Membranspeicher in der Hydraulik — Funktion und Auswahl
Der Membranspeicher übernimmt in hydraulischen Anlagen eine ruhige, aber wichtige Aufgabe. Er speichert Energie, fängt Druckspitzen ab und dämpft Pulsationen in der Leitung. Im Inneren trennt eine Gummimembran das Stickstoffpolster vom Hydrauliköl. Steigt der Druck, wird das Gas komprimiert; fällt er, drückt das Gas Öl in den Kreis zurück. Bei Partbase finden Sie Membranspeicher von Bosch Rexroth in den gängigen Volumen- und Druckklassen. Der Fokus liegt auf Ersatzteilen für Mobilhydraulik, Aggregate und Sondermaschinen.
Aufbau und Funktion vom Membranspeicher
Ein Membranspeicher besteht aus einem druckfesten Gehäuse, einer elastischen Membran und zwei Räumen: dem Gasraum mit Stickstoff und dem Ölraum mit Hydraulikflüssigkeit. Die Membran ist fest im Gehäuse eingespannt und trennt beide Medien dicht voneinander. Im Auslieferungszustand ist der Gasraum auf einen definierten Vorfülldruck befüllt. Übersteigt der Systemdruck diesen Wert, strömt Öl ein und komprimiert das Gas. Fällt der Druck wieder, dehnt sich das Gas aus und schiebt Öl zurück in den Kreislauf. Physikalisch entspricht das einer Gasfeder. Das erklärt das schnelle Ansprechverhalten, für das Membranspeicher in der Hydraulik bekannt sind. Sie eignen sich besonders für kleine Volumina, kurze Hübe und hohe Schalthäufigkeit. Im Vergleich zum Blasenspeicher sind sie kompakter und meist kostengünstiger, aber im Nutzvolumen begrenzt.
Einsatzgebiete vom Membranspeicher in der Hydraulik
In der Praxis trifft man den Membranspeicher dort, wo Druck stabil gehalten oder ein kleines Energiepolster bereitgestellt werden muss. Im Frontlader und in Anbaugeräten dämpft er Stöße, wenn Lasten bewegt oder über unebenes Gelände gefahren werden. Das schont Hydraulikzylinder, Schläuche und die Maschine selbst. In stationären Aggregaten gleicht er Volumenänderungen durch Temperaturschwankungen aus und entlastet die Pumpe in Phasen mit konstantem Verbrauch. In Druckleitungen wirkt er als Pulsationsdämpfer hinter Zahnrad- oder Kolbenpumpen und reduziert Geräusche sowie Schwingungen. Weitere Anwendungen sind Lecköl-Kompensation, Notfunktionen bei Pumpenausfall und kurzzeitige Druckhaltung in Spannvorrichtungen. Für den ordnungsgemäßen Betrieb sind passender Vorfülldruck, ausreichendes Nennvolumen und die richtige Werkstoffwahl der Membran für das eingesetzte Hydrauliköl entscheidend.
Membranspeicher auswählen und auslegen
Für die Auswahl eines Membranspeichers zählen vor allem vier Größen: Nennvolumen, maximaler Betriebsdruck, Vorfülldruck und Anschlussart. Das Nennvolumen orientiert sich an der benötigten Ölmenge zwischen minimalem und maximalem Systemdruck. Der Vorfülldruck liegt in der Regel bei etwa 60 bis 90 Prozent des minimalen Betriebsdrucks; abweichende Werte sind je nach Anwendung sinnvoll. Für die Werkstoffwahl der Membran gilt: NBR eignet sich für klassische Mineralöle, FKM für höhere Temperaturen oder aggressive Medien. Temperaturbereich, Einbaulage und verfügbarer Einbauraum sind weitere Auswahlkriterien, die vor der Bestellung zu klären sind. Schalthäufigkeit und dynamische Belastung bestimmen, ob ein Membranspeicher der Anwendung standhält oder ob ein Blasenspeicher mit größerem Nutzvolumen sinnvoller ist. Das Anschlussgewinde und die Bauform müssen mit der vorhandenen Verrohrung übereinstimmen.
Befüllen, Prüfen und Wartung vom Membranspeicher
Der Vorfülldruck ist die wichtigste Wartungsgröße am Membranspeicher. Er sinkt im Betrieb durch normale Permeation langsam ab und sollte regelmäßig kontrolliert werden. Geprüft und nachgefüllt wird mit einem Füllgerät, oft auch als Füll- und Prüfvorrichtung bezeichnet. Das Werkzeug wird auf das Gasventil aufgeschraubt, der Druck abgelesen und bei Bedarf mit Stickstoff aus einer Flasche nachgefüllt. Sauerstoff oder Druckluft dürfen nicht verwendet werden. Die Arbeit am Druckspeicher ist eine Tätigkeit an einem überwachungsbedürftigen Bauteil. Sie darf nur von Personen ausgeführt werden, die fachlich unterwiesen sind und die jeweiligen nationalen Vorschriften kennen. Membranspeicher sind in der Regel geschweißt und nicht zerlegbar; bei defekter Membran wird der gesamte Speicher getauscht. Vor jedem Eingriff ist die hydraulische Seite drucklos zu schalten.
