Will D., Gebhardt N. (Hrsg.) Hydraulik: Grundlagen, Komponenten, Schaltungen

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308 9 Druckflüssigkeitsspeicher

Abb. 9.8 Konformitätsbewertungsdiagramm (Beispiel) nach Anhang II in >9.2@

Tabelle 9.3 Module im Konformitätsbewertungsverfahren nach >9.2@, Anhang III

Modul Bezeichnung

interne Fertigungskontrolle

interne Fertigungskontrolle mit Überwachung der Abnahme

EG – Baumusterprüfung

EG – Entwurfsprüfung

Konformität mit der Bauart

Qualitätssicherung Produktion

Qualitätssicherung Produkt

Prüfung der Produkte

EG – Einzelprüfung

umfassende Qualitätssicherung

umfassende Qualitätssicherung mit Entwurfsprüfung und be-

sonderer Überwachung der Abnahme

Tabelle 9.4 Modulkategorien in den Konformitätsbewertungsdiagrammen nach >9.2@, Anhang II

Kategorie Module

I A

II A1, D1, E1

III B1+D, B1+F, B+E, B+C1, H

IV B+D, B+F, G, H1

Die Betriebssicherheitsverordnung (BetrSichV) >9.3@, regelt die notwendige

Prüfung vor der Inbetriebnahme sowie die Intervalle für die wiederkehrenden Prü-

fungen. Über die Einstufung in die Kategorien nach der europäischen Druck-

geräterichtlinie werden der Prüfumfang und die zur Prüfung Berechtigten

definiert, während die Prüfzyklen für alle Kategorien einheitlich sind: alle 2 Jahre

„äußere Prüfung“, alle 5 Jahre „innere Prüfung“ und alle 10 Jahre eine „Festig-

keitsprüfung“.

9.6 Einbau, Inbetriebnahme und Wartung 309

Weitere Quellen für das breit angelegte Sicherheitskonzept sind die Normen

DIN EN 982 „Sicherheitstechnische Anforderungen an fluidtechnische Anlagen

und deren Bauteile“, DIN 24552 „Allgemeine Anforderungen an Hydrospeicher in

Hydrauliksystemen“, ISO 4413 (Allgemeine Regeln für Systeme, Kennzeichnung,

Einbau) und DIN 24343 „Wartungs- und Inspektionsliste für hydraulische An-

lagen“. Über die gesetzlichen Vorschriften hinaus erlassen die meisten Hersteller

eigene Betriebs-, Einbau- und Wartungsvorschriften. Bei Exportgeschäften sind

zusätzlich die Druckbehältervorschriften des Ziellandes zu beachten.

9.6 Einbau, Inbetriebnahme und Wartung

Die strengen Sicherheitsvorschriften (s. Abschn. 9.5) bedingen, dass Druckflüs-

sigkeitsspeicher nur über spezielle Systemkomponenten mit der Hydraulikanlage

verbunden werden dürfen. Auf der Gasseite müssen zugelassene Geräte für die

Befüllung und Zustandskontrolle eingesetzt werden. Auf der Flüssigkeitsseite

stellt ein Sicherheits- und Absperrblock (Abb. 9.9) die Verbindung zur Hydraulik-

anlage her. Dieses „Speicher-Zubehör“ gehört zum Angebot der Hersteller. Kern-

stück ist das Speichersicherheitsventil 1, das unabhängig vom Druckbe-

grenzungsventil der Anlage (angebracht in Pumpennähe) den Speicher gegen zu

hohe Druckbeaufschlagung absichert. Dieses Ventil muss eine hohe Zuverlässig-

keit und ein ausgezeichnetes Öffnungs- und Schließverhalten aufweisen, und es

muss baumustergeprüft sein, d. h., es wird beim Hersteller durch den TÜV oder

eine andere berechtigte Institution abgenommen. Die Einstellung ist gegen un-

befugte Änderungen durch Plomben zu sichern. Das Speichersicherheitsventil soll

im normalen Betrieb möglichst nicht ansprechen, deshalb sollte der zulässige Be-

triebsdruck des Speichers höher – i. d. R. um 10% – als der maximale Betriebs-

druck der Anlage liegen.

