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Klarwasserhydraulik
Um Verwechslungen vorzubeugen: Unter Wasserhydraulik versteht man auch Flüssigkeiten auf Wasserbasis, die nicht entflammbar sind, allerdings nicht weniger bedenklich als Mineralöle. Leider war es von je her ein Missbrauch des Begriffes Wasserhydraulik und um nun für Klarheit zu sorgen, nennen wir, und so auch andere Unternehmen, die sich unterscheiden wollen, die Hydraulik mit Wasser, wie es aus der Hausleitung oder auch aus der Regentonne kommt, Klarwasserhydraulik
Etwas Geschichte zur Wasserhydraulik mit Kuriosa
Wasserhydraulik ist keine neue Technologie.
Ctesibus wird z.B. zugeschrieben, bereits im 2. Jahrhundert v. Chr. erstmals eine Pumpe erfunden zu haben, mit der Wasser gepumpt wurde.
Ein weiteres Beispiel ist Joseph Bramah. Im Jahr 1795 erhielt er ein britisches Patent für seine Erfindung der ersten Wasserhydraulikpresse
Aktuell sind momentan Zeitzeugnisberichte bis zum Kriegsende. Dazu eine Erinnerung betreff Wasserhydraulik. In Geroltsried stand die größte Munitionsfabrik des dritten Reiches. Die Kartuschen wurden mit wasserhydraulischen Pressen gepresst. Angeblich arbeitete man mit 200 bar Druck.
In einem Leichenschauhaus in Neuss funktioniert noch heute als Relikt ein wasserbetriebener Fahrstuhl.
Die Räder für den Hochgeschwindigkeitsverkehr der DB kommen aus dem Ruhrgebiet. Beim Bochumer Verein Verkehrstechnik GmbH wurden bereits im 19. Jahrhundert Räder für die Eisenbahn geschmiedet. Dort kommt auch heute noch eine der stärksten Schmiedepressen der Welt zum Einsatz. Sie hat bereits vor dem Krieg die Räder für die Deutsche Reichsbahn geschmiedet. Die englischen Besatzer ließen sie nach dem Zweiten Weltkrieg abbauen und ins britische Königsreich bringen. Anfang der 50er Jahre kehrte sie wieder nach Bochum zurück. Die Presse ist eine dreizylindrische Presse mit einer Wasserhydraulik. Jeder Zylinder liefert 2.000 Tonnen Presskraft, so dass mit 2.000 Tonnen, mit 4.000 Tonnen und schließlich auch mit 6.000 Tonnen gepresst werden kann. In vier Schritten formt die gewaltige Presse aus dem Stahlstück einen Radrohling.
Kunststoffspritzmaschinen wurden in der DDR bis zur Wende mit Wasserhydraulik produziert. Etliche Jahre nach dem Krieg aber auch in Westeuropa.
Bereits 1830 wurde der wasserhydraulische Aufzug für Güterbeförderung in englischen Fabriken verwendet. Ein wasserhydraulischer Fahrstuhl war in der Maschinenhalle der Weltausstellung 1867 in Paris eine Sensation. Alsbald kamen wegen der hohen Sicherheit wasserhydraulische Fahrstühle generell für den Personenverkehr zum Einsatz, und London bekam ein eigenes Wassernetz, um die Hauswasserleitungen nicht zu überlasten.
Die Wasserhydraulik zum Betreiben der Bühnen in den Opernhäuser wurde teilweise erst lange nach dem Krieg durch Ölhydraulik ersetzt. Heute könnte man sich Gedanken machen, dies wieder rückgängig zu machen
Im Grunde ist die Dampfmaschine ja auch eine Wassermaschine, und hat Technikgeschichte geschrieben.
Vorurteile müssen ausgeräumt werden:
Allein schon der Gedanke an Frost kann dazu verleiten, hier nicht mehr weiter zu lesen. Was kaum jemand weiß: Es gibt Frostschutzmittel auf Zuckerbasis ganz und gar ungiftig. Halndelsname ist Thermera: In der Folge die Auskunft des Vertreibers in Deutschland:
Thermera enthält als Hauptbestandteil Betain.Betain, d.h. Trimethylglycin, ist eine in allen lebenden Organismen vorkommende Aminosäure. Es wird als Zusatzstoff in Lebens- und Arzneimitteln, Kosmetikartikeln und in Viehfutter verwendet. Betain als chemische Verbindung ist ausreichend erforscht und wird in zahlreichen Publikationen beschrieben. Das in Thermera verwendete Betain stammt aus der Zuckerrübenverarbeitung.
