Hydrauliköl hat weit mehr Aufgaben als nur die Kraftübertragung. Es schmiert außerdem bewegliche Bauteile, schützt innere Oberflächen und leitet Wärme von Pumpen, Ventilen und Aktuatoren ab. Wenn das Öl verunreinigt ist, lassen diese Funktionen nach und nach nach.
Eine Verunreinigung des Hydrauliköls kann durch kleine Partikel, Wasser, zersetztes Öl oder Fremdflüssigkeiten entstehen, die im Normalbetrieb kaum zu erkennen sind. Mit der Zeit kann diese Verunreinigung jedoch den Verschleiß der Komponenten erhöhen, zum Festklemmen von Ventilen führen, Dichtungen beschädigen, Filter verstopfen und interne Leckagen verursachen.
Dies kann sich in Form von langsamen Bewegungen, Druckschwankungen, Überhitzung oder wiederholten Bauteilausfällen äußern. Aus diesem Grund sollte die Verunreinigungsbekämpfung als Teil der Zuverlässigkeit des Hydrauliksystems betrachtet werden und nicht lediglich als eine Frage der Ölwartung.
Was versteht man unter einer Verunreinigung des Hydrauliköls?
Eine Verunreinigung des Hydrauliköls bedeutet, dass Stoffe oder Abbauprodukte in der Flüssigkeit in solchen Mengen vorhanden sind, dass sie die Leistung des Systems oder die Lebensdauer der Komponenten beeinträchtigen können.
Zu den üblichen Verschmutzungsquellen zählen Feststoffpartikel, die über Entlüftungsöffnungen oder bei Wartungsarbeiten eindringen, Verschleißpartikel, die im Inneren des Systems entstehen, Wasser, das durch Kondensation oder äußere Einflüsse eindringt, sowie Oxidationsprodukte, die bei der Alterung des Hydrauliköls entstehen.
Unterschiedliche Schadstoffe verursachen unterschiedliche Arten von Schäden.
| Art der Verunreinigung | Häufige Quellen | Typische Auswirkungen |
|---|---|---|
| Feste Partikel | Staub, Abriebpartikel, verschmutzte Abfüllanlagen | Verschleiß der Pumpe, Festklemmen der Ventile, Riefenbildung im Zylinder |
| Wasser | Kondenswasser, beschädigte Dichtungen, Nassreinigung | Korrosion, unzureichende Schmierung, Ölzerfall |
| Schlamm / Lackablagerungen | Oxidation, übermäßige Hitze, gealtertes Öl | Kleben der Ventile, verengte Durchgänge |
| Fremdflüssigkeiten | Falsches Öl, Reinigungsflüssigkeiten, Vermischung von Ölen | Dichtungsschäden, Viskositätsänderungen, Probleme mit Additiven |
Luft kann ebenfalls die Leistung von Hydrauliköl beeinträchtigen, doch werden Luftblasenbildung und Kavitation in der Regel getrennt diagnostiziert, da ihre Ursachen und Symptome unterschiedliche Verfahren zur Fehlerbehebung erfordern.
Wie verunreinigtes Hydrauliköl das System schädigt
Hydraulikkomponenten weisen oft sehr geringe Innenspaltmaße auf. Das macht sie zwar effizient und gut steuerbar, macht sie aber auch anfällig für Verunreinigungen.
Verschleiß der Pumpe und verminderter Wirkungsgrad
Hydraulikpumpen sind auf eng anliegende Laufflächen angewiesen, um ihren Wirkungsgrad aufrechtzuerhalten. Harte Partikel im Öl können diese Flächen passieren und abrasiven Verschleiß verursachen.
Mit zunehmendem Innenspiel tritt mehr Öl in das Innere der Pumpe aus, anstatt in den Hydraulikkreislauf geleitet zu werden. Die Pumpe funktioniert zwar weiterhin, kann jedoch unter Last allmählich an Fördermenge und Wirkungsgrad einbüßen.
Verunreinigungen können daher zu Symptomen wie einer verminderten Stellgeschwindigkeits, einem geringeren verfügbaren Druck und einer erhöhten Pumpentemperatur führen.
Festklemmen eines Hydraulikventils
Wege-, Proportional- und Druckregelventile verfügen häufig über Schieber- oder Kartuschenkomponenten mit sehr geringen Spielräumen.
Verunreinigungen können sich zwischen beweglichen Oberflächen festsetzen oder sich in kleinen Steuerkanälen ansammeln. Dies kann zu einer verlangsamten Reaktion, instabilen Bewegungen oder dazu führen, dass ein Ventil nicht vollständig in seine vorgesehene Position zurückkehrt.
Oxidationsprodukte und Lackablagerungen können ähnliche Probleme verursachen, indem sie klebrige Ablagerungen auf den inneren Ventiloberflächen bilden.
Schäden an Zylinder und Dichtungen
Partikel, die im Hydrauliksystem zirkulieren, können Zylinderrohre, Kolbenoberflächen und Dichtungen beschädigen.
