Hydraulik

Frontmatter

1. Einführung in die Hydraulik

Zusammenfassung

Das Fachgebiet Hydraulik ist ein Teilgebiet der Hydromechanik, welche die Hydrostatik und die Hydrodynamik umfasst. Der Begriff Ölhydraulik wurde seit langem in der Technik geprägt und ist wegen des vorwiegenden Einsatzes von Mineralölen noch teilweise üblich. Da heute in zunehmendem Maße auch andere Flüssigkeiten eingesetzt werden, hat sich der Begriff Hydraulik weitestgehend durchgesetzt. Für die Gesamtheit der hydrostatischen und pneumostatischen Antriebe, Steuerungen und Regelungen wird zunehmend der Begriff Fluidtechnik verwendet.

Dieter Will, Norbert Gebhardt

2. Druckflüssigkeiten für Hydraulikanlagen

Zusammenfassung

Dass eine Flüssigkeit zu den Grundkomponenten eines hydraulischen Antriebes gehört, ergibt sich aus dem physikalischen Wirkungsprinzip der hydraulischen Leistungsübertragung. Die Druckflüssigkeit muss als Konstruktionselement der Hydraulikanlagen betrachtet werden. Über die mit der Druck- und Bewegungsübertragung verbundene Leistungsübertragung hinaus müssen die Druckflüssigkeiten weitere funktionswichtige Aufgaben erfüllen.

Dieter Herschel

3. Berechnungsgrundlagen von Hydraulikanlagen

Zusammenfassung

Beim Entwurf hydraulischer Anlagen müssen, nachdem Aufbau und Wirkungsweise durch den Funktionsschaltplan festgelegt wurden, u. a. die Auswahl des Betriebsdruckes, die Ermittlung des Volumenstromes und der erforderlichen Antriebsleistung sowie die Bestimmung der Baugröße der Motoren, Pumpen, Ventile und des Zubehörs erfolgen. Die dazu erforderlichen Berechnungsgrundlagen werden grundlegend vorgestellt, die Anwendung erfolgt später in den einzelnen Kapiteln.

Dieter Will, Reiner Nollau

4. Grundstrukturen hydraulischer Kreisläufe

Zusammenfassung

Die Gestaltung hydraulischer Kreisläufe wird beeinflusst von Aufgabenstellung und Einsatzgebiet der Anlage, sowie durch die Größe der zu übertragenden Leistung. Die durch den Volumenstrom und den Druck bestimmte hydraulische Leistung wird dem Hydromotor oder Hydraulikzylinder zugeführt und dort in mechanische Leistung zurücktransformiert.

Dieter Will

5. Modellierung und Simulation des dynamischen Verhaltens von Hydrauliksystemen

Zusammenfassung

Der Weg der Modellermittlung orientiert sich an einem Grundalgorithmus. Den größten Einfluss auf das dynamische Verhalten eines Systems hat die Gruppe der Energiespeicher mit Ihren Zustandsgrößen. Wesentliche weitere Bausteine der Modelle sind die Bilanzgleichungen und die statischen Grundbeziehungen; viele von diesen sind nichtlinear. Diese Zusammenhänge werden sehr effektiv in einem Blockschaltbild dargestellt.

Reiner Nollau

6. Hydraulikpumpen und -motoren

Zusammenfassung

Zu den hydraulischen Verdrängermaschinen gehören Pumpen und Motoren. Sie arbeiten nach dem Verdrängerprinzip und haben in der Regel den gleichen konstruktiven Aufbau. Pumpen können als Motoren arbeiten und umgekehrt, wenn der Flüssigkeitsstrom entsprechend gesteuert wird. Die Bauarten, Kennlinien, Berechnungsgleichungen und Einsatzkriterien werden vorgestellt.

Norbert Gebhardt

7. Hydraulikzylinder

Zusammenfassung

Arbeitszylinder wandeln hydraulische in mechanische Leistung um. Der Arbeitsdruck im Hydrauliksystem ermöglicht, große Kräfte zu überwinden, die durch Druckbegrenzungsventile variabel begrenzbar sind. Die Arbeitsgeschwindigkeit wird vom Volumenstrom und von der Kolbenfläche beeinflusst. Durch optimierte Dichtungen und Wegmesssysteme können zahlreiche Einsatzmöglichkeiten erschlossen werden.