Die Abbaubarkeit von Betain
In der Regel wird ein Stoff als leicht biologisch abbaubar eingestuft, wenn der Grad der Mineralisierung nach 28 Tage höher als 60 % ist. Beim Betain liegt dieser Wert über 88 %, so dass es als extrem leicht biologisch abbaubar bezeichnet werden kann.
Die Stabilität von Betain
Betain ist sowohl hinsichtlich der Wärmebelastung als auch mikrobiologisch äusserst stabil. Es hält andauernden Temperatureinwirkungen von mehr als 110 °C stand. In geschlossenen Kreisläufen, in die von außen keine Nährstoffe eindringen können, wirkt Betain gegenüber Bakterien wachstumshemmend.
Die Löslichkeit von Betain
Betain ist vollständig in Wasser löslich. Dadurch wird unter allen Betriebsumständen eine völlig homogene Lösung garantiert. Im Vergleich dazu vermischen sich z.B. Glykole nur mit dem Wasser (es kann somit auch zu einer Entmischung kommen).
Die Ungiftigkeit von Thermera
Der Hauptrohstoff, das Betain, ist ein völlig ungiftiges Naturprodukt. Es wird auch durch die FDA (Food and Drug Administration) in den USA als in der Lebensmittelbranche unbedenklich verwendbar eingestuft. Der Gehalt an Zusatzstoffen in Thermera ist so gering, dass auch das Endprodukt als giftfrei bezeichnet werden kann (s. Gutachten von VTT, Technisches Forschungszentrum von Finnland).
Brennbarkeit von Thermera
Thermera ist eine nichtbrennbare Flüssigkeit. Für mehr Informationen siehe auch das Sicherheitsbeiblatt.
Die Entsorgung von Thermera
Thermera kann aus den jeweiligen Anwendungen heraus direkt in das Abwassernetz entsorgt werden. Die richtige Verfahrensweise ist jedoch immer beim örtlichen Klärwerk sicherzustellen. Unter bestimmten Umständen kann die tägliche Menge und die Konzentration begrenzt sein. Für biologische Kläranlagen ist Thermera völlig gefahrlos.
Lagerung und Transport von Thermera
Dank der völligen Ungiftigkeit und seiner Umweltfreundlichkeit sind für die Lagerung und den Transport von Thermera keine besonderen Vorsichtsmaßnahmen zu treffen. Bitte folgen Sie den Anweisungen der zuständigen Behörden. Bei der Lagerung sollte Thermera nicht der direkten Sonneneinstrahlung ausgesetzt werden. Die Lagerbehälter müssen immer dicht verschlossen sein, um das Verdunsten des Wassers aus dem Produkt zu verhindern. Möglicherweise am Rand eines nicht vollständig gefüllten Behälters auskristallisiertes Betain (weiße Ablagerung oder Pulver) kann durch Schütteln des Behälters wieder der Lösung zugeführt werden. Die Produkte sind vor direkter Sonneneinstrahlung zu schützen.
Klarwasserhydraulik und Kosten:
Allgemein ist die Meinung vertreten, dass die Klarwasserhydraulik wesentlich mehr kostet als die Ölhydraulik. Das stimmt nur, wenn allle Komponenten, aus welchen Gründen auch immer, von außen bis innen aus rostfreiem Edelstahl sein müssen. Ansonsten ist in vielen Fällen die Klarwasserhydraulik merklich preiswerter. Bevor wir nun auf die einzelnen Gründe dafür eingehen, wollen wir einige Presseberichte zitieren, denn oft ist Betreibern von ölhydraulischen Anlagen nicht bewusst, was sie sich mit dem Erwerb einer solchen Anlage mit einhandeln.
"Der Spiegel" Heft 24 /2007: Ein gigantisches Vorschriftenpaket wir derzeit in Brüssel geschnürt. Unter dem harmlos klingenden Namen "Bodenschutzrichtlinie" kommt auf Europas Unternehmer, Bauern, private Grundbesitzer und Kommunen umfangreiche Büroarbeit zu. So soll künftig vor jedem Verkauf von Land, " auf dem eine potentielle verunreigende Tätigkeit stattgefunden hat bzw. stattfindet" ein "Bodenzustandsbericht" erstellt werden, mit amtlichen Aufzeichnungen aus der Vergangenheit und umfangreichen chemischen Analysen.
