Fehlerbehebung bei elektrohydraulischen Bohranlagen: Wenn ein Hydrauliksystem nach dem Wechsel der Stromquelle ausfällt
Fehlerbehebung bei elektrohydraulischen Bohranlagen: Wenn ein Hydrauliksystem nach dem Wechsel der Stromquelle ausfällt
Bei einer Bohranlage kann es den Anschein erwecken, als läge ein Hydraulikfehler vor, obwohl die eigentliche Ursache im elektrischen System liegt. Dies gilt insbesondere für elektrohydraulische Anlagen, die mehrere Energiequellen nutzen, beispielsweise einen Elektromotor für den Normalbetrieb und einen Dieselmotor für den mobilen Betrieb oder als Notstromversorgung.
Wenn eine Anlage mit elektrischem Strom einwandfrei funktioniert, aber mit einem Dieselmotor keinen hydraulischen Arbeitsdruck aufbaut, vermuten Techniker naheliegenderweise die dieselbetriebene Hydraulikpumpe. Ein systematisches Diagnoseverfahren ist jedoch unerlässlich. Die Fehlerursache kann die Druckregelung, den Zustand der Pumpe, ein Steuerventil, einen Stromkreis oder eine Sicherung betreffen.
Dieser Artikel erläutert anhand eines Fallbeispiels mit einer vollhydraulischen Bohranlage vom Typ Boomer282 einen praktischen Ansatz zur Fehlersuche an elektrohydraulischen Bohranlagen. Die wichtigste Erkenntnis ist einfach: Hydraulik- und Elektrosysteme müssen als ein integriertes Steuerungssystem diagnostiziert werden.
Beginnen Sie mit den Ausfallsymptomen
Im vorliegenden Fall hatte die Bohranlage über sechs Monate lang einwandfrei funktioniert. Bei Anschluss an eine 380-V-Stromversorgung lief sie normal. Die Batterieladeanzeige zeigte jedoch während des Ladevorgangs einen abnormalen Zustand an. Wurde der Dieselmotor als Antriebsquelle genutzt, funktionierte das Hydrauliksystem nicht.
Diese Symptome deuteten auf zwei mögliche Fehlerbereiche hin:
Ausfall des Hydrauliksystems
Ein Stromkreisausfall
Der erste Schritt bestand darin, nicht von einem Defekt der dieselbetriebenen Hydraulikpumpe auszugehen. Da die Anlage mit zwei verschiedenen Energiequellen betrieben wurde, lieferte der Vergleich ihres Verhaltens unter den jeweiligen Quellen wichtige Hinweise für die Diagnose.
Häufige Ursachen für Hydraulikfehler prüfen
Bei einem Ausfall einer hydraulischen Bohranlage sollten mehrere häufige Ursachen in Betracht gezogen werden:
Arbeitsdruck zu niedrig eingestellt
Die Feder des Druckregelventils ist geschwächt oder gebrochen.
Schwerwiegender Ölaustritt nach außen
Interne Leckage in Hydraulikzylindern
Übermäßige Leckage in Wegeventilen
Interne Leckagen, verursacht durch Verschleiß am Pumpenrad oder an der Endabdeckung
In diesem Fall hatte das System bereits monatelang einwandfrei funktioniert. Daher war eine fehlerhafte ursprüngliche Druckeinstellung unwahrscheinlich. Auch eine Leckage an den Schläuchen von außen konnte durch eine Inspektion ausgeschlossen werden.
Die Maschine verfügte über zwei unabhängige Hydraulikpumpen: eine, die von einem Elektromotor angetrieben wurde, und eine, die von einem Dieselmotor angetrieben wurde. Andere Hydraulikkomponenten, darunter Hydraulikzylinder und Wegeventile, wurden jedoch von beiden Antriebssystemen gemeinsam genutzt.
Da die Anlage mit dem Elektromotor einwandfrei funktionierte, konnten die Techniker mit ziemlicher Sicherheit davon ausgehen, dass die gemeinsam genutzten Hydraulikzylinder und Wegeventile nicht die Hauptursache waren. Dies beschränkte die Untersuchung auf die dieselbetriebene Pumpe oder das zugehörige Steuerungssystem für den Dieselbetrieb.
Überprüfen Sie die Hydraulikpumpe sorgfältig.
Die dieselbetriebene Hydraulikpumpe wurde mit einem Manometer geprüft. Der Ausgangsdruck lag im Normbereich. Anschließend wurde die Pumpe zerlegt und inspiziert. Das Zahnradspiel und das Stirnflächenspiel wurden gemessen und waren zwar etwas zu groß, aber noch innerhalb des zulässigen Bereichs.
