Labor im Westentaschenformat #####

Die Überwachung der Fluideigenschaften von Hydraulik- und Schmierölen ist eine Herausforderung für die Messtechnik und vielfach nur im Labor möglich. Abhilfe soll ein – für den Hermes Award der Hannover Messe nominierter – Online-Ölzustandssensor schaffen.

Die Überwachung der Fluideigenschaften von Hydraulik- und Schmierölen ist eine Herausforderung für die Messtechnik und vielfach nur im Labor möglich. Abhilfe soll ein – für den Hermes Award der Hannover Messe nominierter – Online-Ölzustandssensor schaffen.

Bei Hydraulik- und Schmiersystemen dienen Sensoren der Ermittlung von Prozessgrößen wie Druck, Temperatur, Füllstand und Volumenstrom. Auch bestimmte Aspekte des Fluidzustandes wie die Partikelverschmutzung und der Wassergehalt können online bestimmt werden. Für umfassendere Fluidanalysen müssen allerdings bislang Ölproben entnommen und im Labor untersucht werden. An diesem Punkt setzt der Ölzustandssensor „HydacLab“ an, der die zustandsabhängige Wartung von Hydraulik- und Schmiersystemen ermöglicht.

Durch thermische und mechanische Belastungen sowie durch den Abbau von Additiven erfahren Hydraulik- und Schmieröle eine Alterung. Gealterte oder verschmutzte Öle gefährden die Betriebsfähigkeit von Maschinen und Anlagen und können zu Ausfällen führen. Kritische Zustände treten auf, wenn sich zum Beispiel die Kernviskosität des Mediums zu stark ändert oder wenn die sauren Bestandteile im Öl zu sehr ansteigen. Darüber hinaus wirkt sich gelöstes oder freies Wasser negativ auf die Schmiereigenschaften des Öls und die Lebensdauer der Maschinen aus. Insbesondere freies Wasser beschleunigt die Säurebildung und kann zu erheblichen Problemen in den Anlagen führen.

Eine Herausforderung für die Messtechnik ist vor allem die Beurteilung der alterungs- oder vermischungsbedingten Viskositätsänderung. Denn: Die normalen temperaturbedingten Änderungen in der Ölviskosität übersteigen die alterungsoder mischungsbedingten Änderungen um ein Vielfaches. Mit dem Ölzustandssensor HydacLab gibt es nun ein Gerät, das die Ölalterung sowie die Vermischung mit inkompatiblen Medien erkennt – durch die Messung und Trendanalyse der relativen Änderung von Viskosität und Dielektrizitätszahl (Säure) sowie des Wassergehaltes und der Temperatur des Mediums.

Wird der Sensor neu in eine Maschine oder Anlage eingebaut oder ein Ölwechsel durchgeführt, lernt er das spezifische Viskositäts-Temperaturverhalten des Öls und geht dann automatisch in den Überwachungsmodus über. Die Messgrößen stehen dem Anwender als analoge Messwerte zur Verfügung und aktivieren nach einer internen mikroprozessor-unterstützten Schwellwert- und Trendanalyse einen Schaltausgang zur Steuerung von Warneinrichtungen. Darüber hinaus werden alle Zustandsdaten in regelmäßigen zeitlichen Abständen in einem geräte-internen Speicher aufgezeichnet und erlauben somit zusätzlich eine Analyse des Ölzustandes über viele Monate hinweg.

Dies ermöglicht dem Anwender eine permanente Überwachung und Dokumentation seiner Maschinen und Anlagen sowie eine zustandsabhängige Wartung des Hydraulik- und Schmiersystems. Damit lassen sich Ölwechsel-Intervalle verlängern, Maschinenstillstandzeiten reduzieren und die Maschinenverfügbarkeit steigern.

Das System wurde speziell für den Online-Einsatz unter den schwierigen Bedingungen der Mobil- und Stationärhydraulik entwickelt. Es ist bis zu Drücken von 50 bar und bis zu einer Fluidtemperatur von 80 °C einsetzbar. Der Sensor ist mit einer bidirektionalen seriellen Schnittstelle ausgestattet, dem so genannten HSI-Anschluss (Hydac Sensor Interface); dieser ermöglicht eine einfache Kommunikation mit Anzeigeund Messgeräten des Herstellers. Der Sensor wird über die Schnittstelle automatisch identifiziert, die im Sensor gespeicherten Daten können ausgelesen und die applikationsabhängigen Parameter des Sensors gesetzt werden. Möchte der Anwender andere Messgeräte oder einen PC verwenden, kann er mit Hilfe von Schnittstellenmodulen mit dem Ölzustandssensor kommunizieren. Das Condition-Monitoring-Schnittstellenmodul CSI-B-2 oder die Condition Monitoring Unit CMU1000 setzen die Daten beispielsweise auf eine RS-232-, RS-485- oder Ethernet-Schnittstelle um und ermöglichen so die Kommunikation mit einer übergeordneten Leitebene. Für eine Datenfernabfrage gibt es ein GSM-Modul als Bestandteil der Condition-Monitoring-Plattform von Hydac. im

Dr. Horst Mannebach
ist Leiter der Vorentwicklung bei Hydac Electronic in Saarbrücken.

Annemarie Vogelgesang
ist verantwortlich für die Technische Dokumentation bei Hydac Electronic in Saarbrücken.