Know How zum Nachlesen

Effizienzsteigerung durch intelligente Filtersysteme

 

Eine Detaillösung eines Hydrauliksystems wie die der Filtration wird an dieser Stelle selten diskutiert. Die Firma RT-Filtertechnik GmbH bietet anlässlich der bevorstehenden BAUMA einen Einblick in diesen Technologiezweig, der nunmehr seit geraumer Zeit eine immer wichtigere Rolle spielt. Diese Tatsache regt auch die RT-Filtertechnik an, das vorhandene Know-How auf der BAUMA zum wiederholten Mal zu präsentieren.

Mobile Arbeitsmaschinen kommen heute kaum mehr ohne eine Hydraulikanlage aus. Ob Maschinen in der Landwirtschaft, im Transport- und Bauwesen, oder in der Logistik, alle verfügen über hydraulische Funktionen. Diese Funktionen – wie Lasten heben, senken, Rotationsbewegungen antreiben, bis hin zu Fahrantrieben – steigern die Produktivität der Maschinen. Deshalb ist es auch so wichtig, dass die Hydraulik zuverlässig, möglichst wartungsarm und mit hohen Wirkungsgraden funktioniert.

Bauteile heutiger Hydrauliken werden ausnahmslos in einer Präzisionsfertigung hergestellt. Das bedeutet Passungstoleranzen deutlich unter 30 µm. Die feinsten Toleranzen haben die wichtigsten – und teuersten – Bauteile, wie Pumpe, Wegeventil oder Zylinder. Ein Ausfall ist meist schwerwiegend: die Störungssuche gestaltet sich auf der Baustelle schwierig, entsprechende Ersatzteile sind nicht vorhanden. Wie so oft, gilt natürlich auch hier die Devise: „Besser vorbeugen, statt uneffizient bekämpfen“!

Oft wird heute für Hydraulikanlagen die Aussage zitiert; „die Bauteile im OP-Raum fertigen, die Anlage im Kreissaal montieren“. Ein solcher Aufwand ist wirtschaftlich natürlich nicht vertretbar. Man muss also zur Kenntnis nehmen, dass das Hydrauliksystem durch eine Menge unterschiedlichster Schmutzpartikel „angegriffen“ wird. Akzeptieren darf man diese Tatsache aber schon lange nicht mehr!

Bei der Verunreinigung unterscheidet man zwischen dem Primärschmutz und dem sog. Sekundärschmutz. Der Primärschmutz wird sozusagen in die Anlage mit eingebaut, und kann mit entsprechenden Maßnahmen verringert werden. Diese Verunreinigungen sind allerdings auch am häufigsten die Auslöser langfristiger Verschleißvorgänge. Der Sekundärschmutz ist die von außen eindringende Verunreinigung und somit stark abhängig von den Einsatzbedingungen der Maschine.

Damit der notwendige Schutz der Maschinen gewährleistet ist, sind qualitativ hochwertige Filtersysteme notwendig, die auch für die Einsatzbedingungen einer Mobilhydraulik ausgelegt sind. Die RT-Filtertechnik GmbH stellt zwei Lösungen vor, die sich bereits in der Praxis vielfach bewährt haben.

Der Kunde wünscht naturgemäß, dass die Wartung der Maschine einen geringen Aufwand verursacht. Dazu gehört auch eine wirtschaftliche Filtration.