Der Pumpenenddeckel wurde abgeschliffen, um das Spiel wieder in Richtung des Standardzustands zu bringen. Nach dem Zusammenbau bestand der Fehler weiterhin.
Dies ist eine wichtige Erkenntnis zur Fehlerdiagnose bei Hydraulikpumpen. Ein Bauteil kann Verschleißerscheinungen aufweisen, ohne die eigentliche Ursache des aktuellen Fehlers zu sein. Ein Teil nur aufgrund seines Erscheinungsbildes auszutauschen oder zu reparieren, kann Zeit und Ressourcen verschwenden. Techniker sollten daher prüfen, ob jeder vermutete Defekt tatsächlich das gesamte Symptombild erklärt.
Überprüfen Sie das elektrische System
Die ungewöhnliche Anzeige des Batterieladezustands lieferte einen entscheidenden Hinweis. Das Bohrgerät nutzte eine elektrohydraulische Steuerung, und ein verzögertes Magnetventil mit der Bezeichnung Y172 wurde entweder von der Batterie oder vom Batterieladekreis versorgt.
Der Ladekreis enthielt eine 16-A-Sicherung. Bei der Überprüfung der Sicherung stellten die Techniker fest, dass diese durchgebrannt war. Nach dem Austausch der Sicherung wurde die Bohranlage erneut getestet, und der Fehler war behoben.
Auf den ersten Blick scheint eine durchgebrannte Sicherung im Ladekreis nichts mit einem Hydrauliksystem zu tun zu haben, das mit Dieselkraftstoff nicht funktioniert. Der Zusammenhang wird jedoch deutlich, sobald man das verzögerte Magnetventil versteht.
Die Rolle des verzögerten Magnetventils
Das Ventil Y172 wurde entwickelt, um einen verzögerten Leerlaufstart des Hydrauliksystems zu ermöglichen. Beim Anlaufen des Dieselmotors oder Elektromotors verbleibt das Ventil in seiner Ausgangsposition. In diesem Zustand fließt das Hydrauliköl über einen Entlastungspfad direkt in den Tank zurück. Die Hydraulikpumpe startet mit minimaler Last, was den Start des Motors oder Elektromotors erleichtert.
Nach etwa drei Sekunden Ansteuerung schaltet das verzögerte Magnetventil. Dadurch wird der Entlastungskreislauf geschlossen und das Hydrauliksystem kann in den normalen Betriebsmodus wechseln. Die Verstellpumpe kann dann Druck und Fördermenge entsprechend den externen Lastanforderungen bereitstellen.
Wenn das Magnetventil keine elektrische Spannung erhält, bleibt es in der Entlastungsstellung. Die Pumpe kann sich zwar weiterhin drehen und Öl fördern, das System kann jedoch nicht den für normale Bohrvorgänge erforderlichen Druck aufbauen.
Im vorliegenden Fall verhinderte eine durchgebrannte 16-A-Sicherung, dass die Batterie das verzögerte Magnetventil Y172 während des Dieselbetriebs mit Strom versorgte. Dadurch blieb das Hydrauliksystem unbelastet und war funktionsunfähig.
Eine bessere Methode zur Fehlerbehebung
Dieser Fall verdeutlicht, warum die Fehlersuche an elektrohydraulischen Bohranlagen einem Systemansatz folgen sollte:
Notieren Sie alle Symptome unter jeder Stromquelle.
Vergleichen Sie normale und anormale Betriebsbedingungen.
Trennen Sie gemeinsam genutzte Komponenten von stromquellenspezifischen Komponenten.
Prüfen Sie Druck, Ölleckage, Pumpenzustand und Ventilfunktion.
Überprüfen Sie die Stromversorgung, Sicherungen, Erdungen, Steckverbinder und Steuersignale.
Prüfen Sie, ob die Magnetventile die zum Schalten benötigte Spannung erhalten.
Testen Sie die Maschine nach jeder bestätigten Reparatur.
Ein Hydraulikausfall kann seinen Ursprung in einem Kabel, einer Sicherung, der Batterie, einem Relais oder einem Magnetventil haben. Ebenso kann ein scheinbares elektrisches Problem durch eine hydraulische Last oder ein mechanisches Bauteil verursacht werden. Erfolgreiche Wartung setzt das Verständnis der Wechselwirkungen zwischen den Systemen voraus.
Für moderne Bohranlagen sollten Techniker sowohl hydraulische als auch elektrische Diagnosekenntnisse entwickeln. Dieser integrierte Ansatz reduziert unnötige Teilewechsel, verkürzt Ausfallzeiten und verbessert die Zuverlässigkeit der Anlagen.
