Wir müssen klar unterscheiden zwischen Wasserhydraulik und Klarwasserhydraulik oder auch Reinwasserhydraulik. Denn unter Wasserhydraulik  versteht man mit Ölen  emulsionierte Hydraulikflüssigkeiten. Im Grunde aber immer eine Giftbrühe. 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.

Eine Reihe  physikalischer Eigenschaften des Wassers stehen dem Öl als Energieüberträger vorteilhaft gegenüber. Die Viskosität, also die Flüssigkeit  des Wassers ist bis zu 30-fach geringer als die des Öls und dazu nahezu, jedenfalls für  die hydraulische Anwendung vernachlässigbar  temperaturunabhängig. Der niedere Durchflusswiderstand des Wassers dank seiner geringen Viskosität ergibt eine Verbesserung des Gesamtwirkungsgrade, und erlaubt hohe  Arbeitsgeschwindigkeiten die bis in die Domäne der Pneumatik reichen können. Wasser ist wesentlich starrer als Öl und erlaubt so kürzere Ansprechzeiten und exakte Ansteuerung. Die Wärmekapazität von Wasser ist außergewöhnlich hoch! Wasser: 4,187, Öl:1,67 kJ/kgK.  Das Öl erwärmt sich also 2,5mal so schnell. Wasser leitet zudem die Wärme 5 mal besser ab.

Mineralöl nimmt im Vergleich zu Wasser 5 mal mehr Luft auf. Luftblasen, die entstehen können, entweichenbei Wasser sofort aus dem Vorratsbehälter. Unreinheiten im Wasser senken sich rasch zu Boden oder schwimmen auf der Oberfläche..

Bekannt und unbekannte Nachteile der Ölhydraulik

Immer wichtiger wird die Energieeinsparung und da ist die Wasserhydraulik von Vorteil. Das nicht nur während des Betriebes, Schätzungen sprechen von 20 %, sondern schon bei der Herstellung der Komponenten, die wegen der Dünnflüssigkeit des Wassers und den dafür notwendigen kleineren Querschnitten gegenüber den ölhydraulischen Pedanten kleiner ausfallen können. Weiterhin  verschlingt das Öl von der Förderung, der Raffinierung bis zur Verteilung zu den Endverbrauchern eine Menge Energie .

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 oder reagieren unerwünscht. Der Zwecke der Beimengung von Zusätzen dient der Vermeidung von Befall durch Mikroorganismen, zur Schonung  der Dichtungselastomere,  zur Vermeidung von Schaumbildung und so weiter.

Wie umweltproblematisch die  beigemengten Stoffe sind, ist uns nicht bekannt, sollten aber bei der Abwägung der Problematik des Hydrauliköls berücksichtigt werden.

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, was aber kaum jemand macht.. Problematisch kann das Ansaugen von Frischluft sein. Denn ist die Ansaugluft feucht, kann diese im Inneren des Vorratsbehälters kondensieren und sich im Öltank ansammeln. Wird das Öl feucht, dann bilden sich Säuren die selbst Buntmetalle angreifen.

Hoch empfindlich gegen Wasser ist Bioöl, auch gegen Befall durch Mikroorganismen.

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

Ölhydraulische Anlagen müssen immer wieder überprüft werden und selbst die Schläuche haben ein Verfallsdatum.

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.

Kaum öffnet man bei Wartungsarbeiten einer ölhydraulischen Anlage ein Fitting, kommt Öl entgegen. Das verlangt Vorkehrungen und Kosten. Kosten auch wegen dem längeren Stillstand der Maschine.

Während man bei ölhydraulischen Pumpen und Motoren den Vorteil der Schmiereigenschaft des Öles genießt, verlangt Klarwasserhydraulik Einschränkungen.  Ölhydraulik lässt das Gleiten von Metall  auf Metall zu, bei Klarwasserhydraulik muss ein gleitfähiger Kunststoff eine reibende Kontaktmöglichkeit gleicher Metalle vermeiden. Wir haben seit der Jahrtausendwende problemlos Holzspalter laufen wo das Rohrinnere glatt gewalzter rostfreier Stahl und der Kolben aus Bronze ist. Knickbelastungen können bei Holzspalter enorm sein. Gleitendes  Metall auf gleichem Metall bietet dem Konstrukteur ölhydraulischer Maschinen reichlichen gestalterischen Freiraum, hat aber den Nachteil, dass es metallischen Abrieb gibt, der sich schwebend im Öl verteilt. Feinfilterung ist angesagt, dazu auch der Einbau von Magneten zum Einfangen der Metallmikroteile.

