Klarwasserhydraulik, die unterschätzte und verkannte Hydraulik.

"Zuerst ignorieren sie dich, dann lachen sie über dich, dann bekämpfen sich dich und dann gewinnst du." Mahatma Gandhi.

Die bessere Alternativ zur Ölhydraulik, und Überraschung, teilweise auch zur Pneumatik. Wasser statt Öl und Pressluft in den Adern von Maschinen klingt exotisch. Exotisch ist die Klarwasserhydraulik aber nur weil man sie kaum kennt, weil sie nicht gelehrt wird und auch in der Litteratur kaum zu finden ist und sebst Börsenkonzerne  keine Komponenten dafür anbieten. Um zu beweisen, das Presswasser eine gute Alternative zu Öl und Luft ist sind wir seit 2001 mit Holzspaltmaschinen auf dem Markt, in der Umgangssprache Holzspalter genannt, und haben unseren Maschinen Eigenschaften gegeben die uns ölhydraulische Holzspalter nur neiden können. Als Antrieb dienten handelsübliche Hochdruckreiniger. Warum unsere Holzspalter den ölhydraulischen Holzspaltern überlegen sind, erklären wir nachvollziehbar in Folge und  auch das die Klarwasserhydraulik  nicht nur technisch sondern auch preislich der Ölhydraulik die Stirn bieten kann.

Begriffsbestimmung:

Wir müssen klar unterscheiden zwischen Wasserhydraulik und Klarwasserhydraulik oder auch Reinwasserhydraulik genannt. Unter Wasserhydraulik  versteht man einen  Giftcocktail emulsionierter Hydraulikflüssigkeiten  gemischt aus Wasser  und verschiedenen mehr oder weniger giftigen Ölen.  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 oder Reinwasserhydraulik. Unternehmen, die genannten Giftmix anbieten und propagieren, weigern sich natürlich für Klarheit zu schafften und verhindern, dass eine entsprechende Norm ausgearbeitet wird.

Dass die Klarwasserhydraulik  gegenüber der  Ölhydraulik  bisher nur in ganz speziellen Fällen zur Anwendung kam, lag an den extrem hohen Preis der Komponenten. Vorwiegend als Einzelanfertigung im Angebot und nur auf Bestellung und nicht ab Lager. Durch uns nun Vergangenheit,  ein Zylinder aus rostfreiem Edelstahl konnte schon leicht  das Zehnfache eines ölhydraulischen Pedanten kosten.  Marktnischen, wo man bereit war  auf Lieferung zu warten und den horrenden Preis zu bezahlen, waren Kernkraftwerke, chemische Anlagen  und andere Sonderfälle wo neben Brandgefahr  auch jegliche Kontaminierung ausgeschlossen werden musste. Genannte Bereitschaft gilt immer noch und beglückt unsere Wettbewerber. Ist nur Unbrennbarkeit gefragt dann gibt es die sogenannten HFA Flüssigkeiten, ein Wassergemisch mit Ölanteilen zwischen 1,5 und 5 % wie sie im Bergbau zur Anwendung kommt.  Genannter Ölanteil bei der Wasserhydraulik reicht aus, um Zylinder aus Baustahl zu verwenden.

Auch wenn die Anbieter von genannten Beimischölen, man nennt sie auch  Presswasserzusätze, behaupten, sie seien höchst umweltfreundlich, und zertifiziert, dann kann man dies glauben oder auch nicht. Die Frage ist nur, was Zertifizierungen taugen, immerhin waren die Papiere, die  die Welt 2007 in die Finanzkrise stürzten, ja auch alle von Ratingagenturen mit Höchstbewertung zertifiziert.

Allgemein angelastet wird der Klarwasserhydraulik neben der Unbezahlbarkeit die fehlende Schmierwirkung und man sieht daher nur eine ganz beschränkte Möglichkeit für dessen Einsatz. Übersehen wird dabei, dass man im Grunde täglich der Klarwasserhydraulik begegnet, denn die gesamte Sanitärtechnik, die Gartenberegnung, die Spülmaschinen,  sind alles klarwasserhydraulische Anlagen. Allerdings im Niederdruckbereich. Kommen wir zum Hochdruck- und Höchstdruckbereich. Auch der Hochdruckreiniger ist eine klarwasserhydraulische Maschine mit höchster Zuverlässigkeit und diesbezüglich den Ölpumpen ebenbürtig. Im Höchstdruckbereich gibt es die  Wasserstrahlschneidanlagen. Ist doch mal gute Gleiteigenschaft gefragt, gibt es heute eine Auswahl von Kunststoffen die den aufkommenden Wünschen voll gerecht werden.

Hinderlich für den Durchbruch der Klarwasserhydraulik bleiben kaufmännische Entscheidungen der Unternehmen. Liefern Sie zum Beispiel eine Maschine mit ölhydraulischen Komponenten von Bosch Rexroth  nach Südamerika, dann gibt es den Service vor Ort. Das kann die Klarwasserhydraulik nicht bieten.

Die oft bessere Alternative zur Ölhydraulik und Pneumatik, eine Gegenüberstellung beider Techniken.

Wasser statt Öl und Pressluft in den Adern von Maschinen klingt exotisch. Exotisch ist die Klarwasserhydraulik aber nur weil man sie kaum kennt, weil sie nicht gelehrt wird und auch in der Literatur kaum zu finden ist und Konzerne wie zum Beispiel Bosch-Rexroth keine Komponenten dafür anbieten. Um zu beweisen, das Presswasser eine gute Alternative zu Öl und Luft ist produzieren wir seit 2001 Holzspaltmaschinen, in der Umgangssprache Holzspalter genannt, und haben unseren Maschinen Eigenschaften gegeben die uns ölhydraulische Holzspalter nur neiden können. Auch wenn unsere Holzspalter nur den Beweis als besserer Ersatz zur Ölhydraulik liefern, erklären wir unter dem Kapitel Klarwasserhydraulik nachvollziebar warum Wasser in vielen Fällen eine vorteilhafte Alternative sein kann.Eine Reihe  physikalischer Eigenschaften des Wassers stehen dem Öl als Energieüberträger vorteilhaft gegenüber. Die Viskosität des Wassers ist bis zu 30-fach geringer als die des Öls und dazu nahezu, jedenfalls für  die hydraulische Anwendung, vernachlässigbar  temperaturunabhängig. Einfache Blenden machen so eine Zeitsteuerung möglich. Der niedere Durchflusswiderstand des Wassers dank seiner geringen Viskosität ergibt eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrade,   erlaubt hohe  Arbeitsgeschwindigkeiten, die bis in die Domäne der Pneumatik reichen. Im Verhältnis zur Ölhydraulik können Leitungen dünner und Ventile kleiner ausgelegt werden. Wasser ist wesentlich starrer als Öl und erlaubt so kürzere Ansprechzeiten und exaktere Ansteuerung. Die Wärmekapazität von Wasser ist außergewöhnlich hoch! Wasser: 4,187, Öl:1,67 kJ/kgK.  Das Öl erwärmt sich also 2,5 mal so schnell und leitet es obendrein 5 mal besser ab.

Mineralöl nimmt im Vergleich zu Wasser 5 mal mehr Luft auf und gibt sie nur sehr langsam ab. Bei Windkesseln für die Klarwasserhydraulik kann auf Membranen verzichtet werden, wenn ab und zu  Luft nachgepumpt wird. Luftblasen, die entstehen können, entweichen sofort aus dem Vorratsbehälter. Unreinheiten im Wasser sinken  rasch zu Boden oder schwimmen oben auf.

Weitere Vorteile die zu nennen sind:

Klarwasserhydraulik entspricht voll den ATEX-Richtlinien 94/EG und 99/92/EG ,ist ungefährlich für Betreiberpersonal und entspricht voll der Umweltzertifizierung  ISO 14.000.

Auf weitere 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 hinzurechnen muss.

Versicherungen sind noch weit entfernt, für Maschinen, die mit absoluter Sicherheit keine Umweltschäden verursachen können, einen Bonus zu gewähren. Dies könnte sich in Zukunft ändern.

Ölhydraulik verlangt periodischen Ölwechsel und das sind bis zur Entsorgung des Altöls hohe Kosten.

Warten Sie eine klarwasserhydraulische Maschine, kommt Ihnen, wenn Sie bei der Hydraulik Hand anlegen, nur Wasser entgegen. Bei Öl haben Sie eine Sauerei.

