Richtiges Öl und Pflege halten die Hydraulik fit!

Im Umgang mit Hydraulikölen beobachten Experten nach dem Motto ‚Einfüllen und vergessen!‘ oft eine folgenreiche Sorglosigkeit. Denn fast dreiviertel aller Maschinenausfälle sind auf verunreinigte Betriebsflüssigkeiten durch unzureichende Ölpflege zurückzuführen. Dabei hat regelmäßige Ölüberwachung nur Vorteile, wie Rainer Janz, Bereichsleiter Produkt- und Qualitätsmanagement bei der Ulmer Hermann Bantleon, bekräftigt. Zudem biete der Markt den Anwendern intelligente Hilfsmittel und Techniken.

Ölanalysen ermöglichen ‚Life-Time‘-Befüllung

Erstes Beispiel: Ölanalysen. Die von geeigneten Fachlaboren durchgeführten Analysen sind wichtige Frühwarnsysteme, die den aktuellen Qualitätszustand des eingesetzten Fluids anzeigen und Informationen über mögliche Probleme im Hydrauliksystem liefern. So weist ein erhöhter Partikelanteil im Öl eindeutig auf erhöhten Abrieb und Verschleiß hin.

Angesichts der dringlicher werdenden Schonung von Ressourcen ließen sich durch regelmäßige Ölanalysen die Wechselintervalle unter Umständen auch bis zur ‚Life-Time‘-Befüllung und damit kostensparend realisieren, sagt Rainer Janz. Er ergänzt, dass eine hochwertige Öltechnologie in der Befüllung des Hydrauliksystems eine wichtige Voraussetzung dafür sei. Bereits die saubere Lagerung der Ölgebinde und vorsichtiges Nachfüllen, ohne dass Schmutzpartikel von außen ins System gelangen, erhöhe die Langlebigkeit der eingesetzten Öle, erklärt der Ölexperte.

Bewusste Ölauswahl steigert die Leistung, und senkt die Kosten

So empfiehlt Bantleon bei extremen Einsatzbedingungen den Einsatz von synthetischen PAO-Hydraulikölen (Polyalphaolefine), die in der Regel lange Wechselintervalle verzeichnen. Unter anderem mit verdoppelten bis verdreifachten Standzeitverlängerungen gegenüber herkömmlichen Mineralölen. So konnte ein Forstunternehmen mit Unterstützung der Bantleon-Experten den Wechselintervall von 2.000 Betriebsstunden bei Mineralöl unter Verwenden von PAO-Ölen auf 4.000 Einsatzstunden verdoppeln. Weil die Arbeitsbedingungen der Aggregate sehr unterschiedlich seien, plädiert Rainer Janz für eine wiederkehrende Ölanalyse, die letztendlich zu deutlich verlängerten Wechselintervallen führe.

Mit Standards nachhaltig Ressourcen schonen

Bereits in den Laboren der Ölhersteller werden die Weichen für ein möglichst langlebiges, auf die jeweilige Anwendung ‚feingetuntes‘ Hydrauliköl gestellt. Doch leichter gesagt als getan, denn die Produktentwickler müssen eine Vielzahl an Normen und technischen sowie umweltspezifischen Richtlinien beachten. Diese stellen aus Sicht von Rainer Janz oftmals nur einen Mindeststandard dar und können einem zähen, langwierigen Anpassungsprozess unterliegen.

Der Ölexperte baut stattdessen auf den ‚Dekra-PSR‘-Standard, der nahezu allumfassend sei. ‚PSR‘ stehe für ‚produktspezifische Regeln‘ für Hochleistungshydrauliköle. Der Dekra-Standard sei deshalb so vorbildlich, weil dessen Anforderungskatalog auch nachhaltigkeits- und ressourcenrelevante Aspekte wie Kraftstoffeinsparpotenzial, Ökobilanz, Ökotoxizität oder biologische Abbaubarkeit umfasse. Diese Produktmerkmale würden im Hinblick auf eine ganzheitliche, nachhaltige Betrachtung des Ölverhaltens zunehmend an Bedeutung gewinnen, heißt es von Bantleon.

Rainer Janz empfiehlt, den Ölzustand in regelmäßigen Abständen nach Angaben zur Maschine und Anwendung zu prüfen und dabei auf eine korrekte Entnahme der Proben zu achten. Das nach DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditierte Bantleon-Labor verfüge dazu über eine jahrzehntelange Erfahrung in Ölchemie und Anwendungstechnik. Zudem würden Analyse-Sets angeboten, die alles Wesentliche für die Probennahme vor Ort, die Kennzeichnung und den Versand in das Labor enthielten.

