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O+P Fluidtechnik 1-2/2016

O+P Fluidtechnik 1-2/2016

FILTER FLEXIBILITÄT

FILTER FLEXIBILITÄT MAXIMIEREN – MIT RÜCKLAUF-SAUGFILTERN PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Steffen Kemmling Energieeffizienz, Funktionsintegration und Wartungskosten optimieren: Rücklauf-Saugfilter-Systeme von Argo-Hytos bieten bei exakter Auslegung viele Vorteile, auch unter extremen Betriebsbedingungen. Insbesondere in selbstfahrenden Maschinen, die mit hydrostatischem Antrieb und kombinierter Arbeitshydraulik ausgerüstet sind, besteht das Filterkonzept häufig noch aus einem Rücklauffilter (Arbeitshydraulik) und einem Saug- oder Druckfilter (hydrostatischer Antrieb). Die Filterfeinheiten sind dabei so abzustimmen, dass die von den Antriebsherstellern geforderte Reinheitsklasse 20/18/15 … 19/17/14 (nach ISO 4406) erreicht wird. Diese haben jedoch Nachteile. Bei Systemen mit Saugfilter im geschlossenen Kreis und Rücklauffilter im offenem Kreis (Bild 01) etwa entstehen besonders in der Kaltstartphase aufgrund der hohen kinematischen Viskosität der Hydraulikflüssigkeit bei tiefen Temperaturen Saugprobleme. Bei Systemen mit Druckfilter im geschlossenen Kreis und Rücklauffilter im offenen Kreis (Bild 02) schützt das Druckfilter im geschlossenen Kreis die Axialkolbenpumpe, jedoch ist die Füllpumpe nicht geschützt. Saugprobleme in der Kaltstartphase entstehen weiterhin. VORTEILE DES RÜCKLAUF-SAUGFILTER-KONZEPTS Der Einsatz eines Rücklauf-Saugfilters bietet weitreichende funktionale Verbesserungen. Rücklauf-Saugfilter ersetzen bei Geräten mit hydrostatischem Antrieb und kombinierter Arbeitshydraulik die erforderlichen Saug- bzw. Druckfilter für die Füllpumpe des geschlossenen hydrostatischen Antriebes sowie den Rücklauffilter für die Arbeitshydraulik im offenen Kreis (Bild 03). Verglichen mit diesen Filterkonzepten erreicht man dabei oftmals auch eine Kostenreduktion. Das Rücklauf-Saugfilter-Konzept bietet zudem konzeptionelle Vorteile, beispielsweise wird nur ein Filter für beide Kreisläufe benötigt. Darüber hinaus wird in beiden Kreisläufen im Rücklauf der gesamte Volumenstrom gefiltert. Zudem fließt in der Rücklaufleitung ständig mehr Öl, als über die Saugleitung entnommen wird. Das Kaltstartverhalten wird verbessert, da die Speisepumpe durch ein Druckhalteventil vorgespanntes Öl saugt. Die Pumpe wird zudem immer mit gefiltertem Öl versorgt. Außer bei Leitungs- 62 O+P – Ölhydraulik und Pneumatik 1-2/2016

