Viel Kraft auf kleinem Raum und das Bewegen großer Massen durch Wasserdruck – das ist Hydraulik, eine geniale Technik, um Energie zu erzeugen.
Der Begriff Hydraulik kommt aus dem Griechischen und setzt sich aus den Worten „hydro“ für „Wasser“ und „aulós“ für „Rohr“ zusammen. Die Hydraulik bezeichnet also eine Technik, die, Energie mithilfe von Flüssigkeiten, die sich in einem Rohrsystem befinden, erzeugt. In hydraulischen Systemen geht es um Druckkraft und die Übertragung von Kräften.
Hydraulische Systeme sind allgegenwärtig
Tagtäglich sind Sie, auch wenn Sie keine Ingenieure oder im Maschinenbau tätig sind, von einer Vielzahl an hydraulischen Systemen umgeben. Angefangen bei Kupplungen und der Bremse in ihrem Auto, bis hin zu Steuerung der Bewegungen großer Brücken.
Die Erzeugung von Kraft durch die Hydraulik, ihrer Pumpen und Zylinder hat viele Vorteile, ohne sie wären viele Leistungen deutlich komplizierter zu bewerkstelligen. Wir haben in diesem Artikel für Sie die Bedeutung hydraulischer Anwendungen und die wichtigsten Hydraulik Grundlagen zusammengefasst.
Was ist Hydraulik? Grundlagen zum Verständnis
Unter Hydraulik versteht man die Steuerung, Kraftübertragung und Vervielfältigung von Kräften. Diese Kräfte entstehen, in dem Druck auf Flüssigkeiten, meist spezielle Hydrauliköle, innerhalb eines hydraulischen Systems ausgeübt wird. Diese Druckenergie von Fluiden wird in mechanische Kraft umgewandelt.
Die entstandene Energie ist ein Vielfaches der ursprünglich eingesetzten Kraft, dadurch ist es mithilfe der Hydraulik möglich, schwere Last mit geringem Krafteinsatz auf kleinem Raum zu bewegen.
Wie funktioniert eine Hydraulikanlage?
Zu den Grundlagen der Hydraulik gehören hydraulische Systeme: die Hydraulikanlagen. In diesen hydraulischen Anlagen wird, durch das Zusammenkommen von Druck und Volumenstrom, Energie erzeugt. Der Druck erzeugt Kraft, der Volumenstrom erzeugt Bewegung.
Eine der wichtigsten Komponenten hydraulischer Systeme ist die Pumpe, die durch einen elektrischen Motor betrieben wird. Das Öl, beziehungsweise die Hydraulikflüssigkeit, durchläuft in hydraulischen Anlagen einen Kreislauf. Sie wird durch eine Hydraulikpumpe über Hydraulikschläuche zu einem Hydraulikzylinder gefördert (Hinlauf) und von dort aus über eine Rücklaufleitung zurück zum Tank oder Flüssigkeitsbehälter gepumpt.
Wie ist eine hydraulische Anlage aufgebaut?
Es gibt eine ganze Reihe an sehr komplexen hydraulischen Systemen, für das Verständnis stellen wir Ihnen auf dieser Seite die Grundbausteine und Grundlagen einfacher Hydraulikanlagen vor.
Die wesentlichen Bestandteile eines einfachen hydraulischen Systems sind der Tank, der Geber- und Nehmer-Zylinder, die Leitung, die Kolbenstangen, gegebenenfalls Kupplungen, ein Rückschlagventil und Pumpen. Der Tank und das Rückschlagventil ermöglichen es, den Geber-Zylinder in seine ursprüngliche Position zu befördern, ohne, dass dabei der Nehmer-Zylinder ebenfalls zurückgefahren wird.
Um den Nehmer-Zylinder auf eine bestimmte Position zu befördern, betätigt man am Geber-Zylinder mehrere Hübe. Das Rückschlagventil kommt zum Einsatz, wenn das System und der Nehmer-Zylinder wieder in Ausgangsposition gebracht und das Hydrauliköl zurück in den Tank geleitet werden soll.
Für die Übersetzung der hydraulischen Energie in mechanische Kraft ist ein „Verbraucher“ in Form von einem Hydraulikmotor oder Hydraulikzylinder zuständig.
Hier gibt´s mehr Infos zur Funktionsweise eines hydraulischen Antriebs.
Hydrostatik und Hydrodynamik
Die moderne Hydraulik ist ein Teilgebiet der Hydromechanik. In der Hydromechanik wird das Verhalten von Flüssigkeiten untersucht, dieses unterteilt sich in die zwei Bereiche der Hydrostatik und der Hydrodynamik.
Hydrostatik
Die Hydrostatik ist die Methode, die, wie der Name bereits erahnen lässt, das Verhalten von unbewegtem, also ruhendem Wasser nutzt. Hierbei wird Druck auf eine Flüssigkeit ausgeübt, die daraufhin mithilfe von Hydraulikzylindern vielfach höhere mechanische Kraft erzeugt. Hydrostatische Antriebe werden verwendet, wenn man eine stufenlose Verstellung braucht.
Hydrodynamik
Die Hydrodynamik hingegen, ist die Methode, der das mechanische Verhalten von bewegten Flüssigkeiten zugrunde liegt. Diese Antriebe nutzen die kinetische Energie von dynamischen Flüssigkeiten, die mithilfe von Pumpen in einen Stromfluss versetzt und bewegt werden.
Die Flüssigkeit fließt durch eine Antriebspumpe. Diese Pumpe wandelt die kinetische Energie in Drehmoment um und gibt diese an ein Turbinenrad weiter. Hydrodynamische Antriebe eignen sich besonders gut für große Kräfte, die langsam in Bewegung gebracht werden sollen.
Abgrenzung zur Pneumatik
Die Lehre der Hydraulik und der Pneumatik sind sich in ihrer Funktionsweise ähnlich. Allerdings wird bei der Pneumatik Druck und damit Kraft nicht durch eine Flüssigkeit, sondern mit Druckluft, also durch Gase und Luft, erzeugt.
Ein Vorteil der Pneumatik ist, dass Luft unendlich verfügbar und allgegenwärtig ist. Der Nachteil der Verwendung von Druckluft ist allerdings, dass die Übertragung der Kraft weniger präzise als bei der Hydraulik erfolgt, da sich die Luft, im Gegensatz zu einer Flüssigkeit, nicht exakt gleichmäßig in einem System verteilt. Weiterhin kann mit der Hydraulik deutlich größere Last bewegt und höhere Kräfte übertragen werden.
Kompletter Vergleich: Hydraulik vs. Pneumatik
Verwendung von Hydraulik und hydraulischer Leistung
Durch die Hydraulik können schwere Maschinen bewegt, Fahrbewegungen ermöglicht und das Heben von großen Lasten gemeistert werden. Hydraulische Systeme kommen überall dort zum Einsatz, wo große Kraft benötigt wird und Geschwindigkeit eine untergeordnetere Rolle spielt. Häufig findet man Hydraulik in großen Arbeitsmaschinen, wie beispielsweise Baggern und Kränen.
Auf unserer Website und in unserem Blog finden Sie viele weitere Informationen. Wir freuen uns, wenn Sie für eine persönliche Beratung auf uns zukommen und wir Ihnen unseren Service rund um die Hydraulik anbieten dürfen.