Dynamischer Multipass-Test
Konstante Testbedingungen sind nicht realistisch
Die RT Filtertechnik als Spezialist für Filtration in mobilen Anwendungen hat schon sehr früh in Zusammenarbeit mit unseren Kunden von mobilhydraulischen Anlagen festgestellt, dass die heute gängigen Verfahren zur Bestimmung der Leistungsfähigkeit von Hydraulikfilter in Bezug auf den Realeinsatz in Baggern, Radlader oder anderen mobilen Maschinen nur bedingt eine Aussagekraft bieten. Die genormten Testverfahren zur Bestimmung der Leistungsdaten eines Filterelementes dienen zur besseren Vergleichbarkeit der Filterelemente für den Endverbraucher.
Die RT Filtertechnik GmbH testet natürlich Ihre Filter nach Norm, hat aber stets auch eine Mehrzahl an kundenspezifischen Testszenarios entwickelt. Anfangs wurden diese noch im Feld erprobt und seit 2008 auch im RT eigenen Prüffeld nachgestellt.
Meist werden die hydraulischen Systeme im Rücklauf und bei mobilen Arbeitsmaschinen aufgrund der Platzverhältnisse im Tank gefiltert. Bei mobilen Arbeitsmaschinen werden an dieser Stelle alle Volumenströme von Zylindern der Ausleger, Baggerlöffel, Schiebeschilder und sonstiger Anbaugeräte wie auch vom Drehantrieb und ggf. vom Antriebssystem gebündelt. Es herrschen am Filterelement keine konstanten Volumenstrombedingungen, da durch Ventilschaltungen der einzelnen Kreisläufe mal mehr mal weniger Öl im Rücklauf gefördert wird. Die folgende Grafik zeigt deutlich, dass der Volumenstrom über das Filterelement alles andere als konstant ist.
Gängige Testverfahren bilden diesen Umstand jedoch nicht ab. Zudem wird dem Endverbraucher eine Falschinformation zugestellt, da die Filtermedien bei konstantem Volumenstrom meist besser abscheiden, als bei dynamischer Belastung.
In der Regel können im Filterelement Partikel abgeschieden werden, die kleiner sind, als die Poren im Filtermaterial. Dies geschieht über sogenannte Van-der-Waals-Kräfte. Bei dynamischer Belastung reichen diese Kräfte allerdings oft nicht aus die Partikel zurückzuhalten und sie werden wieder ins System zurückgetragen.
Aus diesem Grund wurde bei der RT Filtertechnik in Kromsdorf in den letzten Jahren das Verfahren des HLCT (Hydraulic Load Cycle Test) entwickelt und hierzu ein einzigartiger Prüfstand aufgebaut. Mit diesem können Lastprofile aus jeder Art von Applikation, die auf den Filter wirken, am Prüfstand nachgestellt werden.
Typische Lastprofile:
Es stellte sich bei den Untersuchungen heraus, dass fast alle Lastprofile aus den Maschinen in 4 Hauptkategorien unterteilt werden können
Symmetrisch verteiltes Lastprofil mit:
B: gleiche Anstiegszeit von positiver und negativer Volumenstromrampe
C: kürzere Anstiegszeit von positiver zu negativer Volumenstromrampe
D: längere Anstiegszeit von positiver zu negativer Volumenstromrampe
E: gleiche Anstiegszeit von positiver und negativer Volumenstromrampe und hohe Wiederholrate
Der Prüfstand:
Grundsätzlich ist der Prüfstand so ausgelegt, dass er statische Multipasstests nach ISO16889 zwischen 30 und 740 l/min erfüllt. Dazu wurde ein 2- Kreis-System verbaut. Der erste Kreis kann zwischen 30 und 150 l/min und der zweite Kreis zwischen 120 und 750 l/min betrieben werden. Beide Testkreise können ebenso mit dynamischen Zyklen beaufschlagt werden. Volumenstromänderungen vom minimalen Volumenstrom bis maximalen Volumenstrom sind mit bis zu 4 Hz möglich.
Zudem kann ein dynamischer Zyklus direkt vom Feldtest aufgenommen und in die Steuerung des Prüfstandes eingegeben werden. Die Auswertung der Ergebnisse orientiert sich an der zurückgezogenen Norm für dynamische Multipasstests ehemals ISO 23369.
Testablauf:
Im ersten Schritt müssen die Rahmenbedingungen wie Temperaturen, Volumenströme und Rampenzeiten erfasst werden (hier Beispiel Radlader). Diese können entweder durch unsere Kunden zur Verfügung gestellt werden oder sie werden in gemeinsamen Feldtests gemessen.
Aus einem über einen gewissen Zeitraum aufgenommen Lastprofil wird ein repräsentativer Arbeitszyklus der Maschine gewählt (Zyklus der sich im Arbeitsbetrieb stetig wiederholt). Anschließend wird dieser für die Programmierung des Prüfstands abstrahiert.
Ergebnisse:
Wenn nun nicht mehr unter konstanten Volumenstrombedingungen, sondern unter den wechselnden Bedingung wie in der Realität, der Filter mit Testschmutz beaufschlagt wird, zeigen sich die Unterschiede in der Filterauslegung und Abscheidequalität umso deutlicher. Zu beachten ist, dass je höher der β–Wert ist, umso schlechter die Filtration ist.
Die nachfolgende Grafik veranschaulicht, wie die verschiedenen Lastprofile die Abscheideleistung beeinflussen:
