Maschinenausfälle kündigen sich oft nicht gleich mit brachialer Gewalt an. Die Fehler im Hydrauliksystem kann man schnell erkennen, wenn man weiß, auf was man bei der Prüfung achten muss. - (Bild: stock.adobe.com/Denys)
Die Hydraulik erhält meistens erst dann Ihre Aufmerksamkeit, wenn das System kollabiert. Wer seine Hydraulikanlage nicht regelmäßig fachmännisch prüft, riskiert unnötige Ausfallzeiten und ungeplante Kosten für die Reparatur. Die Suche nach dem Fehler kostet zudem auch noch Zeit. Dipl.-Ing. (FH) Peter Poppick ist Trainer an der Internationalen Hydraulik Akademie und kennt die typischen Anwendungsfehler.
8 Tipps für den fehlerfreien Betrieb von Hydrauliksystemen
1. Blicken Sie in den Hydrauliktank: die Verschmutzungsanzeige und der Füllstandsensor sind hier nützliche Anhaltspunkte. Sinkt der Ölstand im Hydrauliktank kann dies auf eine Leckage hinweisen.
2. Prüfen Sie die Temperatur: Mit einem Thermometer oder Thermosensor lässt sich die Fluid-Temperatur genau messen.
3. Verbrauchergeschwindigkeit kontrollieren: Nutzen Sie eine Stoppuhr oder einen Drehzahlsensor, um Unregelmäßigkeiten festzustellen. Wie ist die Ein- und Ausfahrt des Zylinders bemessen? Wie sieht es mit der Drehzahl des Hydraulikmotors aus?
4. Hydraulikzylinder unter die Lupe nehmen: Erkennen Sie unterschiedliche Haltepositionen? Wenn ja, ist dies ein weiterer Anhaltspunkt für den Verschleiß.
5. Auf die Geräuschentwicklung hören: Knatternder Lärm weist auf eine Kavitation hin. Prüfen Sie, ob sich die Leitungsverbindungen im Tank gelöst haben.
6. Druckabfall ernst nehmen: Schauen Sie genau auf den Verbraucher und achten Sie auf ungewöhnliche Werte.
7. Filter-Kontrolle: Schauen Sie genau, ob der Filter richtig eingebaut ist. Fängt er ungewöhnlich viele Verschmutzungen auf?
8. Denken Sie an das Hydrauliköl: Haben Sie die richtige Reinheitsklasse gewählt? Hat das Öl zu viel Wasser im Tank gezogen?
Warum verursacht die Fehlersuche im Hydrauliksystem unnötige Kosten?
Sollte es trotzdem zum Maschinenstillstand gekommen sein, muss guter Rat nicht teuer sein. Für eine systematische Fehlersuche im Hydrauliksystem muss ein grundlegendes Kriterium beim Anwender erfüllt sein: die Kenntnis über die Funktionsweise der einzelnen Hydraulikkomponenten und deren systemrelevantes Zusammenspiel im gesamten System. „In meinen Seminaren höre ich oft, dass zunächst eine neue Hydraulikpumpe bestellt wird, wenn die Anlage keinen Druck mehr gibt. Mit der Bestellung, Lieferung und dem Einbau der neuen Pumpe verstreicht nicht nur Zeit, es kostet den Anlagenbetreiber auch Geld. Nicht selten kommt die Erkenntnis, dass die Pumpe überhaupt nicht defekt war und die Ursache woanders lag.“ Die vermeintlich defekte Komponente wandert in das Lager. Das nächste Teil ist schon bestellt. Bis der Fehler somit endgültig behoben wird, entstehen hohe Ausfallzeiten, die zudem weiteres Geld kosten.
Welche Fehler sollten Sie vor der Inbetriebnahme der Hydraulikanlage vermeiden?
Schütten Sie die Hydraulikflüssigkeit nicht wahl- und planlos in den Hydrauliktank! Vergewissern Sie sich, dass die geforderte Reinheitsklasse des Hydrauliköls gemäß der DIN ISO 4413 gewährleistet ist.
Füllen Instandhalter das Fluid ohne Filterung in den Tank, programmieren sie analog dazu den Maschinenstillstand vor. „Dies gilt auch bei der Proportionaltechnik“, weiß Poppick. „Beim Befüllen des Tanks werden spezielle Filtereinheiten angeboten. Wechseln Sie die Filtereinheit daher rechtzeitig!“. Vergessen Anwender beim Rücklauffilter das verschmutzte Filterelement nicht früh genug ausgetauscht, wird das Fluid über ein Umgehungsrückschlagventil am Filter vorbeigeleitet. „Eine Filterung findet dann nicht mehr statt.“
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Anwendungsbeispiel Spannaggregat
Ein Hydraulikzylinder spannt ein Werkstück mit einem Druck zwischen 175 und 190 bar. Um die Hydraulikanlage energieeffizienter zu betreiben, schaltet ein Druckschalter mit zwei Druckeinstellungen das Hydraulikaggregat bei einem Druck von 190 bar in den Neutralumlauf. Fällt der Druck auf 175 bar, wird über die zweite Druckschalterstufe die „Pumpe erneut zugeschaltet“ und der Spanndruck auf 190 bar erhöht. Die Fehlersuche beschränkte sich auf das mehrmalige Austauschen des defekten Sitzventiles. Später baute die Anlage keinen Druck mehr auf. Was war passiert?
Der obere Schaltpunkt des Druckschalters war defekt. So wurde die Anlage bei Erreichen des Spanndruckes nicht in den Neutralumlauf geschaltet. Die Folge: Extreme Wärmeentwicklung und ein starker Temperaturanstieg des Fluides. Die vorgeschriebene Mindestviskosität des Fluides für den Betrieb der Zahnradpumpe wurde unterschritten. Sehr wahrscheinlich kam es zum Schmierfilmabriss in der Pumpe, der Abrieb gelangte ins System.
In dieser Anlage kam ein weiterer unglücklicher Umstand hinzu. Diese Hydraulikanlage wurde mit Bioöl (HEES) betrieben. Synthetische Ester werden aus der Reaktion einer Säure mit einem Alkohol unter Abspaltung von Wasser erzeugt. Ein zu hoher Wasseranteil im Fluid sorgte dafür, dass dieser Prozess aufgebrochen wurde, so kam es zur Säurebildung. Ein zu hoher Wassergehalt im Fluid wurde in einer anschließenden Ölanalyse bestätigt. Hohe Fluidtemperaturen fördern den Prozess der Säurebildung noch. Die Schlauchinnenseele quillt durch den Einfluss säurehaltiger Fluide auf und wird durch die Strömung ausgespült. Wahrscheinlich war das anfänglich die Ursache für den Ausfall des Sitzventiles.
Da die Druckleitung der Zahnradpumpe im Tank unter Ölniveau verbaut war, wurde durch das Einwirken des Fluides, auch die Außendecke der Hydraulikschlauchleitung angegriffen. Das Hydrauliksystem erlitt einen irreparablen Totalschaden.
Bei regelmäßiger Kontrolle der Öltemperatur, durch eine Füllstandanzeige mit Thermometer im Tank oder besser noch, bei Einsatz eines Thermoschalters, wäre es möglich gewesen, den defekten Druckschalter frühzeitig zu entdecken. Leider wurde in diesem Fall aus Kostengründen auf die Installation eines Thermoschalters verzichtet. Außerdem sollte auffallen, dass sich das Hydraulikaggregat bei Erreichen des Spanndruckes nicht mehr abschaltet.
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