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Die Defi­ni­ti­on der Hydrau­lik ist von der Per­spek­ti­ve des Betrach­ters abhän­gig. Für unse­re all­täg­li­che Pra­xis als Maschi­nen­bau­un­ter­neh­men für kom­ple­xe Hydrau­lik­an­la­gen meint Hydrau­lik viel­mehr die Anwen­dung von Kraft- und Druck­über­tra­gung und Ver­viel­fa­chung über Flüs­sig­kei­ten in kom­ple­xen Maschinen.

Ein genau­es Ver­ständ­nis der Hydrau­lik ist für alle Per­so­nen rele­vant, die über das im All­tag gewöhn­li­che Maß Berüh­rungs­punk­te mit hydrau­li­schen Sys­te­men haben.

Die­ser Arti­kel erläu­tert Ihnen die moder­ne Hydrau­lik und ihre pra­xis­na­hen Anwendungsbereiche.

Eini­ge unse­rer Kunden

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Was versteht man unter Hydraulik?

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Hydrau­lik im wei­tes­ten Sin­ne meint die Steue­rung, Über­tra­gung und Poten­zie­rung von Kräf­ten und Drü­cken inner­halb eines hydrau­li­schen Sys­tems. Im prak­ti­schen Zusam­men­hang mit dem Maschi­nen­bau ist vor allem die Kon­zep­ti­on und den Bau einer Hydrau­lik­an­la­ge gemeint.

Die ein­ge­setz­te Ener­gie aus einem Ener­gie­er­zeu­ger wird über Flu­ide, haupt­säch­lich Hydrau­lik­öl und Gemi­sche, über­tra­gen und an einen Ener­gie­ver­brau­cher wei­ter­ge­lei­tet. Der Ener­gie­ver­brau­cher setzt die Dru­ck­ener­gie der Flu­ide in mecha­ni­sche Energie.

Die durch hydrau­li­sche Sys­te­me erzeug­te mecha­ni­sche Kraft ent­spricht einem Viel­fa­chen der ursprüng­lich ein­ge­setz­ten Kraft. So las­sen sich bei­spiels­wei­se schwe­re Las­ten mit gerin­gem Kraft­ein­satz auf klei­nem Raum bewegen.

Das Poten­zi­al der Hydrau­lik fin­det aller­dings auch in Sys­te­men Anwen­dung, in denen Prä­zi­si­on gegen­über Kraft Vor­rang hat.

Die Anwen­dungs­be­rei­che sind vielfältig.

Was ist eine hydraulische Anlage?

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Eine hydrau­li­sche Anla­ge meint umgangs­sprach­lich die mecha­ni­sche Rea­li­sie­rung eines hydrau­li­schen Sys­tems im Rah­men einer Maschinenfertigung.

Sie besteht aus grund­le­gen­den ver­gleich­ba­ren Ele­men­ten, obwohl die rea­lis­ti­sche Aus­ar­bei­tung je nach Anwen­dungs­be­reich, Grö­ße und Auf­bau oft von hoher Indi­vi­dua­li­tät geprägt ist.

Wo wird Hydraulik angewendet?

Spezifische Branchen und Anwendungsbeispiele

Luftfahrt (Flugzeughydraulik)

  • Steue­rungs­sys­te­me
  • Fahr­werk
  • Test-Rigs
  • Pro­to­ty­pen für hydrau­li­sche Anwendungen

Energie – On- und Offshore: 

  • Roto­ren­steue­rung Windkraftanlage
  • Hydro­spei­cher
  • För­der­tech­no­lo­gie – Up & Down Stream

Automobilindustrie:

  • Fer­ti­gung von Fahrzeugteilen
  • Prüf­stands­tech­nik
  • Antriebs- und Steuerungstechnologie
  • Hydrau­lik­pres­se

Werft- und Schiffstechnik:

Das Heben und der Ein­bau ton­nen­schwe­rer Schiffs­tei­le, aber auch die Steue­rungs­tech­nik gro­ßer Trans­port­schif­fe erfor­dert prä­zi­se Hydraulikanlagen.

  • Werft-Kran
  • Ruder­an­la­gen
  • Thrus­ter
  • Schiffs­he­be­tech­nik

Mobilhydraulik & Fahrzeugtechnik: 

Die meis­ten Bau­ma­schi­nen ver­trau­en auf hydrau­li­sche Hub‑, Antriebs- und Steue­rungs­lö­sun­gen. Beson­ders anspruchs­voll sind Schwer­last­trans­por­te für hun­der­te Tonnen.

  • Schwer­last­trans­por­ter
  • Prüf­stän­de
  • Kra­ne
  • Bag­ger

Stahlwasserbau

Fähr­an­le­ger, Schleu­sen, Was­ser­kraft­wer­ke und Hub­brü­cken wür­den ohne die Leis­tungs­dich­te, Lang­le­big­keit und prä­zi­sen Steu­er­bar­keit hydrau­li­scher Anla­gen nicht auskommen.

  • Fähr­an­le­ger
  • Roll-On/Roll-Off-Brü­cke
  • Schleu­sen

Hebe- und Fördertechnik

För­der­an­la­gen im Ener­gie­sek­tor oder Krä­ne und Hebe­büh­nen basie­rend auf hydrau­li­schen Grund­prin­zi­pi­en und fin­den vie­len Bran­chen Anwendung.

