Know How zum Nachlesen

Weiterentwicklung bringt Mehrfachnutzen mit sich

 

Saug-Rücklauffilter stehen bei den Konstrukteuren von Mobilhydraulik seit vielen Jahren hoch im Kurs. Welche Einsatzmöglichkeiten es gibt, auf welche möglichen Probleme zu achten ist und wie sie sich diese konstruktiv von vornherein vermeiden lassen, schildert ein Experte aus Sicht des Praktikers.

Individuelle Kombination von Einzel-Elementen als wirtschaftliche Lösung für Saug-Rücklauffilter

Eine der interessantesten Entwicklungen der vergangenen Jahre auf dem Gebiet der Hydraulik-Filtration stellt sicherlich das Prinzip der Saug-Rücklauf-Filtration dar – mit Verbesserung des Kaltstartverhaltens der Hydraulik sowie Kosteneinsparungen.

Wie kam es überhaupt zur Entwicklung dieser Filtergattung? In vielen Maschinen der Bautechnik, Landtechnik oder Umwelttechnik kommen seit langem hydrostatische Antriebe oder andere geschlossene Kreisläufe zum Einsatz. Da in den Systemen ein lediglich geringer Flüssigkeitsaustausch stattfindet, muss dieser Teil der Anlage besonders vor Feststoffverschmutzungen geschützt werden. Bewähren konnten sich in diesem Zusammenhang etwa Saugfilter vor der Speisepumpe.

Eine wirtschaftliche Methode die Gesamthydraulik zu filtern, bietet die Vollstrom-Rücklauffiltration. Die im Rücklauf gefilterte Ölmenge wird dabei in den Tank geführt, wo sie sich beruhigen und abkühlen kann. Diese ‘klassische’ Funktion eines Hydrauliktanks gilt inzwischen als überholt. Denn moderne Konstruktionen, beispielsweise Radlader, müssen leicht und kompakt bauen. Unter diesem Gesichtspunkt stellt ein großer Hydrauliktank nur Ballast dar. Diese Erkenntnis führte hin zum Einsatz kleiner Tanks.

Ein Verhältnis Tankvolumen/Volumenstrom von 0,2 bis 0,5 – vor 20 Jahren noch ein undenkbarer Wert – ist inzwischen kein Tabu mehr. Als logische Folge des Trends zu kleinen Tanks gingen die Konstrukteure – allein schon, um weiteren Platz einzusparen – das Problem der Filtration an. In den Mittelpunkt rückte dabei der Gedanke, das Verhalten der Hydraulik in kritischen Zuständen verbessern zu wollen. RT-Filtertechnik entwickelte daher schon frühzeitig ein kombiniertes Filtersystem für Rücklauf- und Saugfiltration.

Erfolg und Vorteile des Filters setzen auf drei Faktoren auf:

• zwei Filter werden durch einen ersetzt,
• die Speisepumpe wird mit sehr fein gefiltertem Öl versorgt,
• die Ansaugleitungen werden mit Überdruck vorgespannt,
• die Pumpe wird ‘befüllt‘.

Frühere Bedenken, das Filter-System auf Grund zu erwartender thermischer Probleme nicht einsetzen zu können, wurden inzwischen ausgeräumt. Denn mittels effektiver Öl-Kühlsysteme wurden inzwischen zusätzliche Kühl-Leistungen erreicht. Als Hauptbedingung für einwandfreie Funktion gilt ein Volumenstromüberschuss im Rücklauf im Verhältnis zur in der Saugleitung benötigten Menge. Versuchsreihen bei einem deutschen Radlader-Hersteller ergaben, dass die Rücklaufmenge der Arbeitshydraulik auf Grund von Übersetzungen und Geschwindigkeiten der Kinematik kurzzeitig zusammenbrechen kann.

Nachsaugventil bringt mehr Sicherheit

Die Saugleitungen am Filter werden nicht mehr mit Überdruck versorgt – sowohl in Saugleitung als auch Rücklaufleitung treten Unterdrücke auf. Regelmäßige Wiederholung dieses Betriebszustandes – selbst wenn er sich nur im Millisekundenbereich abspielt – kann zu Funktionsstörungen an Hydraulik-Komponenten führen. Zusätzliche Sicherheit bringt ein ausreichend dimensioniertes Nachsaugventil.

