Fallstudie: Beseitigung der Kontamination von Hydrauliköl in CNC-Anlagen mit hoher Betriebsfrequenz

Ein metallverarbeitendes Unternehmen im Kanton Aargau verzeichnete häufige Maschinenstillstände in mehrachsigen CNC-Zentren, verursacht durch die schnelle Alterung des Hydrauliköls. Das Öl verlor bereits nach 800–900 Stunden an Leistungsfähigkeit, wodurch die Produktionskontinuität beeinträchtigt und die Wartungskosten erhöht wurden.

Durch eine eingehende technische Analyse hat ECSA Maintenance die Hauptursachen identifiziert: Verunreinigung der Hydraulikflüssigkeit, unzureichende Filtration und hohe Betriebstemperaturen. Zur Lösung wurde ein synthetisches Hydrauliköl HLP ISO 46 mit hohem Viskositätsindex eingeführt, zusammen mit einer Verbesserung des Filtrations- und Überwachungssystems.

Das Ergebnis war eine deutliche Verbesserung der Leistung: Ölstandzeit +167 %, Reduktion ungeplanter Stillstände um 62 % und eine geschätzte jährliche Einsparung von CHF 18'000.

Spezifikationen der CNC-Anlage und Betriebsbedingungen 

Branche: Metallverarbeitende Industrie

Anwendung: Mehrachsige CNC-Bearbeitung

Standort: Kanton Aargau, Schweiz

Produkt: Synthetisches Hydrauliköl HLP ISO 46 HVI 

Lieferant: ECSA Maintenance – https://www.ecsa-maintenance.ch/schmiermittel 

Probleme mit Hydrauliköl in CNC-Zentren und angewandte Lösung 

Probleme der Hydraulikölalterung in CNC-Systemen 

Beschleunigte Ölalterung in den Hydrauliksystemen von mehrachsigen CNC-Zentren.

Das Hydrauliköl oxidierte bereits nach 800–900 Betriebsstunden statt der erwarteten 2'000. Interne Analysen zeigten eine Verunreinigung durch Metallpartikel (ISO 4406 Klassen über 20/17/14) und einen Wassergehalt über 0,1 %.

Folgen: verstopfte Proportionalventile, vorzeitiger Verschleiss von Axialkolbenpumpen, ungeplante Stillstände im zweiwöchentlichen Rhythmus.

Technische Lösung: synthetisches Hydrauliköl und verbesserte Filtration

ECSA Maintenance führte ein technisches Audit der Anlage durch und identifizierte die Ursachen:

• Unzureichende Filtration (b10 = 75 statt b10 = 200)

• Tank ohne Wärmetauscher, Temperaturspitzen T > 70°C

• Bisheriges Öl: mineralisches Standard-HLP 46

Massnahmen: Umstellung auf synthetisches HLP-46-Hydrauliköl mit hohem Viskositätsindex (HVI), fortschrittlichem Antioxidantienpaket und geprüfter Demulgierfähigkeit. Gleichzeitig wurden die Filtration verbessert und ein Inline-Temperatursensor installiert.

 Um die Auswahlkriterien für Hydraulikflüssigkeiten – von ISO-VG-Klassen über die Viskosität bis zu HLP- und HVLP-Spezifikationen – genauer zu verstehen, lesen Sie unseren Leitfaden zur Auswahl von Industrie-Hydraulikölen. 

Erzielte Ergebnisse: weniger Maschinenstillstände und längere Öllebensdauer 

Nach 90 Tagen kontinuierlicher Überwachung:

• ISO-4406-Klassen stabilisiert bei 16/14/11

• Öllebensdauer: von 900 auf über 2'400 Stunden

• Ungeplante Stillstände: von 2x/Woche auf 1x/Monat

• Kein Ventilaustausch in den folgenden 6 Monaten

Der Einkaufsverantwortliche schloss einen Rahmenvertrag mit  ECSA Maintenance ab, einschliesslich einer halbjährlichen Überwachung des Ölzustands.

Messbare Ergebnisse: weniger Maschinenstillstände und längere Öllebensdauer

 "Vor ECSA Maintenance wechselten wir das Öl alle 900 Stunden und hatten fast jede Woche Stillstände. Heute erreichen wir mehr als 2'400 Stunden ohne Auffälligkeiten. Das ist eine konkrete Verbesserung für unsere Produktionsplanung." 

— Einkaufsverantwortlicher, Produktionsunternehmen, Kanton Aargau (CH)

Analyse und Massnahmen am Hydrauliköl

Erstanalyse des Hydrauliköls und Ursachen der Alterung

• Probenahme des Betriebsfluids: TAN > 1,8 mg KOH/g (Grenzwert 1,2), Wassergehalt 0,15 %, ISO-4406-Klasse: 20/17/14
• Filterprüfung: b10 = 75, unzureichend für Kolbenpumpen (Anforderung b10 >= 200)
• Betriebstemperatur des Öls: 68–74°C, über dem empfohlenen Grenzwert von 60°C für mineralische Standard-HLP-Öle
• Umstellung auf synthetisches HLP 46 HVI: Viskositätsindex > 125, Pourpoint -42°C, anfänglicher TAN-Wert 0,4 mg KOH/g
• Verbesserung der Filtration: Austausch der Elemente durch b10(c) = 200 und Installation eines Rücklauffilters mit Bypass-Anzeige
• Installation eines Inline-Temperatursensors mit Alarm bei 65°C am Maschinenbedienfeld
• Definition eines Überwachungsplans: Ölanalyse alle 600 Betriebsstunden durch das ECSA Labor
• 600 Stunden: TAN = 0,6, Wasser < 0,05 %, ISO 4406: 16/14/11 — Fluid in sehr gutem Zustand
• 1'200 Stunden: TAN = 0,9, stabile Klasse — keine Massnahmen erforderlich
• 2'400 Stunden: erster geplanter Ölwechsel, keine ungeplanten Stillstände im gesamten Zeitraum
  