Öl in ölhydraulischen Anlagen altert mit der Zeit und verliert allmählich die Eigenschaften die für einen störungsfreien Betrieb notwendig sind. Immerhin hat das Öl  der Ölhydraulik 20 weitere Stoffe eingemischt,  und auch diese leiden mit der Zeit an Altersschwäche und unterliegen an Reaktionen. Ein Teil der Zusatzstoffe dienen zur Vermeidung von Befall durch Mikroorganismen, zur Schonung  der Dichtungselastomere,  zur Vermeidung von Schaumbildung und so weiter. Bioöle sind sehr empfindliche Öle vor Allem bezüglich Wasseraufnahme und verlangen spezielle Dichtungswerkstoffe.

Ölhydraulische Anlagen kann man sprichwörtlich riechen. Je nachdem, wie weit die Zylinder ausfahren, steigt oder fällt der Ölspiegel im Vorratsbehälter. Entsprechend wird Luft angesaugt und ausgestoßen. Ausgestoßene Luft enthält immer auch einen Anteil von Öl, das kann nicht vermieden werden, es sei denn durch einen hohen Aufwand an Filterung. Problematisch kann das Ansaugen von Frischluft sein. Denn ist die Ansaugluft feucht kann diese im Inneren des Vorratsbehälters kondensieren und sich im Öltank ansammeln. Wasser im Öl legt eine ölhydraulische  Anlage bald lahm..

Hoch empfindlich gegen Wasser ist Bioöl, auch gegen Befall durch Mikroorganismen. Der Werdegang der Bioöle ist alles anders als bio.

Ölhydraulische Anlagen können auch explodieren. Wenn in einen Zylinder sich Luft einschleicht, dann gibt es den gefürchteten Dieseleffekt. Bei Holzspaltmaschinen schon des öfteren vorgekommen. Die Holzspalter unsere Wettbewerber sind sperrig und die Besitzer machen gern den Fehler, dass Sie beim Transport die Holzspalter flach legen, und dann nimmt das Unheil seinen Lauf. Öl rinnt aus den Zylinder, und Luft rückt nach. Dann passiert das Gleiche wie bei einem Selbstzünder-Motor, einem Dieselmotor.

Bei den ventillosen ölhydraulischen Axialkolbenpumpen wo eine Trommel mit den einzelnen Kolben mitdreht und über eine Steuerscheibe das Öl von der Saugseite in die Druckseite befördert, ist das Öl im Grunde nie sauber genug. Damit der metallische Abrieb halbwegs aus dem Öl entfernt wird, werden im Vorratsbehälter Magnet uns Feinstfilter eingebaut. Feinstfilter die regelmäßig gewechselt werden müssen,es verbleibt Sondermüll. Seit der Jahtausendwende haben wir mit Hochdruckreinigern zu tun, kennen die Modelle der verschiedensten Hersteller und keiner dieser Hersteller wäre jemals auf die Idee gekommen, in der Saugleitung einen Feinstfilter ein zu bauen. Durchaus haben Neugeräte einen Filter mit einer Weitmaschigkeit eines Teefilters. Rückschlagventile von Kolbenpumpen sind in der Regel zu 100 % dicht, wir betonen 100 %. Deswegen empfehlen die Hersteller von Hochdruckreinigern nach dem Waschen die Sprühlanze nochmals zu betätigen um den Druck ab zu lassen und so den Druckschlauch zu schonen. Wird dies nicht gemacht, hält sich der Druck unverändert auch über Monate, so dicht sind die Ventile.

Wasser schmiert nicht. Dafür haben wir heute eine Auswahl von  Gleitwerkstoffen.

Wasser gefriert. Dafür gibt es Glykole als Frostschutz und wenn man es zu 100 % umweltfreundlich haben will dann gibt es die Abfallprodukte aus der Zuckerindustrie mit den Handelsnamen Thermera.

