesiedelt sein werden.
Das Projekt "Frueherkennung und Diagnose von Fehlern in oelhydraulischen Antrieben" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Darmstadt, Fachbereich Maschinenbau, Fachgebiet Turbomaschinen und Fluidantriebstechnik durchgeführt. Aus der computergestuetzten Analyse von Messignalen (Druecke, Weg, Strom, Temperatur) sollen fruehzeitig beginnende Fehler an oelhydraulischen Linear-Antrieben (bestehend aus Ventilen und Arbeitszylindern) erkannt und diagnostiziert werden. Ein wichtiger Fehler ist dabei die Oel-Leckage infolge von Dichtungsschaeden. Mit Hilfe eines mathematischen Modells konnte das Auftreten einer kuenstlich erzeugten Leckage erkannt werden.
Das Projekt "Entwicklung und Erprobung einer Pumpturbine mit konstanter Durchstroemrichtung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von KSB AG durchgeführt. Zielsetzung des Projekts ist die Entwicklung einer Pumpturbine, die durch interne Schaufelverstellung sowohl als Pumpe als auch als Turbine arbeiten kann. Neu dabei ist die konstante Durchstroemrichtung im Pumpen- und Turbinenbetrieb. Mit geringem Bauwerksaufwand kann damit sowohl Wasser hochgepumpt als auch die Druckenergie von fliessenden Gewaessern zurueckgewonnen werden. Im Rahmen einer umfangreichen hydraulischen Vorentwicklung sollen verschiedene Schaufelauslegungen und -verstellungen getestet und optimiert werden. Diese Phase 1 beinhaltet auch einfache konstruktive Ausfuehrungen, um mit einer wirtschaftlichen Loesung bisher nicht genutzte Wasserkraftpotentiale ausschoepfen zu koennen. In der Phase 2 soll ein Prototyp gebaut und erprobt werden. Schwerpunkte sind hier automatische Schaufelverstelleinrichtungen und Sicherheitsvorkehrungen, um bei Stoerfaellen, z.B. Stromstoerung mit Netzausfall, eine Ueberdrehzahl der Maschine zu verhindern.
Das Projekt "STEAM - Steigerung der Energieeffizienz in der Arbeitshydraulik mobiler Maschinen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von RWTH Aachen University, Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen durchgeführt. Sinkende Energieressourcen und damit einhergehend steigende Energiepreise sowie verschärfte Abgasrichtlinien stellen Baumaschinenhersteller vor die Herausforderung, die Energieeffizienz ihrer angebotenen Produkte in den Fokus zu nehmen. Hierzu gibt es eine Vielzahl von Einzelanstrengungen der am Markt agierenden Firmen, aber es fehlt ein Ansatz, der Grundlagenerkenntnisse aufbereitet und ganzheitlich analysiert. Das Institut für fluidtechnische Antriebe und Steuerungen der Rheinisch- Westfälischen Technischen Hochschule Aachen wird mit dem Projekt 'Steigerung der Energieeffizienz in der Arbeitshydraulik mobiler Maschinen (STEAM)' erstmalig eine ganzheitliche und systematische Betrachtung der Energieeffizienzsteigerung der Arbeitshydraulik von mobilen Maschinen durchführen. Dabei werden der gesamte Antriebsstrang von der Verbrennungskraftmaschine bis zur eigentlichen Arbeitshydraulik ausgewertet und die einzelnen Komponenten aufeinander abgestimmt. STEAM belastet die Verbrennungskraftmaschine unabhängig vom Arbeitszyklus mit dem gleichen Lastmoment bei gleichbleibender Drehzahl, so dass diese stets im optimalen Betriebspunkt betrieben wird. Hierdurch lässt sich nicht nur der Kraftstoffverbrauch sondern auch die Abgasemissionen reduzieren. Um den Konstantdruck energieeffizient an den Lastdruck der einzelnen Verbraucher anpassen zu können, wird eine zweite Konstantdruckleitung (Zwischendruckleitung) verwendet. Die hierdurch insgesamt drei zur Verfügung stehenden Druckleitungen können flexibel auf Kolbenboden- und Stangenseite des Zylinders verschaltet werden. Durch die neun möglichen Verschaltungen wird die abzudrosselnde Energie minimal gehalten. STEAM ist zudem in der Lage aufgrund seiner Hoch- und Mitteldruckleitung, die potentielle Energie des Auslegers und die kinetische Bremsenergie des Drehwerks zurückzugewinnen. Hierzu wird die Energie in die Druckleitungen zurückgespeist und kann in die angeschlossenen Druckspeichern zwischengespeichert werden. Alternativ kann sie direkt für andere an den Druckleitungen angeschlossenen Verbrauchern genutzt werden. Entsprechend muss der Verbrennungsmotor bzw. die Hydraulikpumpe diesen zurückgewonnenen Energieanteil nicht zur Verfügung stellen, was zu einer Reduktion des Kraftstoffverbrauchs führt. STEAM nutzt einfache und effiziente Komponenten, wie beispielsweise Konstantpumpen, die aufgrund der Druckspeicher an den Konstantdruckleitungen nicht auf Eckleistung ausgelegt werden müssen. Dies führt dazu, dass die Komponenten im Zusammenspiel mit der konstanten Belastung der VKM im Volllastbereich betrieben werden, was zu einer maximal möglichen Energieeffizienz der Einzelkomponenten führt. Ziel des durch das BMBF im Rahmen des VIP-Programms geförderten Projekts ist die Validierung des STEAM-Systems anhand einer realen Baumaschine. Dieser Demonstrator (Bagger) soll die praktische Funktionsfähigkeit beweisen und im Erfolgsfall der industriellen Forschung und Entwicklung neue Impulse geben.
