Hydraulik

 

 

Hydraulik ist die Lehre vom Strömungsverhalten von Flüssigkeiten. In unserem Tätigkeitsbereich werden durch Flüssigkeiten (hauptsächlich Öl) Signale, Kräfte oder Energien übertragen.

Geschichte


Bereits 1619 veröffentlichte Benedetto Castelli (1576 – 1643), ein Student von Galileo Galilei das Buch „Della Misura dell’Acque Correnti“ (Über die Messung von fliessenden Gewässern). Als Begründer der technischen Hydraulik gilt der Engländer Joseph Bramah (1748 – 1814). Im Jahr 1795 entwickelte er eine mit Druckwasser betriebene hydromechanische Maschine, welche die eingebrachte Kraft 2034-fach vergrößerte. 1905 gilt als der Beginn der Ölhydraulik, als Williams und Janney erstmals Mineralöl als Übertragungsmedium für ein hydrostatisches Getriebe in Axialkolbenbauart einsetzten. Die erste Servolenkung entwickelte Harry Vickers um 1925, das erste vorgesteuerte Druckventil entwickelte er 1936.

Funktionsweise


In der Technik dient die Hydraulik zur Übertragung von Leistung, Energie, Kraft oder Momenten von der Antriebsmaschine (Pumpe) zur Arbeitsmaschine (Kolben oder Hydraulikmotor). Die Leistungsübertragung erfolgt durch das Fluid, in der Regel ein spezielles Mineralöl. Immer mehr an Bedeutung gewinnen umweltverträgliche Flüssigkeiten wie Wasser oder spezielle Ester oder Glycole.

 

Es wird unterschieden zwischen:

  • hydrodynamischer Antrieb
  • hydrostatischer Antrieb
  • Viskokupplung

Die REBER-Seilwinde Typ HY basiert auf dem hydrostatischen System. Die mechanische Leistung der Antriebsmaschine (Zapfwelle vom Traktor) wird durch eine Hydraulikpumpe in hydraulische Leistung umgewandelt. Diese wird in den Verbrauchern wieder in mechanische Leistung umgeformt. Bei unseren Seilwinden durch Hydraulikmotoren in eine Drehbewegung. Eine lineare Bewegung kann durch Hydraulikzylinder erreicht werden. So wird z.B. die Bremse der Seilwinde Typ P mittels einem Hydraulikzylinder betätigt. Die Spillscheibe der REBER-Spillwinden wird ebenfalls direkt über einen Hydraulikmotor angetrieben.

Hydraulikaggregat der Seilwinde P12
Hydraulikaggregat der Seilwinde P12

Vorteile


Hydraulische Systeme sind in vielen Industriezweigen anzutreffen dank folgenden Vorteilen:

  • flexible Verbindung zwischen Motor und Pumpe
  • stufenlose Geschwindigkeiten
  • einfache Umkehr der Bewegungsrichtung
  • Erzeugung linearer Abtriebsbewegungen 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 selbstschmierend ist und als Kühlmedium dienen kann
  • einfache Regelungskonzepte zur optimalen Ausnutzung des Antriebsmotors bei stark variierenden Leistungsanforderungen der Arbeitsmaschine
  • hohe Stellgenauigkeit
  • gleichförmige Bewegungen wegen der geringen Kompressibilität der Hydraulikflüssigkeit
  • Standardisierung durch Anwendung von genormten Bauteilen
  • einfache Anzeige der Belastung durch Druckmessgeräte
  • schnell, feinfühlig, gleichförmig und stufenlos verstellbare Zylinder- und Motorgeschwindigkeiten
  • Reibung in den Aktoren wird durch hydraulische Öle vermindert
  • Korrosionsschutz durch Hydraulikflüssigkeit
Hydraulikzylinder
Hydraulikzylinder