FILTER einbau-Ausführungen ist kein Bypass vorhanden. Die Wellendichtringe werden durch ein Druckbegrenzungsventil vor Überlastung geschützt. Während beim Einsatz getrennter Filter beide Kreise unabhängig voneinander arbeiten, entstehen durch die Zusammenführung über einen Rücklauf-Saugfilter zwischen beiden Kreisläufen Wechselwirkungen. Unter Berücksichtigung der nachfolgend beschriebenen Auslegungskriterien kommen die Vorteile des Rücklauf-Saugfilter- Konzepts voll zur Geltung. ERFORDERLICHER VOLUMENSTROM IM SYSTEMRÜCKLAUF Zur Aufrechterhaltung einer Vorspannung von ca. 0,5 bar am Anschluss zur Füllpumpe ist unter allen Betriebsbedingungen ein minimaler Überschuss zwischen Rücklauf- und Saugmenge erforderlich, der je nach Filtergröße und Ausführung variiert. Bei Betriebstemperatur und Nenndrehzahl sollte der Füllpumpenvolumenstrom 50 % des Filter-Nennvolumenstromes nicht überschreiten (z. B. sollte bei einem Rücklauf-Saugfilter mit 200 l/min Nennvolumenstrom/Rücklaufmenge der Volumenstrom der Füllpumpe nicht höher als 100 l/min sein). Bei extremen Kaltstarts (ν = 1 000 mm²/s) und leicht erhöhter Leerlaufdrehzahl (n = 1 000 min -1 ) sollte der Füllpumpenvolumenstrom weniger als 20 % des Filter- Nennvolumenstromes betragen. EXZELLENTE KALTSTARTEIGENSCHAFTEN Bild 04 und Bild 05 illustrieren die Vorteile des Konzeptes: Vom Systemrücklauf kommendes Öl (A) fließt durch das Filterelement (1) und gelangt – durch ein Druckhalteventil (2) auf 0,5 bar vorgespannt – zur Füllpumpe des hydrostatischen Antriebes (B). Der Überschuss zwischen Rücklauf- und Saugmenge strömt gefiltert in den Tank ab. Die Vorspannung von 0,5 bar in der Saugleitung vermindert die Kavitationsgefahr in der Füllpumpe und ermöglicht somit exzellente Kaltstarteigenschaften. Im Normalbetrieb ist ein Ölmangel auszuschließen. Das integrierte Druckbegrenzungsventil (3) verhindert einen unzulässig hohen Staudruck im Rücklauf. Da dieses Ventil direkt in den Tank führt, ist keine Verbindung zwischen Systemrücklauf (A) und Sauganschluss der Füllpumpe (B) vorhanden (kein Bypass). Das Nachsaugventil (4) mit Schutzsieb (5) stellt bei kurzzeitigem Ölmangel (Entlüften/ Kaltstart) die Versorgung der Füllpumpe sicher. 01 Geschlossener Kreis mit Saugund offener Kreis mit Rücklauffilter 02 Geschlossener Kreis mit Druck-und offener Kreis mit Rücklauffilter DRUCKVERLUST UND STAUDRUCK Unter den o.g. Kaltstartbedingungen darf der Druckverlust in den Saugleitungen 0,4 bar nicht überschreiten. Hierdurch ist sichergestellt, dass selbst bei teilverschmutztem Filterelement die Füllpumpe mit genügend Öl versorgt wird. Wird das Lecköl aus dem hydrostatischen Antrieb über das Filter geführt, sind zum Schutz der Radial-Wellendichtringe die zulässigen Lecköldrücke zu beachten. Hierbei sind neben dem Staudruck des Filters auch die Druckverluste der Leckölleitungen und des Ölkühlers zu berücksichtigen. Je nach Anwendungsfall empfiehlt sich der Einsatz eines Kühlerumgehungsventils. FILTERFEINHEITEN UND ÖLREINHEITEN Standardmäßig stehen für alle Rücklauf-Saugfilter zwei Argo-Hytos-Filterfeinheiten zu Verfügung: 10EX2 und 16EX2. Beide mit dem patentierten EXAPOR®MAX2-Aufbau. Folgende Ölreinheiten nach ISO 4406 sind damit erzielbar: 10EX2 18/15/11 … 14/11/7 16EX2 20/17/12 … 17/14/10 03 1 Verstellpumpe des geschlossenen hydrostatischen Antriebes, 2 Füllpumpe des geschlossenen hydrostatischen Antriebes, 3 Arbeitspumpe des offenen Hydraulikkreises, 4 Hydromotor des geschlossenen hydrostatischen Antriebes, 5 Leckölleitung, 6 Kühler, 7 Rücklaufleitung, 8 Rücklauf- Saugfilter, 9 Saugleitung O+P – Ölhydraulik und Pneumatik 1-2/2016 63

Ausgabe

O+P Fluidtechnik REPORT 2018
O+P Fluidtechnik 11-12/2018
O+P Fluidtechnik 10/2018
O+P Fluidtechnik 9/2018
O+P Fluidtechnik 7-8/2018
O+P Fluidtechnik 6/2018
O+P Fluidtechnik 5/2018
O+P Fluidtechnik 4/2018
O+P Fluidtechnik 3/2018
O+P Fluidtechnik 1-2/2018
O+P Fluidtechnik REPORT 2017
O+P Fluidtechnik 11-12/2017
O+P Fluidtechnik 10/2017
O+P Fluidtechnik 9/2017
O+P Fluidtechnik 7-8/2017
O+P Fluidtechnik 6/2017
O+P Fluidtechnik 5/2017
O+P Fluidtechnik 4/2017
O+P Fluidtechnik 3/2017
O+P Fluidtechnik 1-2/2017
O+P Fluidtechnik 11/2016
O+P Fluidtechnik 10/2016
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