Abb. 9.9 Schaltplan eines Sicherheits- und Absperrblockes

310 9 Druckflüssigkeitsspeicher

Zur Trennung des Speichers vom System dient ein Absperrventil 4. Zur Druck-

entlastung sind Ablassventile vorgeschrieben, die handbetätigt 2 oder wahlweise

auch elektromagnetisch 3 betätigt werden. Vorschrift ist auch die Ausrüstung mit

einer Druckkontrollmöglichkeit, meist werden separate Manometer eingesetzt.

Zwischen Pumpe und Druckflüssigkeitsspeicher sollte ein Rückschlagventil in die

Druck- bzw. Speicherfüllleitung eingebaut werden, um ein Rückströmen der Spei-

cherflüssigkeit zur Pumpe hin zu verhindern. Das Befüllen der Speicher mit Gas

(i. d. R. Stickstoff) oder das Ändern vorhandener Fülldrücke geschieht mit Hilfe

von Füllvorrichtungen. Quellen für die Gase sind Stickstoff-Druckflaschen oder

spezielle Ladegeräte. Handelsübliche Druckflaschen sind für einen Druck von

maximal 200 bar ausgelegt. Speicher mit einem Vorfülldruck p

> 200 bar können

deshalb nicht mehr aus Flaschen gefüllt werden.

Bei Vorfülldrücken zwischen 100 und 150 bar werden die Stickstoff-Flaschen

schlecht ausgenutzt. Stickstoffladegeräte ermöglichen hohe Speicherladedrücke

und eine optimale Ausnutzung der Flaschen bis zu einem Restdruck von 20 bar.

Bei Erstbefüllungen oder nach Reparaturen sollen Druckkontrollen nach einer

Woche, anschließend nach vier Monaten und danach im Jahresrhythmus durch-

geführt werden. Des Weiteren sind nachfolgende Schwerpunkte zu beachten:

 Bedienung und Wartung ist nur von qualifiziertem Personal vorzunehmen.

 Vor jeder Inbetriebnahme müssen alle Absperr- und Sicherheitselemente funk-

tionstüchtig und sachgemäß angeschlossen sein.

 An Speichern dürfen keine Löt- und Schweißarbeiten und keine mechanischen

Bearbeitungen durchgeführt werden.

 Speicher sind stabil und sicher mit Halterungen (Schellen) an gut zugänglichen

Stellen mit genügend Platz für das Zubehör zu befestigen.

 Reparaturen am Speicher sollten nur vom Hersteller oder einem autorisierten

Fachbetrieb vorgenommen werden.



An betriebsbereiten Anlagen dürfen keinerlei Arbeiten durchgeführt werden,

ohne dass der Speicher drucklos oder entleert ist.

Von entscheidender Bedeutung für die zuverlässige Funktion und Sicherheit

von Anlagen mit Speicheranwendung ist die Einhaltung des vorgesehenen Gas-

fülldruckes (s. Abschn. 9.2, 9.3, 9.4). Deshalb sollten regelmäßig Druckkontrollen

über das Manometer des Sicherheitsblockes durchgeführt werden. Noch größere

Sicherheit gegenüber einer unverhofften Störung bietet die kontinuierliche Über-

wachung mit Hilfe eines Diagnosesystems (Condition Monitoring). Auf dem

Markt sind bereits zahlreiche Überwachungssysteme bis hin zu elektronischen

Fernübertragungen im Angebot. Ursache für das Absinken des Gasfülldruckes

müssen nicht nur havarieartig auftretende Leckstellen sein, sondern auch das

schleichend ablaufende Diffundieren des Gases durch die Trennwand aus Elasto-

meren (Vorgang der „Permeation“). Kolbenspeicher haben den großen Vorteil,

dass auch eine relativ einfache Volumenkontrolle über die Erfassung des Kolben-

weges möglich ist.

10 Zubehör

10.1 Flüssigkeitsbehälter (Tank)

Es liegt an der Spezifik der Wirkungsweise eines Hydrauliksystems, dass als An-

lagenkomponente ein Gefäß zur Bevorratung und zum Ausgleich der Druckflüs-

sigkeit vorhanden sein muss. Der Flüssigkeitsbehälter einer Hydraulikanlage hat

neben der Aufnahme des notwendigen Flüssigkeitsvorrates weitere wichtige Auf-

gaben zu erfüllen und erfährt deshalb bestimmte konstruktive Detailgestaltungen:

 Abführung von Verlustwärme aus dem System, die mit der Flüssigkeit vom

Entstehungsort zum Behälter transportiert worden ist;

x über die Oberflächen wirkt der Behälter als Wärmetauscher.