Es erlaubt bei Unterversorgung im Rücklauf kurzzeitig Öl direkt aus dem Tank anzusaugen. Probleme können auch auftreten, wenn die Berechnungen auf dem Papier nicht mit dem Ergebnis der endgültigen Verrohrung an der Maschine übereinstimmen. Ein weiteres Fehler-Potenzial: lange und komplizierte Leitungsführungen an der Saugleitung. Solange Überdruck ansteht, bleibt das System stabil. Sobald allerdings Unterdruck auftritt, kann es zu Kavitation kommen. Abhilfe bietet in diesem Fall der Rücklauf eines zusätzlichen Kreises mit (drehzahl)-konstantem Volumenstrom.

Ölleitsystem gegen Problem der ungelösten Luftanteile innerhalb des Mobilhydrauliksystems

Saug-Rücklauffilter verfügen aus diesem Grunde über ein Bypass-Ventil. Erreicht der Durchfluss-Widerstand im Filterelement auf Grund starker Verschmutzung oder hoher Viskosität eine bestimmte Größe, öffnet das Ventil und es setzt eine Stromteilung in Richtung Tank ein. Das wiederum kann zu Unterversorgung im Filter führen. Insbesondere bei extremem Kaltstart kommt der Vorteil des Filters nicht zum Tragen. RT-Filtertechnik entwickelte daher eine individuelle Kombination unterschiedlicher Filterelemente und abgestimmter Ventileinsätze. Sie bieten wirksame Maßnahmen gegen im Filter und am Kühler entstehende Widerstände, die als Staudruck im Gehäuse des Hydrostaten Dichtungsprobleme verursachen können.

Eine konstruktive Herausforderung stellt die der ungelösten Luftanteile dar. Insbesondere Mobilhydrauliken enthalten nahezu immer ungelöste Luft. Der Einsatz von Saug-Rücklauffiltern bietet für das Öl keine Möglichkeit, sich im Tank zu beruhigen und die Luft an der Oberfläche abzuscheiden. Es entsteht daher das ‘versteckte‘ Problem, dass ungelöste Luft direkt in die Saugleitung der Speisepumpe gelangen kann.

RT-Filter verfügen aus diesem Grund über ein am Markt einzigartiges Ölleitsystem zur Trennung der mit Luft angereicherten Ölmenge vom luftarmen Öl. Das System wurde gemeinsam mit einem bedeutenden Radladerhersteller in Deutschland entwickelt. Die in die Filter integrierten Ventile unterliegen der Eigendynamik der Mobilhydraulik. Bei intensiven Baumaschineneinsätzen halten Ventileinheiten mit Kunststoff-Komponenten oftmals der Belastung nicht stand. Über in der Praxis bewährte Ventile (Dauerstabilität) verfügen etwa die RT-Filterserien SRA, SRC, SRE und SRK.

Alle mit magnetischer Vorabscheidung

Hinzu kommt die magnetische Vorabscheidung, die sich in allen Konstruktionen wiederfindet. Sie bietet nicht nur die Vorabscheidung (nicht ausschließlich) ferromagnetischer Feinstpartikel – Messungen ergaben Anhaftungen von Partikeln ≥ 0,1µm – sondern auch eine Indikatorfunktion für Grad und Art der Verschmutzung im System. Alle beschriebenen Techniken finden sich in den Saug-Rücklauf Filterserien der RT-Filtertechnik wieder:

In der klassischen Tankaufbauversion SRA, ausgerüstet mit mehreren Rücklauf- und Sauganschlüssen, in der tankintegrierten Einbauversion SRE mit untenliegendem Sauganschluß, in der SRC Serie als Tankaufbauversion mit in den Filterkopf integrierten Thermobypassventilen sowie in der SRK Serie, einer Kombination aus Saug-Rücklauffilter, Leckölfilter und Einfüll- und Belüftungsfilter.

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