Rücklauf-Saugfilter in mobilen Maschinen für den Leitungseinbau

Vor allem in selbstfahrenden Maschinen wie in Radladern, Schwarzdeckenfertigern oder Mähgeräten, die mit hydrostatischem Antrieb (geschlossener Kreis) und kombinierter Arbeitshydraulik (offener Kreis) ausgerüstet sind, besteht das Filterkonzept häufig noch aus einem Rücklauffilter in der Arbeitshydraulik und einem Saug- oder Druckfilter beim hydrostatischen Antrieb.
Rücklauf-Saugfilter ersetzen bei diesen Geräten die erforderlichen Saug- beziehungsweise Druckfilter für die Füllpumpe des geschlossenen hydrostatischen Antriebes sowie den Rücklauffilter für die Arbeitshydraulik im offenen Kreis. Verglichen mit diesen Filterkonzepten kann dies in einigen Fällen die Kosten reduzieren. Der Einsatz eines Rücklauf-Saugfilters hat unter anderem zur Folge:

• ein Filter für beide Kreisläufe
• in beiden Kreisläufen wird im Rücklauf der gesamte Volumenstrom gefiltert
• in der Rücklaufleitung ist ständig mehr Öl, als über die Saugleitung entnommen wird
• gutes Kaltstartverhalten, da die Füllpumpe durch ein Druckhalteventil vorgespanntes Öl saugt
• die Füllpumpe wird immer mit gefiltertem Öl versorgt
• ein Druckbegrenzungsventil ist verbaut, um Wellendichtringe vor Überlastung zu schützen.

Ein Einbau-Rücklauf-Saugfilter funktioniert folgendermaßen: Das vom Systemrücklauf kommende Öl fließt durch das Filterelement und gelangt durch ein Druckhalteventil auf 0,5 bar vorgespannt zur Füllpumpe des hydrostatischen Antriebes. Der Überschuss zwischen Rücklauf- und Saugmenge strömt gefiltert in den Tank ab. Die Vorspannung von 0,5 bar in der Saugleitung vermindert die Kavitationsgefahr in der Füllpumpe beim Kaltstart. Ein im Filterelement integriertes Bypassventil verhindert einen zu hohen Staudruck im Rücklauf beispielsweise bei Kaltstart oder verschmutztem Filterelement. Ein Bypassventilschutzsieb stellt sicher, dass unter keinen Umständen ungefiltertes Öl in die Füllpumpe gelangt.
Während beim Einsatz getrennter Filter beide Kreise unabhängig voneinander arbeiten, entstehen durch die Zusammenführung über einen Rücklauf-Saugfilter zwischen beiden Kreisläufen Wechselwirkungen. Um das Rücklauf-Saugfilter-Konzept zu verwenden, sollten Anwender die nachfolgend beschriebenen Auslegungskriterien berücksichtigen.

• Zur Aufrechterhaltung einer Vorspannung von etwa 0,5 bar am Anschluss zur Füllpumpe ist stets ein minimaler Überschuss zwischen Rücklauf- und Saugmenge erforderlich.
• Bei Betriebstemperatur und Nenndrehzahl sollte der Füllpumpenvolumenstrom 80 Prozent des Filter-Nennvolumenstromes nicht überschreiten, zum Beispiel sollte bei einem Rücklauf-Saugfilter mit 200 Liter pro Minute Nennvolumenstrom beziehungsweise Rücklaufmenge der Volumenstrom der Füllpumpe nicht höher als 160 Liter pro Minute sein.
• Bei extremen Kaltstarts (kinematische Viskosität von 1000 mm²/s) und leicht erhöhter Leerlaufdrehzahl von 1000 Umdrehungen pro Minute sollte der Füllpumpenvolumenstrom maximal 80 Prozent des Rücklaufstromes betragen.

Unter den gerade beschriebenen Kaltstartbedingungen darf der Druckverlust in den Saugleitungen 0,4 bar nicht überschreiten. Hierdurch ist sichergestellt, dass selbst bei teilverschmutztem Filterelement die Füllpumpe mit genügend Öl versorgt wird. Wird das Lecköl aus dem hydrostatischen Antrieb über den Filter geführt, sind zum Schutz der Radial-Wellendichtringe die zulässigen Lecköldrücke zu beachten. Hierbei sind neben dem Staudruck des Filters auch die Druckverluste der Leckölleitungen und des Ölkühlers zu berücksichtigen. Je nach Anwendungsfall empfiehlt sich der Einsatz eines Kühlerumgehungsventils.

Standardmäßig stehen bei Argo-Hytos für alle Rücklauf-Saugfilter zwei Filterfeinheiten zu Verfügung: 10EX2 und 16EX2, beide mit dem patentierten Exapor Max2-Aufbau. Folgende Ölreinheiten nach ISO 4406 sind damit erzielbar:

• 10EX2: 18/15/11 … 14/11/7
• 16EX2: 20/17/12 … 17/14/10

Von den Herstellern hydrostatischer Antriebe wird für Normalbetrieb meist eine Ölreinheit von 20/18/15 sowie eine 19/17/14 für erhöhte Anforderungen bei Temperaturen über 90 Grad Celsius empfohlen. Diese Forderungen werden bereits mit 16EX2 erfüllt. Bisher wurden Rücklauf-Saugfilter nur als Version für den Tankaufbau (Tank top mounting) angeboten. Da insbesondere bei kompakten Maschinen der Tank meist schwer erreichbar ist, hat Argo-Hytos als bislang einziger Hersteller Rücklauf-Saugfilter für den Leitungseinbau entwickelt. Diese Leitungseinbau-Varianten können an gut zugänglicher Stelle in die Rücklauf- und Saugleitung integriert werden. do