Am besten haben sich hier Systeme bewährt, die eine Vollstromfiltration im Systemrücklauf realisieren, und an gefährdeten Stellen angepasste „Polizeifilter“ einsetzen. Da die Hydrauliktanks immer kompakter werden, ist auch für den Filter nicht mehr viel Platz da. Die RME-Baureihe von RT-Filtertechnik bietet eine optimale Lösung für die unterschiedlichsten Baugrößen. Diese Filterserie wird direkt in den Tank integriert, und zwar so, dass keine externe Aufbauten – wie Filterkopf, Zuleitung – nötig sind. Die Zuleitung des Öles erfolgt im Tankinneren. Dadurch erreicht man eine weitgehend beruhigte Strömung im Einlaufbereich des Filterelements. Hier kann eine RT-typische magnetische Vorfiltration eingesetzt werden. Diese verringert effizient den Anteil der Kleinstpartikel unter 20 µm, bis zu einer Größe von 0,1 µm. Zum Vergleich: das menschliche Haar misst im Durchmesser ca. 50 - 70 µm, das Sehvermögen des Menschen endet bei 40 µm. Durch die kompakte Bauart der RME-Filter kann die wirksame Filterfläche maximiert werden. Die daraus resultierende optimale Durchflusseigenschaften und die hohe Schmutzaufnahmekapazität garantieren eine wirtschaftliche Filterstandzeit bei jedem Maschinentyp.

Typische Einsatzgebiete für solche Rücklauffilter sind z.B. Bagger, Betonpumpen, Autokräne oder Transportfahrzeuge mit größeren Hydraulikanlagen.

Der große Vorteil dieser Filter liegt für Maschinenhersteller darin, dass eine komplette Baureihe mit unterschiedlichen Größen abgedeckt werden kann und somit der Ersatzteilbedarf rationalisiert wird. Der Anwender kann wiederum das für seinen Anwendungsfall – Hammereinsatz, Schrottplatz, Baustelle, Flughafen, Straßenverkehr etc. – passende Filterelement auswählen und so die Standzeit und Wirkungsgrad optimieren.

In diversen Systemen, die in der Mobilhydraulik häufig vorkommen, werden sogenannte geschlossene Kreisläufe eingesetzt. Der geschlossene Kreislauf bildet meist nur einen Teil des Gesamtsystems und wird aus dem gemeinsamen Hydrauliktank versorgt. Funktionsbedingt ist die Empfindlichkeit der Bauteile im geschlossenen Kreis besonders hoch. Aus diesem Grund reicht eine Vollstrom-Rücklauffiltration, ergänzt durch Polizeifilter nicht aus. Hier müssen die Pumpen bereits im Zulauf, also in der Saugleitung geschützt werden. Traditionell wurden – und werden – hier Saugfilter eingesetzt. Die meisten Anwender werden aber kreischend „heulende“ Pumpen in Radladern o. ä. z. B. in den kalten Jahreszeiten bestens kennen. Gemeint ist die Kavitation, die durch den Einsatz nicht ausreichend dimensionierter, oder einfach ungenügend gewarteter Saugfilter verursacht werden kann. Darüber hinaus ist in einem solchen Zustand auch die Funktionalität der Maschine eingeschränkt, denn geschlossene Kreise werden überwiegend in hydrostatischen Fahrantrieben eingesetzt.

Nachdem die Forderung nach kompakten, immer leichteren Bauteilen, wie auch Tanks ständig lauter wurde, ist die „klassische“ Funktion eines Hydrauliktanks in der Mobilhydraulik der rationellen Konstruktion zum Opfer gefallen. Denn ein großer Hydrauliktank ist nur ein Ballast, eine große Ölmenge eine teuere Angelegenheit. Also setzte der Trend zu immer kleineren Tanks ein, und hält bis heute an.

Eine logische Folge bei diesem Trend war es, sich über die Filtration – allein schon aus Platzgründen – Gedanken zu machen. Die als Innovation gefeierte Idee, die Rücklauf- mit der Saugfiltration zu kombinieren, hätte vor 20 Jahren noch keinem gefallen. Inzwischen stand jedoch die Möglichkeit das Verhalten der Hydraulik in kritischen Zuständen verbessern zu können im Mittelpunkt. Auch RT-Filtertechnik entwickelte frühzeitig ein derartiges Filtersystem und konnte so viel Erfahrung sammeln.