Norbert Gebhardt

8. Hydraulikventile

Zusammenfassung

Ventile haben die Aufgabe, die hydraulische Leistung zu steuern bzw. zu regeln, um damit Start bzw. Stopp zu bewirken sowie Richtung und Größe des Volumenstromes und/oder Größe des Druckes zu beeinflussen. Dabei erhalten die Ventile ihre Schalt- und Steuerinformationen meist als elektrische oder mechanische Informationen über ihre Betätigungselemente.

Reiner Nollau, Norbert Gebhardt

9. Druckflüssigkeitsspeicher für Hydraulikanlagen

Zusammenfassung

Druckflüssigkeitsspeicher haben die Aufgabe, ein Flüssigkeitsvolumen unter Druck, also hydrostatische Energie, aufzunehmen und bei Bedarf wieder abzugeben. Die Druckflüssigkeiten selbst sind auf Grund ihrer äußerst geringen Kompressibilität als Speichermedium ungeeignet. Eine wesentliche Eigenschaft der Druckflüssigkeitspeicher ist die Möglichkeit, Energie über lange Zeiträume nahezu verlustfrei zu speichern

Dieter Herschel

10. Zubehör für Hydraulikanlagen

Zusammenfassung

Der Sammelbegriff Zubehör beinhaltet im Wesentlichen den Tank, den Kühler, die Leitungen mit Verbindungselementen und die Filter, die für die Funktion und den zuverlässigen Betrieb notwendige Bestandteile aller Hydrauliksysteme sind.

Dieter Herschel

11. Messtechnik in der Hydraulik

Zusammenfassung

Die Messtechnik stellt heute ein disziplinübergreifendes Wissensgebiet dar, das sich beim eigentlichen Messvorgang mit der Erfassung und Darstellung physikalischer Größen befasst. Sie beinhaltet die Sensorik, die Messwerterfassung, die Messwertverarbeitung und die Datenverarbeitung. Bei richtiger Anwendung können Hydraulikanlagen optimal eingestellt und überwacht werden.

Norbert Gebhardt

12. Montage und Instandhaltung von Hydraulikanlagen

Zusammenfassung

Um den funktionsgerechten und wirtschaftlichen Betrieb einer Hydraulikanlage mit hoher Zuverlässigkeit und Sicherheit bei einer langen Lebensdauer zu gewährleisten, sind bei der Montage und Inbetriebnahme bestimmte Regeln einzuhalten und in der anschließenden Nutzungsphase die Verfügbarkeit durch vorbeugende Instandhaltung zu sichern.

Norbert Gebhardt, Dieter Herschel

13. Gestaltung von Hydrauliksystemen

Zusammenfassung

Hauptbestandteile jedes hydraulischen Systems sind die Antriebe und die jeweiligen Energiequellen. Das Systemkonzept ist gekennzeichnet durch die speisende Energiequelle und die Art der Steuerung. So haben z. B. Systeme mit Druckquellen konstanten Drucksollwertes und ihre Antriebsschaltungen mit Steuerventilen im Hauptstrom oder mit Sekundärregelung eine ganz andere Struktur als Systeme mit Volumenstromquellen. Mehrere unterschiedliche Strukturen werden hinsichtlich ihrer technischen und ökonomischen Parameter sowie ihres dynamische Verhaltens gegenübergestellt.

Reiner Nollau

14. Projektierung von Hydrauliksystemen

Zusammenfassung

Projektieren heißt Zusammenstellen von am Markt erhältlichen Komponenten zu der gewünschten Schaltung und Auswählen der günstigen Nenngrößen auf der Basis von Dimensionierungsberechnungen. Ein Schwerpunkt ist die Strukturfestlegung der Anlage in Abhängigkeit von den Antriebsausgangsleistungen.

Reiner Nollau

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