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Unterschiedlicher könnten die beiden Leitungsvarianten kaum sein: Rohre werden überall dort eingesetzt, wo keine großen Bewegungen stattfinden. Hydraulikschläuche sind elastischer, werden also immer dann bevorzugt, wenn größere Dehnungen oder hohe dynamische Belastungen auftreten. Hydraulikrohre sind relativ einfach aufgebaut und zum größten Teil aus Stahl. Anders verhält es sich bei Hydraulikschläuchen. Sie sind Mehrschichtprodukte. Die innere Lage, die sogenannte Seele, muss dem Hydrauliköl über lange Zeit standhalten.
Verwendet werden hierfür Elastomere aber auch Thermoplaste. Für die Festigkeit eines Hydraulikschlauches sind die Einlagen zuständig. Hierfür setzen die Hersteller Drahtgeflechte, aber auch hochfeste Faserwerkstoffe ein. Die äußere Schicht eines Hydraulikschlauches, sie wird auch als Decke bezeichnet, hat vor allem Schutzaufgaben. Die wichtigsten Eigenschaftsanforderungen sind: hohe Abriebfestigkeit, bei Außenanwendungen auch eine sehr gute UV- und Ozonbeständigkeit.
Nicht nur Rohrleitungen lassen sich mit der EO-3-Verschraubung von Parker Hannifin verbinden. Bild: Parker Hannifin
Dementsprechend verfolgen die Anbieter auch bei der Weiterentwicklung verschiedene Ziele: Bei einem Hydraulikrohr stehen die Druckfestigkeit und die Korrosionsbeständigkeit im Vordergrund. Leitungsrohre aus Stahl wurden über viele Jahre hinweg gelbchromatiert (A3C Korrosionsschutz). Durch gesetzliche Auflagen verschwindet diese Korrosionsschutzvariante zunehmend. Benteler, einer der Hersteller von gezogenen, beziehungsweise geschweißten Hydraulikrohren, setzt auf ein Zweischichtsystem beim Chrom(VI)-freien Korrosionsschutz. Das Stahlrohr wird verzinkt und hat eine zusätzliche organische Beschichtung. Benteler Rohre mit dem Zistaplex-Korrosionsschutzsystem haben einen guten Korrosionsschutz und erreichen die Schutzklasse K5 nach dem VDMA-Einheitsblatt.
Bei Hydraulikschläuchen steht die Medien- und Temperaturbeständigkeit im Vordergrund. Hier die richtige Wahl zu treffen, ist für die Langzeitfunktionalität entscheidend. Ansprechpartner ist der Schlauchhersteller. Konstrukteure und Instandhalter sollten, um keine Fehlentscheidung zu treffen, in die Thematik etwas tiefer einsteigen.
In der Regel wird die Kunststoffverträglichkeit statisch ermittelt. Angaben wie zum Beispiel „x Prozent Volumen- und Härteveränderung nach Einlagerung“ reichen aber nicht aus, um das Wechselspiel zwischen Elastomer und Hydrauliköl wirklich beurteilen zu können. Auch bei der Angabe der Temperaturbeständigkeit besteht oft zusätzlicher Informationsbedarf. In vielen Fällen wird in den Firmenunterlagen ein Wert ohne Angabe der Prüfbedingungen angegeben. Es kann sich um eine allgemeine Literaturangabe handeln, aber auch um ein Ergebnis, das unter statischen Bedingungen gemessen wurde. Für eine erfolgreiche Produktauswahl bei dynamischen Anwendungsfällen wäre eine Information zur Temperaturbeständigkeit unter praxisnäheren Prüfbedingungen eine gute Entscheidungshilfe.
Temperatur und Medien können dem Schlauchmantel stark zusetzen. Beide alleine sind schon nicht zu unterschätzen. In der Praxis ist der Deckmantel einer Schlauleitung beiden Attacken gleichzeitig ausgesetzt.
Ein weiteres Auswahlkriterium ist die dynamische Festigkeit einer Hydraulikschlauchleitung. Konstrukteure können hier auf Angaben der Schlauchhersteller zurückgreifen. Viel komplexer ist die Sache für die Instandhaltung. Sie muss in der Regel ohne diese Information auskommen. Und so orientieren sich die Instandhalter an zulässigen Druckstufen für die Schlauchleitung. Nicht immer entspricht das Ergebnis dann der Erwartung.
Die nächste Generation
LifeSense-Schlauchleitungen von Eaton an einer Spritzgussmaschine. Bild: Eaton
Alterungsbedingte Schlauchausfälle gehören vielleicht schon bald der Vergangenheit an. Das Zauberwort hierfür lautet technische Inspektion: Sie sorgt für mehr Sicherheit als der Austausch nach festen Zeitintervallen. Mit im Schlauch integrierter Messtechnik lässt sich heute die gesicherte Schlauchlebensdauer besser ausnutzen. Untersuchungen beim Anbieter Eaton haben gezeigt, dass viele Hydraulikschläuche lange vor der gesicherten Lebensdauer ausgebaut werden. Eaton Germany hat deshalb ein Schlauchsystem mit eingebautem Sensor zur Verschleißerkennung im Programm. Ein Leiter zwischen den Drucklagen erfasst die Drucklagenveränderungen und gibt diese als elektrisches Signal an ein Diagnosesystem weiter.