"UmweltMagazin" Juni 2007: Deutlich wird durch das Umweltschadensgesetz, dass auch verantwortlich handelnde Organmitglieder eines Unternehmens wie Vorstand oder Geschäftsführer zur Kostentragung herangezogen werden können soweit ihr Handeln nachweislich zumindest zu einer unmittelbaren Umweltgefährdung geführt hat.
Unter dem Suchbegriff "ökodesign "finden Sie im Internet zahlreiche Information und was die EU diesbezüglich bereits erlassen hat oder plant. Dazu gehört auch die energetische Effizienz einer Anlage, und es ist zu erwarten, dass die EU hart durchgreifen wird und auch durchgreifen wird müssen, soll der Energiekonsum gedrosselt werden. Für diese Ziele kommt man an der Wasserhydraulik nicht vorbei, denn die Wasserhydraulik verschlingt weniger Energie, einmal im Betrieb und zuvor in der Produktion der Komponenten, denn sie können wesentlich kleiner ausfallen als die ölhydraulischen Pendants. Selbst das Öl verschlingt bei der Herstellung eine Menge Energie und ebenso der ganze Aufwand für die Verteilung meist in kleinen Gebinden.
Momentan beschränkt sich der Einsatz der Wasserhydraulik auf Investitionsgüter, wo sie aus Gründen der Sicherheit unumgänglich ist, wie zum Beispiel Kernkraftwerke, Bergbau oder Walzwerke für Stahl. Dann gibt es noch Grenzfälle, wie zum Beispiel die Verpackungsmaschien für Lebensmittel, wo Ölhydraulik zugelassen ist, aber doch einzelne Betreiber auf Klarwasserhydraulik setzten. Die Klarwasserhydraulik verteuert bei letztgenannter Anwendung die gesamten Anlagen um ca. 10 %, und das ist vielen Unternehmen zu viel, obwohl die Folgekosten der Ölhydraulik diese Mehrkosten leicht wett machen. Es ist einfach so: Man ist auf Ölhydraulik eingeschossen und erwägt gar nicht, ob Klarwasserhydraulik nicht doch angebrachter wäre. Diesen Stand der Technik wollen wir nun radikal ändern, und dass dies möglich ist, haben wir mit unseren Holzspaltern bewiesen, denn zum ersten mal kommt die Klarwasserhydraulik bei Konsumergeräten zur Anwendung und bietet sogar ölhydraulischen Billigimporten aus China die Stirn.
Warum nun die Klarwasserhydraulik weniger kostet: Beginnen wir bei den Aggregaten: An Stelle der Ölhydraulischen Pumpe bieten sich handelsübliche Hochdruckreiniger an. Hochdruckreiniger werden in Mengen produziert, wovon die Ölhydraulik nur träumen kann, und weil obendrein die Pumpenkörper kleiner ausfallen, sind sie preiswerter. Den Ölbehältern, meist aus Stahl, stehen extrem preiswerte Wasserbehälter aus dem Baumarkt gegenüber, ob nun kleine Wanne oder Großbehälter zum Auffangen des Regenwassers. Der Ölbehälter muss ja dann noch mit Öl gefüllt werden, und das kostet nicht nur heute, sondern wird in Zukunft nur noch im Preis steigen. Dank der geringen Viskosität des Wassers können auch Ventile und Schläuche wesentlich kleiner ausfallen und auch dort gibt es vieles preiswert aus dem Markt für Hochdruckreiniger, aber auch aus der Sanitärtechnik wie Tempergussfittings denn alles bis zu einem Zoll hält Drücke über 200 bar aus. Für Wasserrückführungen mit wenig Druck findet man alles in der Gartenberegnungstechnik. Eine Anlage muss am Ende auch montiert werden. Die Schellkupplungen für Hochdruckreiniger kosten so wenig, dass man eigentlich jedes Schlauchende damit bestücken kann. Sie brauchen so zur Montage einer Wasserhydraulischen Anlage nicht mal ein Werkzeug. Erklären Sie das Ihrem Kunden, er wird dies für spätere Wartungen sicherlich begrüßen.
Stahlrohre mit eingezogener dünnwandiger rostfreier Stahlbüchse sind wesentlich preiswerter als rostfreie Vollwandrohre
Was bei Zylinderrohren möglich ist, geht bei Kolbenstangen noch leichter: In einen 1 mm starken rostfreiem Edelstahlrohr wird ein Rundstahl eingezogen.
