Technisch

Hydraulik richtig kuppeln: Sauber, simpel und schnell

Kaum eine Landmaschine kommt ohne Hydraulikfunktionen aus. Um Förderpumpe und Abnehmer zu verbinden, braucht es Hydraulikkupplungen und -leitungen.

Das kleine Ventil an der Spitze der UDK-Kupplung erlaubt auch ein Kuppeln mit Restdruck. (Bildquelle: Werkbild)

Nach wie vor ist die Hydraulik aus der Landtechnik nicht wegzudenken. Unter den rauen Einsatzbedingungen im Feld­betrieb bietet sie viele Vorteile. Von einem primitiven, einfachwirkenden Hydraulikzylinder zum Anheben von Geräten hat sich die Hydraulik für hochmoderne Landmaschinen zu einer „Wissenschaft für sich“ entwickelt.
Ein Nadelöhr bilden dabei die Verbindungen zwischen Antrieb und Gerät, also zwischen Traktor und Anbaugerät oder Mähdrescher und Schneidwerk. Wir werfen einen Blick auf die Technik.

Der Hydraulikdruck steigt

Mit den zunehmenden Hydraulikleistungen steigen auch die Anforderungen an die Verbindungen bzw. Kupplungen und Schläuche. Entscheidend sind die Durchflussmenge und der Druck eines einzelnen Steuergeräts. Für hohe Belastung des Materials sorgt aber auch der Temperaturunterschied bei zu Beginn kaltem und bei hoher Auslastung warmem Hydrauliköl.
In der Landtechnik werden überwiegend Steck-Kupplungen zum Anschließen hydraulischer Arbeitsgeräte verwendet, nur selten werden Schraubkupplungen genutzt.
Den größten Anteil machen die ISO-A-­Schnell­verschluss-Kupplungen aus. Die ISO-­Normung gibt dabei das Außenmaß der Schiebemuffe vor — das innere Maß sowie die Ausgestaltung der Konuskupplung sind nicht genormt und können je nach Hersteller verschieden ausfallen. Hier hilft also nur eins: messen. Denn Kupplung und Stecker müssen exakt zueinander passen, um die hohen Drücke sicher abzudichten.

Erkennbar und griffig

Hydraulikschläuche der richtigen Funktion zuordnen zu können ist bei bis zu fünf und mehr doppeltwirkenden Steuergeräten häufig eine Herausforderung. Eine gute Kennzeichnung ist dabei wichtig — und reicht von ­farbigen Kabelbindern bis hin zu professionellen, eindeutig markierten Griffen, z. B. von Kennfixx oder Faster. Zusätzlicher Vorteil: Die Kupplungen sind griffiger, die Hand rutscht weniger schnell ab. Zum Nachlesen: In profi 10/2020, haben wir uns intensiv den Möglichkeiten rund um die Kennzeichnung der Kupplungen gewidmet.

Verschiedene Größen

Schlepperseitig ist die Steckkupplung mit Schiebemuffe montiert. Die gängigste Größe nach Norm ist die ISO-A-Kupplung der Baugröße 3 mit einem Außendurchmesser von 38,5 mm. Das Gegenstück bildet die ISO-A- Steckkupplung der Baugröße 3 mit 20,6 mm Außendurchmesser (1/2“).
Die meisten dieser Kupplungen sind für Drücke zwischen 250 und 280 bar freigegeben. Zwar steigt die Leistungsfähigkeit der Hydraulikpumpen bei modernen Schleppern immer weiter an, jedoch kann die volle Leistung nur beim Einsatz mehrerer Steuergeräte gleichzeitig abgerufen werden. Denn die klassischen ISO-A-3-Kupplungen sind meist nur für maximal 80 l/min Durchflussmenge ausgelegt — größere Volumenströme können die Dichtungen der Kupplungen überlasten. Zudem erhitzt das Öl stärker, damit steigen die Anforderungen an den Ölkühler.
Um höhere Durchflussmengen zu ermöglichen, sind Großtraktoren zum Teil auch mit ISO-A-Kupplungen der Größe 4 ausgerüstet. Die Kupplungsmuffe kommt dann auf ein Außenmaß von 48 mm (3/4“). Damit sind große Durchflussmengen deutlich oberhalb von 100 l/min möglich. Auch der große Anschluss der schlepperseitigen, drucklosen Rücklaufleitung sollte daher mit einer ISO-A-Kupplung der Größe 4 versehen sein. Zwei Nummern kleiner ist dagegen der Anschluss der Steuerleitung bei Loadsensing-Maschinen: Hier werden ISO-A-Kupplungen der Größe 2 verwendet, mit einem Außendurchmesser der Muffe von 31,5 mm und einem Steckerdurchmesser von 17,3 mm.
Wichtig bei allen Kupplungen egal welcher Größe: Der Schmutzeintrag in das Hydrauliksystem sollte auf jeden Fall vermieden werden. Defekte Staubkappen sind daher schnell zu ersetzen und die Stecker vor dem Kuppeln zu reinigen.

Nicht verschleißfrei

Eine gute Pflege und ein ordentlicher Umgang kann eine lange Lebensdauer der Hydraulik-­Kupplungen fördern. Trotzdem kommt es durch Schmutz und Metallspäne im Öl zu Verschleiß an den Kupplungsstücken und als Folge zu einer verringerten Durchflussmenge.
Zudem kann die Spitze der Konus­kupplungen verschleißen, wenn diese zur Druckentlastung vor dem Kuppeln vor eine harte Fläche gestoßen wird oder das Schlauch­ende während der Fahrt auf dem Boden schleift. Dadurch wird die Spitze kürzer, und das Ventil öffnet im gekoppelten Zustand nicht mehr komplett. Ölerhitzung und Dichtungsverschleiß sind die Folge.
Aber auch die Kupplungsmuffe bzw. deren Haltekugeln können Verschleiß aufweisen: Dann wird der Konusstecker nicht mehr exakt in Position gehalten, was den gleichen Effekt wie bei einer verschlissenen Steckerspitze nach sich zieht. Kugelverschleiß ist meist durch eine hohe Dauerbelastung der Kupplung begründet, etwa wenn eine Kupplung die komplette Last eines Schlauch­paketes tragen muss.

