Mechanische Prüfung von Hydraulikflüssigkeiten

Die Eignung einer Hydraulikflüssigkeit für einen speziellen Einsatzfall wird momentan anhand unterschiedlichster Testverfahren überprüft. Die hydraulikspezifische Norm für die mechanische Prüfung von Hydraulikflüssigkeiten basiert auf einer speziellen Maschinenbauform, der Flügelzellenpumpe (DIN 51389 und DIN 51524). Benutzt werden auch eine Reihe von Testverfahren zur mechanischen Prüfung von Schmiermitteln. Am wichtigsten ist der FZG-Test nach DIN 51354, bei dem die zu prüfende Flüssigkeit in einer definiert belasteten Zahnradpaarung beansprucht wird. Darüber hinaus werden von der Industrie eine Vielzahl nicht genormter Testverfahren der unterschiedlichsten Ausprägung eingesetzt.

Die momentane Situation ist in mehrfacher Hinsicht unbefriedigend: die Aussagekraft der Prüfungen ist begrenzt, da nur ein Teil der in realen hydrostatischen Systemen auftretenden Wechselwirkungen zwischen Flüssigkeit und Bauteilen abgeprüft wird; die Reproduzierbarkeit ist insbesondere beim Flügelzellenpumpentest, aber auch bei anderen hydraulikspezifischen Tests unzureichend; die Anzahl der für eine vollständige Qualifizierung erforderlichen Tests ist zu groß, und damit sind Kosten und Zeitaufwand zu hoch. Hinzu kommt die Unklarheit, inwieweit sich die für mineralölbasierende Flüssigkeiten entwickelten Testverfahren auch für neuartige, z.B. biologisch schnell abbaubare Flüssigkeiten eignen.

Ziel des Forschungsprojekts war es deshalb, ein Prüfverfahren zur Qualifizierung von Hydraulikflüssigkeiten zu definieren, das möglichst umfassende, reproduzierbare Aussagen über die Eignung beliebiger Typen von Hydraulikflüssigkeiten für den Betrieb in hydrostatischen Systemen jeglicher Provenienz macht; dem Entwurf eines solchen Testverfahrens wurde eine umfassende Analyse der in Maschinen der Hydrostatik vorkommenden Reibungs- und Verschleißvorgänge vorangestellt. Im Rahmen einer umfangreichen Literaturstudie ist dazu eine mit dem projektbegleitenden Arbeitskreis abgestimmte Auswahl von relevanten, in der Hydrostatik vorkommenden Gleit- und Wälzpaarungen systematisch untersucht worden.Obiges Bild zeigt das entwickelte und inzwischen zum Patent angemeldete Prüfprinzip.

Die konstruktive Umsetzung eines geeigneten Prüfkonzepts erfolgte mit Hilfe von 2D- und 3D-CAD-Systemen; die Fertigung wurde durch die Werkstätten der TU realisiert. Mit der Inbetriebnahme der Prüfapparatur konnte die prinzipielle Funktion des Prüfstands gezeigt werden.

• 5-02.059V
  Feldmann, D.G.; Hinrichs, J.; Kessler, M.; Nottrodt, J.: Ermittlung der Anwendungseigenschaften von biologisch schnell abbaubaren Hydraulikflüssigkeiten durch Labortests.11. Int. Kolloquium Tribologie "Industrial and Automotive Lubrication", Bd. 1, S. 271-282, 13.15. Jan. 1998, Esslingen.
• 5-02.062V
  Feldmann, D.G.; Kessler, M.: Evaluation of Application Related Properties of Hydraulic Fluids by Laboratory Tests and Experiences with Biodegradable Fluids in Laboratory and Field. Int. Off-Highway and Powerplant Congress, Milwaukee, Wisconsin, 14.-16. Sept. 1998. SAE Technical Paper Series, No. 982002.
• 5-02.067V
  Feldmann, D.G., Kessler, M.: Development of a new application related Test Procedure for Mechanical Testing of Hydraulic Fluids. 6th Scandinavian International Conference on Fluid Power, Bd. 2, Tampere / Finnland, 1999, S. 1097-1110
• 5-02.072V
  Feldmann, D.G., Kessler, M.: Development of a New Application Related Test Procedure for Mechanical Testing of Hydraulic Fluids, Hydraulic Failure Analysis: fluids, Components, and System Effects, ASTM STP 1339, G.E. Totten, D.K.Wills, and D.G. Feldmann, Eds., American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, PA, 2000
• 5-02.081V
  Kessler, M., Feldmann, D.G.: Mechanische Prüfung von Hydraulikflüssigkeiten. DGMK Forschungsbericht 514-1, Okt. 2001
• 5-02.088V
  Feldmann, D.G.; Kessler, M.: Recently developed Procedures & Tests to investigate the Lubricating Capability of different Types of Hydraulic Fluids, International Exposition for Power Transmission (IFPE-02), Las Vegas, 19.-23. März 2002.
• 5-02.095V
  Feldmann, D. G.; Kessler, M.: Recently Developed Procedures and Tests to Investigate the Lubrication Capability to Different Types of Hydraulic Fluids. In: SAE 2002 Transactions, Journal of Commercial Vehicles, Section 2, Society of Automotive Engineers Inc., 2003.
• 5-02.097V
  Kessler, M; Feldmann, D.G.: Mechanische Prüfung von Hydraulikflüssigkeiten - Entwicklung eines Testverfahrens. In: O+P Ölhydraulik und Pneumatik, Band 47(11-12), S.738-742, Nov./Dez. 2003.
• 5-02.102V
  Feldmann, D.G.; Padgurskas, J.: Analysis of the Lubrication Capabilities of Hydraulic Fluids using a Test Method with Line Contact. Engineering Materials & Tribology 2004, September 23-24, 2004, Riga.
• 5-02.105V
  Feldmann, D.G.; Padgurskas, J.: Untersuchung der Tribologischen Eigenschaften von Hydraulikflüssigkeiten. 80th Anniversary of Lithuanian University of Agriculture, October, 2004, Kaunas.

Stichwörter

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