Am Ende wird die Oberfläche aufgerauht und dann glatt rulliert.
Unbezahlbar waren bisher die Zylinder für die Wasserhydraulik. Dank unserer Zylinderrohre mit nur dünnwandig eingezogenen rostfreien Rohren ändert sich das radikal. Unsere Zylinder kosten nur zwischen 20 bis 30% mehr als die ölhydraulischen Zylinder. Allein schon die Einsparung des Öls macht diesen Mehrpreis wett, da brauchen wir nicht mal die restlichen Einsparungen in die Waagschale werfen.
Ein weiteres Vorurteil macht glaubhaft, dass Klarwasserhydraulik Feinstfilterung und reinstes Wasser verlangt. Seit 30 Jahren treiben eigengesteuerte oszyllierende Zylinder diese Feldberegungsmaschinen an, meist mit Wasser aus Flüssen oder sandführenden Tiefbrunnen, alles ohnen Filterung. Zylinder solcher Maschinen funktionieren noch heute zuverlässig.
Einfach faszinierend, wie einfach eine Maschine durch Klarwasserhydraulik werden kann
Holzspalter sind im Grunde einer Werkstattpresse vergleichbar, und die Hydraulik besteht aus den üblichen Komponenten, wie doppeltwirkender Zylinder,Kolben mit Dichtungen, geschliffene Kolbenstange mit entsprechender Gleitführung und Dichtung, Vierwegeventil, Zahnradpumpe und Ölbehälter mit Feinfilter. Dann haben wir noch die Zweihandbedienung, die auf das Ventil einwirkt und die Schläuche, die das Öl in die Zylinder leiten. Diese Auflistung bringen wir, obwohl sie jeder kennt, bewußt, denn für alle diese Komponenten bietet die Klarwasserhydraulik einen besseren und preiswerteren Ersatz, allerdings natürlich nur, wenn man die traditionelle Wasserhydraulik vergisst.
Zylinder und Steuerung: Statt eines doppeltwirkenden Zylinders reicht ein einfachwirkender Zylinder, und der Rückhub erfolgt durch eine mehr als simple Saugdüse im Zylinderboden. Ein einfacher Stößel aus Kunststoff übernimmt die Funktion des Auf und Zu im Steuerblock, vergleichbar mit dem üblicherweise sehr einfachen Ventil in der Sprühlanze eines Hochdruckreinigers. Beides, also Saugdüse und Zweiwegeventil sind im Steuerblock integriert, der hinten am Zylinder aufgeschraubt ist und so gleichzeitig auch als Zylinderboden dient, so entfallen schon mal auch die Druckschläuche vom Ventil zum Zylinder, die ansonsten kreuz und quer durch die Maschine gezogen werden müssen. Für uns eine große Einsparung an Material und auch an Montageaufwand, später auch für die Wartung, wenn mal die Dichtung des Kolben ausgetauscht werden muss. Ölhydraulik läßt eine so einfache Technik schon gar nicht zu. Die Rückholung durch eine Saugdüse ist mit Öl nicht nur auf Grund der Viskosität nicht möglich, sondern schon gar nicht zulässig, denn leicht könnte Luft angesaugt werden.
Preiswerte Anschlüsse aus dem Baumarkt genügen voll allen Ansprüchen. Tempergussfittings für den Hochdruck und im Bereich des Rückflusses Anschlüsse aus der Gartenberegnungtechnik und ein sehr flexibler Teichschlauch.
Unser 2 Wegeventilblock mit Saugdüse und preiswerten Anschluss mit Handrad. Alles steht preislich in keinem Verhältnis zur Ölhydraulik
Zylindereinheit mit Hochdruckreiniger und ein oben offfener Blecheimer, damit die Wärme entweichen kann. Alle Schlauchverbindungen sind entweder nur gesteckt oder mit Schnellverschluss. Montagezeit der gesamten Anlage kann in Sekunden abgezählt werden. Keine Werkzeuge sind dafür erforderlich.
Zum Vergleich nun ein Holzspalter herkömmlicher ölhydraulischer Bauart. Dicht verschweißter und geschlossener Öltank, Schläuche die kreuz und quer durch die Maschine gezogen werden, und alles mit großem Zeitaufwand verschraubt. Nebenbei: Ein neues Gerät der oberen Preisklasse, und trotzdem fanden wir eine Leckage
Diese Lösung mit Sog- Rückhub ist natürlich nicht überall anwendbar.