Nachteile


  • Hohe Anforderung an die Filtrierung der Hydraulikflüssigkeit
  • Entwicklung von Wärme und dadurch Änderung der Viskosität der Hydraulikflüssigkeit
  • Schaltgeräusche der Ventile
  • Gefahr von Leckagen
  • Temperaturabhängigkeit der Hydrauliköle (Viskosität und Kraftaufwand erhöhen sich bei sinkenden Temperaturen)
  • Hohe Strömungsverluste im Inneren der hydraulischen Flüssigkeiten, welche in Wärme umgesetzt werden und die Anlage aufheizen (Energieverlust)
  • Neigung zu Schwingungen durch Druckstösse und damit verbundene Geräuschentwicklung

Anwendungen


Wegen ihrer spezifischen Vor- und Nachteile werden Hydraulik-Antriebe häufig bei mobilen Arbeitsmaschinen wie Baumaschinen oder Landmaschinen verwendet. Hier erfolgt das Heben und Senken von Lasten (Gabelstapler, Bagger, Aufzüge, Fahrzeugkrane etc.) vor allem durch Hydraulikzylinder.

Weitere typische Anwendungsbeispiele


  • Diesellokomotiven
  • Hydraulikschrauber
  • Aufzüge
  • Hebebühnen
  • Fahrzeuge und Motorräder: Bremsen (Bremsflüssigkeit), Servolenkung, Fahrwerksregelung, Cabrioverdecke
  • Verbrennungsmotoren: Nockenwellenverstellung, Ventilbetätigung, Betätigung von Einspritzeinheiten
  • Flugzeuge: gesamte Steuerung der Flügelklappen, sowie Ein- und Ausfahren des Fahrwerks
  • Gleisbremsen im Rangierbahnhof
  • Landwirtschaft: bei Traktoren, um Anbaugeräte zu heben, anzutreiben oder zu steuern
  • Bagger: hydraulischer Antrieb aller Arbeitsgeräte einschließlich Dreh- und Fahrwerk
  • Mobilkrane: hydraulischer Antrieb der Teleskopmasten, Hub- und Windwerk, Drehwerk, Abstützung, Lenkung sowie teilweise Fahrantrieb
  • Gabelstapler: alle Bewegungen einschliesslich Fahrantrieb und Lenkung
  • Traktoren: Kraftheberpaket mit Lageregler für die Arbeitsgeräte, Lenkhydraulik
  • Forstmaschinen: hydrostatische Fahr- und Arbeitsantriebe
  • Nutzfahrzeuge: Kipphydraulik, Ladebordwände, Lenkhilfen (Servolenkung), Kupplungs- und Bremsenbetätigung, hydrostatischer Fahrantrieb an der Vorderachse (MAN)
  • Panzer: hydrostatische Überlagerungslenkung, servohydraulische Richtantriebe für die Hauptwaffe
  • Werkzeugmaschinen: Haupt- und Hilfsbewegungen an Pressen, Scheren und Abkantmaschinen
    Vorschubbewegung an Schleifmaschinen,
    Betätigungsfunktionen wie Werkzeugwechsler, Werkstück- und Werkzeugspannung und Achsenklemmung an allen spanenden Werkzeugmaschinen
  • Metallurgie: Antriebe an Elektro- und Hubbalkenöfen, Stranggiessanlagen
  • Walzwerke: Walzspaltregelungen (Regelung der Dicke des gewalzten Materials mittels hydraulischen Anstellzylindern)
    alle Hilfsbewegungen für die Zuführung des Walzgutes
    Richt- und Scherantriebe
  • Stellantrieb: Elektrohydraulische Regelung von Fluiden (Druck, Durchfluss) in der Verfahrenstechnik, Kraftwerke, Pipelines
  • Bergbau: Zylinder im Schreitausbau, hydrostatische Antriebe in Gewinnungsmaschinen und Vortriebsmaschinen
  • allgemein: Hydraulikstempel zum Bewegen schwerer Lasten z. B. in der Baubranche zum Vorschub und Einbau von Brückenträgern und sonstigen schweren Fertigteilen Schwerlasttransporte
  • Rettungsgerät bei der Feuerwehr
  • Seilwinden
  • Spillwinden
  • Seilkrane

Paul Reber AG

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