Definition: Was ist ein Hydraulikaggregat?
Als Hydraulikaggregat (HyAgg) bezeichnet man in der Industrie eine Antriebseinheit die elektrische (Elektromotor) oder chemische (Verbrennungsmotor) Energie in hydraulische Leistung umwandelt.
Hierbei wird in den meisten Fällen eine Pumpe mit einer Rotationsbewegung angetrieben, die ein flüssiges Medium in Bewegung versetzt, um eine Arbeit zu verrichten. Durch diese Energieumwandlung ist es möglich konstante Bewegungen und sehr hohe Kräfte zu erzeugen, die in allen Industriezweigen ihre Anwendung finden.
Als Medium kommt in den meisten Hydraulikaggregaten spezielles Hydrauliköl zum Einsatz, es gibt aber auch Anwendungen bei denen Wasser oder ein Wasserölgemisch eingesetzt wird.
In der Hydraulik bezeichnet man den Volumenstrom mit Q in L/min und den Druck mit p in bar.
Hydraulikaggregat von Busch Hydraulik
Der Tank
Im Tank des Hydraulikaggregates befindet sich das Medium. Dieses wird hier von der Pumpe gefördert und fließt nach verrichteter Arbeit wieder hierhin zurück.
Da je nach Verbraucher der Füllstand, das so genannte Pendelvolumen, im Tank sehr stark schwanken kann benötigt dieser eine atmosphärische Entlastung. Diese dient dazu, keinen Über- oder Unterdruck im Behälter zu erzeugen.
Der Tank kann sowohl als entkoppeltes Bauteil aber auch als Grundkörper des Hydraulikaggregates verbaut werden. Der Tankbehälter dient nicht nur als Reservoir für das Medium, sondern fungiert auch als Wärmeableitung für ungewollte thermische Energie.
Beispiel eines Hydraulik-Tanks
Die Pumpeneinheit
Die Motor-Pumpeneinheit ist das Herzstück einer jeden Hydraulikanlage. Hier findet die Energieumwandlung statt, in der die hydraulische Leistung bereitgestellt wird.
Durch einen Motor wird eine Rotationsbewegung über eine Kupplung an eine Pumpe übertragen. Motor und Pumpe sind mittels eines Pumpenträgers miteinander verbunden.
Die Pumpe saugt das Medium aus dem Tank an und fördert es über die Steuereinheit zu den Verbrauchern. Motor-Pumpeneinheiten gibt es in verschiedenen Ausführungen, was sich in der Verwendung unterschiedlichster Motoren und Pumpen widerspiegelt.
In der Industrie (Stationär Hydraulik genannt) werden am häufigsten Drehstrom-Asynchronmotoren verwendet. Bei Fahrzeugen wie Bau-, Land-, oder Forstmaschinen (Mobilhydraulik genannt) wird am häufigsten ein Zapfwellenabgang von der Antriebsmaschine des Fahrzeuges genutzt.
Bei den am häufigsten eingesetzten Pumpen handelt es sich um Zahnrad-, Kolben-, Flügelzellen-, und Schraubenpumpen. Die Kupplung wird in den meisten Anwendungen mit einer Klauenkupplung ausgeführt.
Die Motor-Pumpeneinheit wird in verschieden Einbaulagen verwendet. So z.B. komplett vom Medium umgeben, getaucht (nur die Pumpe liegt im Medium) oder getrennt vom Medium. Vertikale sowie Horizontale Einbaulagen finden ihre Anwendung.
Eine Motor-Pumpen-Einheit
Die Steuerungseinheit
Die Steuerungseinheit dient der Steuerung und Regelung des von der Pumpe erzeugten Volumenstroms und des Drucks.
Hierbei wird das Medium über eine Vielzahl an Ventilen gesteuert. Wegeventile lenken den Volumenstrom, Drosselventile erhöhen oder verringern den Volumenstrom, Sperrventile halten das Medium, Druckventile regeln oder begrenzen den Druck des Mediums.
Für nahezu jeden Anwendungsfall gibt es entsprechende Ventile, was eine Vielzahl von technischen Lösungen zulässt. Die Ventile werden auf sogenannten Anschlussplatten verbaut und können elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder mechanisch angesteuert werden.
Neben den Ventilen besteht die Steuerungseinheit oder Steuerungseinheiten noch aus einer Vielzahl an möglichen analogen oder digitalen Messpunkten, Sensoren und Schaltern. Dazu gehören z.B. Manometer, Druckschalter, Volumenstromsensoren oder Temperaturfühler.
Diese dienen der Überwachung und Regelung des Systems und können direkt mit den Ventilen verschaltet sein oder die Signale über eine externe, meist elektrische, Steuerung verarbeitet werden.
Die Steuerelmente
Der Speicher
Der Speicher dient in einem Hydraulikaggregat der Speicherung von Volumenstrom und Druck, in einigen Anwendungsfällen wird er auch zur Glättung und Eliminierung von Druckspitzen eingesetzt.
Hierbei handelt es sich um einen druckfesten Behälter, in den das Medium einströmen kann. In diesem Behälter befindet sich zudem ein vorgespanntes Gas, am häufigsten wird hier Stickstoff verwendet, welches durch eine Membran, eine Gummiblase oder einen Kolben vom Medium getrennt ist.
Durch Ansteigen des Drucks des Mediums im Behälter, wird das Gas komprimiert und der entstehende Raum vom Medium eingenommen. Wenn der Druck des Mediums wieder abnimmt, dehnt sich das Gas wieder aus und fördert das Medium aus dem Behälter.
Verbindungstechnik
Die Verbindungstechnik beschreibt alle Bauteile, die dazu dienen die einzelnen Komponenten miteinander zu verbinden, um einen Leckage freien Austausch des Mediums herstellen zu können.
Hier kommen Verschraubungen, Rohrleitungen und Schlauchleitungen zum Einsatz. Da eine Hydraulikanlage ein Kreislaufsystem ist, ist bei der Verbindungstechnik darauf zu achten des es sowohl druckführende als auch drucklose Leitungen gibt.
Hydraulik-Schläuche
Unterstützende Einrichtungen
Am Hydraulikaggregat befinden sich zudem eine Reihe von unterstützenden Einrichtungen, die den sicheren und zuverlässigen Betrieb gewährleisten sollen.
Hierzu zählen unter anderem der Belüftungs-, Saug-, Druck-, oder Rücklauffilter. Dessen Aufgabe ist, entstehende Verschmutzungen aus dem Medium heraus zu filtern.
Die Temperaturüberwachung dient der Verhinderung einer Überhitzung des Mediums, die Füllstandüberwachung soll einen Mangel oder eine Überfüllung vom Medium anzeigen und der Wärmetauscher hat die Aufgabe das Medium vor einer Überhitzung oder Unterkühlung zu schützen, in der thermischen Energie zu oder abgeführt wird.
Hydraulische Verbraucher
Die hydraulischen Verbraucher in einem Hydrauliksystem, die das Hydraulikaggregat antreibt, sind in den häufigsten Fällen Hydraulikzylinder und Hydraulikmotoren.
In einem Hydraulikzylinder wird durch das Medium ein Kolben in eine mechanische Bewegung versetzt und in einem Hydraulikmotor durch das durchfließende Medium eine Rotationsbewegung erzeugt.
Die Verbraucher werden in den meisten Fällen nicht zum Hydraulikaggregat gezählt.