Aber auch mit doppeltwirkenden Zylinder ist Wasserhydraulik preiswerter
Es war nicht geplant. Der Holzspalter läßt sich durch die beschriebene Steuerung noch feinfühliger steuern als eine Servolenkung eines Autos. Nutzen könnte man dies für eine einfache Werkstattpresse, wie sie in den Reparaturwerkstätten zu finden sind, wo ab und zu ein Kugellager eingepresst oder ein Eisen geradegepresst werden muss. Wollte man mit Ölhydraulik die gleiche Feinfühligkeit erreichen, wäre der Aufwand dafür wesentlich höher.
Thema Wartung und was man dem Betreiber diesbezüglich zumuten kann. Unsere Holzspalter sind so konzipiert, dass in 10 Minuten die Dichtung des Kolbens ausgetauscht ist, und Heimwerkerkenntnisse reichen dafür locker aus. So verkaufen wir unsere Holzspalter auch an den Endverbraucher in weiter Entfernung, denn wir sind sicher, dass nie ein Kundendienst an Ort und Stelle notwendig ist. Mit ölhydraulischen Spaltern würden wir dieses Risiko nie eingehen, denn fehlt was an der Ölhydraulik, und sei es, weil nur ein Schlauch leck ist, dann kann man keiner Privatperson zumuten, dass sie Hand anlegt, einfach schon, weil nach der ersten Fittingslockerung das Öl unangenehm austritt.
Obendrein ist Ölhydraulik bei Holzspaltern weniger zuverlässig als unsere Klarwasserhydraulik. Es kann vorkommen, dass Hozspalter oft fast ein Jahr ungenutzt stehen, und da kann es leicht vorkommen, dass Kondenswasser Zylinder und Ventile erledigt. Aus Preisdruckgründen werden oft regenerierte Öle eingefüllt, hergestellt aus Rückgabeölen. MIt der Ölrückgabe werden oft auch Chemikalien "entsorgt", und leicht geht dann die Ölhydraulik gleich mal kaputt.
Da die Betreiber meist Privatpersonen sind, fehlt meist auch die Kenntnis mit den Umgang mit der Ölhydraulik. Um den Holzspalter zu transportieren, wird er gerne flachgelegt, und so kommt Luft in die Zylinder. Die Folge können dann Explosionen sein, alles schon öfters vorgekommen.
Argumente, die auch Ihr Kunde begrüßt.
Wir erinnern an die oben zitierten Presseberichte zur Umwelthaftung. Die Frage Ihres Kunden, was in Zukunft ein Ölwechsel kosten wird, können Sie sicherlich nicht beantworten, aber sicher ist, es wird mehr kosten.
Auch wenn an den Komponenten der Wasserhydraulik keine Wartung vorgenommen werden muss, so kann dies bei den restlichen Komponenten der Maschine leicht möglich sein. Um an diese Komponenten ranzukommen, könnte eine Abmontage einiger Schläuche erforderlich sein. Dank der Schellverschlüsse und nur Wasser, das ausrinnt, kann ein Eingriff sehr schnell erfolgen und reduziert den Stillstand der Maschine.
Ölhydraulische Anlage müssen immer wieder überprüft werden.
Wie nun in Zukunft die "Ökodesignrichtlinien" aussehen werden, kann man nicht sagen. Möglich könnte sein, dass auf Grund der Energieeisparung die Wasserhydraulik in dieser Richtlinie enthalten ist. Und dann hat Ihr Kunde eine Maschine, die nicht mehr zeitgemäß ist.
Selbst ein Hochdruckreiniger als Antrieb bringt Vorteile
Im Leistungsbereich zwischen 2 bis 5 kW werden bei der Ölhydraulik vorwiegend, wenn nicht ausschließlich, Zahnradpumpen eingesetzt. Bei Insidern ist es kein Geheimnis, dass die Leistungsangaben oft nicht der Realität entsprechen. Die Leistung fäält nämlich starkt ab, wenn das Öl heiß und dünnflüssig wird. Würde man ölhydraulische Kolbenpumpen einbauen, gäbe es dieses Problem nicht, aber im Leistungsbereich von 1,5 bis 3 kW sind solche Pumpen entweder nicht im Handel oder preislich nicht trag bar. Hochdruckreinger sind schon vom Prinzip alle nur Kolbenpumpen, und so haben unsere Spalter nicht nur einen besseren Wirkungsgrad, sondern bringen im Dauerbetrieb immer die volle Leistung.