Technische Massnahmen an Hydrauliköl und Filtersystem

• Umstellung auf synthetisches HLP 46 HVI: Viskositätsindex > 125, Pourpoint -42°C, anfänglicher TAN-Wert 0,4 mg KOH/g
• Verbesserung der Filtration: Austausch der Elemente durch b10(c) = 200 und Installation eines Rücklauffilters mit Bypass-Anzeige
• Installation eines Inline-Temperatursensors mit Alarm bei 65°C am Maschinenbedienfeld
• Definition eines Überwachungsplans: Ölanalyse alle 600 Betriebsstunden durch das ECSA Labor

Überwachung der Hydraulikölleistung nach dem Eingriff 

• 600 Stunden: TAN = 0,6, Wasser < 0,05 %, ISO 4406: 16/14/11 — Fluid in sehr gutem Zustand
• 1'200 Stunden: TAN = 0,9, stabile Klasse — keine Massnahmen erforderlich
• 2'400 Stunden: erster geplanter Ölwechsel, keine ungeplanten Stillstände im gesamten Zeitraum
  

 Temperatur, Verunreinigungen, Viskosität und Schmierungsbedingungen beeinflussen Verschleiss und Bauteilzuverlässigkeit direkt. Um besser zu verstehen, wie diese Faktoren innerhalb eines mechanischen Systems zusammenwirken, erfahren Sie mehr über die Grundlagen der Tribologie in industriellen Anwendungen. 

 FAQ: Probleme und Wartung von Hydrauliköl in CNC-Bearbeitungszentren 

1. Was sind die Hauptursachen für die Alterung von Hydrauliköl in CNC-Bearbeitungszentren?

Die Alterung von Hydrauliköl in CNC-Bearbeitungszentren wird in der Regel durch Partikel- und Wasserkontamination, hohe Betriebstemperaturen und unzureichende Filtersysteme verursacht. In industriellen Umgebungen wie der Schweizer Metallindustrie können diese Faktoren die Lebensdauer des Fluids erheblich verkürzen und die Effizienz der Maschinen beeinträchtigen.

2. Wie oft sollte Hydrauliköl in einer CNC-Anlage gewechselt werden?

Die Lebensdauer des Hydrauliköls hängt von den Betriebsbedingungen und der Qualität des eingesetzten Fluids ab. Im Durchschnitt sollte ein mineralisches Standardöl alle 800–1'000 Stunden gewechselt werden, während ein synthetisches HLP ISO 46 Hydrauliköl mit hohem Viskositätsindex (HVI) bei geeigneter Filtration und Überwachung mehr als 2'000–2'400 Stunden erreichen kann.

3. Wie lassen sich durch Hydrauliköl verursachte Maschinenstillstände reduzieren?

Um Maschinenstillstände zu reduzieren, sind drei Faktoren entscheidend:

• Einsatz eines hochwertigen Hydrauliköls
• Verbesserung des Filtersystems (β ≥ 200)
• Kontrolle der Betriebstemperatur (<65°C)

Ein integrierter technischer Ansatz, wie ihn ECSA Maintenance in der Schweiz einsetzt, ermöglicht es, Ausfälle deutlich zu reduzieren und die Zuverlässigkeit von CNC-Anlagen zu erhöhen.

4. Welche Vorteile bietet ein synthetisches HLP ISO 46 HVI Hydrauliköl?

Ein synthetisches HLP ISO 46 HVI Hydrauliköl bietet gegenüber mineralischen Ölen eine höhere thermische und oxidative Stabilität. Daraus ergeben sich:

• längere Lebensdauer des Fluids
• besserer Schutz von Pumpen und Ventilen
• konstante Leistung auch bei hohen Temperaturen

Es eignet sich besonders für mehrachsige CNC-Anwendungen und industrielle Umgebungen mit hoher Betriebsintensität.

5. Warum ist eine regelmässige Analyse des Hydrauliköls wichtig?

Mit einer Hydraulikölanalyse lassen sich kritische Parameter wie TAN, Wassergehalt und Kontamination nach ISO 4406 überwachen. Dadurch können Probleme erkannt werden, bevor sie zu Ausfällen führen, Wartungsarbeiten geplant und Betriebskosten optimiert werden. In der Schweiz setzen viele Unternehmen Analyseprogramme im Abstand von 500–600 Betriebsstunden ein, um eine hohe Effizienz der Anlagen sicherzustellen.

ECSA Maintenance | Industrieschmierstoffe für die Schweiz |  ecsa-maintenance.ch/lubrificanti/ 

Diese Fallstudie basiert auf einem repräsentativen zusammengesetzten Fall. Die Daten spiegeln typische Ergebnisse wider, die mit vergleichbaren Massnahmen in der Schweizer Metallindustrie erzielt wurden.