 Ausscheiden von ungelöster Luft (Luftblasen, Schaum) aus der Flüssigkeit;

x notwendig sind eine möglichst große Oberfläche der Flüssigkeit und eine

angemessene Verweildauer im Behälter.

 Absetzen von Verunreinigungen;

x Alterungsprodukte und sehr kleine Partikel, die nicht über Filter ausgeschie-

den werden, setzen sich am Boden ab.

 Abscheiden von Kondenswasser;

x Ansammlung des Wassers am tiefsten Punkt des Behälters, dort sind Ablass-

möglichkeiten vorzusehen.

 Funktion als Trägerelement zur Aufnahme von Anlagenkomponenten (Pumpen,

Ventile, Speicher);

x die Festigkeit und Steifigkeit des Behälters, insbesondere der Deckplatte,

muss dieser Funktion gerecht werden.

Konstruktiver Aufbau und Ausführungsformen

Die Behälter für Industriehydraulikanlagen (Stationärhydraulik) werden sehr häu-

fig als Rechteckbehälter in Schweißkonstruktion aus Stahlblech (DIN 24339) aus-

geführt und mit einem Deckel abgeschlossen. In Anlagen der metallurgischen In-

dustrie sind Rundbehälter sehr verbreitet. Gusskonstruktionen haben vor allem bei

größeren Losgrößen technologische Vorteile und bieten bei Leichtmetalleinsatz

(Aluminium-Kokillenguss) Massereduzierungen und Korrosionsbeständigkeit.

Die richtige Gestaltung und Bemessung der Behälter beeinflusst die Funkti-

onszuverlässigkeit der Anlage sowie die effektive Nutzungsdauer der Druckflüs-

sigkeit. Im Folgenden werden daraus abgeleitete Forderungen und Hinweise für

die konstruktive Umsetzung zusammengestellt (s. Abb. 10.1).

D. Will, N. Gebhardt (Hrsg.), Hydraulik,

DOI 10.1007/978-3-642-17243-4_10, © Springer-Verlag Berlin Heidelberg 2011

312 10 Zubehör

 Dichtheit: Deckel und Rohrdurchführungen sind staubdicht auszuführen.

 Korrosionsschutz: Stahlbehälter sind zur Vermeidung von Korrosion (innen

Gefahr durch Kondenswasser) mit einem Innen- und Außenanstrich zu ver-

sehen oder anderweitig zu schützen (z. B. Feuerverzinken). Die Anstrichstoffe

müssen mit der eingesetzten Druckflüssigkeit verträglich sein. Die Innenflä-

chen müssen dem Norm-Reinheitsgrad (DIN 55928) entsprechen. Im Einsatz

sind auch Behälter aus Aluminiumlegierungen und Kunststoff.

Abb. 10.1 Standard-Flüssigkeitsbehälter. 1 Rücklaufleitung, 2 Leckflüssigkeitsleitung, 3 Saug-

leitung, 4 Rohrdurchführung (elastisch), 5 Einfüller und Belüfter, 6 Flüssigkeitsstandanzeige,

7 Ablassschraube, 8 Leitblech, 9 Reinigungsöffnung (beidseitig) (VICKERS) [10.2]

 Be- und Entlüftung: Bei den vorwiegend verwendeten drucklosen (offenen) Be-

hältern besteht eine Verbindung zwischen dem Luftraum im Behälter und der

Außenluft, so dass die Flüssigkeit unter atmosphärischem Druck steht. Ein

Luftaustausch muss möglich sein, weil der Füllstand im Behälter während des

Betriebes der Anlage Schwankungen unterliegen kann („Tankatmen“), z. B.

beim Ein- und Ausfahren doppelt wirkender Arbeitszylinder mit einseitiger

Kolbenstange (Austausch unterschiedlicher Volumina wegen der Flächen-

differenz zwischen Stangen- und Kolbenbodenseite) oder infolge von

Temperaturschwankungen. Zur Verhinderung des Schmutzeintrages darf der

Luftaustausch nur über einen Filter (Feinheit 5–15 Pm) möglich sein. Auf dem

Markt sind spezielle Belüftungsfilter (DIN 24557/T.2).