Bis zum Leistungsbereich von 20 kW sind Hochdruckreiniger sehr preiswert. Braucht es höhere Leistungen lohnt sich die Parallelschaltung zweier Hochdruckpumpen
Während Zahnradpumpen der Ölhydraulik eine sehr feine Filterung verlangen, sind die Pumpen der Hochdruckreiniger wesentlich unempfindlicher. Selbst Profigeräte für Dauerbetrieb haben, wenn überhaupt, nur grobe Filter, vergleichbar mit den Filtern für den Teeaufguss.
Alles hört sich wunderbar an, wo sind die Belege?
Gleich 3 !!!! Testberichte mit traumhafter Benotungen und Beurteilungen, durchgeführt von 3 renommierten und unabhängigen Prüfungsanstalten belegen die Überlegenheit gegenüber allen herkömmlichen Spaltgeräte. Eine Prüfung ist sogar amtlich, sie wurde von der Bundesanstalt für Landtechnik in Wieselburg in Österreich im Auftrag der größten Abo-Zeitschrift für Landtechnik "Der fortschrittliche Landwirt" durchgeführt. Die andere Prüfung wurde von der Zeitschrift "Heimwerker Praxis" und "Forst & Technik"aus Deutschland durchgeführt
Eine Stellungnahme zur Frage der Lebensdauer und Betriebssicherheit der Klarwasserhydraulik
Die Ventile der Hochdruckreiniger machen weit mehr als einige Mio Schaltspiele, und nach Auskunft eines Herstellers schließen sie besser, um so länger sie im Gebrauch sind. Wir selbst haben für die Feldberegnungstechnik bereits vor 26 Jahren oszillierende Zylinder als Antrieb für Beregnungsmaschinen geliefert. Obwohl das Wasser ungefiltert aus sandführenden Tiefbrunnen oder Flüssen entnommen wird, funktionieren Zylinder samt Steuerung heute noch einwandfrei. Ein technischer Kniff machte dies möglich: Kolbendichtungen statt aus Gummi aus PE, hergestellt mittels Spritzgussverfahren zum Fast- Nulltarif( eine Eigenentwicklung) und nicht zu vergleichen mit den Dichtungen, wie sie ansonsten fast unbezahlbar im Handel sind. Der Sand hat sich in das PE gedrückt und hat die Zylinderwände unbeschadet gelassen. Erstaunlicherweise sind die Zylinderwände nach den vielen Jahren Einsatz nur glätter geworden.
Aus diesen Beispielen erkennt man, welches Umdenken für die Wasserhydraulik nach unserem Konzept noch notwendig ist.
Die Zentralheizung, die Waschmaschine, die Gartenberegung, und selbst die Toilettenspülung sind im Grunde klarwasserhydraulische Maschinen oder Anlagen. Alles hat eine sehr lange Lebensdauer und hohe Zuverlässlichkeit.
Klarwasserhydraulik noch am Anfang
Der klassische Maschinebau ist immer mehr ausgereizt, Neuheiten bringt vorwiegend nur mehr die Elektronik. Dies gilt auch für die Ölhydraulik und Pneumatik. In der Klarwasserhydraulik sind wir davon noch weit entfernt, eigentlich stehen wir, wie unser Beispiel zeigt, erst am Anfang. Klarwasserhydraulik könnte durchaus auch eine Technik sein, die zwischen Ölhydraulik und Pneumatik liegt. Dank der um c.a. 30 Mal geringeren Viskosität als Öl bekommt man natürlich eine wesentlich höhere Arbeitsgeschwindigkeit und ist dann aber doch nicht so schnell, dass man wie bei der Pneumatik bremsen muss. Dabei kommt Niederdruck wie aus der Hausleitung und auch Mitteldruck um die 50 bar in Frage. Für Niederdruck eigenen sich als Druckquelle Kreiselpumpen eventuell in Kombination mit großen Windkesseln, alles sehr preiswert aus der Sanitär oder Beregnungstechnik, für den Mitteldruck gibt es auch sehr preiswerte Pumpen, nämlich aus der Landwirtschaft zum Versprühen von Pflanzenspritzmitteln. Wiederum in der Sanitär und Feldberegnungstechnik gibt es eine Vielzahl von Komponenten im Angebot, und wenn sich der Markt für die Klarwasserhydraulik mal interessiert, dann werden sich sicherlich Hersteller finden, die die Entwicklung neuer Komponenten vorantreiben.
