Aufrufe
vor 2 Jahren

O+P Fluidtechnik 10/2019

O+P Fluidtechnik 10/2019

FILTRATION FILTRATION IN

FILTRATION FILTRATION IN DER MOBILEN HYDRAULIK Autor: Robert Bieterman, Senior Application Engineer, Hydraulic Filtration bei Eaton PRODUKTE UND ANWENDUNGEN Die Kontamination in Hydrauliksystemen stellt eine erhebliche Gefahr für die Effizienz und Produktivität Maschinen dar. Tatsächlich lassen sich mehr als 80 Prozent aller Hydraulikausfälle auf verunreinigte Fluide zurückführen. Hierin eingeschlossen sind Schlauch- und Armaturenfehler sowie Pumpen- und Ventilfehler. Zwischen der Fluidkontamination und der Komponentenlebensdauer besteht zweifelsohne eine direkte Korrelation. Tatsächlich ist diese Korrelation so stichhaltig, dass Erstausrüster (OEM) von Hydraulik- und Filtrationssystemen Tabellen veröffentlichen (Abb. 1), die zur Prognose der Auswirkungen einer unzureichenden Filtration herangezogen werden können. Es ist ebenfalls wichtig zu beachten, dass auf der Suche nach mehr Effizienz der Betriebsdruck und die Komponententoleranz zunehmen. Dementsprechend wächst auch die Menge an Schmutzpartikeln, die einem Hydrauliksystem schaden können. Obgleich sich Anwender industrieller Hydrauliksysteme schon länger mit diesem Thema beschäftigen, wird das Problem erst seit Kurzem in der mobilen Welt berücksichtigt, in der Wechselpatronen-Filter verwendet werden und in der die zeitbasierte Fluidpflege gängige Praxis ist. Doch keine dieser Technologien ermöglicht den Schutz, den mobile Hochleistungs-Hydrauliksysteme des 21. Jahrhunderts benötigen. DAS SZENARIO FÜR EINE ABSOLUTE FILTRATION Was mobile Hochleistungs-Hydrauliksysteme vom technischen Standpunkt gesehen benötigen, ist eine absolute Filtration, die sich nach einer als Beta Ratio bezeichneten Leistungsbewertung bestimmt, welche im Zuge des Multi-Pass Filter Performance Beta Tests (ISO 16889) ermittelt wird. Die Testergebnisse werden als Betaverhältnis in Bezug auf die Anzahl und Größe an Partikeln angegeben, die vor wie auch nach dem Testfilter gemessen werden. Moderne Hydrauliksysteme erfordern eine Filtration mit einem Betaverhältnis von 200 (Filtration von 99,5 Prozent der Schmutzpartikel) oder 1 000 (Filtration von 99,9 Prozent der Schmutzpartikel) zur Erreichung einer maximalen Betriebslebensdauer. Im Hinblick auf die Erzielung hydraulischer Reinheit ist das Betaverhältnis allerdings erst der Anfang. Andere wichtige Faktoren sind die Schmutzaufnahmekapazität der Filter, der Differenzdruck (Delta P) und die Betastabilität. Die Betastabilität ist die Eigenschaft eines Filterelements, in einem dynamischen Hydrauliksystem aus der realen Welt gute Leistungen zu erzielen und nicht nur in einem Labor. Aus praktischer Sicht sind Filterelemente üblicherweise die beste Option. Die heutzutage innovativsten Filterelemente greifen auf mehrere Lagen synthetischer Medien zurück, um die Leistung in allen Bereichen zu maximieren. Jede Filterlage erfüllt eine bestimmte Funkti­ POINTIERT 80 PROZENT HYDRAULIKAUSFÄLLE DURCH VERUNREINIGTE FLUIDE MOBILE HOCHLEISTUNGS-HYDRAULIK BENÖTIGT ABSOLUTE FILTRATION MODERNE FILTERELEMENTE ARBEITEN MIT MEHREREN LAGEN FILTRATIONSSTRATEGIE DURCH FLUIDÜBERWACHUNG OPTIMIEREN 42 O+P Fluidtechnik 10/2019

