Hydraulikanlage, Bild: Hansa-Flex

Der Ausfall einer Hydraulikanlage kündigt sich oft durch Symptome an. Bild: Hansa-Flex

Nobody is perfect: Das gilt für die Konstruktion, aber auch für die Instandhaltung einer Hydraulikanlage. Interne Fehler zeigen sich oftmals durch bestimmte Symptome. Ähnlich wie in der Medizin müssen diese aber richtig diagnostiziert werden. Nur so lässt sich eine Verbesserung erreichen. Fehlt das Anlagenwissen hierfür, verpuffen die Warnsignale. Und so manches Mal hört man: „Das ist eine Hydraulikanlage, das ist normal, das muss so sein!“ Dabei sind die Auswirkungen interner Anlagenfehler vielfältig. So kann zwischen Soll und Ist des Anlagenwirkungsgrades eine große Unstimmigkeit bestehen. Andere Symptome sind überhöhte Anlagentemperaturen, Zustellgenauigkeit, Vibration, Druckschläge oder häufiger Fluidwechsel.

Erhöhte Fluidtemperatur

Zylinder, Bild: Hansa-Flex
Kleine Steine haben sich in die Führungsbuchsen und die Kolbenstangenbeschichtung eingearbeitet. Am Zylinder sind Verschleißriefen erkennbar. Bild: Hansa-Flex

Sowohl das Grundöl als auch die Additive reagieren empfindlich, wenn die zulässigen Einsatzobergrenzen überschritten werden. Erste Hinweise sind Fluidverfärbung oder atypischer Geruch. Bei mineralölbasierten Hydraulik-Flüssigkeiten sollten Temperaturen weit über 60 Grad Celsius vermieden werden. Hohe Betriebstemperaturen beschleunigen die Ölalterung deutlich. Die Folge sind oftmals wesentlich kürzere Öl-Wechselintervalle. Auf die Temperatur der Hydraulikanlage zu achten, ist also auch aus wirtschaftlichen Gründen zwingend notwendig.

Hydraulik-Komponenten benötigen, um langfristig schadensfrei zu funktionieren, eine Mindestviskosität bei Betriebstemperatur. Wird dieser Wert unterschritten, besteht Verschleißgefahr und die Möglichkeit des „Fressens“ der Gleitstellen. Bezüglich der notwendigen Mindestviskosität im oberen Temperaturbereich gibt es keine eindeutige Regel. Im Zweifelsfall sollte die Öltemperatur gemessen, die noch vorhandene Viskosität bestimmt und mit der vorgegebenen Mindestviskosität der Komponentenhersteller verglichen werden.

Wirkungsgrad

zu hohe Öltemperatur, Bild: Hansa-Flex
Die dunkle Farbe und der atypischer Geruch sind Hinweise auf eine zu hohe Öltemperatur. Bild: Hansa-Flex

Hydraulikanlagen sind technische Einrichtungen, in denen Energiewandlungsprozesse ablaufen. Eine zunehmende Verschlechterung des Anlagenwirkungsgrades ist ein wichtiges Indiz in Bezug auf die Anlagenfitness. Um einem Leistungsabfall entgegenzuwirken, muss immer zunächst die Ursache ermittelt werden. Geht der Wirkungsgrad in die Knie, kann das viele Gründe haben. Unter anderem kommen in Frage:

  • Ventileinstellung: Durch falsch eingestellte Ventile kann sich die Verlustleistung im System erhöhen.
  • Systembedingte Verluste: Ölstromdrosselung durch enge Rohrquerschnitte oder verschmutzte Ölfilter sind zu vermeiden.
  • Öltank: Überprüfen, ob Luft angesaugt wird.
  • Oberflächenverschmutzung: Ölkühler sauber halten.
  • Instandhaltung: Wärmeentwicklung durch geschädigte Hydraulikbaugruppen verhindern.

Druckspitzen

Äußeres Anzeichen von Druckspitzenproblemen sind Undichtigkeiten oder schlagende Schlauchleitungen. Druckspitzen können von Ventilen oder Lasten erzeugt werden und zerstören Teile der Leitungstechnik oder andere Komponenten wie zum Beispiel Pumpen. Beim Schalten von Ventilen kann es zu einem nahezu sprunghaften Druckanstieg kommen.

Messungen zeigen, dass unter Umständen Druckanstiegsgeschwindigkeiten von mehr als 200.000 bar pro Sekunde erreicht werden. In den Pumpendatenblättern der Hersteller wird hierfür vereinzelt ein maximal zulässiger Wert von 16.000 bar pro Sekunde angegeben. Druckspitzen können entstehen, wenn zum Beispiel ein Wegeventil die Druckleitung viel zu schnell auf einen Verbraucheranschluss schaltet. Ist dann der Verbraucheranschluss mit Unterdruck beaufschlagt und wurden viel zu kleine Steuerleitungen verbaut, kann es leicht zu Pumpenschäden, Schlauchplatzen oder Undichtigkeiten am Steuerblock und anderen Schäden kommen.

Grafik Leistungsverluste, Bild: Hansa-Flex
In einer Hydraulikanlage werden etwa 50 Prozent der Energie genutzt. Der Rest verteilt sich auf Pumpverluste, Leistungsverluste und Drosselverluste. Bild: Hansa-Flex

Ölverschmutzung

Ein schlechtes Filterkonzept beziehungsweise ein hoher Schmutzeintrag ist ein weiterer Aspekt einer „Selbstzerstörung“ der Hydraulikanlage. Das vorhandene Gefahrenpotenzial zeigt dieser Fall aus der Praxis: In einer Anlage fallen permanent sehr kleine Steine genau vor die Zylinderkolbenstangendichtung. Durch das Fehlen einer geeigneten Schutzvorrichtung haben sich die Steine in die Kolbenstangenbeschichtung und die Bronze-Führungsbuchsen eingearbeitet und Bronzeabrieb erzeugt.

Diese Partikel gelangen ungehindert in den Tank, da lediglich eine Bypass-Filtration installiert war. Die Filterpumpe fördert die Partikel durch den Bypass-Filter. Da der Druckschalter des Bypass-Filters nicht in der Notausschleife integriert ist, erscheint in der Anlagensteuerung nur eine Meldung sobald der Filter zugesetzt ist. Trotzdem läuft die Anlage weiter und der notwendige Filterwechsel bleibt durch ungeschultes Wartungspersonal aus. Mit der Zeit verteilen sich die Partikel im gesamten System und beschädigen Pumpen und Ventile bis hin zum Totalausfall der Anlage. do

 

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