Hydraulik

von Kurt-H. Albers

Was ist eigentlich Hydraulik?

Mit Hydraulik wird die Technik unter Verwendung von Flüssigkeiten zur Kraft- und Energieübertragung beschrieben.

Geschichtliche Entwicklung

Als Begründer der technischen Hydraulik gilt der Engländer Joseph Bramah. 1795 entwickelte er eine mit Druckwasser betriebene hydromechanische Maschine, die nach dem hydrostatischem Gesetzt von Blaise Pascal arbeitete.1851 entwickelte Sir W. Armstrong den Gewichtsakkumulator- ein Speicher- mit dessen Hilfe Große Volumenströme erzeugt erden konnten. Die Londoner Hydraulik-Power-Company nahm 1882 eine zentrale Druckwasserversorgung für mehrere Hydraulikanlagen in Betrieb.

Das Prinzip der Hydraulik

Hydraulik ist in der Technik eine Getriebeart unter Verwendung von Fluiden. Dabei wird eine mechanische Leistung durch eine Pumpe, angetrieben von einem E-Motor oder einem Diesel, in eine hydraulische Leistung umgewandelt. Ab der Pumpe wird das Fluid über Rohre- und Schlauchleitungen und Ventilen, die den Fluss des Fluids zu den Hydraulikzylindern oder zu den Hydraulikmotoren regeln. Dort wird die Hydraulische Leistung wieder in mechanische Leistung umgewandelt, in eine gradlinige oder in eine rotierende. Dadurch ist die Hydraulik sehr vielseitig einsetzbar.

Vor- und Nachteile der Hydraulik

Vorteile der Hydraulik

- durch das arbeiten mit Rohren- und Schlauchleitungen in denen die Leistung übertragen wird ist eine sehr variable Anordnung der einzelnen Komponenten möglich

- Erzeugung linearer Arbeitsbewegungen mit einfachen technischen Bauelementen bei sehr hohen Wirkungsgraden

- einfache Erzeugung sehr großer Kräfte und Drehmomente

- sicherer und schnell wirkender Überlastungsschutz durch Druckbegrenzungsventil

- hohe Lebensdauer, da das Fluid selbst schmierend ist und als Kühlmedium dienen kann

- einfache Regelungskonzepte zur optimalen Ausnutzung des Antriebsmotors bei stark variierenden Leistungsanforderungen der Arbeitsmaschine

- gleichförmige Bewegungen wegen der geringen Kompressibilität des Fluides

- Standardisierung durch Anwenden von genormten Bauteilen, Anschlussmaßen, Einbauräumen usw.

- einfache Anzeige der Belastung durch Druckmessgeräte

- schnell*, feinfühlige, gleichförmige und stufenlos verstellbare Zylinder- und Motorgeschwindigkeiten (*aber langsamer als Pneumatik)

Nachteile der Hydraulik

- Hohe Anforderung an die Filtrierung der Hydraulik

- Entwicklung von wärme und dadurch Änderung der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit

- Schaltgeräusche der Ventile

- Gefahren durch Leckagen

- Geringes Spaltmaß bei Hydraulikkomponenten

- Leckölverlus (???)

Anwendungsbereiche

Die Hydraulik wird in vielen Bereichen eingesetzt, wie zum Beispiel:

- in Baumaschinen

- in der Landwirtschaft

- in der Kommunaltech

- in der Industrie

Beispiel hydraulische Handpresse

Hydraulische Presse Mit der hydraulischen Presse kann mit geringer körperlicher Kraft eine große Kraftwirkung erzielt werden. Durch manuelles Pumpen am Pumpkolben (2) eines Kfz-Wagenheber kann am Presskolben (3) eine tonnenschwere Last gehoben werden. Funktionsbeschreibung: Wird der Pumpkolben (2) nach unten gedrückt, schließt das Ventil (4) und das Ventil (5) öffnet, damit strömt Hydrauliköl in den Presszylinder. Der Presskolben (3) hebt sich. Wird der Pumpkolben nach oben bewegt, öffnet das Ventil (4) und das Ventil (5) schließt. Dadurch kann aus dem Vorratsbehälter (1) Hydrauliköl nachfließen. Wirkt auf den Pumpkolben mit einer Fläche von 1 cm² eine Kraft von 10 N, entspricht das einem Druck von

Weil der statische Druck in einer ruhenden Flüssigkeit an jeder Stelle gleich ist, wirkt auch auf jeden cm² im Presskolben derselbe Druck von 1 bar. Hat der Presskolben eine Fläche von 10 cm² wirkt auf ihn eine Kraft

Schaltsymbole und Schaltung

Der hydraulische Schaltplan zeigt mit Symbolen den Aufbau einer hydraulischen Anlage, für jedes Bauteil in der Anlage gibt es ein genormtes Symbol (es gibt auch Firmen interne Standards die von der Norm abweichen). Sie ist wichtig zum bauen und warten der Anlage. Es können Teil einer Anlage dargestellt sein wie z.B. Arbeits- und Steuerschaltkreise, die Schritte des Arbeitsablaufes, die Bauteile der Schaltung mit ihrer Kennzeichnung sowie die Leitungen und Verbindungen. In Schaltplänen wird die Räumliche Anordnung oder die Einbaulage des Bauteils in der Regel nicht berücksichtigt.