Hydraulikschläuche in mobiler Maschine, Bild: Bild: Fotolia - anotherworld

In mobilen Maschinen sind Schlauchleitungen unerlässlich. Bild: Fotolia - anotherworld

Mit der richtigen Kombination aus Temperatur, Druck, Reibung und Biegeradius lässt sich jeder Hydraulikschlauch schnell ans Limit bringen. Der Ausfall einer solchen Komponente kann für die Betreiber teuer werden und ist für Umstehende gefährlich. Die Schlauch-Hersteller sehen dort durchaus auch Verbesserungsbedarf. Christian Künstel, Program Manager Eaton Hydraulics sagt beispielsweise: „Die wichtigsten technologische Treiber sind die Fokussierung auf Sicherheit bei gleichzeitiger Ausfallvermeidung und die Erhöhung der Lebensdauer der Hydraulikkomponenten zur Vermeidung von Stillstandszeiten.“ Wesentliche Faktoren der Hydraulikentwicklung allgemein, die Auswirkungen für die Schlauchherstellung haben, seien auch die Ergonomie bei der Montage, höhere Effizienz im Hydrauliksystem sowie die Umweltfreundlichkeit der Produkte.

Ähnlich äußert sich Tanja Breunung-Bockenheimer, Leiterin Entwicklung Öl- und Hydrauliksysteme bei Contitech Mobile Fluid Systems. Sie erklärt, neben steigenden Qualitätsanforderungen wären die Schlauchhersteller auch mit höheren Reinheitsanforderungen konfrontiert: „So sind beispielsweise bei Kraftstoffleitungen, wo selbst kleinste Rückstände die Mikroventile im Kraftstoffsystem beschädigen könnten, hochwirksame Spülstände gefragt. Außerdem haben die Kunden immer höhere Anforderungen bezüglich Druck- und Temperaturbeständigkeit.“ Dies bestätigt auch eine Nachfrage bei Parker Hannifin. Grund ist, dass Mobilgeräte, wie sie insbesondere in der Landwirtschaft und im Bauwesen eingesetzt werden, immer kompakter und komplexer werden. Natürlich darf der höhere Druck aber nicht zu Lasten der Sicherheit gehen, weswegen der zulässige Betriebsdruck idealerweise nur unter Beibehaltung des 4:1-Berstfaktors steigen darf.

Dazu kommen gesetzliche Aspekte. „Neue DIN-Spezifikationen wie DIN EN45545 beziehen sich beispielsweise auf die Verbesserung der Sicherheit in Zuganwendungen, wodurch neue Innenschicht- und Außenschichtmaterialien zur Anwendung kommen. Die Reduzierung der Innendurchmessertoleranz im Rahmen der überarbeiteten Spezifikationen DIN EN 853, 854, 856 und 857 hat ebenso wesentliche Auswirkungen auf den Markt für Hydraulikschläuche wie die Norm ISO18752 zur Einteilung von Hydraulikschläuchen nach Druckstufen, Temperatur und Lebensdauer“, erklärt Künstel von Eaton. Unter anderem werde dadurch eine Anpassung des Produktionsprozesses zur Einhaltung des eingeschränkten Toleranzbereichs nötig, fährt er fort.

Lötstellen eliminieren

Christian Künstel, Program Manager bei Eaton Hydraulics, Bild: Eaton
Christian Künstel ist Program Manager bei Eaton Hydraulics. Er betont: „Die wichtigsten technologische Treiber sind die Fokussierung auf Sicherheit bei gleichzeitiger Ausfallvermeidung und die Erhöhung der Lebensdauer.“ Bild: Eaton

Aus dieser Situation heraus verfolgen die Hersteller nun unterschiedliche Strategien. So setzt Contitech bei Kupplungen, Steckanschlüssen und Hydraulikarmaturen stärker auf lötlose Umformung, um den gestiegenen Qualitätsanforderungen gerecht zu werden. „Bei den Schläuchen sind ebenso druckbeständige wie flexible Hochtemperaturlösungen für den Einsatz auch in besonders engen und komplexen Einbausituationen gefragt“, erklärt Breunung-Bockenheimer von Contitech.