FILTRATION on, welche die Filtrationsleistung, Schmutzaufnahmekapazität oder Betastabilität unterstützen kann. Filterelemente tragen außerdem dazu bei, den Fluidverlust, der bei jedem Wechsel von Wechselpatronen- Filter entsteht, drastisch zu reduzieren, und haben somit positive wirtschaftliche und ökologische Auswirkungen. Unter weiterer Berücksichtigung des verlängerten Komponentenlebens, das erwartungsgemäß aus einem ordnungsgemäß geschützten System resultiert, machen diese Faktoren die etwas höheren Kosten von Filterelementen wieder wett. Filterelemente sind im industriellen Anwendungsbereich der Hydraulik Standard. Da der Betriebsdruck und die Ausgefeiltheit der Komponenten in mobilen Umgebungen weiter ansteigen, werden diese Filter zudem großflächiger eingesetzt. MOBILE HERAUSFORDERUNGEN UND LÖSUNGEN Abbildung 1: Empfindlichste Systemkomponente PUMPEN Niederdruck unter 140 bar (mäßige Bedingungen) ISO-Soll Levels Filter Micron Werte Mittlerer Druck 140 – 210 bar (oder Niederdruck plus schwere Bedingungen) 1 ISO-Soll Levels Filter Micron Werte Hoher Druck 210 bar und höher (oder mittlerer Druck plus schwere Bedingungen) 1 ISO-Soll Levels Filter Micron Werte Außen-Zahnradpumpe 22/18/14 25 VG 20/16/13 10 VG 20/16/13 10 VG Flügelzellenpumpe 22/18/14 25 VG 20/16/13 10 VG 20/16/13 6 VG Kolbenpumpe 20/16/13 10 VG 20/16/13 6 VG 19/15/11 3 VG Variable Kolbenpumpe 20/16/13 6 VG 19/15/11 3 VG 18/14/10 3 VG VENTILE Rückschlagventil 22/18/14 25 VG 20/16/13 10 VG 20/16/13 10 VG Wegeventil (Magnet) 22/18/14 25 VG 20/16/13 10 VG 20/16/13 10 VG Durchflussregelventil 22/18/14 25 VG 20/16/13 10 VG 20/16/13 10 VG Einschraubventil 20/16/13 10 VG 20/16/13 6 VG 19/15/11 3 VG Proportionalventil 19/15/11 3 VG 18/14/10 3 VG 17/13/9 3 VG Servoventil 18/14/10 3 VG 17/13/9 3 VG 16/12/8 3 VG ANTRIEBE Zylinder, Flügelrad-, Getriebemotoren 23/19/15 25 VG 22/18/14 16 VG 20/16/13 6 VG Kolbenmotoren 20/16/13 10 VG 20/16/13 6 VG 19/15/11 6 VG Hydrostatische Getriebe 19/15/11 6 VG 18/14/10 3 VG 17/13/9 3 VG TEST STÄNDE 15/11/7 1 VG 15/11/7 1 VG 15/11/7 1 VG SCHMIERÖLE Papiermaschinen-Öle 20/16/13 10 VG NZ NZ NZ NZ Dampfturbinen-Öle 19/15/11 6 VG NZ NZ NZ NZ Diesel-Maschinen 20/16/13 10 VG NZ NZ NZ NZ Mobiles Schaltgetriebe 20/16/13 10 VG NZ NZ NZ NZ Industrie-Schaltgetriebe 19/15/11 6 VG NZ NZ NZ NZ Radiallager 19/15/11 6 VG NZ NZ NZ NZ Rollenlager 18/14/10 3 VG NZ NZ NZ NZ Kugellager 17/13/9 3 VG NZ NZ NZ NZ Richtlinien für das Bestimmen, Erreichen und Erhalten der Soll-Reinheitsklassen mit Hochleistungs-Filtration (Beta Ratio ≥ 200) 1 Schwere Bedingungen schließen ein: hohe Strömungsschübe, Druckspitzen, häufige Kaltstarts, extrem hohe Beanspruchung und Vorhandensein von Wasser; NZ = nicht zutreffend Die Aussage, dass der Installationsplatz bei Anwendungen im Bereich mobiler Geräte stark beeinträchtigt ist, entspricht der Wahrheit. Dieses Problem wird durch zusätzliche Komponenten, die für Diesel-Abgasnachbehandlungssysteme erforderlich sind, um die Einhaltung der globalen Emissionsstandards zu gewährleisten, weiter verschärft. Um den Flächenbedarf für die Filtration in mobilen Maschinen zu reduzieren, sollten Erstausrüster (OEM) für mobile Maschinen die Verwendung von Tankrücklauffiltern erwägen, die direkt in den Hydraulikbehälter integriert sind. Filteranbieter haben auf diese potentielle Lösung mit verschiedenen Konstruktionsentwürfen für diese Anwendung reagiert. Tatsächlich haben eine Reihe von Behälterherstellern vorinstallierte Varianten konstruiert. Eaton geht davon aus, dass die Nachfrage nach dieser Lösung steigen wird, da die globalen Emissionsstandards strenger werden. Ein bemerkenswertes Merkmal in Bezug auf Hydraulikfluide ist die Viskositätsverdickung bei geringen Temperaturen. Druckabfälle im gesamten Hydraulikkreislauf nehmen zu und es gibt Kaltstartprobleme. Darüber hinaus ist die Leistung geschmälert, bis das Fluid Betriebstemperatur erreicht hat. In Umgebungen mit geringen Temperaturen lassen sich Maschinen zwar oftmals starten, allerdings sind Beeinträchtigungen der Betriebsfunktion möglich. Wenn OEMs nach einer Lösung für dieses Problem suchen, kann ein größerer Filter installiert werden. Damit gehen jedoch gewisse Nachteile wie zusätzliche Kosten und sperrigere Systeme einher. Es wurde 10.-16. November 2019, Hannover Halle 17 / Stand E07 IHR SYSTEMPARTNER FÜR HYDRAULIK. www.schmitter-hydraulik.de

© 2021 by Vereinigte Fachverlage GmbH. Alle Rechte vorbehalten.