Aufgaben von Hydraulik- und Schmierflüssigkeiten
Welche Aufgaben erfüllen Hydraulik- und Schmierflüssigkeiten?
Hydraulikflüssigkeiten übertragen Energie von der Pumpe zu Zylindern und Motoren. Gleichzeitig schützen sie das System vor Korrosion, führen Wärme ab und schmieren bewegliche Bauteile. Schmieröle erfüllen vergleichbare Funktionen im Schmierkreisläufen. Diese Aufgaben können nur zuverlässig erfüllt werden, wenn die Flüssigkeiten nicht vorzeitig altern und ihre Eigenschaften langfristig stabil bleiben.
Filtrierbarkeit von Hydraulik- und Schmierflüssigkeiten
Wovon hängt die Filtrierbarkeit von Hydraulik- und Schmierflüssigkeiten ab?
Die Filtrierbarkeit hängt vor allem von der Viskosität sowie der kolloidalen Zusammensetzung der Flüssigkeit ab. Verunreinigungen können die Struktur verändern und zu Filterverstopfungen führen. Additive müssen unbedingt im Öl verbleiben - daher muss der Hersteller eine sichere Filtrierbarkeit gewährleisten.
Arten von Hydraulikflüssigkeiten
Welche Arten von Hydraulikflüssigkeiten gibt es?
Mineralöle:
Standard in Hydraulik- und Schmieranlagen, verbessert durch Additive. Eingeteilt nach DIN 51524.
Schwer entflammbare Flüssigkeiten:
Für Hochrisikobereiche wie Untertagebau, Druckguss, Schweißautomaten. Unterteilt in:
- HFA: Öl-in-Wasser-Emulsionen (max. 20 % Öl)
- HFB: Wasser-in-Öl-Emulsionen (in Deutschland selten)
- HFC: Polyglykol-Wasserlösungen
- HFD: Wasserfreie synthetische Flüssigkeiten (HFDR / HFDU)
Biologisch abbaubare Hydraulikflüssigkeiten:
Für Land- und Forstwirtschaft oder mobile Maschinen. Typen: HETG, HEES, HEPG
Schmieröle und Filterfeinheiten
Was sind Schmieröle und welche Filterfeinheiten werden eingesetzt?
Schmieröle (z.B. für Turbinen, Umlaufschmierungen) sind meist Newtonsche Flüssigkeiten auf Mineralölbasis. Für die Filtration werden üblicherweise 10 - 25 µm Filterfeinheit eingesetzt, abhängig von der Viskosität und den Bauteilen.
Arten der Verschmutzung
Welche Verschmutzungsarten gibt es?
Verschmutzungen in Fluid- und Hydrauliksystemen wirken sich direkt auf Leistung, Lebensdauer und Verfügbarkeit von Maschinen aus. Grundsätzlich werden drei Arten unterschieden:
Feste Partikel (Verschleiß- und Schmutzpartikel): Sie entstehen durch Abrieb oder äußere Einflüsse und führen zu erhöhtem Verschleiß. Folgen: Komponentenschäden, beeinträchtigtes Regelverhalten, Ausfälle und reduzierte Maschinenverfügbarkeit. Maßnahme: Gezielte Filtration zur Partikelabscheidung.
Flüssige Verunreinigungen (Wasser): Wasser liegt frei oder gelöst im Fluid vor und beeinträchtigt dessen Eigenschaften. Folgen: Korrosion, Verschleiß, Ölalterung, schlechtere Schmierung, reduzierte Filterstandzeit und Maschinenverfügbarkeit. Maßnahmen: Belüftungsfilter, wasserabsorbierende Filterelemente und Vakuumtrockner.
Gasförmige Verunreinigungen (Luft): Luft gelangt durch Undichtigkeiten oder unzureichende Entlüftung ins System. Folgen: Schaumbildung, Energieverluste, Pumpenschäden und Oxidation. Maßnahmen: Entlüften, Abdichten und Einsatz von Vakuumtrocknern.
Empfohlene Ölreinheiten
Welche Ölreinheiten werden für welches Filtermaterial empfohlen?
Die erforderliche Ölreinheit ist entscheidend für die Zuverlässigkeit und Lebensdauer hydraulischer Systeme. Je schmutzempfindlicher die eingesetzten Komponenten, desto höher sind die Anforderungen an die Ölreinheit gemäß ISO 4406 und die Filterfeinheit.
Für Servoanlagen und Systeme mit sehr hoher Verfügbarkeit wird eine besonders hohe Ölreinheit von ≤ 16/12/9 empfohlen, erreicht durch 1-µm-Filter.
Servoventiltechnik und Systeme mit schmutzempfindlichen Bauteilen erfordern in der Regel eine Ölreinheit von ≤ 18/13/10 mit 3-µm-Filtern.
Bei Proportionalventilen und höheren Drücken sind Ölreinheiten von ≤ 18/14/11 mit 6-µm-Filtern ausreichend.
Pumpen, Motoren und moderne Industriehydraulik werden zuverlässig mit Ölreinheiten von ≤ 19/16/13 bis ≤ 20/16/13 und 10-µm-Filtern betrieben.
Für Hydrauliksysteme mit größeren Toleranzen genügt eine Ölreinheit von ≤ 21/17/14 mit 20-µm-Filtern.
Die richtige Kombination aus Ölreinheit und Filterfeinheit sorgt für geringeren Verschleiß, höhere Anlagenverfügbarkeit und wirtschaftlichen Betrieb.