Vor-Ort-Ölanalyse: Sicher, schnell und einfach

Wer es mit der Ölpflege ernst meint, kann auf ein breites Angebot an Techniken zur Zustandsüberwachung zurückgreifen. Die Unternehmen C.C.Jensen und Karberg & Hennemann sehen sich mit ihrer Marke CJC® als Pioniere im Bereich der Nebenstromfiltration und Ölpflege und konzentrieren sich zudem auf die Echtzeit-Datenerfassung. Es werden Lösungen angeboten, mit denen Abweichungen vom Normalzustand und schädliche Einflüsse schnell erkannt und mögliche Auswirkungen zum Beispiel durch Warnmeldungen per Mail verhindert werden können.

Zu diesen Konzepten gehört die Basisversion des ‚Cyber-Physical-System‘ (CPS) zum Überwachen von Öl- und Filterzustand. Neben Ölfeuchte und -temperatur wird vom System der Filter-Differenzdruck gemessen. Der schnelle Anstieg dieses Druckes gilt als Indikator für den außergewöhnlich hohen Eintrag von Verunreinigungen in das Ölsystem.

In der Premiumversion läuft dieses Früherkennungssystem unter dem Namen ‚Condition Monitoring Unit‘ (CJC CMU). Es ist mit einem umfangreichen Sensorpaket – von Ölfeuchte über Oxidationsrate bis zum Filter-Differenzdruck – ausgestattet und fungiert unter anderem als Partikelzählgerät, das gemäß den Klassifizierungssystemen ISO 4406 die Partikelgrößen von > 4 bis > 70 und bis zu 250 Mikrometer misst.

Für den Datentransfer hat CJC mit ‚T2render‘ eine Cloud-Applikation entwickelt. Der Datentransfer zum Monitoring der Daten in das Dashboard erfolgt via Graph. Für Warnmeldungen werden im Dashboard auch kundenspezifische Grenzwerte definiert. Optional ermöglicht diese Cloudanwendung eine automatisierte Auswertung der Sensordaten, das über spezielle Algorithmen und die maschinenspezifische Konfiguration der Cloud erreicht wird. Die Daten jedes einzelnen Sensors werden berücksichtigt. Dieses Konzept vereinfacht dem Anwender die eindeutige Interpretation komplexer Systemdaten.

Mit dem tragbaren Flüssigkeitspartikelzähler iCount LCM30 (LCM) von Parker Hannifin können Servicetechniker den Reinheitsgrad und die relative Feuchte (%) von Öl und anderen Hydraulikfluiden schnell und einfach zu messen. In einem 90 Sekunden dauernden Testverfahren werden die in der Flüssigkeit befindlichen Partikel mit einer Fotodiode gemessen, die Lichtintensität in einem Spannungsausgang umwandelt, das vom Gerät aufgezeichnet wird. Durchläuft ein Partikel das Probenschauglas, wird die Abschattung der Lichtquelle gemessen und aufgezeichnet.

Aus der Abschattung resultiert ein Spannungsverlust, der vom Gerät in einem Kapazitätswert umgerechnet, gezählt und gespeichert wird. Am Ende erhält der Techniker einen aussagekräftigen Testbericht nach Reinheitsklassen ISO 4406, NAS 1638, AS4059 und GOST.

Ölreinigung im Nebenstrom hat Vorteile

Ohne Filtersysteme, die in der Regel im Haupt- oder Nebenstrom eingesetzt werden, wäre das Reinigen von Hydrauliköl undenkbar. Neben Bypass-, Druck-, Saug- und Rücklauffiltern, die im Hauptstrom zum Einsatz kommen, empfiehlt der Filterhersteller CJC den Einsatz von Nebenstromfiltern. Denn im Nebenstrom könne unabhängig vom Betrieb der Anlage eine kontinuier­liche Feinfiltration des Fluids im ‚24/7-Modus‘ vorgenommen werden. Zudem müsse die Anlage bei einem Filterwechsel dank des Nebenstromsystems nicht außer Betrieb genommen werden, heißt es seitens CJC.

Bei der Materialwahl bietet CJC Tiefenfilter aus Zellulose an. CJC-Feinfilterpatronen sind Tiefenfilter mit einem Filtrationsweg von mehreren Zentimetern, bei denen Verunreinigungen in der Tiefe des Filtermateriales abgeschieden werden. Neben der äußeren Oberfläche ergeben die fein verästelten Zellulosefasern eine zusätzliche innere Oberfläche von 120 bis 150 m2/g. Eine deutlich größere Schmutzaufnahmekapazität im Vergleich zu klassischen Oberflächenfiltern gehe damit einher und neben Partikeln werden gleichzeitig Feuchteanteile sowie Ölalterungsprodukte wie Varnish zurückgehalten. Daraus ergeben sich niedrige Filtrations- und Ölpflegekosten, so der Hersteller. Auch in puncto Nachhaltigkeit sind Filter aus Zellulose eine ernstzunehmende Alternative.