Das Projekt "Einfluss der Koppelstellen auf die Geraeuschemission von Hydrosystemen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Stuttgart, Institut für Werkzeugmaschinen durchgeführt. Ermittlung des Einflusses von Koppelstellen zwischen den einzelnen Bauelementen eines Hydraulikaggregats auf seine Geraeuschabstrahlung. Dazu werden experimentelle und theoretische Untersuchungen der Koerper- und Fluessigkeitsschalluebertragung vorgenommen.
Das Projekt "Laermminderung an Kehr- und Saugfahrzeugen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von BSB Schalltechnisches Büro durchgeführt. Es sollen Laermminderungsmassnahmen an Kehr- und Saugfahrzeugen - insbesondere an den fuer diese Fahrzeuge verwendeten Teilaggregaten wie Pumpen, Verdichter, Ventilatoren, Hydraulikaggregate und Getriebe - erarbeitet werden. Darueberhinaus soll eine Festlegung fuer Messvorschriften erarbeitet werden.
Das Projekt "Teilvorhaben: Anwendung." wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Kniele GmbH durchgeführt. Im Vorhaben Hydrogen2Hydraulics werden Powerpacks für hydraulische angetriebene mobile und semi-stationäre Bau- und Arbeitsmaschinen entwickelt, die im Interesse der Dekarbonisierung und Emissionsminderung statt Diesel Wasserstoff als Energieträger verwenden. Wasserstoff wird dabei mittels einer Brennstoffzelle zu elektrischer Energie gewandelt, welche dem elektrischen Antrieb einer Hydraulikpumpe dient. Als Output wird Hydraulik-Leistung zur Ankopplung der Arbeitsaggregate erzeugt. Die Hydraulik ist aufgrund der hohen Kraftdichte und Robustheit in diesem Bereich weiterhin unabdingbar. Das System wird als Baukasten ausgelegt, sodass unterschiedliche Leistungsklassen und Bauräume bedient werden können. Im Vorhaben wird das Gesamtsystem mittels Modellbildung und Simulation ausgelegt, ein Prototyp mit einer Leistung von 50 kW aufgebaut und abschließend realitätsnah erprobt. Dieses Teilprojekt fokussiert auf den Test in Kundenanwendungen wie Betonmischanlagen.
Das Projekt "Teilprojekt 3: Konstruktion/Herstellung der CFK-Behälter und der aus einem Hybridverbund gefügten Nockenwelle" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Technische Universität Chemnitz, Institut für Strukturleichtbau (IST), Professur Strukturleichtbau und Kunststoffverarbeitung durchgeführt. Das Projekt zielt darauf ab, ein kompaktes und leichtes Hydrauliksystem für Nutzfahrzeuge zu erarbeiten, welches die Funktionen 1) Umwandlung der kinetischen Bewegungsenergie in potenzielle Energie mit Hilfe neu zu erarbeitender hydraulischer Komponenten, 2) Wirkungsgradneutraler Durchtrieb bei Systemabschaltung sowie Antriebsunterstützung des Lkw durch Zuschaltung der im neu geschaffenen hydraulischen System gespeicherten Energie sicherstellt. Im Ergebnis werden Kraftstoffeinsparungen sowie Reduktionen des CO2-Ausstoßes von wenigstens 20 Prozent für Lastkraftwagen im Verteilerverkehr erwartet. Außerdem ermöglicht das neu zu schaffende hydraulische System ein verschleißfreies hydrodynamisches Bremsen, wodurch der Bremsenabrieb deutlich reduziert und in der Folge die Feinstaubbelastung in den Innenstädten als eine Folge des Abriebs der Betriebsbremse signifikant vermindert werden kann. Besonderes Augenmerk wird auf eine einfache Fahrzeugintegration gelegt, um das System als wirtschaftlich sinnvolle Nachrüst- sowie Erstausrüstungslösung verwerten zu können. Der wesentliche Entwicklungsaufwand besteht in der Erarbeitung leichter und kompakter hydraulischer Komponenten für die Mehrquadranten-Hydraulikpumpe sowie den Hochdruck-Energiespeicher. Die Mehrquadranten-Hydraulikpumpe ist für den Einbau zwischen Getriebeausgang und Kardanwelle auszulegen. In diesem Zusammenhang müssen hohe Drehmomente (bis 20.000 Nm) sowie Drehzahlen bis 3.000 U/min abgebildet werden können. Gleichzeitig ist der Bauraum begrenzt, da eine Zwischenrahmenlösung mit geringem Gewicht umzusetzen sein wird. Nicht zuletzt wird ein wirkungsgradneutraler Durchtrieb der abgegebenen Motorleistung bei Abschaltung des zu schaffenden hydraulischen Rekuperationssystems angestrebt. Seitens der Hochdruck-Energiespeicher ist eine konsequente Leichtbaukonstruktion auf CFK-Basis zu erarbeiten.
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| Förderprogramm | 38 |
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