Dieser sogenannte Lifesense-Schlauch hat zwei wesentliche Vorteile. Zum einen werden lästige und teure hydraulikspezifische Maschinenausfälle reduziert, zum anderen nutzen Anwender den Abnutzungsvorrat einer Schlauchleitung besser aus. Primäre Märkte für die Technologie sind Anwendungen mit hohem Sicherheitsbedarf oder erschwerter Zugänglichkeit bei Wartungen. Dabei kann es sich um mobile, aber auch stationäre Anwendungen handeln.
Aufgrund der Condition-Monitoring-Technologie, welche eine spezielle Sensorik verwendet, ist die Lifesense-Schlauchkonstruktion sowie das Armaturendesign einzigartig und spezifisch. Die Armaturen dienen hierbei als hydraulische und auch elektrische Verbindung, welche mit einem verkabelten Diagnosegerät oder auch mit einem Wireless-Zugangspunkt kommunizieren. Auf diese Weise informiert das System den Anwender über den Zustand der gesamten Schlauchleitung. Im Armaturenbereich bietet der Hersteller alle gewünschten Konfigurationen an. Geräteseitig ist keine Limitierung vorhanden.
Gute Verbindungen
Scheuerstelle an einer Hydraulikschlauchleitung. Bild: Winkler
Hydraulikleitungen werden mit Verschraubungen befestigt. Eine korrekte Verbindung zwischen Leitung und Verschraubung ist das A und O. Montagefehler führen zu Leckagen, kostenintensive Stillstandszeiten, Reklamationen, Nacharbeit und Umweltschäden; sogar Unfälle können die Folge sein. Schon seit vielen Jahrzehnten werden bei Hydraulikrohren Schneidringverschraubungen erfolgreich eingesetzt. Die Verbindungstechnologie ist auch heute noch oft anzutreffen. Inzwischen wurde die Schneidringverschraubung weiterentwickelt. Die Hersteller fügten eine zweite Schneide hinzu und setzen Dichtungen ein, die gegen viele Hydrauliköle beständig sind. Leckagen bei Schneidringverschraubungen sollten mit den verbesserten Schneidringverschraubungen eigentlich der Vergangenheit angehören.
Ein gewaltiger Schritt in Richtung sicherer und einfacherer Rohr- und Schlauchverbindung war das EO-3-Verschraubungssystem von Parker Hannifin. Anders als bei gängigen DIN-Norm-Verschraubungen basiert das System auf einem 24-Grad-Innenkonus mit integrierter Weichdichtung und einem kegelförmigen Verbindungsgewinde. Als weltweit erstes System ermöglichte die Verschraubung die Kontrolle des Montageergebnisses von außen. Anhand eines gelben Signalrings erkennt der Monteur sofort ob die Verschraubung fachgerecht erfolgt ist.
Neben starren Rohrleitungen verlangen viele Anwendungen flexible Schlauchverbindungen. Die EO-3-Verbindung ist für beide Verbindungsvarianten einsetzbar. Auch die Anbindung an bestehende EO-2-Anschlüsse ist über einen Adapter möglich. Damit lassen sich alte Verbindungen praktisch ohne Mehraufwand auf das neue System umrüsten oder erweitern.
Zusammenfassung
Um die Elemente einer Hydraulikanlage mit Druck-und Schmiermedien zu versorgen, werden Leitungen verlegt. Rohr oder Schlauch, das ist keine Ansichtssache, sondern orientiert sich am Notwendigen. Jede Variante hat ihre Vor- und Nachteile. Der Konstrukteur muss abwägen, welche Verbindungsart dem Anwender den größeren Nutzen bringt.
Eine wichtige Messgröße sind die Life Cycle Costs, also die Summe der hydraulikspezifischen notwendigen Aufwendungen während der geplanten Lebensdauer einer Maschine oder Anlage. Innovationen bei Schlauch und Verschraubung bringen diesbezüglich bemerkenswerte Vorteile. do
Praxistipps
Mehr Sicherheit für Schläuche
Einflussfaktoren auf das sichere Betreiben einer Schlauchleitung:
- Messmöglichkeit von Druck, Temperatur, Volumen
- Schutz vor äußeren Einflüssen, zum Beispiel UV-Strahlung, Ozonbelastung, Reinigungsmittel
- keinen Hydraulikölwechsel ohne Materialabgleich
- keine Verwendung überlagerter Schlauchleitung, Inspektion in Abhängigkeit der Einsatzzeit
- Schadensanalyse bei Ausfällen und Umsetzung der notwendigen Verbesserungen
- zustandsgerechter Austausch der Hydraulikschlauchleitungen.