Das Grundprinzip dieser Filter basiert auf eine Vollstrom-Rücklauffiltration. Das Öl wird aber hier nicht frei in den Tank geleitet, sondern bleibt im geschlossenen Behälter des Filters. Aus diesem wird nun das sehr fein gefilterte Öl über die Saugleitung der Speisepumpe zugeführt. Der Überschuss kann durch das sogenannte Vorspannventil in den Tank abströmen. Ein Überschuss ist für die Dauerfunktion auch notwendig, denn nur so kann ein Vorspanndruck erzeugt werden

Der Erfolg und die Vorteile des Filters begründen sich auf folgende Tatsachen:

• Zwei Filter werden durch einen ersetzt (Rücklauf- & Saugfilter)
• Die Speisepumpe wird mit sehr fein gefiltertem Öl versorgt.
• Die Ansaugleitungen werden mit Überdruck vorgespannt, die Pumpe wird befüllt.

Der Nutzen des ersten Punktes leuchtet ein: ein relativ teuerer Filter, der aber in der Summe günstiger ist als die bisherigen zwei. Der Aufwand für Konstruktion, Beschaffung und Fertigung wird deutlich reduziert. Die Wartung ist wirtschaftlicher, das Element kostet nicht mehr, als ein hochwertiges Rücklauffilter-Element. Der zweite Punkt zeigt auch Vorteile auf: die Funktionssicherheit und gleichzeitig die Lebensdauer der empfindlichen Bauteile wird erhöht. Der dritte Punkt bedeutet für den Anwender eine erweiterte Funktionalität der Maschine. Das bedeutet, dass selbst unter schlechten Bedingungen, wie lange Kälteperioden wird der geschlossene Kreislauf (Fahrantrieb) zuverlässig versorgt. Lange Aufwärmzeiten und die Lebensdauer gefährdende Effekte (Kavitation) entfallen somit.

Solche Filtersysteme werden bereits in Radladern, Gabelstaplern, Kommunalfahrzeugen oder in der Flughafenlogistik (Containertransporter, Schlepper) eingesetzt. Weitere Einsatzmöglichkeiten bieten sich überall wo empfindliche Komponenten bereits in der Saugleitung geschützt werden müssen, wie z. B. Drehantriebe von Autokränen.

In einschlägigen Fachzeitschriften hat RT-Filtertechnik bereits auch darüber geschrieben, dass ein solches Saug-Rücklauffiltersystem nicht „von der Stange“ eingesetzt werden sollte. Damit die Verhältnisse in jedem Systemzustand optimal bleiben, sind Feineinstellungen notwendig. So bietet RT im Rahmen der Produkteinführung eine umfassende Inbetriebnahmemessung an. Diese gibt über versteckte Funktionsstörungen oder falsche Auslegungen schnelle Aufklärung. Auch eine bestehende Maschine mit Doppelfiltration kann u. U. umgerüstet werden, aber auch hier gilt: eine intensive Beratung im Vorfeld ist die Grundvoraussetzung.

Beide hier beschriebene Filtersysteme können mit unterschiedlichen Filterelementen eingesetzt werden, damit ein optimales Ergebnis erzielt werden kann. Welches Filtersystem auch immer eingesetzt wird, sollten Sie als Anwender nicht nur von Feinheitsangaben, von tollen Beta-Werten oder anderen angegebenen Leistungsparameter ausgehen. Diese dienen zwar einer gewissen Klassifizierung der Leistungsfähigkeit der Filter, aber in der Mobilhydraulik gilt es insbesondere: das Filtrationsergebnis kann erst in der Maschine festgestellt werden.

Unabhängige Labors oder auch der RT-Filterservice bieten die Möglichkeit zur Durchführung von regelmäßigen Öluntersuchungen. Dadurch hat man eine permanente Kontrolle über das Filtrationsergebnis, und gleichzeitig kann die Ölstandzeit optimiert werden. Die Investition in eine gut beratene Filtration, Original-Ersatzteile und gutem Service zahlt sich mit Sicherheit aus!

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