Load Sensing

Bei einem Load Sensing-System (LS-System), auch Lastdruck-Melde-System genannt, handelt es sich um eine intelligente hydraulische Regelung, welche den Druck und/oder den Volumenstrom der Hydraulikpumpe eines Mobilhydrauliksystems selbsttätig an den von den Verbrauchern tatsächlich geforderten Bedarf anpasst. In herkömmlichen respektive „älteren“ Mobilhydraulikkreisläufen drosseln Druckbegrenzungs- oder Druckregelventile den Volumenstrom zum Verbraucher beziehungsweise zu den Verbrauchern. Die Hydraulikpumpe – in diesem Fall eine Konstantpumpe – fördert allerdings auch bei gedrosseltem Volumenstrom immer mit maximaler Leistung, was zu hohen Leistungsverlusten führt und zudem unnötig Kraftstoff verbraucht.

In „modernen“ Mobilhydraulikkreisläufen mit LS-System dagegen fördert die Pumpe – in diesem Fall eine Verstellpumpe – nur den Volumenstrom, welcher für die aktuell aktiven Verbraucher momentan tatsächlich benötigt wird. Möglich ist dies durch eine so genannte Druckwaage, welche die momentane Last im LS-System erkennt und den Pumpendruck entsprechend anpasst. Dadurch verbraucht das System nur die Menge an Energie, welche tatsächlich notwendig ist, um die aktuelle Lastanforderung zu erfüllen.

Prinzipiell lassen sich in der Mobilhydraulik LS-Systeme abhängig von der Art der verwendeten Hydraulikpumpe in zwei Haupttypen unterteilen: Open Center LS-System (OCLS) und Closed Center LS-System (CCLS), wobei letztere zu den moderneren zählen. Während bei einem OCLS eine Konstantpumpe den Druck erzeugt, erledigt dies bei einem CCLS eine Verstellpumpe. Bei beiden Varianten regeln so genannte Druckwaagen den Volumenstrom respektive den Pumpendruck. Das heißt, bei beiden Systemen fördert die Pumpe, wenn kein Verbraucher aktiv ist, nur so viel, wie nötig ist, um die Druckwaage zu betätigen. Bei einem Open Center LS-System leitet diese den überschüssigen Volumenstrom direkt zum Tank zurück. Bei einem Closed Center LS-System dagegen betätigt die Druckwaage den Verstellkolben der Pumpe, so dass diese ihr Fördervolumen reduziert.

Öffnet der Bediener die Steuerventile für den Verbraucher, wird der Druck über eine spezielle Leitung – die sogenannte Load Sensing-Leitung – an die Druckwaage weitergegeben. Dieser Druck wirkt in die gleiche Richtung wie die Druckfeder, wodurch der Druck zur Betätigung der Druckwaage steigt. Dies wiederum bewirkt bei beiden Varianten, dass sich das Fördervolumen erhöht. Bei einem Open Center LS-System wird dadurch weniger Hydraulikflüssigkeit zum Tank geleitet, so dass die Pumpe mehr zum Verbraucher fördern kann. Bei einem Closed Center LS-System dagegen schwenkt die Verstellpumpe entsprechend aus, wodurch sich der Volumenstrom erhöht. Bei beiden Systemen erhöht sich das Fördervolumen der Pumpe allerdings nur so weit, bis die eingestellte Druckdifferenz wiederhergestellt ist.

Bei einer Druckwaage handelt es sich um ein spezielles Ventil, welches zu den Schlüsselkomponenten eines LS-Systems gehört. Bei den fortschrittlicheren Closed Center-Systemen ist die Druckwaage direkt in die Verstellpumpe integriert oder unmittelbar am Druckausgang „P“ angeflanscht. Bei herkömmlichen (und meist auch schon etwas älteren) Open Center-Mobilhydrauliksystemen mit Konstantpumpe dagegen ist die Druckwaage üblicherweise ein separates 2-2-Wege-Ventil, welches außerhalb der Pumpe in die Hydraulikleitung eingebaut ist.

Da es sich bei der Druckwaage eines Open Center LS-Systems um ein der Konstantpumpe vorgeschaltetes, externes Wege-Ventil handelt, besteht die Möglichkeit, bei einer bestehenden offenen Mobilhydraulikanlage mit wenig Montage- und Materialaufwand kostengünstig ein effizientes, energiesparendes Load Sensing-System nachzurüsten. Das Nachrüst-Wegeventil, sprich: die externe Druckwaage, leitet dann nur so viel Hydraulikflüssigkeit zum Verbraucher, wie dieser tatsächlich benötigt – der Rest fließt drucklos zum Tank zurück. Im Vergleich zu einem LS-System mit Verstellpumpe fördert die mit einer Druckwaage nachgerüstete Konstantpumpe zwar weiterhin den maximalen Volumenstrom, doch im Teillastbereich strömt der Rücklauf mit dem aktuellen Lastdruck zurück – was in jedem Fall die Verluste im Hydrauliksystem deutlich reduziert. Letzteres schont nicht nur die Mechanik des Motors, sondern spart überdies auch noch Kraftstoff und reduziert so umweltschädliche Abgasemissionen.

Bei einer externen Druckwaage zum Nachrüsten handelt es sich um ein für die jeweilige Mobilhydraulik individuell zusammengestelltes 2-2-Wege-Ventil, welches speziell auf die jeweiligen Bedürfnisse hin abgestimmt sein muss. Die Zusammenstellung einer individuell Druckwaage erfordert spezielles Know-how, welches die winkler Hydraulik-Experten gerne zur Verfügung stellen.

Die Aufrüstung eines bestehenden offenen Mobilhydrauliksystems mit Konstantpumpe ist immer dann sinnvoll und sogar zwingend notwendig, wenn moderne Gerätetechnik optimal mit „alter“ Pumpentechnik kombiniert werden soll. Moderne Anbau- und Wechselgeräte verfügen nämlich mittlerweile standardmäßig über einen LS-Anschluss – erkennbar an der zusätzlichen LS-Steuerleitung (kleiner Durchmesser).