Wasser verursacht Kavitation. Öl auch, aber weniger. Je kälter das Wasser ist, um so weniger ergibt sich Kavitation. Wir empfehlen bis lau warm. Weil Wasser nichts kostet, kann ja der Vorratsbehälter groß genug gewählt werden und Wasser gibt wie vorhin erwähnt leichter Wärme ab

Komponenten der Ölhydraulik bekommen Sie bis zum letzten Winkel der Welt und für jede technische Anforderung gibt es Lösungen ab Katalog. Gegenüber Ölhydraulik muss die  Reinwasserhydraulik passen und verlangt vielfach Eigenkonstruktion.

Kostenfalle Maschinensicherheit:

Nicht zu vernachlässigen ist der Aufwand für die CE Konformitätserklärung vor Allem wenn es sich um Einzelanfertigungen oder Kleinserien handelt. Bei Ölhydraulik kann viel passieren: Vergiftungen, Hautirritrierungen, Verbrennungen, Explosionen, Ölspritzer mit Schleuderkraft, und diese Auflistung beinhaltet sicherlich nicht alle Gefahren.

Nicht weniger problematisch ist die Pneumatik. Lößt sich unter Druck ein Schlauch, dann wird er zur Peitsche, und alles was unter Druck steht kann dem Betreiber um die Ohren fliegen.

Klarwasserhydraulik ist da entschieden im Vorteil. Weil Wasser wesentlich starrer ist als Öl federt es auch weniger und Schlauchbrücke führen wesentlich weniger zu scharfen Strahlen. So brauchen Hochdruckreiniger auch keine Schlauch im Schlauch Leitungen.

Konstruktive Merkmale der Klarwasserhydraulik

Klarwasserhydraulik verlangt und bietet:

Während man bei ölhydraulischen Pumpen und Motoren den Vorteil der Schmiereigenschaft des Öls genießt, verlangt Klarwasserhydraulik Einschränkungen.  Ölhydraulik lässt das Gleiten von Metall  auf Metall zu, bei Klarwasserhydraulik muss ein gleitfähiger Kunststoff eine reibende Kontaktmöglichkeit Metall auf Metall vermeiden. Gleitendes  Metall auf Metall bietet dem Konstrukteur ölhydraulischer Maschinen reichlichen gestalterischen Freiraum, hat aber den Nachteil, dass es trotzdem metallischen Abrieb gibt, der sich schwebend im Öl verteilt. Feinstfilterung ist angesagt, dazu auch der Einbau von Magneten zum Einfangen der Stahlmikroteile.

In der Ölhydraulik kommen vorwiegend Schieberventile zum Einsatz, die allerdings selten 100 % dicht sind, in der Klarwasserhydraulik kommen nur Sitzventile zum Einsatz, diese  halten aber  dicht.

Sitzventile und keine Reibung Metall auf Metall machen die Klarwasserhydraulik unerwartet unempfindlich gegenüber Fremdkörper, also nicht nur weil sie im Vorratsbehälter immer sofort absinken. Kommen harte  Fremdkörper  wie Sand zwischen Metall und Kunststoff, dann drückt sich dieser Fremdkörper in den Kunststoff und lässt die Metalloberfläche unbeschadet. Verhindert ein Fremdkörper das Schließen eines Sitzventils, beim abermaligen Öffnen des Ventils wird er weggespült.

Kugellager und Zahnräder dürfen bei der Klarwasserhydraulik  mit Wasser nicht in Berührung kommen.

Dank der geringen Viskosität des Wassers können Durchflussquerschnitte in der Größenordnung von Bruchteilen kleiner ausfallen und man benötigt so weniger Raum und  dann auch weniger Kraft um Ventile zu steuern, also die Magnete von Magnetventilen können schwächer sein.

Klarwasserhydraulik kann mit gleichen Drücken wir die Ölhydraulik gefahren werden, und auch darüber, bis 13.000 bar bei Wasserstrahlschneidmaschinen.

Steuerrungsvorteile: Nicht nur, dass es, einfach weil die Komponenten der Ventile dank der Dünnflüssigkeit des Wassers wesentlich kleiner sein können, zum Schließen und Öffnen weniger Kraft braucht, sondern man bekommt auch schnellere Reaktionszeiten weil weniger Masse Be- oder Entschläunigt werden muss. Sitzventile benötigen weiterhin einen wesentlich geringeren Verfahrensweg als Schieberventile. Ölhydraulik kennt zur Steuerung der Ventile entweder nur einen Stromkreislauf oder einen Pneumatikkreislauf. Reinwasserhydraulik kann auch durch einen Wasserkreislauf gesteuert werden.

