Prüflabor, Bild: Bosch Rexroth

Auf Wunsch bietet Bosch Rexroth einen Fluidprüfstand RFT-APU-CL an, den Schmierstoff- und Additivhersteller beispielsweise in den Prüflaboren für die eigene Entwicklungsarbeit einsetzen können. Bild: Bosch Rexroth

Seit Jahren hat die Hydraulik ihre Leistungsfähigkeit deutlich gesteigert. Das stellt auch höhere Anforderungen an die eingesetzten Hydraulikflüssigkeiten, denn sie spielen eine entscheidende Rolle für den Verschleiß der Hydraulikkomponenten. Hier bietet Bosch Rexroth Schmierstoff- und Additiv-Herstellern ein Fluid Rating an, das Hydraulikflüssigkeiten auf ihre Eignung testet. Das Bewertungsverfahren geht dabei weit über die Mindestanforderungen der entsprechenden Fluid-Anforderungsnormen hinaus und eignet sich für alle Hydraulikmedien auf Mineralölbasis, umweltverträgliche sowie schwer entflammbare Hydraulikflüssigkeiten.

In der Hydraulik wurde das Leistungsgewicht beispielsweise bei Axialkolbenpumpen und -motoren in den vergangenen Jahrzehnten mehr als verdoppelt. Darüber hinaus ist das Druckniveau in zahlreichen Anwendungen erheblich gestiegen. Diese Leistungssteigerung beansprucht die eingesetzten Hydraulikflüssigkeiten deutlich mehr als früher, die in Kombination mit den Betriebsbedingungen entscheidenden Einfluss auf das Verschleißverhalten und damit die Lebensdauer der Hydraulikkomponenten haben.

Die derzeit gültigen Mindestanforderungen in den entsprechenden Normen DIN 51524 beziehungsweise ISO 11158 für Mineralöle, die ISO 15380 für umweltverträgliche sowie die ISO 12922 für schwer entflammbare Hydraulikflüssigkeiten spiegeln diese höheren Beanspruchungen aber nicht wider. Bislang können sich Maschinenhersteller bei der Fluidauswahl aber nur auf die Angaben der Fluidhersteller stützen, und mit Trial & Error die geeigneten Flüssigkeiten auswählen. Ein Fehlgriff hier, und es drohen Maschinenstillstände und hohe Gewährleistungsansprüche.

Klassifizierung von Hydraulikflüssigkeiten

Bild: Bosch Rexroth
Bild: Bosch Rexroth

Deutlicher Verschleiß nach 100 Betriebsstunden

Bosch Rexroth hat in Tests viele unterschiedlichste Erfahrungen gesammelt. So führte zum Beispiel ein den Mindestanforderungen der Norm entsprechendes Fluid bereits nach weniger als 100 Betriebsstunden zu deutlichem Verschleiß in Pumpen und Motoren. Beim Einsatz alternativ ausgewählter und ebenfalls der Norm entsprechenden Hydraulikflüssigkeiten war dagegen auch nach 500 Betriebsstunden bei identischen Pumpen und Motoren keine Verschlechterung des Zustands der Bauteile zu erkennen.

„Die Mindestanforderungen der Normen sind wenig aussagekräftig für moderne Hydraulikanwendungen“, so Karl-Heinz Blum. Er ist mit seinem Team bei Bosch Rexroth für die Validierung von Hydraulikflüssigkeiten zuständig. Auf Basis der internen Versuchsreihen entwickelte er ein neues, wissenschaftlich basiertes und standardisiertes Fluid-Bewertungsverfahren. Dieses Fluid-Rating-Verfahren können Hersteller von Schmierstoffen und Additiven nutzen, um die Leistungsfähigkeit ihrer Hydraulikflüssigkeiten unabhängig bewerten zu lassen und sich auf einer ständig wachsenden Bosch Rexroth Fluid Rating List zu platzieren.

Bei der Bewertung absolvieren die Fluide unter hoher Belastung in unterschiedlichen Zyklen mehrere hundert Betriebsstunden, sowohl bei hohen Temperaturen als auch niedrigen Viskositäten. Nach standardisierten Auswertungsmethoden werden Aussagen zu den Wechselwirkungen von Fluid und Bauteilen, über das Verschleißverhalten sowie Werkstoffverträglichkeiten getroffen.

