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Grundlagen Hydraulik

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Die Lehre der Hydraulik befasst sich mit dem Strömungsverhalten der Flüssigkeiten. In der Technik und im Maschinenbau geht es bei der Hydraulik um die Übertragung von Signalen, Kräften und Energie. Die Hydraulik ist ein Teilgebiet der Fluidtechnik. Das Wort Hydraulik stammt aus dem Griechischen und kann hergeleitet werden aus der Zusammensetzung der beiden Wörter hýdor „das Wasser“ und aulós „das Rohr“.
In diesem Hydraulik-Skript kann man die Grundlagen der Hydraulik und Fluidtechnik lernen.

Eigenschaften hydraulischer Systeme

Eine Anlage wird als hydraulisches System bezeichnet, wenn sie nach dem hydraulischen Prinzip arbeitet.
Wie bereits zu beginn dieses Hydraulik-Skripts beschrieben, bedeutet dies, dass Kräfte, Energie und Signale über eine Flüssigkeit übertragen werden. Verwendete Flüssigkeiten hierfür sind Mineralöl, biologisch abbaubare Flüssigkeiten, schwer entflammbare Flüssigkeiten sowie Wasser.

Hydraulikflüssigkeiten

  • Mineralöl
  • biologisch abbaubare Flüssigkeiten
  • schwer entflammbare Flüssigkeiten
  • Wasser

Kräfte, die in einem hydraulischen System übertragen werden, entstehen durch Druck. Bewegung entsteht durch einen Volumenstrom. Aus den Faktoren Druck und Volumenstrom ergibt sich die übertragene Leistung.
Der erforderliche Druck und Volumenstrom wird in der Hydraulik in der Regel durch eine Pumpe erzeugt, die mittels eines elektrischen Motors angetrieben wird. Die Hydraulikflüssigkeit bleibt bei einem hydraulischen System immer im Kreislauf (nur  bei der Wasserhydraulik kann drauf verzichtet werden). Das bedeutet es gibt einen Hin- und Rücklauf für die Hydraulikflüssigkeit. Zum Beispiel kann die Hydraulikflüssigkeit durch eine Pumpe zu einem Verbraucher (z.B. Hydraulikzylinder) gefördert werden und wird von dort aus über eine Rücklaufleitung zum Flüssigkeitsbehälter zurückgefördert.

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Prinzipiell funktioniert die Hydraulik genauso wie die Pneumatik. Bei der Pneumatik dient jedoch Druckluft zur Kraft- und Signalübertragung, während es in der Hydraulik Flüssigkeiten sind. Darüber hinaus besteht in der Pneumatik kein Kreislauf der Druckluft (Hin- und Rücklauf). Die Abluft wird (i.d.R. über einen Schalldämpfer) einfach in die Umgebung abgeblasen. Vorteile der Hydraulik gegenüber der Pneumatik sind, dass wesentlich höhere Kräfte übertragen werden können und sehr exakte und gleichförmige Fahrbewegungen realisierbar sind.

Aufbau einer Hydraulikanlage

Eine Anlage, die nach dem hydraulischen Prinzip funktioniert besteht in der Regel aus einer Flüssigkeitsbehälter, einer Hydropumpe, einem Verbraucher (Hydromotor oder Hydraulikzylinder), der die von der Pumpe übertragene hydraulische Energie in mechanische Energie umwandelt und Steuerelementen (z.B. Ventile).

Bereiche der Hydraulik

Die Hydraulik kann ich folgende Bereiche unterteilt werden:

  • Stationärhydraulik
  • Mobilhydraulik
  • Flugzeughydraulik
  • Fahrzeughydraulik

Vorteile und Nachteile der Hydraulik

Hydraulische Systeme haben folgende Vor- und Nachteile

Vorteile

  • Übertragung hoher Kräfte und hoher Leistungen bei kleinem Bauvolumen möglich
  • Bewegungen können unter Volllast auch aus dem Stillstand erfolgen
  • Kraft und Geschwindigkeit sind stufenlos regelbar
  • Schutz vor Überlastung kann einfach und sicher realisiert werden

Nachteile

  • Temperaturempfindlichkeit der Flüssigkeit der Flüssigkeit schränkt die Hydraulik ein
  • Hohe Anforderungen an die Filtrierung der Hydraulikflüssigkeit
  • Gefahr von Leckagen
  • Kompressibilität der Flüssigkeit

Anwendungen der Hydraulik

Typische Anwendungsbereiche der Hydraulik sind Hydraulikzylinder, die in unterschiedlichsten Gebieten eingesetzt werden wie zum Beispiel Gabelstapler, Bagger, Hebebühnen usw. Hydraulische Systeme finden sich auch in Autos, Flugzeugen zur Steuerung der Flügelklappen und zum Ausfahren des Fahrwerks, in Kränen, Werkzeugmaschinen und vielem mehr.

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2009 Maschinenbau-Wissen.de
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