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 Feldberegnungsanlagen, 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 und Kalkabscheidung:  Wassertemperatur sollte unter 60 Grad C bleiben und Verschleißteile sollten leicht austauschbar sein. Unter Kavitation leidet auch die Ölhydraulik, aber weniger. Nur ist der Austausch des defekten Teiles mit wesentlich höheren Aufwand verbunden. Kaum schraubt man an einer Leitung, kommt Öl entgegen.

Frost:  Nun gibt es zur Gänze  unbedenkliche Frostschutzmittel auf Zuckerbasis.

Kosten der Klarwasserhydraulik.

Warum die Klarwasserhydraulik, so wie wir sie bieten, der Ölhydraulik in preislicher Hinsicht die Stirn bieten kann:

Kaum eine hydraulische Anlage, wo nicht Zylinder zum Einsatz kommen. Bisher galt, und man hatte keine andere Wahl, dass für klarwasserhydraulische Zylinder Rohre zum Einsatz kamen, durch und durch aus rostfreiem Edelstahl, gegenüber Rohre für die Ölhydraulik unbezahlbar. Und nicht nur dies: Für den Großhandel für rostfreie Edelstahlrohre würde eine umfangreiche Lagerhaltung jeglichen Finanzrahmen sprengen, und so konnten die Hersteller von wassertauglichen Zylindern nur Baugrößen in einem sehr bescheidenen Umfang anbieten. Also verboten hoher Preis und eingeschränkte  Herstellungsmöglichkeit ließen die Klarwasserhydraulik als Alternative zur Ölhydraulik nicht hochkommen. Um nun die Klarwasserhydraulik preislich auf ein vertretbares Niveau zu drücken, stellten wir die Bauart bisheriger Komponenten,  wo von außen bis innen  ganzheitlich alles aus rostfreien Edelstahl gefertigt ist, in Frage  und kamen zum Schluss, dass eigentlich nur rostfrei sein muss, was mit Wasser in  Kontakt steht. Also eine Barriere, auch wenn sie noch so dünn ist, zwischen Baustahl und dem Wasser.

Wir haben ein Verfahren entwickelt, um in Starkwandrohre dünne rostfreie Edelstahlbüchsen ein zu ziehen und diese auf höchste Genauigkeit und Oberflächengüte zu Berarbeiten. So haben wir auch die Möglichkeit, alle erdenklichen Maße und Größen an zu bieten.

Kostenfalle Ölhydraulik

Kostenfalle Ölhydraulik

Auch wenn unsere Hybridzylinder mehr kosten als die ölhydraulischen Pedanten,  werden diese Kosten leicht durch eine Kette von Einsparungen, die uns die Klarwasserhydraulik bietet, aufgewogen. Öl wird, abgesehen von Schwankungen immer teurer werden. Ölbehälter müssen aus Metall sein und allen möglichen  Sicherheisauflagen entsprechen. Für Wasserbehälter gibt es eine Fülle von Möglichkeiten, wir nennen hier die Regentonnen oder Gitterboxen wir sie für den Transport von Flüssigkeiten verwendet werden. Druckleitungen und Rückführungen können einen merklich kleineren Querschnitt haben, und auch die Ventilgehäuse sind merklich kleiner. Dank unsere Modulventiltechnik und den handverschraubten Anschlüssen ist der Montageaufwand wesentlich geringer.

Unter Berücksichtigung dieser genannte Punkte auch wenn die Ölhydraulik bereits im Nachteil ist,  kann man nicht von Kostenfalle sprechen. Anders ist die Situation, wenn die Ölhydraulik über Magnetventile gesteuert werden muss.  Muss auch nur ein Ventil elektrisch gesteuert  werden, bedarf es schon einer kostenintensiven Elektrik. Wie Sie unter den Kapitel Ventile erfahren können, steuern wir mit Wasser statt mit Strom., und dann ist der Preisunterschied enorm.

