Prinzip der elektrostatischen Ölreinigung

Prinzip der elektrostatischen Ölreinigung: Das elektrische Feld fischt die Partikel heraus. Bild: Friess

Sauberes Öl ist keine Glücksache, sondern muss permanent erarbeitet werden. Professionelle Ölfiltration heißt das Zauberwort dabei. Bei der Nebenstromfiltration hat der Anwender die Wahl zwischen zwei konkurrierenden Systemen. Die klassische Ölfiltration, die auf dem Grundprinzip der Rückhaltung beruht, darf als allgemein bekannt gelten. Noch relativ unbekannt dagegen ist die elektrostatische Ölreinigungsmethode.

Bei der elektrostatischen Ölreinigung wird das Hydraulikfluid nicht durch eine Filtermatte geleitet, sondern durch ein elektrisches Feld. Zwischen zwei parallel liegenden Elektrodenplatten wird ein Hochspannungsfeld erzeugt. Schmutzpartikel in einem isolierenden Fluid, wie es zum Beispiel Hydrauliköl ist, werden durch die elektrischen Feldkräfte angezogen. Voraussetzung hierfür ist, dass die Partikel über eine elektrische Ladung verfügen, was bei nahezu allen Feststoffpartikeln der Fall ist.

Reinigungselemente statt Filter

Reinigungselement
In den Reinigungselementen sammelt sich die Ölverschmutzung. Bild: Friess

Um die Anziehungskraft auf einzelne Partikel zu erhöhen, werden speziell geformte Reinigungselemente eingesetzt. Durch die zur Strömung querliegenden Platten wird eine turbulente Strömung erzeugt. Die Partikel werden so in Richtung Elektrode abgelenkt, was die Partikelabscheidung erhöht. Zusätzlich liegen die Reinigungselemente mit einer Vielzahl von Kanten an den Elektrodenoberflächen an. Das normalerweise geradlinige Feld wird leicht verzerrt. Es kommt zur erhöhten Kraftwirkung auf die einzelnen Partikel, was die Abscheidung verstärkt. Durch die besondere faltenbalgartige Form der Reinigungselemente wird die Oberfläche zwischen den beiden Elektroden wesentlich vergrößert. Dadurch ist es möglich, eine große Menge Schmutz in der Reinigungskammer festzuhalten, ohne das System zu überlasten.

Ganz entscheidend für die elektrostatische Ölreinigung ist die Form und Ausführung der Reinigungselemente. Je höher die feldverzerrende Wirkung und je größer die effektive Oberfläche, desto wirksamer die Ölreinigung.

Elektrostatisches Ölreinigungsgerät an einer Spritzgussmaschine
Elektrostatisches Ölreinigungsgerät an einer Spritzgussmaschine: Mit der elektrostatischen Reinigung werden Partikel von 0,05 Mikrometer bis 100 Mikrometer entfernt. Bild: Dehn + Söhne

Mit einer elektrostatischen Ölreinigung lassen sich die verschiedenartigen ölunlöslichen Fremdstoffe, in allen Größen zwischen 0,05 Mikrometer und 100 Mikrometer, sehr effektiv entfernen. Es werden nicht nur normale Partikel abgeschieden, sondern auch die weichen, klebrigen Alterungsrückstände. Diese sind häufig Ursache für Varnish und somit Verursacher einer Vielzahl von Funktionsstörungen. Durch den Anbau einer speziellen Filterpatrone mit wasseraufnehmenden Fasern kann dem Öl freies Wasser entzogen werden. Ein zu hoher Öl-Wassergehalt kann Ursache vieler Anlagenschäden sein.

Die Gefahr, dass bei Kurzschluss, einer ungewollten Abschaltung der Anlage beziehungsweise starker Vibration der bisher herausgefilterte Schmutz das System wieder kontaminiert, besteht nicht. Die gute Haftung der herausgefilterten Partikel auf dem Filtervlies verhindert dies. Elektrodenüberzug und Faltenfilter werden etwa nach 2000 Stunden Einsatz ausgetauscht.

Die Entscheidung, ob eine klassische Nebenstromfiltration oder eine elektrostatische Variante zum Einsatz kommt, muss die Instandhaltung treffen.

Es stehen also konkurrierende Methoden für die Hydraulikölreinigung im Nebenstrom zur Verfügung. Noch relativ selten wird in der Praxis die elektrostatische Ölreinigung angetroffen, obwohl die Methode zweifelsohne ihre Vorteile hat. Das zeigt auch das Gespräch mit Instandhaltungsleiter Johann Ehrnsperger, der von seinen Praxiserfahrungen mit der elektrostatischen Nebenstromfiltration berichtet.

Leistungsvergleich der beiden Reinigungsmethoden

  Klassische Nebenstromfiltration Elektrostatische
Nebenstromfiltration
einsetzbar für alle handelsüblichen Hydrauliköle für H, HL, HLP Hydrauliköle
Betriebsobergrenzen bis 120 Grad Celsius maximal 80 Grad Celsius, Viskosität > 200 mm²/sec, Wassergehalt > 500 ppm,
Abscheideleistung Partikelgröße > 2µm Partikelgröße > 0,05 µm
Partikel < 100 µm

Konstanz der Abscheideleistung
gut sehr gut

Abscheidung von Oxidationsprodukten
bedingt ja

können dem Öl Additive entzogen werden
abhängig von der Ölformulierung abhängig von der Ölformulierung

notwendiger Austausch der Filterelemente
ja ja
Reinigungsgeschwindigkeit hoch niedrig