Das sieht man bei Eaton ähnlich. „Eine wesentliche Entwicklung bezüglich der Sicherheit und Ausfallvermeidung ist die Realisierung von Ganzteilarmaturen mit Mehrfachrohrbögen zur Eliminierung von Lötfehlern“, äußert Künstel. Außerdem habe das Unternehmen das sogenannte Health Monitoring für Hydraulik-Schläuche entwickelt. Ein wichtiger Technologietrend sei auch die Integration einer Haltefunktion in die Hydraulikarmatur, um das Ausreißen des Schlauches zu verhindern.

„Die Erhöhung der Lebensdauer, insbesondere bei steigenden Betriebsstunden, ermöglichen verbesserte Innenschichtmaterialien, wodurch eine geringere temperaturbedingte Materialalterung erfolgt. Eine höhere Abriebbeständigkeit durch Verbesserungen der Außenschichtmaterialien und ein besserer Korrosionsschutz für Metallkomponenten tragen ebenfalls dazu bei“, sagt Künstel.

Die Hersteller setzen in der Entwicklung auch auf Simulierung von Hydraulikschlauchleitungen durch FEM-Analysen. Zum Dauerbrenner Effizienz will der Hersteller beitragen, indem er Druckverluste im Hydrauliksystem verringert. Das geschieht durch größere Innendurchmesser der Hydraulikarmaturen, die Eliminierung von Lötstellen zur Vermeidung von Innendurchmessersprüngen sowie die Reduzierung von Rohreinfällen durch Verpressen oder Biegen. Auch Bauraum und Gewicht spielen dabei eine Rolle. Hier will Eaton den Anwendern ihre Arbeit mit höherfesten Materialien und geringeren Biegeradien erleichtern. Letzteres ist außerdem ein Beitrag zu mehr Montagefreundlichkeit.

Umweltfreundlichere Produkte

Tanja Breunung-Bockenheimer, Contitech. Bild: Contitech
Tanja Breunung-Bockenheimer ist Leiterin Entwicklung der Abteilung Öl- und Hydrauliksysteme bei Contitech Mobile Fluid Systems. Sie beobachtet steigende Qualitäts- und Reinheitsanforderungen im Bereich Hydraulikschläuche. Bild: Contitech

In punkto Umweltfreundlichkeit besteht Luft nach oben. Bioöle sind aktuell eine Nische im Markt, die auf Anreize aus der Politik und Gesetzgebung angewiesen ist. Dennoch haben die Hersteller das Thema auf dem Schirm. Bei diesen Anwendungsfällen sorgen bestimmte Innenschichtmaterialien beispielsweise für geringere Materialalterung. Was zunehme, sei die Recyclebarkeit der Komponten, so Künstel. „Hier liegt der Trend klar bei chlorfreien Schlauchleitungen, um das Recycling garantieren zu können.“

Parker sieht in der Verwendung verschiedener Werkstoffe einen vielversprechenden Ansatz, um den steigenden Anforderungen an Zuverlässigkeit, Leistungsfähigkeit und Lebensdauer gerecht zu werden. Der Hersteller hat dieser Logik folgend ein Hydraulikschlauch-Programm entwickelt, das auf der Kombination von einer Polyurethan (PU)-Außenschicht und einer Innenschicht aus synthetischem Elastomer basiert.

PU weist eine hohe mechanische Festigkeit auf und ist zudem schlag- und abriebfest sowie widerstandsfähig gegen witterungsbedingte Zersetzung. Dazu gehören unter anderem intensive Sonneneinstrahlung beziehungsweise UV-Strahlung, Ozon und extrem niedrige Temperaturen. Die Flexibilität der neuen Schläuche sei mit der von Gummischläuchen vergleichbar, erklärt das Unternehmen. Es sind jedoch engere Biegeradien möglich, was den Einsatz in komplexen und kompakten Anlagen vereinfacht.

Das Unternehmen macht sich dabei zu Nutze, dass thermoplastische Kunststoffe miteinander verschweißt werden können. Diese können so zu einer Doppelleitung verbunden werden. Um die neuen Schlauchtypen herzustellen, entwickelte Parker eigens ein neues Produktionsverfahren.

Der Elastomer-Werkstoff im Inneren ist beständig gegen viele unterschiedliche Medien, unter anderem Luft, trockene Luft, Wasser, Wasser-Öl-Emulsionen, Schmieröl, Mineralöl und Wasser-Glykol-Gemische. Dadurch sind die Schläuche für viele Anwendungen geeignet. Und da die PU-Außenschicht in verschiedenen Farben verfügbar ist, können Betreiber das transportierte Medium oder die Zufuhr- und Rückleitungen kennzeichnen.