Teilprojekt C9

Beherrschung von Unsicherheit im Hydrauliksystem

Am Beispiel des Hydrauliksystems „Hydrostatisches Getriebe“ wird ein Softsensornetz zur Verbesserung der Betriebsstrategie entwickelt und erforscht.

Die Erfassung des Systemzustandes wird durch die Synthese axiomatischer und dimensionsanalytischer Modellbeschreibungen der Komponenten mit messtechnisch erfassten Größen realisiert. Die gezielte redundante Bestimmung von Systemgrößen führt zu dateninduzierten Konflikten. Die Auflösung der Konflikte führt entweder zu größerer Sicherheit in den modellbasiert bestimmten Größen oder lässt die Erfassung von Systemveränderungen zu. Mittels Modelladaption wird das Softsensornetz befähigt, auf Veränderungen des Systemverhaltens, beispielsweise durch Verschleiß, zu reagieren.

a) Softsensornetz für ein Hydrauliksystem b) Dateninduzierter Konflikt durch Verschleiß im Ventil

Neben der Forschung zu Softsensornetzen liegt ein weiterer Schwerpunkt des Teilprojektes auf der technologischen Entwicklung von Druckspeichern mit Sorbentien. Druckspeicher werden in Hydrauliksystemen vor allem als Energiespeicher eingesetzt. Die gespeicherte Energie dient dabei der Abdeckung von Lastspitzen des rotatorischen oder translatorischen Hydromotors (Boosten). Bei Umkehrung des Leistungsflusses arbeitet der Motor als Pumpe, so dass Bremsenergie rekuperiert werden kann. Boosten und Rekuperation dient der Verkleinerung des Antriebaggregates und damit der Verringerung des Energieverbrauchs. Neben dem Energieverbrauch sind bei mobilen Anwendungen insbesondere die Reduktion von Gewicht und Bauraum von übergeordnetem Interesse. Vor diesem Hintergrund wird in diesem Teilprojekt die Anwendung von Sorbentien, bspw. Aktivkohle, untersucht. Hierbei wird der physikalische Effekt der Ad- und Desorption für eine scheinbare Volumenvergrößerung des Druckspeichers ausgenutzt. Durch Van-der-Waals-Kräfte findet eine Anlagerung der Gasmoleküle an der inneren Oberfläche eines hochporösen Feststoffes, dem sogenannten Sorbens, statt. Das Sorbens verhält sich folglich wie ein zusätzlicher Massespeicher, durch dessen Nutzung eine Verkleinerung des Gaspolsters bei gleichbleibenden Druckspeichereigenschaften erreicht werden kann.

Gegenüberstellung eines konventionellen Druckspeichers und Druckspeichers mit Sorbentien.
[1] Schänzle, Christian ; Dietrich, Ingo ; Corneli, Tobias; Pelz, Peter F. :
Controlling Uncertainty in Hydraulic Drive Systems by means of a Soft Sensor Network.
In: Sensors and Instrumentation, Proceedings of the 35th IMAC (Volume 5), pp. 1-6, 2017
[2] Pelz, Peter F.; Groß, Tim; Schänzle, Christian :
Hydrospeicher mit Sorbentien – Verhalten, Modellierung und Diskussion.
In: O+P – Ölhydraulik und Pneumatik 1-2, pp. 42-49, 2017
  Name Kontakt
Sprecher
Prof. Dr.-Ing. Peter Pelz
+49 6151 16-27100
Wissenschaftliche Mitarbeiter/innen
Jakob Hartig M.Sc.
+49 6151 16-27116