Hydraulische Maschinen – Eine wichtige Komponente im Maschinenbau

Die Hydraulik ist in der heutigen Welt weit verbreitet und bietet zahlreiche Vorteile. Sie wird verwendet, um hohe Kräfte oder Drehmomente zu erzeugen und zu übertragen. Das Hydrauliksystem besteht aus vielen einzelnen Komponenten in einem geschlossenen System.

Funktionsweise

Grundlegend bei einem Großteil aller Fertigungsmaschinen, ist eine Hydraulikpumpe, die die Hydraulikflüssigkeit aus dem Hydrauliktank saugt und anschließend über Schläuche und Ventile in das jeweilige Arbeitselement fördert. Ein Arbeitselement kann zum Beispiel ein Hydraulikzylinder sein. Ein Hydraulikzylinder nutzt den Druck, der durch die Hydraulikpumpe erzeugt wird, und wandelt diesen Druck in eine geradlinige Bewegung um. Um dies zu realisieren, wird als Arbeitsmedium eine Flüssigkeit eingesetzt. Da Flüssigkeiten nicht kompressibel sind, eignen sie sich hervorragend, um Kräfte weiterzuleiten. Geeignete Hydraulikflüssigkeiten sind Mineralöle, biologisch abbaubare Flüssigkeiten, schwer entflammbare Flüssigkeiten und in manchen Fällen sogar Wasser.

Die Kolbenstange des Zylinders kann dann beispielsweise ein Werkzeug heben und senken. Die verdrängte Flüssigkeit wird über eine Rücklaufleitung zum Hydrauliktank zurückgeführt. Dort wird die erwärmte Hydraulikflüssigkeit wieder abgekühlt und unerwünschte Partikel, die zum Beispiel durch Verschleiß in den Hydraulikkomponenten entstanden sind, gefiltert. Somit ist das System geschlossen und es herrscht ein sauberer Kreislauf. Mit Hilfe einer elektrischen Hydrauliksteuerung kann das Hydrauliksystem automatisiert werden, in dem die einzelnen Hydraulikventile elektrisch angesteuert werden. Somit ist es möglich komplette Fertigungsabläufe zu programmieren.

Dichtungen

Da in Hydrauliksystemen hohe Drücke herrschen, ist es möglich, dass die Flüssigkeit an den Trennstellen der Bauteile austritt. Dies würde zu starkem Druckverlust und einer Umweltschädigung führen. Um dieses Problem zu vermeiden, werden Hydraulik Dichtungen verwendet. Durch Hydraulik Dichtungen wird das Austreten oder Eindringen von Flüssigkeiten, Gasen und Feststoffen verhindert.

Durch die ständige Weiterentwicklung werden hydraulische Komponenten immer mehr belastet, da immer höhere Drücke und schnellere Geschwindigkeiten gefragt sind. Um das System auch weiterhin geschlossen zu halten, werden Hochleistungsdichtungen benötigt. Ein Beispiel hierfür wäre eine Garlock PS-Dichtung. Diese kann bei hohem Druck, hohen Umfangsgeschwindigkeiten und aggressiven Arbeitsmedien problemlos eingesetzt werden.

Anwendungsbeispiele

Die Hydraulik findet auch im alltäglichen Leben Gebrauch. Ein klassisches Praxisbeispiel für einen Hydraulikzylinder ist die Bremse bei einem Kraftfahrzeug. Hier wird durch das Bremspedal der Druck in der Bremsflüssigkeit erzeugt und dann durch Schläuche an die vier Bremszylinder des Fahrzeugs übertragen. Anschließend werden die Bremskolben ausgefahren, wodurch die Bremsklötze mit den Bremsbelägen gegen die Bremsscheibe pressen. Durch die daraus entstandene Reibung kommt das Auto zum Stehen. Aber auch die Servolenkung am Auto greift auf Hydraulik zurück. Andere allgemeine Anwendungsbeispiele für Hydrauliksystemen sind Hebebühnen, Kräne und Flugzeuge. In der Kunststoffindustrie wird Hydraulik dafür verwendet, die Werkzeugformen, in denen der flüssige Kunststoff reingespritzt wird, zu öffnen und zu schließen. Hierfür werden hohe Drücke benötigt, damit die Werkzeugformen während des Spritzvorgangs nicht geöffnet werden.

Vorteile

Anders als in der Pneumatik ist bei der Hydraulik das Arbeitsmedium nicht kompressibel. Das heißt, dass größere Kräfte durch hohe Drücke möglich sind. Ein weiterer Vorteil der Inkompressibilität ist, dass sich die Arbeitselemente millimetergenau ansteuern lassen können. Ebenfalls ist eine gute Anpassung an die Räumlichkeit möglich, da die einzelnen Komponenten durch Schläuche verbunden werden. Die Schläuche können beliebig angeordnet werden und auch beliebig lang sein. Die Wirkung verändert sich nicht. Dies ist ein großer Vorteil im Vergleich zu rein mechanischen Systemen, bei denen die einzelnen Komponenten durch Ketten- oder Riementriebe miteinander verbunden werden. Hydrauliksysteme haben allgemein eine hohe Lebensdauer, da die Bauteile durch das Arbeitsmedium geschmiert und gekühlt werden können.

Fazit

Zusammenfassend kann man also sagen, dass hydraulische Systeme eine optimale Lösung bieten, um Kräfte, Energien oder Signale zu übertragen. Im Gegensatz zur Pneumatik ist es möglich, größere Kräfte erzeugen und exaktere Bewegungsabläufe sicherstellen.

 

PM

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