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Ölfiltration

 

Baumaschinen sind technisch komplexe Systeme mit hohen Anforderungen an die Komponenten. Werden technisch sehr hochwertige Komponenten eingebaut, wird auch die Maschine teuer. Bei der Beschaffung einer Baumaschine spielt jedoch die Wirtschaftlichkeit die entscheidende Rolle. Die Anschaffungskosten werden gegen die laufenden Betriebskosten und die zu erwartende Lebensdauer gerechnet. Mögliche Maschinenausfälle können natürlich nur sehr schwer im Voraus kalkuliert werden. Gerade diese können aber die laufenden Kosten in die Höhe treiben. Die Hydraulik spielt dabei eine Hauptrolle, da zum einen fast alle Baumaschinen über ein mehr oder weniger komplexes Hydrauliksystem verfügen, zum anderen Schäden in der Hydraulik häufig mit hohen Kosten verbunden sind.

Stand der Technik

Langzeitstudien haben es mehrfach gezeigt: Maschinenausfälle wegen Hydraulikkomponenten sind zu 75% auf Feststoffverschmutzungen zurückzuführen. Eine enorme Wichtigkeit kommt also der Reinhaltung der Betriebsflüssigkeit in der Hydraulik zu. Diese Aufgabe übernehmen die Hydraulikfilter, die heute in vielen möglichen Ausführungen verbaut werden können. Wurden sie früher als "notwendiges Übel" verpönt, so ist heute eine besondere Filtrationsart in der Maschine Teil der Werbestrategie für niedrige Betriebskosten und lange Lebensdauer.

Damit wir klären können, welche Aussagen der Maschinenhersteller tatsächlich einen Vorteil für den Anwender bringen, und welche nur werbewirksam sind, müssen wir uns etwas mit moderner Filtration beschäftigen.

Bei den Filtermaterialien ist heute das Glasfaservlies "state of the art". Diese Vliesstoffe haben eine sehr homogene Faserstruktur - also eine gleichmäßige Porengröße - und können aufgrund ihres Aufbaus hohe Mengen an Schmutz speichern. Sie sind sogenannte Tiefenfilter. Glasfaserelemente sind jedoch immer Einwegelemente. Sie sind nicht regenerierbar. Kuriose Angebote die eine "Reinigung" solcher Elemente versprechen, sollte man auf keinen Fall ernst nehmen. Man muss sich im Klaren sein: Sobald das Glasfaservlies einem erhöhten Überdruck oder gar Ultraschall ausgesetzt wird, kann zwar der Schmutz teilweise ausgelöst werden, gleichzeitig wird aber auch die Faserstruktur zerstört. Damit kommt natürlich auch die Frage nach der Wirtschaftlichkeit auf. Sehr feine Filter < 10 µm können zwar die Flüssigkeit sehr sauber halten, da sie aber auch viele Kleinstpartikel entfernen, ist die Schmutzaufnahmekapazität schnell erschöpft. In einer Vollstromfiltration einer Baumaschine ist dies nicht unbedingt sinnvoll, und auch teuer. Besser bewährt haben sich Systeme die im Vollstrom eine Filtration zwischen 10 und 20 µm bieten. Optional kann im Nebenstrom Feinstfiltration 3 bis 5 µm eingesetzt werden. Diese Systeme bedeuten jedoch weitere Betriebskosten. Die RT-Filtertechnik GmbH bietet in Zusammenarbeit mit namhaften Herstellern ein System, bei dem die Feinstfiltration in das eigentliche Betriebselement integriert ist. Solche Kombielemente bieten lange Standzeiten mit sehr guten Filtrationseigenschaften. Es gibt auch Maschinenhersteller, die ähnliche Kombifilter anbieten, in denen jedoch Glasfaservliese mit Zellulosepapier kombiniert wird.

