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Hydraulikschläuche: Konstrukteure müssen darauf achten, dass sie den Anwendungen echte Vorteile bringen. Denn die Maschinenbetreiber erwarten heutzutage eine verbesserte Maschinenverfügbarkeit.

Die Umgebung, in der eine Maschine betrieben wird, kann die Lebensdauer eines Hydraulikschlauches stark beeinträchtigen. Weil ungeplante Ausfallzeiten zu enormen Betriebsverlusten führen können, ist die kontinuierliche Betriebszeit ein äußerst kritischer Faktor. Deshalb fordern die Kunden von den Herstellern, dass sie ihre Hydraulikschläuche als Reaktion auf die sich verändernden Marktkräfte weiterentwickeln. Aus diesem Grund sollten OEMs, beispielsweise auch im Bergbau, darauf achten, Schläuche zu verwenden, die mehr Zuverlässigkeit bieten. Auf folgende Punkte sollten Konstrukteure bei Schlauchanwendungen ihr Augenmerk legen:

Die Impulszyklen betrachten

Biegeradius, Grafik: Eaton Hydraulics
Bei mehr Verstärkung werden Schläuche wegen eines großen Biegeradius steif. Deshalb haben die Ingenieure von Eaton den Zweidraht-Dynamax EC881 entwickelt. Die Abbildung zeigt seinen Biegeradius im Vergleich zu den Radien anderer Schläuche. Grafik: Eaton Hydraulics

Zu einem bestimmten Zeitpunkt in der Betriebslebensdauer mobiler Maschinen werden Systemkomponenten abgebaut und verschleißen schließlich. Mit einem vorbeugenden Wartungszeitplan lassen sich Ausfallzeiten verringern und die Lebensdauer der Systemkomponenten verlängern, um die Betriebsfähigkeiten aufrechtzuerhalten. Trotz eines solchen Programms müssen die Schläuche ersetzt werden, da ihre Lebensdauer nicht unendlich ist. Bei Hydraulikschläuchen folgt die Qualifizierung der zu erwartenden Lebensdauer in der Regel einer Impulszyklusprüfung nach etablierten Industriestandards. Schläuche nach Norm EN857 Typ 2SC sind für bis zu 200.000 Impulszyklen geeignet. Es gibt aber Schläuche, die über die Norm hinausgehen. Eatons EC881-Schlauch etwa hat eine spezifizierte Impulsdauer von einer Million Zyklen, die durch Innenschläuche der nächsten Generation erreicht wird, die extremen Schutz und Verstärkung bieten. OEMs können dadurch einen Wettbewerbsvorteil erzielen, indem sie ihren Kunden eine lange Lebensdauer für Maschinen bieten. Für Betreiber sorgen Schläuche mit einer Million Zyklen für eine verlängerte Betriebszeit und Betriebseffizienz.

Auf den Biegeradius schauen

Wenn es darum geht, Hydraulikschläuche zu spezifizieren, die an einer mobilen Maschine benötigt werden, ist der minimale Biegeradius ein wichtiger Faktor. Wenn der Schlauch nicht den erforderlichen Biegeradius aufweist, kann er übermäßig beansprucht oder verformt werden, wodurch sich die Lebensdauer verkürzt.

Der Markttrend geht in Richtung kompakterer mobiler Maschinen. Deshalb müssen auch die Systemkomponenten kompakter sein, um in weniger verfügbarem Raum installiert zu werden. Schläuche nach Norm EN857 Typ 2SC erweisen sich in dieser neuen Umgebung als ungeeignet, da sie eine größere Strecke zurücklegen müssen, um um die Räume herum verlegt zu werden, in die sie wegen einer einschränkenden Biegung nicht hineinpassen. Für den OEM bedeutet dies, dass die Menge an Schlauch, die für die Arbeit benötigt wird, größer ist. Diese zusätzlichen Kosten werden meist an den Endkunden übertragen. Wenn mehr Schlauch benötigt wird, erhöht sich zudem das Gewicht der Maschine. Viele Industrien auf der ganzen Welt versuchen aber, Maschinen leichter zu machen, um die Effizienz zu verbessern.