In der Ölhydraulik kommen vorwiegend Schieberventile zum Einsatz, die allerdings selten 100 % dicht sind. Dies wegen der geringen Oberflächenspannung des Öls. Oberflächenspannung hat enormen Einfluss auf Dichtigkeit. Wegen der Dickflüssigkeit des Honigs möchte man meinen Honig ist leicht ab zu dichten. Dem ist nicht so, einfach einen Imker fragen.

Suchen Sie im Handel ein Schieberventil für Klarwasser, also Wasser ohne Ölanteil dann ist nichts im Angebot. Wohl weil niemand danach fragt und zudem behauptet die gesamte Fluidik das Schieberventile bei Presswasser nicht möglich sind. Selbst Wikipedia schreibt diesen Blödsinn. Die Erklärung wird zuvor gleich mitgeliefert. Wikipedia sagt es hängt mit der geringen Viskosität zusammen. Nein, maßgebend ist nicht die Viskosität sondern die Oberflächenspannung. Haben wir auch Beweise für unser Behauptung? Seit Jahren kommen Schieberventile in den Sprühlanzen der Hochdruckreiniger zum Einsatz. Entweder um das Wasser zur Hochdruckdüse zu leiten oder ohne Druck zu einem weiteren Ausgang damit die Saugdüse für die Sprühlanze funktioniert. Ein Dorn mit seitlicher Bohrung wird einfach über eine Hülse geschoben, beide aus Messing. Alles preiswerte Technik und dazu Massenware. Anderes Beispiel: Bald nach dem Krieg hatte das Unternehmen für Feld- und Gartenberegnungstechnik Perrot einen Feldberegner im Programm dessen oszillierende Bewegung mittels einen Doppeltwirkenden Zylinders erfolgte. Die Steuerung erfolgte durch ein Schieberventil.

Kommen wir nun zu den Proportionalventilen.

Soll mit Klarwasserhydraulik scheinbar nicht möglich sein.

Das italienische Unternehmen https://www.aragnet.com/IT/INT/246/Prodotti?goTo=1&PRD=95962&controlKey= bietet magnetgesteuerte Proportionalventile für landwirtschaftliche Sprühmaschinen an. Allerdings nur für Niederdruck und sind aus Kunststoff. Aus Metall wären sie möglicherweise auch für höhere Drücke geeignet.

Wie dicht Sitzventile der Klarwasserhydraulik sind erfährt man an Hochdruckreinigern selbst bei Billigmarken aus dem Baumarkt..Wenn Sie bei Hochdruckreinigern nach dem Waschen vergessen den Druck aus dem Druckschlauch zu entnehmen, dann verbleibt der Druck auch über Monate. Verhindert ein Fremdkörper das Schießen eines Sitzventiles, beim abermaligen Öffnen des Ventils wird er weggespült. Deshalb sind Schlammpumpen für den Tiefbau alles Kolbenpumpen mit Sitzventilen.

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 merklich schwächer sein.

Klarwasserhydraulik kann mit gleichen Drücken wir die Ölhydraulik gefahren werden, und auch darüber, bis 13.000 bar bei Wasserstrahlschneidmaschinen. Hochdruckreiniger sind bis 700 bar im Handel. wie zum Beispiel der K XTREME XL 700 bar von Hersteller Comet aus Italien. Förderleistung ist 900 l/h: Anschlusswert ist  23 kW. Hersteller von Pumpaggregaten mit höherer Leistung gibt es genug.

Steuerungsvorteile: 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 Entschleunigt 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, ausgenommen sind Zylinder und Ventile, üblichen Baustahl verwendet, dauert es eine Ewigkeit, bis Rost sich durch die Wandungen frisst. Sanitär- 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 1. Weltkrieg. Besser als Baustahl ist Temperguss wie bei Sanitäranlagen üblich.