Kostenfalle Pneumatik:

Es ist Stand  der Technik und allgemein bekannt, dass die Pneumatik die teuerste Energie ist. Dazu brauchen wir keine Erklärungen abgeben.  Dank der Dünnflüssigkeit des Wassers kann man recht gut brauchbare Arbeitsgeschwindigkeiten erreichen. Nicht dass Klarwasserhydraulik die Pneumatik voll ersetzen kann, aber Marktanteile abringen kann sie allemal.

Kostenfalle Maschinensicherheit

Nicht zu vernachlässigen ist der Aufwand für die CE Konformitätserklärung vor Allem wenn es sich um Einzelanfertigungen oder Kleinserien handelt. Bei Ölhydraulik kann viel passieren: Vergiftungen, Hautirritrierungen, Verbrennungen, Explosionen, Ölspritzer mit Schleuderkraft, und diese Auflistung beinhaltet sicherlich nicht alle gefahren.

Nicht weniger problematisch ist die Pneumatik. Löst  sich unter Druck ein Schlauch, dann wird er zur Peitsche, und alles was unter Druck steht kann dem Betreiber um die Ohren fliegen.

Klarwasserhydraulik ist da entschieden im Vorteil. Weil Wasser wesentlich starrer ist als Öl federt es auch weniger und Schlauchbrücke führen wesentlich weniger zu scharfen Strahlen. So brauchen Hochdruckreiniger auch keine Schlauch im Schlauch Leitungen.

Unsere Rohre sind ein Quantensprung für die Fluidik. Stahlrohr mit eingezogenem dünnwandigen Inles aus rostfreiem Stahl AISI 304

Der Rest einer klarwasserhydraulischen Anlage ist kein Preisproblem:

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  auf Grund der Dünnflüssigkeit des Wassers kleiner ausfallen können, sind sie sehr  preiswert. Ölhydraulik lässt nur volumetrische Pumpen und Motore zu. Für den Niederdruckbereich bis 20 bar können sehr kostengünstige Kreiselpumpen zum Einsatz kommen. Umgekehrt für Motoren  Peltonturbinen, die auch für sehr hohe Drehzahlen geeignet sind. Für höhere Drück bis 40 bar empfehlen wir Pumpen für landwirtschaftliche Sprühgeräte. Ab diesen Druck geht man über zu Hochdruckreinigern,  auch über 600 bar. Die  Auswahl zwischen den 3 Pumpentypen erlaubt die Kaskadenanordnung. Als Beispiel  einer  vorteilhaften Anwendung der Klarwasserhydraulik bei einer Presse: Für hohe Geschwindigkeit sorgt eine Kreiselpumpe, möglicherweise unterstützt durch Wasser aus einem Windkessel. Für den Krafthub wird dann auf Kolbenpumpe umgeschaltet.

Den Ölbehältern aus Stahl stehen  preiswerte Wasserbehälter aus Kunststoff in großer Auswahl gegenüber, ob nun kleine Wannen für den Haushaltaus dem Baumarkt  oder Großbehälter die zum Auffangen des Regenwassers bestimmt sind.  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.

Eine Anlage muss am Ende auch montiert werden. Preiswerte  Schellkupplungen gibt es in großer Auswahl. Bei Fördermengen bis 50 l/min im Handel für Hochdruckreiniger und diese 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.

Ventile: Der Mark für  Hochdruckreiniger bietet auch Ventile bis zu einer Durchflussmenge von einigen 100 Litern/sec.

Faszinierend, wie einfach eine Maschine durch Klarwasserhydraulik werden kann

Ein Paradebeispiel für die Vorteile der Klarwasserhydraulik sind Maschinen um Holz zu spalten. Vorteile die mit Ölhydraulik niemals machbar wären.

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, 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.

Zylinder und Steuerung: Statt eines doppeltwirkenden Zylinders reicht ein einfachwirkender Zylinder, und der Rückhub erfolgt durch eine mehr als simple Saugdüse im Zylinderboden nach dem Venturiprinzip. Weil der Zylinder einfachwirkend sein kann, und weil der Rückhub durch Rücksaugen erfolgt, reicht zur Steuerung ein Zweiwegeventil. 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.

Schnittzeichnung der Funktionsweise eines Holzspalters mit Klarwasserhydraulik. Zu den von uns gebauten Holzspaltern führt Sie das  Kapitel: Forstmaschinen

Ventilbock des Holzspalters Modell Holzteufel.

