Hydraulikkomponenten, Bild: antonmatveev - Fotolia

Viele Hydraulikkomponenten sind heute energieoptimiert. Aber wirklich effizienz werden sie erst im richtigen Zusammenspiel. Bild: antonmatveev - Fotolia

Was nützen die besten und effizientesten Komponenten, wenn die Ersparnisse im Zusammenspiel wieder verpuffen? Um den Wirkungsgrad einer Hydraulikanlage beurteilen zu können, ist eine messtechnische Erfassung von Verlusten unumgänglich. Dabei wird die der Anlage zugeführte Energie (meist Elektroenergie) und die Nutzenergie gemessen. Der somit ermittelte Gesamtwirkungsgrad ist die Entscheidungshilfe für weitere Schritte. Auch der Wärmehaushalt der Anlage ist ein guter Indikator für die Effizienz. Muss die Anlage stark gekühlt werden, ist dies ein Hinweis auf einen schlechten Wirkungsgrad. Ist der Gesamtwirkungsgrad zu niedrig, müssen die einzelnen Bereiche betrachtet werden.

Viele Hydraulikanlagen werden mit einem sehr schlechten Wirkungsgrad betrieben, weil sie ungünstig ausgelegt sind. Oftmals werden die Aggregate überdimensioniert, um noch Reserven zu haben. Diese Überkapazität kann Volumenstrom oder Druck sein ‑ im ungünstigsten Fall beides.

Ein Beispiel der Überdimensionierung ist die Auswahl einer größeren Pumpe, deren maximaler Volumenstrom jedoch nicht benötigt wird. Für eine Verstellpumpe bedeutet das einen Betrieb mit reduziertem Schwenkwinkel. Untersuchungen am IHA-Prüfstand haben ergeben, dass ein Gesamtwirkungsgrad von 85 Prozent erst bei einem Schwenkwinkel zwischen 60 und 70 Prozent erzielt wird. Fällt der Schwenkwinkel unter 20 Prozent, ist die Verlustleistung zum Teil größer als die hydraulische Wirkleistung.

In Konstantstromsystemen ist eine bedarfsgerechte Volumenstromreduzierung nur mit Drosseln, in Verbindung mit Eingangsdruckwaagen oder Druckbegrenzungsventilen, zu erreichen. Nicht benötigter Volumenstrom beziehungsweise Energie wird auf diese Weise in Wärme umgesetzt.

Aber auch in effizienteren Load-Sensing-Systemen sind prinzipbedingte Drosselverluste vorhanden. Deutlich höhere Verluste treten in LS-Systemen im Parallelbetrieb, mit hohen Lastdruckdifferenzen auf. In diesen Fällen muss der an den lasthöchsten Verbraucher angepasste Systemdruck auf ein geringeres Druckniveau gedrosselt werden.

Bei der Verbindungstechnik oder der Auswahl von Ventilen, sind aus Kostengründen oftmals die Querschnitte zu klein gewählt. Hier müssen erhöhte Strömungsverluste in Kauf genommen werden. Auch Schnellkupplungen sind Drosselstellen und sollten auf ein Minimum reduziert werden.

Vom 31. Mai bis 1. Juni 2016 findet in der Internationalen Hydraulik Akademie ein Workshop zum Thema “Energieeffizienz in der Hydraulik“ statt. Die Teilnehmer werden selbst Systeme messen und analysieren und viele Informationen zu Komponenten (zum Beispiel Pumpen) erhalten.