  • För­der­bän­der
  • Hub­ar­beits­büh­nen
  • För­der­pum­pen

Vor- und Nachteile der Hydraulik

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Vorteile

  • Kraft­po­ten­zie­rung – Effek­ti­ve Sys­te­me und Maschinen
  • Genaue Steu­er­bar­keit – Indi­vi­du­el­le Lösun­gen extrem
  • Auch für hoch­prä­zi­se, lang­sa­me maschi­nel­le Bewe­gungs­ab­läu­fe geeignet
  • Viel­sei­tig ein­setz­bar, extrem wan­del­bar und flexibel
  • Bei genau­er Kon­zep­ti­on und Umset­zung maxi­mal effi­zi­en­te Maschinen
  • Bei rich­ti­ger War­tung hohe Lang­le­big­keit der Maschinen
  • Ener­gie­spei­che­rung der erzeug­ten Ener­gie ist ohne Wei­te­res möglich
  • Schutz vor Über­las­tung ist ein­fach realisierbar

Nachteile

  • Die Flüs­sig­kei­ten sind tem­pe­ra­tur­emp­find­lich, wodurch Funk­tio­na­li­tät beein­flusst wird (Vis­ko­si­tät- Leck und Spaltverluste)
  • Hohe Leis­tungs­dich­te führt zu hoher Schwin­gungs­nei­gung (Was bedeu­tet das in der Pra­xis für den Kunden)
  • Hohe Geräusch­ent­wick­lung
  • Bei kom­ple­xen Anla­gen ent­steht ein hoher Wartungsaufwand
  • Prä­zi­se Instand­set­zung und Ein­stel­lung erforderlich

Eine hydrau­li­sche Anla­ge meint umgangs­sprach­lich die mecha­ni­sche Rea­li­sie­rung eines hydrau­li­schen Sys­tems im Rah­men einer Maschinenfertigung.

Sie besteht aus grund­le­gen­den ver­gleich­ba­ren Ele­men­ten, obwohl die rea­lis­ti­sche Aus­ar­bei­tung je nach Anwen­dungs­be­reich, Grö­ße und Auf­bau oft von hoher Indi­vi­dua­li­tät geprägt ist.

  • Ener­gie­er­zeu­ger: Ein Gene­ra­tor, wie ein Elek­tro­mo­tor, der die Ener­gie erzeugt, die für den Betrieb der hydrau­li­schen Anla­ge nötig ist.
  • Ener­gie­ver­brau­cher:
  • Hydrau­lik­pum­pe: Die Pum­pe wird vom Ener­gie­er­zeu­ger ange­trie­ben und erzeugt Druck oder
  • Flüs­sig­keit: Flüs­sig­kei­ten sind die kraft­über­tra­gen­den Medi­en in hydrau­li­schen Sys­te­men, wie etwa ein Hydrau­lik­öl. Da sie nicht kom­pres­si­ble sind oder sein soll­ten, kön­nen Sie Druck übertragen.
  • Hydrau­lik­zy­lin­der: Die Zylin­der über­set­zen die Ener­gie der Flu­ide in mecha­ni­sche Energie.
  • Ven­ti­le: Ven­ti­le regu­lie­ren die Mas­se der Flüs­sig­keit und damit den Fluss in der Anlage. 
  • Steue­rungs­ein­heit: Die Flu­ide wer­den zen­tral gesteuert. 
  • Mano­me­ter: Der Druck­aus­gleich ist ein wich­ti­ges Prin­zip der Hydrau­lik. Der Druck wird über Mano­me­ter in bar gemessen.
  • Schläu­che und Roh­re: Hier befin­det sich die inkom­pres­si­ble Flüssigkeit

Wie funktioniert ein hydraulischer Antrieb?

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Der Begriff des hydrau­li­schen Antriebs wird in unter­schied­li­chen Zusam­men­hän­gen ver­wen­det. Er meint im Grun­de ein mecha­ni­sches Sys­tem, das zur Bewe­gung gro­ßer Las­ten ver­wen­det wird. Lip­pold ent­wi­ckelt bei­spiels­wei­se Aggre­ga­te für die Steue­rung von schwim­men­den Bohrinseln.

Zu unter­schei­den sind hydrau­li­sche Antrie­be hin­sicht­lich ihrer Kraftübersetzung.

Hydrostatischer Antrieb

Der hydro­sta­ti­sche Antrieb erzeugt ein E- oder Die­sel-Motor mecha­ni­sche Ener­gie, die über eine Pum­pe hydrau­li­sche Leis­tung erzeugt und Druck auf eine Flüs­sig­keit aus­übt. Der Druck der Flüs­sig­keit erzeugt mit Hil­fe von Hydrau­lik­zy­lin­dern mecha­ni­sche Ener­gie, die um ein Viel­fa­ches höher ist als die des E- oder Die­sel-Motors. Dank der Ver­viel­fa­chung der Kraft kön­nen schwe­re Las­ten bewegt wer­den. Hydro­sta­ti­sche Antrie­be kom­men immer dann zum Ein­satz, wenn eine stu­fen­lo­se Ver­stel­lung benö­tigt wird.

Hydrostatischer Antrieb Beispiel

Hydrodynamischer Antrieb

Hydro­dy­na­mi­sche Antrie­be arbei­ten mit der kine­ti­schen Ener­gie beweg­ter Flüs­sig­kei­ten, anstatt mit dem Druck inkom­pres­si­bler Flüs­sig­kei­ten (Hydro­sta­tik).

Über eine Pum­pe wird eine Flüs­sig­keit, meis­tens Hydrau­lik­öl, in einen Strom­fluss ver­setzt. Das Öl durch­läuft eine Antriebs­pum­pe, wel­che die kine­ti­sche Ener­gie in ein Dreh­mo­ment umwan­delt. Der Antriebs­pum­pe ist ein Tur­bi­nen­rad auf­ge­setzt, dass die kine­ti­sche Ener­gie des Öls empfängt.

Hydro­dy­na­mi­sche Antrie­be kom­men immer dann zum Ein­satz, wenn enor­me Kräf­te lang­sam in Bewe­gung gesetzt wer­den müssen.

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