Ölhydraulik lässt eine so einfache Technik schon gar nicht zu. Die Rückholung durch eine Saugdüse ist mit Öl nicht nur auf Grund der Viskosität kaum möglich, sondern schon gar nicht zulässig, denn leicht könnte Luft angesaugt werden. Bis zum Jahr 2010 erfolgte der Rückhub doppeltgleisig also zusätzlich zur Saugdüse wurden Gummizüge eingebaut, einfach um den Rückhub noch schneller zu machen. Ab dem Jahr 2010 mit der Einführung der Modelle Starkad und Wannhart erfolgte der Rückhub nur durch Gummizüge allein, denn diese reichten aus um das Wasser aus dem Zylinder zu drängen und trotzdem war unser Rückhub wesentlich schneller als der Rückhub unserer Wettbewerber. Wir wollen nicht verbergen, dass die Saugdüse etwas unangenehm laut war, Energie vernichtete und dadurch das Wasser unnötig aufheizte.

Unbekannt ist, dass man für die Klarwasserhydraulik bereits sehr preiswerte Komponenten am Markt findet. Temperguss- Fittings und Rohre von der Sanitärtechnik, beides im Baumarkt erhältlich. Bis zu einem Zoll haben diese Komponenten  aus fertigungstechnischen Gründen Wandstärken, die Drücken auch über 300 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 so gebrauchen können, preiswert aus der Beregnungstechnik für Garten oder Landwirtschaft. Allein diese Beispiele zeigen, wie presiwert Wasserhydraulik sein kann wenn man ihr mit entsprechender Phantasie begegnet.

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.

Stößel und Saugdüse bilden eine Funktionsgemeinschaft. Je mehr sich der Stößel der Durchflussbohrung nähert und diese am Ende verschließt um so mehr verliert die Saugdüse seine Wirkung. Das ergibt einen Servosteuerung per Excellenze feinfühlig wie eine Servolenkung eines Autos. Servosteuerung bieten nur unsere Holzspalter. Unsere Wettbewerber mit Ölhydraulik können dies nicht bieten, der Aufwand würde jeden finanziellen Rahmen sprengen

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 ausschließlich über Internet nur an Endverbraucher, das auch in weiter Entfernung, denn wir sind sicher, dass nie ein Kundendienst an Ort und Stelle notwendig ist, und wenn, dann erledigen wir dies preiswert über den Paketdienst.  Mit ölhydraulischen Spaltern würden wir diesen Vertriebgsweg nie wagen, 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 Holzspalter 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.

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. Weil Sitzventile, schleifen sie sich selbst ein. Professionelle Hochdruckreiniger arbeiten in Waschanlagen rund um die Uhr im Dauerbetrieb über Jahre ohne dass eine Wartung oder Reparatur notwendig ist.

Anderes Beispiel aus unserer Erfahrung:

Wir selbst haben für die Feldberegnungstechnik bereits vor 30 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 glatter geworden.

Aus diesen Beispielen erkennt man, welches Umdenken für die Wasserhydraulik nach unserem Konzept noch notwendig ist.

Weitere Argumente:

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.

Etwas Geschichte zur Klarwasserhydraulik 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 Londoner Tower Bridge wir mit Wasser aus dr Thmese bewegt. Auch in Köln haben wir eine Brücke die mit Wasser angetrieben wird.

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.

 

 

Wollen Sie zur Klarwasserhydraulik wecheln? Dann empfehlen wir:

Man darf nicht von der Vorstellung ausgehen, dass man, ohne eine Maschine  zu verändern, einfach die Ölhydraulik durch Wasserhydraulik ersetzen kann. Klarwasserhydraulik erlaubt Lösungen, leicht auch, wie unsere Holzspalter zeigen, 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 durchdacht, 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 Reinwasserhydraulik überzeugend zu übermitteln.

Sollten Leser an eine Einführung in die Klar - Wasserhydraulik interessiert sein, empfehlen wir als Handbuch (nach unserer Kenntnis gibt es nur dieses) das von Danfoss mit Titel "Wasserhydraulik-Steuerungstechnologie". Man kann es direkt bei Danfoss (Adresse im Internet) anfordern.

Frostschutz

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.