Zu Wasser, zu Lande, in der Luft – Filter für jeden Einsatzzweck

In Windkraftanlagen schützen Schmierstoffe die Getriebe vor Korrosion, Abnutzung und Verschleiß. Gerade bei dieser Anwendung kommt dem Überwachen und Filtrieren der Öle eine besondere Bedeutung zu. Denn wenn das eingesetzte Öl durch Schmutz und Feuchtigkeit verunreinigt wird, sind die daraus resultierenden Ausfälle an der Windkraftanlage in luftiger Höhe nicht ‚mal so eben‘ behoben. So wurde das ‚TWF-Twinfil-Filtersystem‘ von Eaton speziell für Windkraftanlagen entwickelt. Es basiert auf einer Kombination aus einem in drei verschiedenen Feinheiten lieferbaren 01.NR-1000-Rücklauffilterelement sowie einem zweistufigen Twinfil-Filterelement.

Letztgenanntes kombiniert einen Grobfilter aus Edelstahl-Metallgewebe mit einer nominalen Filterfeinheit von 25 Mikrometer mit einem darunterliegenden Feinfilter aus zehn Mikrometer Hochleistungs-Glasfaservlies. Diese beiden Teile sind durch ein Bypassventil, das über einen Öffnungsdruck von 3,5 bar verfügt, getrennt. Dieses Bypassventil schützt laut Eaton den Feinfilter vor Schäden durch hohe Viskositäten bei niedrigen Temperaturen. Zudem ermöglicht es im geschlossenen Zustand eine permanente Filtration durch den Feinfilter. Die beidseitig offenen Filterelemente mit Viton-Dichtungen erfüllen die Anforderungen der DIN 24550-4.

Die Diagnosesysteme und Testkits von Parker Kittiwake sind speziell für maritime Anwendungen entwickelt. Teil dieses Portfolios ist der ‚Fluid Condition Sensor (FCS)‘, der die Qualität, Feuchtigkeitsgehalt, Temperatur und Druck überwacht. Darüber hinaus spürt der ‚FCS‘ unter anderem Änderungen im elektrischen Leitsystem des Hydrauliköles auf und kann die Kraftstoffverdünnung – einem häufigen Problem bei 4-Takt-Dieselmotoren – frühzeitig erkennen.

Laut Hersteller ersetzt der ‚FCS‘ mehrere Feuchtigkeits- und Ölzustandssensoren und vereinfache dadurch die Installation von Diagnosesystemen an Bord.

Für die vorausschauende Instandhaltung stationärer Anlagen baut Stauff auf eine langsame, kontinuierliche Filtration im Nebenstrom, die das Reinigen von Hydraulik- und Schmiersystemen im Hauptstrom unterstützt. Dazu bietet das Unternehmen aus dem sauerländischen Werdohl Offline-Filter des Typs ‚OLS‘ mit eingebauter Motor Pumpen-Einheit an. Diese sollen sich laut Stauff auch nachträglich ins Hydrauliksystem integrieren lassen und unabhängig vom Anlagenzyklus bei planmäßigen Maschinenstillständen arbeiten. Das speziell gewickelte Zellulosemedium der ‚OLS‘-Filter entfernt weniger als ein Mikrometer große Schmutzpartikel.

So berichtet Boris Mette, Leiter Marketingkommunikation bei Stauff, von dem Beispiel eines Verpackungsherstellers. Durch den flächendeckenden Einsatz von ‚OLS‘-Nebenstromfiltern an dessen Spritzgießmaschinen konnte der Reinheitsgrad des Hydrauliköles nach ISO 4406 (1999) innerhalb von sechs Wochen um mehrere Stufen verbessert werden. In einem Fall gelang sogar der Sprung von Reinheitsklasse 22/18/15 (entspricht kumuliert mehr als 2.000.000 Partikel größer als vier Mikrometer pro 100 Milliliter) auf Reinheitsklasse 14/11/8 (entspricht ­kumuliert weniger als 16.000 Partikel größer als vier Mikrometer pro 100 Milliliter).

So kann fachgerechte Filtration als ein wichtiger Teil vorausschauender Instandhaltung die Reinheit und damit die Langlebigkeit von Hydraulikölen steigern.