Hydraulik
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Inhaltsverzeichnis
Was ist eigentlich Hydraulik?
Mit Hydraulik wird die Technik zur Kraft- und Energieübertragung unter Verwendung von Flüssigkeiten beschrieben. Hydraulik kommt aus dem Altgriechischen (Hydro = Wasser und Aulos = Rohr).
Das Prinzip der Hydraulik
Hydraulik ist in der Technik eine Getriebeart unter Verwendung von Fluiden. Das Übersetzungsverhältnis ergibt sich aus dem Verhältnis der Durchmesser der Hydraulikzylinder. Hierbei gilt: Mit Vergrößerung des Durchmessers des Geberzylinders kann die auf den Nehmerzylinder wirkende Kraft vergrößert werden, im gleichen Verhältnis verkleinert sich der Hub des Nehmerkolbens. Kurz: Kraftvergrößerung zu Lasten des Weges.
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
- schnelle*, 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
- Leckölverluste
Anwendungsbereiche
Die Hydraulik wird in vielen Bereichen eingesetzt, wie zum Beispiel:
- in Baumaschinen
Radlader
Bagger
- in der Landwirtschaft
Schlepper
Kartoffelroder
- in der Kommunaltechnik
Mähwerk
Unimog
- in der Industrie
Presse
Kantbank
Beispiel hydraulische Handpresse
1) Vorratsbehälter für Hydrauliköl
2) Pumpkolben
3) Presskolben
4) Ventil 1
5) Ventil 2
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 von
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 Teile 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.
Hier sieht man noch mal auf der linken Seite eine Zeichnung wie sie in Wirklichkeit aussehen könnte und auf der rechten Seite sieht man den Schaltplan mit den entsprechenden Zeichen.
Übungsaufgaben
- Aufgaben zum Thema Hydraulik in: Technische Mathematik Metall, S. 70 (Kapitel Druck in Flüssigkeiten und Gasen).
- Aufgaben zum Thema Hydraulik in: Technische Mathematik Metall, S. 138 (Kapitel Hydraulik und Pneumatik).
Fragen zur Hydraulik
- Wer ist der Begründer der Hydraulik?
- Wo wird die Hydraulik eingesetzt?
- Was ist das Prinzip der Hydraulik?
