Tipps was zu tun ist, wenn der hydrostatische Antrieb nicht mehr wie geölt läuft, Bild: Pixaby

Was tun, wenn die Maschine mit hydrostatischem Antrieb nicht mehr anspringen will, damit beschäftigt sich diese Folge Tipps und Tricks. Bild: Pixaby

Fahrantriebe in modernen Arbeitsmaschinen müssen immer kompakter und leistungsfähiger sein. Der hydrostatische Antrieb kombiniert eine sehr hohe Leistungsdichte bei gleichzeitiger geringer Baugröße, somit ist das Antriebskonzept in mobilen Maschinen weit verbreitet. Doch was verbirgt sich hinter einem solchem Antrieb und welche Maßnahmen sind notwendig, um eine Maschine im Schadensfall abzuschleppen?

Das hydrostatische Getriebe überträgt die Leistung der Antriebsmaschine auf den jeweiligen Abtrieb. Im Gegensatz zu einem konventionellen mechanischen Getriebe kann das hydrostatisch stufenlos verstellt werden. Dies ermöglicht beispielsweise bei Kehrmaschinen einen sehr gleichmäßigen Kriechgangbetrieb.

In Abbildung 1 wird der grundlegende Aufbau eines hydrostatischen Antriebs im geschlossenen Kreis veranschaulicht. Der Verbrennungsmotor treibt die verstellbare Hydraulikpumpe [1] sowie die meist integrierte Speisepumpe [2] an. Die Hydraulikpumpe generiert einen Ölstrom. Dieser Ölstrom treibt den Hydraulikmotor [8] und somit auch den Abtrieb – beispielsweise Achsgetriebe oder Rad – an.

Durch die im Schwenkwinkel verstellbare Pumpe wird die Beeinflussung von Drehzahl, Drehmoment und Leistung am Abtrieb ermöglicht. Im Motorzulauf stellt sich ein resultierender Hochdruck (rot) ein, am Motorablauf ein Niederdruck (blau). Um die jeweilige Hochdruckseite und somit das komplette System vor Überdruck zu schützen, kommen Druckbegrenzungsventile [5] zum Einsatz, die diesen ausgleichen.

Geschlossener Kreis im hydrostatischen Antrieb, Bild: IHA
Geschlossener Kreis im hydrostatischen Antrieb, Bild: IHA

Das Spülventil [6] führt die Kontaminationen durch Partikel, Wasser, Hitze, die während des normalen Betriebs auftreten, kontinuierlich aus dem Niederdruckkreis über ein Druckbegrenzungsventil [7] zum Tank.

Mit dem Druckbegrenzungsventil wird sichergestellt, dass auf der Niederdruckseite nicht mehr Ölvolumen ausgespeist wird, als die Speisepumpe nachfördern kann.

Probleme beim Abschleppen ohne Vorkehrungen

Betrachten wir das Szenario in Abbildung 2: Hier kann aufgrund eines defekten Verbrennungsmotors die mobile Arbeitsmaschine nicht selbstständig weiterfahren. Die verstellbare Hydraulikpumpe sowie die Speisepumpe werden nicht angetrieben.

Umkehrung des Kraftflusses im hydrostatischen Antrieb, Bild: IHA
Umkehrung des Kraftflusses im hydrostatischen Antrieb. Bild: IHA

Wird die Arbeitsmaschine im Folgenden abgeschleppt, erfolgt eine Umkehrung des Kraftflusses im hydrostatischen Antrieb, der Hydraulikmotor wird durch die externe Rotation des Abtriebes zur Pumpe.

Dies führt dazu, dass der generierte Ölstrom auf der Druckseite erst abfließen würde, sobald die Druckbegrenzungsventile öffnen. Andererseits kann an der saugenden Seite kein Ölstrom zur Verfügung gestellt werden, was unmittelbar zu Kavitation am Hydraulikmotor führt.

Kurzschluss Hoch- und Niederdruck, um Schäden zu verhindern, Bild: IHA
Kurzschluss Hoch- und Niederdruck, um Schäden zu verhindern. Bild: IHA

Um diese Problemstellungen zu beheben und ein zerstörungsfreies Bewegen der Arbeitsmaschine zu gewährleisten, muss der Hoch- und der Niederdruckkreis an der Hydraulikpumpe kurzgeschlossen werden, wie in Abbildung 3 dargestellt. Somit kann der Ölstrom kontinuierlich von der Druckseite zur Saugseite strömen.

Der als Pumpe wirkende Hydraulikmotor läuft somit im eigenen geschlossenen Kreis. In der Praxis gibt es verschiedenste herstellerabhängige Systeme. Wird bei Bosch Rexroth Pumpen beispielsweise das Bypass Ventil betätigt, so muss bei Danfoss Pumpen die kombinierte Druckbegrenzungsventilkartusche drei Umdrehungen herausgedreht werden.

Der als Pumpe wirkende Hydraulikmotor läuft somit im eigenen geschlossenen Kreis. In der Praxis gibt es verschiedenste herstellerabhängige Systeme. Wird bei Bosch Rexroth Pumpen beispielsweise das Bypass Ventil betätigt, so muss bei Danfoss Pumpen die kombinierte Druckbegrenzungsventilkartusche drei Umdrehungen herausgedreht werden (Abbildung 4).

Abschleppen nur begrenzt machbar

Folglich ist die Frage wie folgt zu beantworten: Das Abschleppen einer hydrostatisch angetriebenen Arbeitsmaschine ist nur begrenzt möglich. Da sich Systembedingt das Ölvolumen im geschlossenen Kreis ohne Nachspeisung minimiert, begrenzen Hersteller den Abschleppvorgang meist auf wenige Meter. Ebenso sind die Querschnitte der Bypass Leitung nicht für einen dauerhaften hohen Volumenstrom, welcher beim Abschleppen entsteht vorgesehen. Es soll vielmehr die Möglichkeit geschaffen werden die Arbeitsmaschine z.B. aus einem Gefahrenbereich zu schleppen bzw. auf eine Transportmöglichkeit aufzuladen. ssc