 Vorspannung des Flüssigkeitsvorrates: Die Verwendung geschlossener Behäl-

ter mit Innendruck kann notwendig sein zur Sicherung eines einwandfreien

Saugverhaltens der Pumpen, zur Verhinderung des Schmutzeintrages (z. B.

Stäube sind schwer filtrierbar) oder zur Abdichtung gegenüber Sauerstoff und

Feuchtigkeit von außen (Vermeidung der vorzeitigen Alterung der Flüssigkeit).

Das zur Vorspannung verwendete Gas sollte inert sein (z. B. Stickstoff) oder

noch besser durch ein elastisches Trennelement (Membran, Balg) von der Flüs-

sigkeit getrennt werden.

10.1 Flüssigkeitsbehälter (Tank) 313

 Befüllen und Ablassen: Die Befüllung muss grundsätzlich über Filter (Feinheit

d 63 Pm) erfolgen; Varianten sind separate Einfüllfilter, der Filter in der Rück-

laufleitung der Anlage (Anbindung über Schnellkupplung) oder transportable

Befüllgeräte (Filter-Pumpen-Einheiten). Meist sind zusätzlich Magnetfilter

kombiniert. Zur Standardausrüstung der Flüssigkeitsbehälter gehören Füll-

standsanzeigen, mindestens Kontrollaugen für maximalen oder minimalen

Flüssigkeitsstand. Ablassstutzen an der tiefsten Stelle des oft geneigten Be-

hälterbodens müssen eine vollständige Entleerung ermöglichen.

 Reinigungsmöglichkeit: Bei größeren Behältern sollte der Innenraum über ab-

nehmbare Reinigungsdeckel in den Seitenflächen ohne Demontage der Be-

hälterdeckplatte gut zugänglich sein (Abb. 10.1).

 Abgabe von Luft, Wärme und Schmutzpartikeln (Flüssigkeitsberuhigung):

Durch Trennwände (Leitbleche) im Behälter wird der Weg von der Rücklauf-

zur Saugleitung und damit die Beruhigungsstrecke für die Flüssigkeit verlän-

gert. Schräg eingebaute Siebe (Neigung ca. 30°, Maschenweite 0,1 – 0,3 mm)

fördern die Luftabscheidung.

Abb. 10.2 Einbau von Saug- Rücklauf- und Leckflüssigkeitsleitungen. 1 niedrigster Flüs-

sigkeitsstand, 2 Rücklauffilter, 3 Saugleitung, 4 Leckflüssigkeitsleitung, 5 Rundring, 6 Ent-

lüftungsbohrung, 7 Schottverschraubung, 8 Deckplatte, 9 Behälterboden, 10 Rücklauf-

leitung [10.1]

Bei der Ankopplung des Behälters an das Leitungsnetz der Hydraulikanlage

sind einige bewährte Gestaltungsregeln zu beachten (s. a. Abb. 10.2).

 Die Saug- und Rücklaufleitungen sollen so weit wie möglich voneinander ent-

fernt sein (Vermeidung von Strömungskurzschluss).

 Für den Einbau der Leitungen gibt es Richtwerte: bei den Saug- und Rücklauf-

leitungen sind mindestens 100 mm für die Eintauchtiefe (Maß a) und 50 mm

für den Bodenabstand (Maß b) einzuhalten.

 Zur Querschnittserweiterung sind die Rohrenden unter 45° – 60° abzuschrä-

gen.

 Leckflüssigkeitsleitungen sind auf kürzestem Weg drucklos zum Behälter zu

führen. Im Behälter sind minimal 50 mm Eintauchtiefe (Maß c) und zwei Ent-

lüftungsbohrungen außerhalb des maximalen Flüssigkeitsspiegels vorzusehen.