Flachdichtend

Flachdichtende Hydraulikverbindungen bieten einige Vorteile: Sie sind für eine höhere Durchflussmenge (>150 l/min) ausgelegt, haben weniger Leckölverluste und sind einfacher zu reinigen. Auf der anderen Seite steht der höhere Preis, der für eine Nachrüstung anfällt. Bisher bietet nur Fendt als einziger Traktorenhersteller schlepperseitig flachdichtende Hydraulikkupplungen an. Wichtig für die Nutzung der vollen Durchflussmenge ist, dass auch die gekoppelten Geräte mit den Flat-Face-Kupplungen versehen sind und nicht mit Adaptern gearbeitet wird.
Außerdem sind flachdichtende Kupplungen vor allem bei Front-, Hof-, Rad-, und Tele­skopladern zum Anschluss hydraulischer Werkzeuge zu finden. Im Vergleich zu Traktoren ist die Kompatibilität der Hydraulikverbindungen bei diesen Maschinen weitaus komplexer: Hier gibt es flachdichtende und geschraubte Kupplungen in verschiedenen Dimensionen sowie klassische Muffen­kupplungen — für den Betrieb hydraulischer Werk­zeuge ist nahezu alles vertreten.
Bei Frontladern gehört er mittlerweile zum Standard: der Multikuppler. Damit können mehrere Hydraulikleitungen werkzeuglos und mit Restdruck gleichzeitig miteinander verbunden werden. Die Kupplungsplatten werden dabei mit einem Über-Totpunkt-Hebel fest miteinander verbunden. Hinzu kommt die Möglichkeit, gleichzeitig auch elektrische Verbindungen zu kuppeln.

Komfortabel geschraubt

Für Verbindungen, die nur selten getrennt werden müssen, können Schraubkupplungen nach wie vor eine gute Lösung sein. Das Unternehmen Stauff hat mit der Schraubkupplung Tipper Coupling QRC-HAT eine manuell bedienbare Kupplung im Programm, die eine lange Lebensdauer vor allem im Baustellenbetrieb und dem Agrarsektor erreichen soll.
Der Stecker ist mit einer Schraubhülse versehen, die über eine Überwurfmutter betätigt wird. Diese soll sich auch in schlecht zugänglichen Bereichen und mit Arbeitshandschuhen drehen lassen. Die Kupplung wird in zwei Nenngrößen (DN 19 und DN 25) gefertigt. Sie eignet sich für Betriebsdrücke bis 350 bar und erreicht einen maximalen Nenndurchfluss von 320 l/min. Ein Kuppeln und Entkuppeln unter Restdruck ist laut Hersteller möglich.

Unter Druck

Sonneneinstrahlung, starke Temperaturunterschiede oder schlicht Fehler beim Trennen der Steckverbindungen können dazu führen, dass die Leitungen unter Druck stehen. Standard-ISO-A-Kupplungen lassen sich unter Druck nicht kuppeln. Für den Notfall sind sie mit einer Abreißfunktion konstruiert, so dass die Kupplungen sich mit einem starken Ruck trennen lassen. Somit lassen sich auch unter Druck stehende Verbindungen trennen — allerdings nicht wieder kuppeln. Werden die Stecker zum Ablassen des Drucks vor eine harte Kante geschlagen, spritzt das Öl unkontrolliert und die Kupplung wird beschädigt. Auf dem Markt gibt es auch Stecker mit UDK-Funktion (unter Druck kuppelbar): Dabei wird über ein kleines Ventil an der Spitze des Steckers der Druck in die drucklose Kupplung abgelassen, die ebenfalls ein kleines Ventil aufweist — allerdings kann damit nicht der komplette Betriebsdruck ausgeglichen werden.
Eine praktische Lösung sind Kupplungen mit Ausrückmechanismus: Ein Hebel neben der Kupplung schiebt die Muffe zurück, die Kugeln weichen nach außen aus und geben den Stecker frei — er lässt sich ohne Kraftaufwand aus der Kupplung ziehen. Bei einigen Rad- und Teleskopladern gibt es zum Entlasten des dritten bzw. vierten Steuerkreises externe Taster in der Nähe der Kupplung — komfortabel.

Fazit

Vor dem Kuppeln hydraulischer Verbindungen gilt: Die Kupplungen und Stecker müssen sauber sein und exakt zueinander passen. Zudem sollten Geräte nicht unter Druck getrennt werden, beziehungsweise Druck durch Erwärmung bei abgestellten Geräten vermieden werden.
Bei den Steckverbindungen dominieren Konuskupplungen — flachdichtende Kupplungen als Alternative kommen seltener vor. Viele Varianten von Kupplungen gibt es bei den Laderwerkzeugen. Multikuppler, die mehrere Leitungen gleichzeitig verbinden, sind dagegen überwiegend bei Frontladern oder an Mähdrescher-­Schneidwerken zu finden.

Immer bestens informiert mit dem profi Landtechnik-Newsletter!

Erhalten Sie jeden Dienstag die wichtigsten Meldungen kostenlos per E-Mail direkt von der profi-Redaktion. Abmeldung jederzeit möglich. Ihre Daten geben wir selbstverständlich nicht weiter.