Zellulosepapiere haben eine stark inhomogene Faserstruktur, bieten also keine eindeutige Porengröße. Papierfilter sind ebenfalls Tiefenfilter mit hoher Schmutzaufnahmekapazität, wegen ihrer undefinierten Feinheit gelten sie jedoch nicht mehr als zeitgemäß. Der einzige Vorteil: Papier ist im Vergleich zum Glasfaser billig. Papiermaterial mit feinstem Glasfaservlies in einem Element zu kombinieren, macht wenig Sinn. Wenn dann auch noch Maschinenhersteller nur durch den Einsatz solcher Filter eine erhöhte Ölstandzeit in der Maschine versprechen, dann haben tolle Werbesprüche vollends über technisch korrekte Aussagen gesiegt.

Nicht nur die Filtermaterialien, auch das Filterkonzept ist wichtig. Saugfilter sind theoretisch optimal, praktisch aber immer kritisch, wegen der Kavitationsproblematik. In einigen Baumaschinen - mit geschlossenen Kreisläufen - gibt es jedoch keine Alternative. Hier haben sich bei der RT-Filtertechnik moderne hochdurchlässige Vliese mit effektiver Reinigungsfeinheit bestens bewährt. Für geschlossene Kreisläufe, wie hydrostatische Antriebe, haben sich in den letzten Jahren Saug-Rücklauffilter durchgesetzt. Der Einsatz ist allerdings an technische Voraussetzungen geknüpft - hydraulische Mengenbilanz - so, dass sie nicht immer anwendbar sind. Diese Filter bieten eine Vollstrom-Rücklauffiltration und versorgen ausgewählte Pumpen - meistens Speisepumpen - mit Befülldruck und sauberem Öl. Eine Vollstrom-Druckfiltration nach der Pumpe ist gut, diese Art Filtration sicher zu betreiben - druckstabiles Gehäuse, differenzdruckstabiles Element - macht die Filter jedoch sehr teuer.

Eine optimierte und verbreitete Lösung ist die Vollstrom-Rücklauffiltration. Diese bietet kostengünstige Filter, die gut in das System zu integrieren sind. Die Filterelemente können im Vergleich zu den Druckfiltern preiswerter groß dimensioniert werden. Somit könne lange Wartungsintervalle ohne Gefahr erreicht werden. Diese Filtrationsart hat jedoch den Nachteil, dass Komponenten nicht vor systeminternen Schäden abgesichert sind. Ein Materialschaden in einem 100 € teueren Wegeventil kann so u. U. den Totalschaden des Hydromotors im Wert von mehreren tausend Euro verursachen. Wichtig ist also, dass empfindliche Komponenten zusätzlich geschützt werden. Gut bewährt haben sich kompakte Siebfilter, „Last chance filter“ oder auch „Polizeifilter“ genannt. Diese haben eine Feinheit von 60 bis 200 µm und können für den Lifetime-Einsatz ausgelegt werden. Sie schützen zuverlässig vor den Folgen eines Crashs in anderen Bauteilen. Nach solchen Schadensfällen müssen sie aber gewechselt werden, da Metallsiebfilter keine hohe Schmutzaufnahmekapazität besitzen. Sie sind Oberflächenfilter. Hier muss wieder auf dubiose Angebote hingewiesen werden, bei denen „nie wieder Filterwechsel“ versprochen wird. Es wird suggeriert, dass nach dem Ersatz der Glasfaserelemente durch Siebfilterelemente diese endlos immer wieder gereinigt werden könnten. Geringere Feinheiten als 40 µm können jedoch nur im Ultraschallbad überhaupt gereinigt werden. Dabei wird jedoch der Drahtwerkstoff stark beansprucht. Die Wechselbelastung in der Maschine tut ihr übriges: nach spätestens vier bis fünf Reinigungsvorgängen ist die Feinheit nicht mehr vorhanden.

Zuletzt soll noch erwähnt werden, dass die Erfahrung als Filterhersteller zeigt: die Leistungsfähigkeit eines Filters ist in jeder Baumaschine unterschiedlich. Maschinenhersteller sind also gut beraten, mit dem Filterhersteller in intensiver Zusammenarbeit die optimale Lösung zu finden, und nicht den nächstbilligen Filter von der „Stange“ einzusetzen. Die RT-Filtertechnik GmbH aus Friedrichshafen betreibt diese Zusammenarbeit mit namhaften Maschinenherstellern seit Jahrzehnten mit einer hohen Flexibilität und viel Erfolg.

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