314 10 Zubehör

Behältergröße

Ein typisches Optimierungsproblem stellt die Bestimmung des für eine Hydrau-

likanlage notwendigen Flüssigkeitsvolumens und damit der Behältergröße dar. Ein

großes Volumen begünstigt die Abführung der Verlustwärme und damit die Ein-

haltung des zulässigen Temperaturniveaus ohne Zusatzkühlung, was wiederum

positiv auf den Anlagenwirkungsgrad, die Nutzungsdauer der Druckflüssigkeit

und die Lebensdauer von Dichtungen wirkt. Die Nutzungsdauer und damit der

Wechselzyklus für die Flüssigkeiten werden vom Alterungsprozess bestimmt, der

entscheidend durch erhöhte Temperatur beschleunigt wird (s. Abschn.3.3.5). Der

Vergrößerung der Flüssigkeitsvolumina stehen die höheren Anschaffungskosten

für Druckflüssigkeit und Behälter sowie die Zunahme von Masse und Platzbedarf

gegenüber. Grundsätzlich ist zwischen dem Behältervolumen und dem Flüssig-

keitsvolumen der Hydraulikanlage zu unterscheiden. Das Behältervolumen ist so

zu dimensionieren, dass das gesamte Flüssigkeitsvolumen im Behälter auf-

genommen werden kann, im Betriebszustand immer eine Mindestmenge V

Behälter verbleibt und ein Luftvolumen V

von mindestens 10 bis 15% des Be-

hältervolumens bei maximaler Füllhöhe eingehalten wird.

Die Bestimmung der Behältergröße über die Wärmebilanz der Anlage (s.

Abschn. 4.8) ist schwierig und aufwendig. Eine überschlägliche Auslegung kann

über die Umwälzzahl

BPZ

VQU / (10.1)

Flüssigkeitsstrom der Pumpe(n)

Behältervolumen

vorgenommen werden. U

(in h

-1

bzw. min

-1

) gibt an, wie oft das Behältervolumen

pro Zeiteinheit umgewälzt wird. Eine kleinere Umwälzzahl bedeutet eine längere

Verweildauer der Flüssigkeit im Behälter. Richtwerte für bestimmte Betriebs-

bedingungen zeigt Tabelle 10.1.

Tabelle 10.1 Umwälzzahlen, Behälter- und Flüssigkeitsvolumina (nach [10.1]) Q

in dm

/min

Einsatzbereich/Betriebsbedingungen

Bmin

[dm

]

-1

]

[dm

]

Mobilhydraulik

2  Q

t 30

0,5  Q

Stationärhydraulik

 Aussetzbetrieb mit Pumpenab-

schaltung

 Aussetzbelastung (Leerlaufzeiten

mit drucklosem Umlauf)

 Dauerbetrieb mit größerem Wär-

meanfall (Widerstandssteuerun-

gen, Stromventile)

3  Q

(4 - 5)  Q

6  Q

d 30

1  Q

(1-3)  Q

(2 - 3)  Q

Praxiserfahrungen besagen, dass bei Umwälzzahlen U

< 15 keine Zusatzkühlung

notwendig ist, während andererseits U

-Werte > 20 immer auf die Notwendigkeit

von Flüssigkeitskühlung hinweisen. In modernen Hydraulikanlagen geht der

Trend zu möglichst kleinen Behältervolumina.

Eine genauere Berechnung der Behältergröße ist nur über die Wärmebilanz der

Hydraulikanlage möglich (s. Abschn. 4.8). Die aus den Druck-, inneren Leck-

10.1 Flüssigkeitsbehälter (Tank) 315

(Spalt-) und Strömungs- („Drossel“-) verlusten resultierende Verlustleistung einer

Hydraulikanlage wird als Wärmestrom wirksam. Dieser in die Anlage ein-

gebrachte Wärmestrom heizt zum einen die Druckflüssigkeit und Anlagen-

komponenten entsprechend deren Wärmespeichervermögen auf und muss zum

Anderen zur Verhinderung von Übertemperatur aus der Anlage abgeführt werden:

Wärmestrom = Wärmespeicherung + Wärmeabgabe.

Das Wärmespeichervermögen C (Ws/K)hängt von den Massen m

der aufzu-

heizenden Flüssigkeit und Festkörper und deren spezifischer Wärme c

ab.

C =m

+ m

+ ...+ m

(10.2)

Tabelle 10.2 ist die spezifische Wärmekapazität hydraulikrelevanter Medien zu

entnehmen.