Sobald Dichtflächen Kratzer aufweisen oder abgenutzt sind, kann es zu erhöhten inneren Leckagen kommen. Ein Zylinder kann sich zwar ohne Last noch normal bewegen, verliert jedoch an Kraft oder kann seine Position nicht halten, wenn der Druck steigt.
Auch externe Dichtungen können durch Verunreinigungen beschädigt werden, die im Bereich der Kolbenstange in den Zylinder gelangen.
Filterverstopfung und Druckverlust
Hydraulikfilter dienen dazu, Verunreinigungen aufzufangen, doch je mehr Partikel sich darin ansammeln, desto höher wird ihr Durchflusswiderstand.
Wenn ein Filter stark verstopft ist, kann der Druckabfall über dem Filter erheblich ansteigen. Je nach Auslegung des Kreislaufs kann dies zu einer Verringerung des verfügbaren Durchflusses, zur Aktivierung eines Bypassventils oder zu Saugproblemen der Pumpe führen.
Ein verstopfter Filter ist daher nicht nur ein Wartungsproblem. Er kann die Funktionsweise des gesamten Hydrauliksystems beeinflussen.
Wie Wasser und der Abbau von Öl die Verschmutzung verschlimmern
Wasser ist besonders schädlich, da es sowohl das Hydrauliköl als auch die Metallkomponenten angreifen kann.
Freies oder emulgiertes Wasser kann die Schmierleistung beeinträchtigen, Korrosion begünstigen und die Öloxidation beschleunigen. Außerdem kann es Additive schädigen, die zum Schutz von Pumpen, Ventilen und Dichtungen dienen.
Der Ölverfall kann dann zu zusätzlichen Verunreinigungen in Form von Schlamm, Lackablagerungen und sauren Nebenprodukten führen. Dadurch entsteht ein Kreislauf, in dem Verunreinigungen den Ölverfall verursachen und verfallenes Öl wiederum noch mehr Verunreinigungen hervorruft.
Hohe Betriebstemperaturen können diesen Prozess beschleunigen. In einem Hydrauliksystem, das wiederholt überhitzt, kann es daher zu einem schnelleren Ölverfall und einer verkürzten Lebensdauer der Komponenten kommen.
Häufige Anzeichen für eine Verunreinigung des Hydrauliköls
Eine Verunreinigung führt nicht immer zu einem eindeutigen Symptom. In vielen Fällen entwickelt sich das Problem schleichend und betrifft mehrere Teile des Systems gleichzeitig.
Zu den typischen Anzeichen zählen unter anderem ein instabiler Hydraulikdruck, eine verlangsamte Zylinderbewegung, Probleme mit der Ventilreaktion, ungewöhnliche Pumpengeräusche, eine steigende Öltemperatur sowie Filter, die häufiger ausgetauscht werden müssen.
Auch das Öl selbst kann nützliche Hinweise liefern. Verfärbtes Öl, sichtbare Ablagerungen, Trübungen oder ein ungewöhnlicher Geruch können auf eine Verschlechterung der Qualität oder eine Verunreinigung hindeuten, auch wenn sich der tatsächliche Reinheitsgrad nicht allein durch eine Sichtprüfung feststellen lässt.
Wiederholte Ausfälle sind besonders wichtig. Wenn Pumpen, Ventile oder Dichtungen auch nach dem Austausch weiterhin ausfallen, liegt die Ursache möglicherweise eher in verunreinigtem Öl als in einer mangelhaften Qualität der Bauteile.
So diagnostizieren Sie eine Verunreinigung des Hydrauliköls
Eine systematische Überprüfung hilft dabei, festzustellen, ob Verunreinigungen zu Problemen im Hydrauliksystem beitragen.
Schritt 1: Öl und Vorratsbehälter überprüfen
Überprüfen Sie den Ölstand, das Aussehen und den Betriebszustand des Ölbehälters. Achten Sie auf Ablagerungen, Wasser, Schlamm oder ungewöhnliche Verfärbungen. Überprüfen Sie die Entlüftungs- und Einfüllöffnungen des Ölbehälters auf mögliche Verunreinigungen.
Auch das Innere des Behälters sollte berücksichtigt werden. Selbst nachdem das sichtbare Öl ausgetauscht wurde, können Verunreinigungen am Boden des Behälters zurückbleiben.
Schritt 2: Filter und Filteranzeigen überprüfen
Überprüfen Sie den Zustand des Filters sowie etwaige Differenzdruck- oder Verstopfungsanzeigen. Ein Filter, der sich deutlich schneller als erwartet verstopft, kann auf eine übermäßige Schmutzbildung oder auf von außen eindringenden Schmutz hindeuten.
Das gebrauchte Filterelement kann mitunter Hinweise auf Metallabriebpartikel, Dichtungsmaterial oder andere Verunreinigungen liefern.
Schritt 3: Durchführung einer Ölreinheitsprüfung
Bei kritischen Hydrauliksystemen liefern Labor- oder Online-Ölanalysen weitaus aussagekräftigere Informationen als eine bloße Sichtprüfung.