Vergessen wir nicht die Folgekosten bei der Ölhydrauik, wenn Ölwechsel ansteht oder wenn eine Reparatur notwendig ist. Kaum lockert man eine Schraube, tritt schon Öl aus, und damit muss man fertig werden. Dann kommen natürlich noch die Umweltauflagen und Auflagen für den Brandschutz.
Natürlich kann man nicht überall mit so einfachen Lösungen, wie sie beim Holzspalter möglich waren, aufwarten. Trotzdem kann man doch schon mal bei einfachen Maschinen in Erwägung ziehen, ob die Klarwasserhydraulik nicht doch von Vorteil wäre. Dies könnte die Hydraulik einer Blechbiegemaschine sein, die Hydraulik einer Metallkreissäge, und viele andere Anwendungen wo gespannt, gepresst, gezogen und geschoben werden muss. Als Beispiel noch eine Idee einer vorteilhaften Anwendung der Klarwasserhydraulik bei einer Presse: Man könnte mit doppelten Pumpenwerken fahren. Für hohe Geschwindigkeit sorgt eine Kreiselpumpe, möglicherweise unterstützt durch Wasser aus einem Windkessel. Für den Krafthub wird dann auf Kolbenpumpe umgeschaltet. Großpressen könnten preiswert mit fließgedrückten, sehr dünnwandigen Edelstahlzylindern ausgerüstet werden, wobei entweder ein übergezogenes Stahlrohr oder eine Glasfaserummantelung den Druck auffangen. Fließgedrückte Edelstahlrohre von weit über 500 mm Durchmesser und einer Wandstärke von weinger als 1 mm sind machbar.
Solche Rohre haben durch das Herstellungsverfahren eine starkt verdichtete und sehr glatte Oberfläche und sind für die Klarwasserhydraulik bestens geeignet.
In Erwägung könnte auch gezogen werden, ob Guss- oder Stahlteile eventuell durch hochfesten Beton ersetzt werden könnten.
Bekannte und unbekannte Vorteile der Klarwasserhydraulik
Eine reihe vorteilhafter physikalischer Eigenschaften des Wassers stehen dem Öl als Energieträger vorteilhaft gegenüber. Die Viskosität von Wasser ist bis zu 30-fach geringer als die des Öls und fast temperaturunabhängig. Einfache Blenden machen so eine Zeitsteuerung leicht möglich. Der niedere Durchflusswiderstand des Wassers ergibt eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades. Für eine genaue Steuerung ist die Starrheit des Wassers von Vorteil. Wasser nimmt doppelt so viel Wärme auf als ÖL und leitet es obendrein 5 mal besser ab.
Mineralöl nimmt im Vergleich zu Wasser 5 mal mehr Luft auf. Bei Windkesseln für die Wasserhydraulik kann auf Membranen verzichtet werden, wenn ab und zu mal Luft nachgepumpt wird. Luftblasen, die entstehen können, entweichen sofort aus dem Vorratsbehälter.
Auf die Umweltvorteile wollen wir hier nicht eingehen. Hinweisen wollen wir hier nur, dass man zu den Anschaffungskosten auch die Folgekosten inklusive Haftungskosten bei Ölunfällen und den entsprechende Aufwand für eine Sanierung zurechnen muss.
Versicherungen sind noch weit entfernt, für Maschinen, die mit absoluter Sicherheit keine Umweltschäden verursachen können, einen Bonuns zu gewähren. Dies könnte sich in Zukunft ändern.
Unbekannt, jedenfalls in keiner Literatur erwähnt, ist, dass man für die Wasserhydraulik auch sehr preiswerte Komponenten am Markt findet. Temperguss Fittings von der Sanitärtechnik und Rohre bis zu einem Zoll, beides im Baumarkt erhältlich, haben aus fertigungstechnischen Gründen Wandstärken, die Drücken auch über 200 bar leicht Stand halten. Solche Verbindungsstücke kosten nur ein Bruchteil der in der Wasserhydraulik üblichen Rohrverschraubungen aus Edelstahl und sind auch preiswerter als Rohrverschraubungen der Ölhydraulik, zumal sie wegen der wesentlich geringeren Viskosität des Wassers um Einiges kleiner ausfallen können. Weiterhin finden Sie vieles, was sie sonst noch gebrauchen können, preiswert aus der Beregungstechnik für Garten oder Landwirtschaft. Allein diese Beispiele zeigen, wie unterschiedlich Wasserhydraulik sein kann.