Standardschläuche, die hohen Drücken standhalten können, benötigen mehr Verstärkung. Wenn mehr Verstärkung hinzugefügt wird, werden die Schläuche wegen eines großen Biegeradius steif. Deshalb haben die Eaton-Ingenieure die Zweidraht-Dynamax EC881 entwickelt, mit einem 50 Prozent besseren Biegeradius (1/3 SAE 100R2 Biegeradius bei 100 Grad Celsius).

Den Druck ins Visier nehmen

Hier bei Eaton haben wir in den letzten Jahren einen Marktbedarf für erhöhte Betriebsdrücke gesehen. Dies ist größtenteils auf den OEM-Trend ausgerichtet, kompakte Maschinen anzubieten, jedoch mit den gleichen Leistungs- und Betriebsfähigkeiten. Für OEMs bedeutet dies, dass sie aktiv Komponenten suchen, die den höheren Drücken gewachsen sind. Die Schläuche nach Norm EN857 Typ 2SC, Größe 8, sind nur für Betriebsdrücke bis 275 bar geeignet. Unterspezifizierte Schläuche sind ein hohes Risiko für die Maschinenverfügbarkeit und die Sicherheit des Bedieners. Die Lösung bestand oft darin, Spiralschläuche zu nutzen, die mehr Verstärkung bieten, jedoch weniger flexibel sind, was bei kompakten Maschinen aufgrund des geringeren Installationsraums ein Problem darstellt. Als Reaktion auf die Nachfrage stellt Eaton zwei Drahtgeflechtschläuche (mehr Flexibilität) wie den EC881 mit einer Zulassung für bis zu 360 bar zur Verfügung.

Das Abriebrisiko minimieren

Ein offensichtlicher Grund für Verschleiß ist die ungeeignete Verlegung von Schläuchen, wobei diese im Wesentlichen in Bereichen platziert werden, in denen sie sich gegen eine Oberfläche abreiben können, die sich abtragen kann. Dies kann dazu führen, dass sich die äußere Ummantelung des Schlauches abnutzt, wodurch die Schlauchverstärkung der äußeren Umgebung ausgesetzt wird. Sie wird dann anfällig für Rost, der schließlich in den Schlauch eindringt, was zum Auslaufen der Flüssigkeit im Schlauch führt. Für OEMs ist es zwingend erforderlich, dass der Schlauchverlauf in der Designphase kritisch geprüft wird, um sicherzustellen, dass das Risiko von Abrieb minimiert wird. Wo dies nicht möglich ist, sollten immer Isolatoren verwendet werden. Es gibt jedoch Fälle, in denen Abrieb unvermeidlich ist. In diesem Fall empfiehlt sich das Verwenden von Schläuchen mit abriebfesten Ummantelungen wie Dura-Tuff. Diese können, wenn sie richtig verwendet werden, im Vergleich zu synthetischen Schlauch-Ummantelungen einen achtmal höheren Schutz bieten.

Die Temperatur im Fokus haben

Temperaturwerte sind ein kritischer Faktor, wenn es um die Auswahl eines passenden Schlauches geht.  Heiße Flüssigkeiten, die über die empfohlenen Temperaturgrenzen hinaus befördert werden, können sich nachteilig auswirken. Die Exposition gegenüber anhaltend hohen Temperaturen kann die Alterung beschleunigen, was dazu führt, dass die Schläuche ihre Flexibilität verlieren, wodurch sich das Ausfallpotenzial erhöht. Daher müssen Schläuche, die hohen Temperaturen standhalten können, unbedingt vorgeschrieben werden. Achten Sie speziell auf die vom Hersteller angegebenen Obergrenzen! Dabei sollte nicht nur die Flüssigkeitstemperatur berücksichtigt werden. Da Maschinen auf der ganzen Welt eingesetzt werden, können die Betriebstemperaturen der Umgebung, zum Beispiel die Tagestemperaturen, enorm variieren. Deshalb muss der spezifizierte Schlauch auch der Umgebung standhalten. Eatons GH681- und EC881-Schläuche wurden entwickelt, um die aktuellen Standards zu übertreffen. Sie bieten Kapazitäten bis zu 126 Grad Celsius. Auch niedrige Temperaturen beinhalten Risiken. Deshalb sind sowohl der GH681 als auch der EC881 auf -46 Grad Celsius spezifiziert. wk