Tabelle 10.2 Kenngrößen hydraulikrelevanter Medien Mittelwerte [10.3]

Medium

Spezifische Wärme c

kWh/kg K

Dichte

kg/m

Wasser 1,16 · 10

-3

1000

Mineralöl 0,523 · 10

-3

870

Rapsöl, synthetische Ester 0,514 · 10

-3

930

Stahl 0,128· 10

-3

7860

Luft 0,279· 10

-3

1,15

Die Wärmeabgabe (Wärmestrom) W

W,ab

(in W) über den Flüssigkeitsbehälter er-

folgt nach der Gesetzmäßigkeit

' AkW

abW ,

(10.3)

A wärmeabgebende Oberfläche

Temperaturdifferenz

k Wärmedurchgangszahl, s. Tabelle 10.3.

Die größten Probleme liegen meist bei der Bestimmung der Verlustleistung als

Ursache für den zugeführten Wärmestrom (s. Abschn. 4.8). Neben aufwendigen

Berechnungsansätzen [10.7 – 10.9] werden Abschätzungen über die Wirkungs-

grade sowie messtechnische Methoden in der Literatur beschrieben [10.3 – 10.4].

Tabelle 10.3 Wärmedurchgangszahlen k für freistehende Blechbehälter

Zirkulationsbedingungen k

ungünstige Luftzirkulation, geschlossener Raum 8,0 - 9,5 W/m

normale allseitige Luftzirkulation, geschlossener Raum 10,5 – 12,0 W/m

allseitige Zirkulation in belüfteten oder teilweise offenen Räumen

(Maschinenhallen)

12,0 – 15,0 W/m

künstlich erzeugte Zirkulation (Anblasen mit Ventilator) v

= 2-5 m/s

Luftgeschwindigkeit v

t 5 m/s

20,0 – 25,0 W/m

7,5 

75,0

v W/m

316 10 Zubehör

10.2 Flüssigkeitskühler und Vorwärmer

Der in der Praxis bewährte und anerkannte Richtwert für die Flüssigkeits-

temperatur

stationärer Hydraulikanlagen beträgt 50 bis 60°C. In Mobilhydraulik-

systemen wird im Hinblick auf Massereduzierung (kleine Behältergröße, Ver-

meidung zusätzlicher Kühler) oft mit höheren Temperaturen bis 85°C gearbeitet.

Zur Beherrschung des Wärmeregimes müssen unter bestimmten Kriterien Flüssig-

keitskühler oder auch Vorwärmer vorgesehen werden. Die Notwendigkeit einer

zusätzlichen

Kühlung ergibt sich, wenn die Wärmeabführung über Abstrahlung

nicht mehr ausreicht, eine Beharrungstemperatur unter der zulässigen Betriebs-

temperatur für die Flüssigkeit zu sichern. Weitere Einsatzkriterien können

– stark schwankende Leistungsanforderungen an die Anlage oder

– erhöhte und veränderliche Umgebungstemperaturen sein.

Im Rahmen der Anlagenprojektierung muss das Kühlprinzip ausgewählt werden;

eine Übersicht und Kriterien zeigt Tabelle 10.4.

Tabelle 10.4 Kühlerbauarten [10.3]

Vorteile Nachteile

Wasserkühlung kleiner kostengünstiger Kühler; gute

Regelbarkeit; geräuschloser Betrieb

hohe Wasserkosten; gesonderte Instal-

lation notwendig; bei Korrosion Folge-

schäden für Anlage und Umwelt

Luftkühlung geringe Betriebskosten; keine War-

tung; Leckage sofort sichtbar; kein

Installationsaufwand

hoher Anschaffungspreis (Faktor 3-4

gegenüber Wasserkühlung); Belastung

durch Lüftergeräusche (um 85 dB(A))

und Zugluft; größerer Platzbedarf; für

Innenräume häufig Frischluft- und Ab-

luftführung notwendig

Kälteanlage

beliebige Flüssigkeitstemperatur er-

reichbar; kein Installationsaufwand

sehr hohe Investitionskosten; größerer

Platzbedarf gegenüber Wasserkühlung

Die wassergekühlten Flüssigkeitskühler (Arbeitsprinzip als Wärmetauscher) sind

als Rohrbündel- oder Plattenwärmetauscher auf dem Markt. Die Druckflüssigkeit

und das Kühlmittel Wasser durchströmen die Kühler gleichzeitig im Gegenstrom,

getrennt durch wärmeleitende Rohre oder Lamellen. Durch hohe Fließ-

geschwindigkeiten und teilweise eine spezielle Gestaltung der genutzten Kanäle

(Turbulenzeinlagen) sollen turbulente Strömungsverhältnisse erreicht werden,

weil das die mögliche Wärmeübertragungsrate verbessert. Für eine effektive

Wärmeabführung sollte außerdem die Temperaturdifferenz zwischen beiden

Flüssigkeiten min-destens 25°K betragen.