Nachteile
Wollen wir auch diese Informationslücke schließen. Wasser hat keine Schmiereigenschaften, bringt Stahl zum Rosten und kann gefrieren. Bei Ventilen muss an den Verschleiß durch Kavitation gedacht werden. Und am Ende müssen wir noch den Frost nennen.
Dies alles ist natürlich eine Herausforderung für den Konstrukteur.
Die Möglichkeiten, diese Minuspunkte zu umgehen, sind vorhanden, man muss sie nur nutzen.
Mangelhafte Schmierwirkung: Es gibt Kunsstoffe genug mit ausreichender Gleiteigenschaft.
Rost: Es muss nicht alles Edelstahl sein. Aluminium, Bronze, Kunststoffe, Temperguss, die Auswahl ist groß. Auch wenn man normalen Stahl verwendet, dauert es eine Ewigkeit, bis Rost sich durch die Wandungen frisst. Sanitäre- und Feldberegungsanlagen, die vor 50 Jahren mit Baustahl gemacht wurden, funktionieren heute noch einwandfrei. So auch Wasserpumpen und Turbinen noch aus der Zeit vor dem Krieg.
Kavitation: Wassertemperatur sollte unter 60 Grad C bleiben und Verschleißteile sollten leicht austauschbar sein.
Frost: Nun gibt es zur Gänze unbedenkliche Frostschutzmittel auf Zuckerbasis.
Klarwasserhydraulik, eine vernachlässigte Technik
Es fängt schon mal so an, dass die Klarwasserhydraulik in keinem Lehrfach vorkommt, und wenn, dann nur am Rande, und Wasserhydraulik ist in keiner Schule ein Lehrfach. Kaum ein Händler hält Komponenten für die Klarwasserhydraulik lagernd, einfach auch weil niemand danach fragt. Wasserhydraulik ist einfach nicht etabliert. Als Tesa das Klebeband erfand, wußte auch lange Zeit niemand, wozu man dies gebrauchen könnte. So kommt auch kaum ein Maschinen- oder Anlagenbauer auf die Idee, mal auszuloten, ob eventuell die Wasserhydraulik angebracht wäre. Wozu auch? Die Kunden kennen nur die Ölhydraulik, haben dazu Vertrauen und wissen damit umzugehen. Dazu kommt noch, dass teilweise die Anbieter von Komponenten für die Klarwasserhydraulik auch gleichzeitig Anbieter für Ölhydraulik sind, und allzu lautstark die Klarwasserhydraulik zu propagieren, könnte nur zu Konfliktsituationen innerhalb der Unternehmen führen.
Unsere Empfehlungen an Hersteller von Maschinen die unseren Pfaden folgen wollen
Man darf nicht von der Vorstellung ausgehen, dass man, ohne eine Maschine wesentlich zu verändern, einfach die Ölhydraulik durch Wasserhydraulik ersetzen kann. Wasserhydraulik erlaubt Lösungen, oft auch faszinierend, die mit Ölhydraulik niemals machbar wären, und dies gilt auch umgekehrt. Dem muss man Rechnung tragen und hinnehmen, dass eine Maschine von Grund auf nicht nur neu konstruiert, sondern dann auch noch vermarktet werden muss.
Dies kostet enormen Pionieraufwand für alle Abteilungen eines Unternehmens. Techniker, die gelernt haben, Wasserhydraulik mit der Maschine als Einheit zu sehen, gibt es nicht, dazu fehlt schon die schulische Ausbildungsmöglichkeit mit entsprechendem Lehrmaterial, und so endet schon alles dort, wo es eigentlich seinen Anfang finden sollte. Dies gilt auch für den Verkauf, der erst noch lernen muss, Argumente für die Wasserhydraulik überzeugend zu übermitteln.
Sollten Leser an eine Einführung in die Wasserhydraulik interessiert sein, empfehlen wir als Handbuch (nach unserer Kenntnis gibt es nur dieses) von Danfoss mit Titel "Wasserhydraulik-Steuerungstechnologie". Man kann es direkt bei Danfoss (Adresse im Internet) anfordern.