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

Frost: Es gibt Frostschutzmittel die relativ gering umweltbelastend sind. Ob die :Ölhydraulik bei Frost  nicht auch Probleme hat? Im Internt finden sich Betriebsanleitungn von Holzspaltern die als niederste Einsatztemperatur PLU 4 Grad C angeben. Unsere Holzspalter und Schmiedepressen  laufen ohne Frostschutz auch unter Null Grad. Beide sind so gebaut, auch wenn das Wasser in den Zylindern und Ventilen zu Gänze gefriert, geht nichts kaputt.

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.

Wir haben ein Verfahren entwickelt, um in Starkwandrohre dünne rostfreie Edelstahlbüchsen ein zu ziehen und diese auf höchste Genauigkeit und Oberflächengüte zu bearbeiten.

Auch wenn unsere Hybridzylinder etwas 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  Sicherheitsauflagen entsprechen. Für Wasserbehälter gibt es eine Fülle von Möglichkeiten, vom Mörteleimer aus dem Baumarkt bis zu den Regentonnen oder Gitterboxen wir sie für den Transport von Flüssigkeiten verwendet werden, und teilweise bekommt man sie geschenkt. Weil im Wasser die Schmutzteile entweder oben aufschwimmen oder im Boden sich absetzen müssen die Vorratsbehälter nicht zur Gänze abgedeckt werden und so kann die Wärme gut entweichen, Man kann sich die bei der Ölhydraulik üblichen Kühler die ja auch Energie verschlingen sparen.

Druckleitungen und Rückführungen können einen merklich kleineren Querschnitt haben. Für die Rückführung taugen Gartenschläuche oder preiswerte Schläuche aus der Feldberegnungstechnik

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, Hautirritierungen, 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.

Kostenfalle CE Prüfung:

Jede Maschine die innerhalb der EU produziert oder vermarktet und auch exportiert wird bedarf der CE Prüfung. Dies gilt auch für Maschinen die für den Eigenbedarf produziert werden. Hat die Anlage einen E-Motor, dann bedarf es einer Prüfung der elektromagnetischen Verträglichkeit und dazu gibt es eigene Labore. Das kostet natürlich eine Menge Geld und kostet teilweise mehr als die Maschine selbst. Großserien können diese Kosten verdünnt auffangen. Bei Einzelanfertigungen oder Kleinserien sind sie eine Kostenfalle. Verwenden Sie aber als Antrieb Hochdruckreiniger  dann sind diese bereits CE geprüft und die Maschine verbleibt als Zubehör.

Weiterer Vorteil wenn als Antrieb Hochdruckreiniger verwendet werden.

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.

Auswahl der Pumpenarten

Ölhydraulik lässt nur volumetrische Pumpen und Motoren zu. Für den Niederdruckbereich bis 20 bar können  bei der Klarwasserhydraulik sehr kostengünstige Kreiselpumpen zum Einsatz kommen.  Für etwas höhere Drück bis 40 bar empfehlen wir Pumpen für landwirtschaftliche Sprühgeräte. Pumpen mit hoher Förderleistung und wenig Druck können bei Pressen von Vorteil sein. Pumpen mit viel Förderleistung nähern schnell den Stempel zum Werkstück möglicherweise unterstützt durch Wasser aus einem Windkessel. Für den Krafthub wird dann auf Kolbenpumpe umgeschaltet.

Fittings und weitere Komponenten aus dem Baumarkt:

Unbekannt, jedenfalls in keiner Literatur erwähnt, ist, dass man für die Klarwasserhydraulik auch sehr preiswerte Komponenten am Markt findet. Temperguss Fittings und Rohr für die Sanitärtechnik sind im Baumarkt erhältlich Fittings und Rohre haben aus fertigungstechnischen Gründen Wandstärken, die Drücken auch über 300 bar  und mehr leicht Stand halten. Jedenfalls bir tu einem Zoll. Solche Verbindungsstücke kosten nur ein Bruchteil der  vermeintlich notwendigen 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 Beregnungstechnik für Garten oder Landwirtschaft. Allein diese Beispiele zeigen, wie leicht man sparen kann.

Eine Anlage muss am Ende auch montiert werden. Preiswerte  handverschraubbare Schnellkupplungen gibt es in großer Auswahl zu finden bei Anbieten von Hochdruckreinigern immerhin bis 50 l/min Fördermengen.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.