Die

luftgekühlten Flüssigkeitskühler werden in den Hydraulikkreislauf der An-

lage mit eingebunden und meist im Nebenstrom, oft kombiniert mit Filtration (s.

Abschn. 10.4.2), betrieben. Ein Lüfter erzeugt den notwendigen Kühlluftstrom

durch den Kühler. Die Kühlleistung wird neben den Volumenströmen von Druck-

flüssigkeit und Kühlluft auch von der Temperaturdifferenz und damit von der

Umgebungstemperatur bestimmt. Zur Ansteuerung der Kühler werden auch Ther-

mostatventile eingesetzt, wodurch die Temperatur der Druckflüssigkeiten in engen

Grenzen geregelt werden kann und Betriebskosten zu sparen sind.

10.3 Leitungen und Leitungsverbindungen 317

Kühlaggregate, die nach Kühlschrankprinzipien arbeiten, werden unter solchen

Bedingungen wie

– kleine zulässige Temperaturdifferenzen,

– große abzuführende Wärmemengen,

– hohe Temperatur der Umgebungsluft oder

– fehlendes Kühlwasser

in Kombination mit einem flüssigkeitsgekühlten Wärmetauscher eingesetzt.

Für die richtige Auswahl von Kühlertyp und -größe stehen in der Praxis Be-

ratungsangebote und Auslegungssoftware der Hersteller zur Verfügung.

Um unabhängig von schwankenden und niedrigen Umgebungstemperaturen ein

problemloses Startverhalten oder den Betrieb der Hydraulikanlage unter möglichst

gleichmäßigen Bedingungen zu sichern, können

Vorwärmer, also Heizein-

richtungen für die Druckflüssigkeit, notwendig werden. Solche Forderungen nach

konstanten Betriebsverhältnissen werden z. B. bei Präzisionswerkzeugmaschinen

oder hydraulisch betriebenen Prüfeinrichtungen (Einsatz im Fahrzeug- oder Flug-

zeugbau) gestellt. Der Aufwärmprozess muss gesteuert ablaufen, denn örtliche

Überhitzungen der Flüssigkeit sind unbedingt zu vermeiden.

10.3 Leitungen und Leitungsverbindungen

Die Verknüpfung der einzelnen Komponenten einer Hydraulikanlage unterein-

ander und der zur hydraulischen Leistungsübertragung notwendige Transport der

Druckflüssigkeit erfolgt über Leitungen in Form von Rohren und Schläuchen. Ei-

nen Sonderfall stellen die rohrlosen Verkettungssysteme (s. Abschn. 8.6) dar, bei

denen die Verbindung über integrierte Bohrungs- und Kanalsysteme realisiert

wird (Kompakthydraulik). An den Trennstellen des Leitungssystems werden meist

lösbare Verbindungselemente (Rohrverschraubungen) eingesetzt.

Bei der konstruktiven Gestaltung und Dimensionierung des Leitungssystems ist

eine Reihe von Kriterien zu berücksichtigen: Betriebsparameter, Durchflussstrom

und Druck, Druckstöße, mechanische und hydraulische Schwingungen (Druck-

pulsationen), Montage- und Wartungsfreundlichkeit, Kosten. Von ganz be-

sonderem Gewicht ist das Kriterium

Dichtheit, denn der Zusammenhang mit der

Umweltverträglichkeit, als heute wesentliches Akzeptanz- und Wettbe-

werbsargument, ist unmittelbar. Der Begriff

trockene Hydraulik bezieht sich

eigentlich ausschließlich auf das Leitungssystem und dessen Verbindungsstellen

zu den Anlagenkomponenten.

10.3.1 Rohrleitungen

Rohrleitungen bilden starre Verbindungen zwischen ortsfesten Leitungsanschlüs-

sen; je nach der Funktion im Kreislauf sind Saug-, Druck-, Rücklauf- und Leck-

flüssigkeitsleitungen zu unterscheiden, wobei die Zuordnung Druck oder Rücklauf

bei Hydromotoren (linear und rotierend) keinen Sinn macht, da ja die Bewegungs-