Ölreinheitsklassen nach ISO 4406
Welche Ölreinheitsklassen nach ISO 4406 gibt es?
Die ISO 4406 Norm misst die Anzahl der Partikel in Öl pro 100 ml in drei Größenklassen: ≥ 4 µm, ≥ 6 µm und ≥ 14 µm. Die Verschmutzungsgrade werden als Codes von 5 bis 21 angegeben - je höher der Code, desto mehr Partikel sind enthalten.
Beispiel: Der Code 18/16/11 steht für 190.000 Partikel ≥ 4 µm, 58.600 Partikel ≥ 6 µm und 1.525 Partikel ≥ 14 µm.
Die ISO 4406 ist der moderne Standard und ersetzt ältere Normen wie NAS 1638, die nicht mehr gültig sind. Sie gewährleistet eine präzise und international anerkannte Bewertung der Ölreinheit in hydraulischen Systemen.
Erreichbare Ölreinheit nach ISO 4406
Welches Filtermaterial wird bei welcher Ölreinheitsklasse eingesetzt?
Die tatsächlich erreichbare Ölreinheit hängt von vielen Faktoren ab, wie Partikelgröße, -form, Material, Betriebsbedingungen sowie der Wartung der Filter. Daher können Ölreinheitsklassen nicht garantiert, sondern nur als Richtwerte angegeben werden.
Für die gängigen Betriebsflüssigkeiten gelten die folgenden typischen Reinheitsbereiche für Glasfaserfiltermaterialien:
Filtertyp ISO 4406 Ölreinheitsklasse (Bereich)
Glasfaser 20 µm 19/16/12 - 22/17/14
Glasfaser 10 µm 17/14/10 - 21/16/13
Glasfaser 6 µm 15/12/10 - 19/14/11
Glasfaser 3 µm 13/10/8 - 17/13/10
Glasfaser 1 µm 10/6/4 - 14/8/6
Für schwer entflammbare Flüssigkeiten wie HFA- und HFC-Typen ist mit etwa einer ISO-Klasse höheren Verschmutzung zu rechnen. Die genaue Bestimmung erfolgt hier über mikroskopische Partikelzählung.
Übersicht der wichtigsten Filterkennwerte
Welche Filterkennwerte gibt es?
Die Filterfeinheit wird durch verschiedene Messgrößen bestimmt:
- Nominelle Feinheit (herstellerbezogen)
- Absolute Feinheit nach ISO 16889
- Maschenweite bei Drahtgewebe
Zur Bewertung der Filterleistung gehört auch die Schmutzaufnahme nach ISO 16889 unter Verwendung von ISOMTD-Teststaub sowie der Differenzdruck gemäß ISO 3968, gemessen bei 30 cst/25 µm.
Diese drei Kennwerte - Filterwirkung, Schmutzaufnahme und Differenzdruck - stehen in direktem Zusammenhang.
Filterauslegung
Welche Daten werden für eine Filterauslegung benötigt?
Für die Auslegung eines Hydraulikfilters sind genaue Informationen zur Anlage, zu den Betriebsbedingungen und zur eingesetzten Flüssigkeit erforderlich. Dazu zählen Angaben zur Hydraulikflüssigkeit, zu Druck, Volumenstrom, Temperatur und Viskosität sowie zur Einbausituation und Filterbauart.
Ebenso wichtig sind funktionale Anforderungen wie Bypass-Ventile, Verschmutzungsanzeigen und Wartungsintervalle. Auf dieser Basis werden Filtergehäuse, Filtermaterial, Filterfeinheit, und Standzeit optimal abgestimmt.
Nur mit vollständigen Betriebs- und Anlagedaten lässt sich eine wirtschaftliche, leistungsfähige und zuverlässige Filterlösung realisieren.
Filterelementwechsel
Was muss beim richtigen Filterelementwechsel beachtet werden?
Ein fachgerechter Filterelementwechsel ist entscheidend für die Sicherheit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer Ihrer Anlage. Dabei müssen gesetzliche Vorschriften eingehalten und definierte Arbeitsschritte beachtet werden - von der Druckentlastung des Systems über den Austausch von Dichtungen bis hin zur fachgerechten Entsorgung des Filterelements. Wartungsanzeigen unterstützen dabei, den richtigen Wechselzeitpunkt zu erkennen. Der Wechsel sollte stets von geschultem Fachpersonal durchgeführt werden, um einen sicheren und reibungslosen Betrieb zu gewährleisten.
Checkliste bei geringer Filterelementlebensdauer
Was ist zu tun?
- Betriebsdaten prüfen: Volumenstrom, Druck, Temperatur, Kaltstart
- Filterauslegung kontrollieren: Größe, Filterfeinheit, Filtermaterial
- Verschmutzungsquellen analysieren: Abrieb, Wasser, Luft, externe Einträge
- Ölzustand bewerten: Ölreinheit, Alterung, Nachfüllqualität
- Einbau prüfen: korrekte Montage, Dichtungen, Leckagen
- Wartung überprüfen: Funktion der Verschmutzungsanzeige, Wechselintervalle
- Optimieren: Filter anpassen, Vor- oder Nebenstromfiltration einsetzen
💡 Tipp:
Kurze Filterstandzeiten deuten meist auf hohe Verschmutzung oder eine nicht optimale Filterauslegung hin.