Partikelzahlen werden üblicherweise angegeben gemäß Reinheitsklassen nach ISO 4406, wobei bei weiteren Prüfungen der Wassergehalt, die Viskosität und der Zustand des Öls untersucht werden können.
Der erforderliche Reinheitsgrad hängt von den verunreinigungsempfindlichsten Bauteilen im Hydrauliksystem ab.
Schritt 4: Die Kontaminationsquelle ausfindig machen
Die Beseitigung des Öls ist nur ein Teil der Lösung. Auch die Ursache muss ermittelt werden.
Mögliche Eintrittsquellen sind unter anderem beschädigte Entlüftungsventile, offene Befüllungsverfahren, verschmutzte Schläuche oder bei Wartungsarbeiten eingebaute Komponenten, Verunreinigungen der Kolbenstange sowie das Eindringen von Wasser durch Dichtungen oder Kondenswasser.
Verunreinigungen können auch intern entstehen, wenn Pumpen, Lager, Ventile oder Zylinder Verschleißerscheinungen zeigen.
Eine praktische Diagnoseabfolge lautet:
Ölzustand → Filter → Reinheitstest → Verschleiß der Bauteile → Verunreinigungsquelle
So verhindern Sie eine Verunreinigung des Hydrauliköls
Eine wirksame Kontaminationskontrolle beginnt bereits vor der Inbetriebnahme des Hydrauliksystems.
Hydrauliköl sollte mit sauberen Geräten gelagert, umgefüllt und eingefüllt werden. Es sollte nicht automatisch davon ausgegangen werden, dass neues Öl die Reinheitsanforderungen des endgültigen Hydrauliksystems erfüllt.
Tankentlüftungen, Rücklauffilter und Druckfilter sollten entsprechend der jeweiligen Anwendung ausgewählt und in angemessenen Intervallen gewartet werden. In staubigen oder feuchten Umgebungen können Entlüftungen mit höherem Wirkungsgrad oder zusätzliche Maßnahmen zur Feuchtigkeitskontrolle erforderlich sein.
Beim Austausch von Bauteilen oder bei der Montage von Schläuchen sollten Anschlüsse und Leitungen bis zur Endmontage vor Verschmutzung geschützt bleiben. Nach umfangreichen Fertigungs- oder Reparaturarbeiten am System kann eine Spülung erforderlich sein.
Der Ölzustand sollte ebenfalls überwacht werden, anstatt sich ausschließlich auf festgelegte Wechselintervalle zu verlassen. Bei einem gut gewarteten Hydrauliksystem lassen sich oft eine längere Lebensdauer des Öls und der Komponenten erzielen, indem Verunreinigungen eingedämmt werden, bevor Schäden entstehen.
Häufige Fehler bei der Kontrolle von Verunreinigungen in Hydrauliksystemen
Ein häufiger Fehler besteht darin, eine defekte Hydraulikkomponente auszutauschen, ohne den Zustand des Öls zu überprüfen. Wenn der ursprüngliche Defekt durch Verunreinigungen verursacht wurde, kann eine neue Pumpe oder ein neues Ventil durch dieselbe Flüssigkeit schnell beschädigt werden.
Ein weiterer Fehler besteht darin, das Hydrauliköl zu wechseln, ohne den Behälter, die Schläuche oder andere verschmutzte Teile des Kreislaufs zu reinigen. Dabei können erhebliche Verunreinigungen im System zurückbleiben, die sich sofort mit dem neuen Öl vermischen.
Filter sollten zudem nicht ausschließlich nach ihrer baulichen Größe ausgewählt werden. Die Filterleistung, die Durchflusskapazität, die Druckfestigkeit sowie die Reinheitsanforderungen empfindlicher Komponenten müssen ebenfalls berücksichtigt werden.
Das Ziel besteht nicht lediglich darin, das Öl sauber aussehen zu lassen. Vielmehr geht es darum, einen Reinheitsgrad aufrechtzuerhalten, der die Hydraulikkomponenten während ihrer gesamten Lebensdauer schützt.
Fazit: Sauberes Öl trägt zum Schutz des gesamten Hydrauliksystems bei
Verunreinigungen im Hydrauliköl können Pumpen, Ventile, Zylinder, Dichtungen und Filter nach und nach beschädigen, noch bevor es zu einem offensichtlichen Ausfall kommt.
Feste Partikel können abrasiven Verschleiß verursachen, Wasser kann zu Korrosion und Ölzerfall führen, während Schlamm und Lackablagerungen Ventile und kleine Hydraulikkanäle verstopfen können. Wenn sich diese Probleme verschlimmern, kann es im System zu internen Leckagen, Druckschwankungen, langsamen Bewegungen und Überhitzung kommen.
Eine zuverlässige Strategie zur Verunreinigungsbekämpfung sollte daher eine angemessene Filtration, saubere Wartungsverfahren, die Überwachung des Ölzustands und die Ermittlung der Verunreinigungsquelle miteinander verbinden.
Der Schutz der Hydraulikflüssigkeit ist letztlich eine der wirksamsten Maßnahmen zum Schutz des gesamten Hydrauliksystems.
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