Karl-Heinz Blum, Bosch Rexroth

 

„Unsere Ergebnisse zeigen für die am Markt erhältlichen Fluide enorme Unterschiede, obwohl alle Hydraulikflüssigkeiten die Mindestanforderungen der Normen erfüllen.“

Karl-Heinz Blum, Bosch Rexroth

Fluidtest für geschlossene Kreisläufe

Ein praxisnaher Versuchsaufbau ist der Fluidtest für geschlossene Kreisläufe mit einer Kombinationseinheit aus einer Hydraulikpumpe der Baureihe A4VG und einem Hydraulikmotor der A6VM Baureihe. Diese Konfiguration ist typisch für hydrostatische Fahrantriebe. Bei dem Test wird die Einheit mehrere hundert Betriebsstunden bei 4000 U/min einem Schwenkzyklus sowie einem Eckdatentest mit einem Arbeitsdruck von bis zu 500 bar unterzogen.

Im Anschluss untersuchen Spezialisten die Wechselwirkungen der Hydraulikflüssigkeit mit den Bauteilen. Sie messen die Bauteil-Gewichts- und -Maßänderungen und begutachten optisch die Bauteiloberflächen. Daraus leiten sie die Werkstoffverträglichkeiten und Verschleißverhalten ab. Zusätzlich analysieren sie den Zustand der Hydraulikflüssigkeit vor, während und nach dem Versuch und können dadurch valide Aussagen zum Dauerlauf- oder Verschleißverhalten treffen. Je nach Pumpen-/Motor-Kombination und eingesetzter Hydraulikflüssigkeit sollen künftig weitere Analysen, etwa zum Kavitations- und Alterungsverhalten, hinzukommen.

„Unsere Ergebnisse zeigen für die am Markt erhältlichen Fluide enorme Unterschiede, obwohl alle Hydraulikflüssigkeiten die Mindestanforderungen der Normen erfüllen“, betont Blum. „Maschinenhersteller, die sich bei der Auswahl ihrer Hydraulikflüssigkeit an der Fluid Rating List orientieren, verbessern die Betriebssicherheit, senken die Ausfallwahrscheinlichkeit von Pumpen und Motoren beträchtlich und verringern Stillstands- und Wartungskosten.“ Auf Wunsch biete das Unternehmen auch einen Fluidprüfstand (RFT-APU-CL) an, den Schmierstoff- und Additivhersteller beispielsweise in den Prüflaboren für die eigene Entwicklungsarbeit einsetzen können.

Fluidtest für offene Kreisläufe

Der Fluid Test Axial Piston Unit Open Loop-HFC (RFT-APU-OL-HFC) für Hydraulikflüssigkeiten im offenen Kreislauf stellt die Anforderungen für Anwendungen speziell mit schwer entflammbaren, wasserhaltigen Hydraulikflüssigkeiten der Kategorie HFC dar. Der Test besteht aus einem Konstant- und einem Schwenkzyklustest. Er besteht aus einer Hochdruck- (A4VSO125)-Schrägscheiben-Kombinationseinheit und einer Mitteldruck- (EA-10VSO18)-Schrägscheiben-Einheit. Auch hier wird die Kombinationseinheit im Anschluss an den Test demontiert und Bauteile und Hydraulikflüssigkeit auf Wechselwirkungen hin untersucht. fa

Hintergrundwissen

Am Rating teilnehmen

Unter www.boschrexroth.com/fluidrating können sich Schmierstoff- und Additiv-Hersteller für das Bewertungsverfahren Bosch Rexroth Fluid Rating List registrieren. Rexroth fordert dann vom Hersteller die technischen Kennwerte der zu bewertenden Hydraulikflüssigkeit an, überprüft sie auf Plausibilität und lässt sich die Normkonformität bestätigen. Die zusätzlichen Anforderungen umfassen verschärfte Normkennwerte und spezifische Fluid- und Pumpentests. Sie zeigen die Eignung der Hydraulikflüssigkeit für definierte Rexroth-Komponenten. Erfüllt die Hydraulikflüssigkeit alle Anforderungen nach RDE 90235, wird sie in die Bosch Rexroth Fluid Rating List 90245 (www.boschrexroth.de/fluidratinglist) aufgenommen. Des Weiteren erhalten Hersteller der in der RD 90245 gelisteten Hydraulikflüssigkeiten ein Qualitätslabel ausgehändigt. Dadurch kann der Anwender schnell erkennen, dass es sich hierbei um eine geprüfte und hochwertige Hydraulikflüssigkeit handelt.