Unterschiede der Einbaurichtung Hydraulikzylinder von Baggern?

[s w h 6]

Hi,


eventuell ist hier mit "Verbrennen" der Dichtungen der Mikrodiesel-Effekt gemeint.

Der Mikrodieseleffekt tritt bei einer Veränderung des Lösungsvermögens des Hydrauliköls für Luft auf , was durch Druckveränderungen im Hydrauliksystem verursacht wird.
Der Effekt kann zu lokalen Verbrennungserscheinungen an Dichtungen und damit zu einem Ausfall des Dichtsystems führen.
Bei einem starken Druckabfall im Hydraulikzylinder bildet die im Hydrauliköl gelöste Luft unter bestimmten Umständen Blasen. Diese Blasen bestehen aus einem zündfähigen Luft-Öl-Gemisch.
Diese Blasen sammeln sich am höchsten Punkt des Zylinders. Kommt es nun zu einem starken Druckanstieg und damit zu einer starken Verdichtung der Blasen, so kann es zu einer Verbrennung des Gasgemisches (Mikordieseleffekt) kommen.
Aufgrund der dabei entstehenden hohen Temperaturen können Dichtungen lokal
beschädigt werden, was in der Dichtungstechnik auch als "Verbrennen" der Dichtung bezeichnet wird.

Wird der Zylinder mit der Kolbenstange nach oben verbaut, ist die Gefahr des Mikrodieseleffektes für die Stangendichtung höher, da sie den höchsten Punkt des Ölraumes im Zylinder darstellt und sich die nach oben perlenden Blasen hier anlagern und zu großen Blasen zusammenschließen können.

Die Ursachen des Effektes sind heutzutage erforscht und man kann ihn daher vermeiden.
Konstruktiv ist bei der Auslegung des Hydrauliksystems hauptsächlich darauf zu achten, daß die im Öl gelöste Luftmenge gering bleibt. Dann bekommt man mit diesem Effekt eigentlich auch keine Probleme.
Dies kann z.B. durch zusätzliche Bleche zur Beruhigung des Hydrauliköls im Öltank geschehen, die ein hin- und herschwappen des Öls und damit das Lösen der Luft im Öl verringern.
Weiterhin sind moderne Dichtsysteme weniger anfällig. Polyurethandichtringe sind von diesem Effekt z.B. stärker betroffen als Dichtringe aus Teflon.

Für die Anordnung des Zylinders (Kolbenstange oben oder unten) spielt der Effekt bei nicht vorgespannten Hydrauliksystemen wie bei Hydraulikbaggern und anderen mobilen Arbeitsmaschinen heute eigentlich keine Rolle.

Sollte z.B. der Hydrauliktank bei bestimmten Hydrauliksystemen über einen Kompressor mit Luftdruck vorgespannt sein und damit der Luftgehalt im Öl ansteigen, muss man dem Mikrodieseleffekt mehr Beachtung schenken, sonst kann es nach kurzer Betriebsdauer zu einem Versagen der Dichtungen führen.

Grüsse

s w h

[FloSweden 1]

Hej,
also bei modernen Baggern wird heutzutage auch mit Überdruck im HD-System gearbeitet. Allerdings wird die Vorspannung des HD-Systems nicht durch einen Kompressor bewirkt, sondern das Entlüftungsventil funktioniert als Überdruckventil heisst es hält einen konstanten Druck z.b 0,5bar im HD-System.
@swh Könnte man das von Dir beschriebene Phänomen nicht auch als Kavitation bezeichnen?
Gruss Florian bearbeitet 25. Januar 2005 von FloSweden

[s w h 6]

Hi,


jo, der Mikrodieseleffekt ist eine besondere Art der Kavitation
(eine Kavitation mit zündfähigem Gemisch).
Kavitation gibts auch bei nicht brennbaren Flüssigkeiten. Bei Wasserkraftanlagen können sich dadurch innerhalb kürzester Zeit Löcher in cm- dicken Stahlbleche in Turbinen/Pumpen bilden, wenn der Konstrukteur der Anlage Fehler macht.

Beim Unterschreiten des kritischen Dampfdruckes von Wasser verdampft das Wasser ohne Wärmezufuhr und bildet Blasen. Das Zusammenbrechen dieser Kavitationsblasen kann aufgrund der dabei entstehenden hohen Drücke und Temperaturen an den Wandungen zu Materialzerstörung führen.

Besonders gefährdet sind all die Stellen, an denen die Flüssigkeit einen geringen Druck hat, z.B. auf der Saugseite der Pumpe eines Pumpspeicherkraftwerkes.
Wenn das Wasser in einer Rohrleitung aus dem See durch die Pumpe angesaugt wird, wird es dabei stark beschleunigt, was zu einem Druckabfall führt.

Dann wird der kritische Dampfdruck von Wasser ( liegt bei 0,0013 bar, wenn ich mich noch richtig erinnere, und ist temperaturabhängig) manchmal unterschritten.
Deshalb wird bei Pumpenspeicherkaftwerken, falls irgendwie bautechnisch möglich, die Pumpe in einer Kaverne unterhalb des Wasserspiegels des unteren Speichersees angeordnet,
damit an der Saugseite der Pumpen durch den höher liegenden See noch ein ausreichender Druck anliegt der den Druckabfalls durch das Ansaugen/Beschleunigen ausgleicht.

Der gleiche Effekt tritt auch bei Hydraulikpumpen in Baumaschinen an der Saugseite der Pumpe auf, beim Unterschreiten vom kritischen Druck von Öl.

Das ist der Hauptgrund, weshalb der Ansaugschlauch vom Tank zur Pumpe im Vergleich zu anderen Schläuchen wesentlich größer dimensioniert werden muss.
Je dünner dieser gemacht wird, desto stärker ist der Druckverlust und damit die Kavitationsgefahr an der Ansaugseite der Pumpe.

Zur Kavitationsvermeidung wäre es deshalb von Vorteil, den Hydrauliktank mit einem Kompressor mit höherem Luftdruck vorzuspannen, damit auf der Niederdruckseite der Pumpe ein höherer Druck anliegt und dadurch Kavitation beim Ansaugen verhindert werden kann.

Aber durch Vorspannung würde sich der Luftgehalt im Öl wieder erhöhen -> die Gefahr des Mikrodieseleffekt würde wieder verstärkt.....

Deshalb muss hier ein guter Kompromiss gebildet werden.


MFG

s w h bearbeitet 25. Januar 2005 von s w h

[Mabo 1]

@swh
genau darauf wollte ich hinaus, allerdings war mir nicht bewußt, dass dieser Effekt heute keine Rolle mehr spielen würde. Meine Hydraulikvorlesung ist noch nicht so lange her und ich meine mich zu erinnern, dass es sich bei dieser Geschichte um ein recht "aktuelles" Thema handelte. Kavitation tritt ja nicht nur auf der Saugseite der Pumpe auf, oder? Ich denke, dass dieser Effekt noch immer eine Rolle bei der Wahl der Einbaurichtung spielt.

Grüße
Marcel

[Roby 0]

also wir spannen schon seit Jahren unsere Hydrauliktanks mit 1bar vor, ist aber kein Luftdruck sondern Öldruck.... So bekommt man auch keine Luft ins System. Um Blasenbildung im Tank zu vermeiden, sind auch Schwallbleche verbaut, da ist richtig.

Kavitation ist eigentlich bei uns kein Thema, das entsteht meist als Folge von anderen Defekten: Riss in der Saugleitung zur Pumpe, etc. halt irgendwo ein Bereich, wo Luft ins System kommt.

Gruss aus Telfs
Roby