Die Hydraulik – zwei verschiedene Systeme
Die Hydraulik unterteilt sich in den hydrodynamischen und den hydrostatischen Antrieb. Hydrodynamische Antriebe arbeiten mit einer Antriebsturbine und einer Pumpe. Die kinetische Energie der Flüssigkeit wandelt Drehmoment und Drehzahl um. Beim hydrostatischen Antrieb, der zum Beispiel bei E-Motoren oder Diesel-Motoren angewandt wird, wird die mechanische Leistung durch eine Pumpe in hydraulische Leistung umgewandelt. Im Verbraucher (Kraftmaschine) sorgen Hydraulikzylinder dafür, dass die Kraft wieder in eine mechanische Antriebsleistung zurückgewandelt wird. Hydrostatische Antriebe werden überall dort verwendet, wo eine stufenlose Verstellung der Antriebsgeschwindigkeit notwendig ist.
Häufige Anwendungsformen von hydraulischen Antrieben
Besonders häufig kommen Hydraulik-Antriebe bei Bau- oder Landmaschinen zum Einsatz. Auch bei Aufzügen oder Gabelstaplern sind die linear beweglichen Hydraulikzylinder ein großer Vorteil. Für Fahrzeuge verwendet man rotierende hydraulische Getriebe oder Antriebe durch Flüssigkeitswandler. Sie sind in der Lage, hohe Leistungen zu übertragen, und lassen sich flexibel an die Betriebsbedingungen anpassen. Hier finden Sie weitere Anwendungsbeispiele für die Hydraulik:
- Hydraulikschrauber oder Bolt Tensioners (Schraubenvorspannung)
- Aufzüge mit geringer Hubhöhe, aber hoher Zuladung
- Bremsen, Servolenkung, Fahrwerksregelung, Automatikgetriebe und Cabrio-Verdecke bei Kraftfahrzeugen
- Nockenwellen, Ventilbetätigungen und Einspritzeinheiten für Kraftfahrzeuge
- Steuerung der Flügelklappen und des Fahrwerks bei Flugzeugen
- Kipphydraulik und hydrostatischer Fahrantrieb bei Nutzfahrzeugen
- Gleisbremsen im Rangierbahnhof.
Besonders einfach lässt sich die Funktionsweise der Hydraulik am Beispiel einer Hebebühne in der Kfz-Werkstatt erklären. Ein Elektromotor (meist Drehstrom) treibt eine Hydraulikpumpe an. Dadurch wird das Hydrauliköl mit hohem Druck durch die Schläuche in die Zylinder gepumpt. Die Zylinder werden auseinandergedrückt. So heben sie die Plattform an oder senken sie auch wieder ab. Nach einem ganz ähnlichen Prinzip funktionieren zum Beispiel auch Gabelstapler. Wenn Sie schon einmal ein Fahrzeug mithilfe eines manuellen Wagenhebers angehoben haben, wissen Sie, wie viel körperliche Anstrengung die Hydraulik dem Menschen erspart.
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Die Vor- und Nachteile der Hydraulik
Inzwischen ist die Hydraulik im Maschinenbau und vielen anderen Industriezweigen aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile weit verbreitet. Besonders erwähnenswert ist hier die aufgelöste Bauweise. Sie gestattet eine flexible Verbindung zwischen dem Antrieb und dem Abtrieb. Das bedeutet, dass sich die Konstruktion der Hydraulik auch beengten Platzverhältnissen anpassen lässt. Allerdings funktioniert das nicht bei mechanischen Antrieben. Hier muss eine direkte Verbindung zwischen Motor und Getriebe und im weiteren Verlauf zum Differenzial hergestellt werden. Dafür stehen Kardanwelle, Hardyscheibe, Gelenkscheibe oder eine Kette zur Verfügung. Die Position des Motors gibt in diesem Fall die Position für das Getriebe vor. Die einfachen technischen Bauelemente erzeugen lineare Antriebsbewegungen mit sehr hohen Wirkungsgraden. Trotz vergleichsweise kleiner Bauteile erreichen Sie beim Einsatz einer Hydraulik eine erstaunlich hohe Leistungsdichte. Hinzu kommen die hohe Stellgenauigkeit und die lange Lebensdauer, weil das Hydraulikfluid selbstschmierend ist und auch als Kühlmedium dient. Mit einer Hydraulik können Bau- und Arbeitsmaschinen aus dem Stillstand bei Volllast angefahren werden.
An dieser Stelle sollten aber auch die Nachteile der Hydraulik nicht verschwiegen werden. Es müssen hohe Anforderungen an das Filtersystem der Hydraulikflüssigkeit erfüllt werden. Außerdem besteht immer das Risiko, dass die Hydraulik ein Leck bekommt und so Ölverluste entstehen können. Umweltschäden sind dabei nicht auszuschließen. Eine regelmäßige Wartung und Kontrolle ist also gerade bei hydraulischem Arbeitsgerät unabdingbar. Ebenfalls nachteilig kann sich die Temperaturanfälligkeit von Hydrauliköl auswirken. Es verändert bei sinkenden Temperaturen seine Viskosität und analog dazu erhöht sich der notwendige Kraftaufwand.
Fazit:
Immer dort, wo Sie viel Kraft und Druck bei maschinellen Arbeitsabläufen erzeugen müssen, ist der Einbau einer Hydraulikanlage sinnvoll. Die Vorteile überwiegen dabei deutlich. wlw unterstützt Sie dabei, passende Lösungen für den Einsatz von hydraulischen Maschinen, Fahrzeugen oder Werkzeugen zu finden.
