Grundlagen der Hydraulik: Komponenten, Filtration und Strömung

Hydraulikspeicher und Lagerung

Der Hydraulikspeicher (Tank) dient zur Lagerung der Flüssigkeit, zur Ablagerung von Sedimenten und Schadstoffen sowie zur Wärmeableitung. Er besteht aus Stahlplatten und Halterungen.

Anforderungen an den Hydrauliktank

• Der Boden sollte schräg sein, um Kondenswasser aufzufangen.
• Er muss eine Ablassschraube und einen Vakuum-Reinigungsdeckel besitzen.
• Er verfügt über eine Entlüftung und einen Luftfilter, der das Eindringen von Verunreinigungen verhindert.
• Leitbleche: Verhindern turbulente Strömungen, ermöglichen die Sedimentation am Boden, trennen Luft von der Flüssigkeit, wirken gegen Schaumbildung und zerstreuen Wärme.
• Das Tankvolumen sollte das 2- bis 3-fache der Pumpenfördermenge betragen.
• Der Tank sollte ein Schauglas, eine Saugleitung, eine Rücklaufleitung und eine Entwässerung haben.

Filtration und Reinheit der Hydraulikflüssigkeit

Filtration ist ein mechanischer oder physikalischer Vorgang zur Trennung von Materialien mittels eines Filters. Ein Filter hält Partikel durch ein poröses Material zurück.

Filtertypen und Materialien

• Sieb (Colador): Ein Filter mit der größten Maschenweite, meist ein Metallgewebe.
• Der Nominalwert bestimmt die Feinheit des Filters.
• Druckfilter: Schützen die Pumpe und verhindern, dass Partikel Ventile und Aktuatoren erreichen.
• Rücklauffilter: Entfernen Partikel, die von der Flüssigkeit gewaschen wurden, bevor sie in den Tank zurückkehrt, um die Tankverschmutzung zu vermeiden.
• Saugfilter: Entfernen grobe Partikel, bevor sie die Pumpe erreichen.

Materialien zur Fluidfiltration

• Mechanische Filter: Entfernen Partikel zwischen Metallscheiben und engmaschigen Metallgeweben.
• Absorbierende Filter: Halten sehr feine Partikel zurück (z. B. Papier, Baumwolle). Sie sind in der Regel durch Metallgewebe geschützt.
• Adsorbierende Filter: Werden selten in der Hydraulik eingesetzt, da sie die Hydraulikflüssigkeit verunreinigen können.

Wichtige Hydraulikkomponenten

Magnetische Sensoren

Diese Sensoren sind im Inneren des Tanks installiert und bestehen aus einem Permanentmagneten, der in direktem Kontakt mit der Flüssigkeit steht, um Verunreinigungen zu erfassen.

Luftkühler

Die Flüssigkeit wird durch gerippte Rohre gepumpt. In der Regel wird ein Ventilator eingesetzt, um die Wärmeübertragung zu verbessern.

Hydraulikpumpen

Hydraulikpumpen sind verantwortlich für die Bereitstellung des erforderlichen Volumenstroms, um die Antriebe zu bewegen.

• Zahnradpumpe: Erzeugt den Fluss, indem sie die Flüssigkeit zwischen den ineinandergreifenden Zahnrädern transportiert.

Grundlagen der Strömungslehre

Hydrostatik und Pascalsches Gesetz

Die Hydrostatik ist die Lehre von Flüssigkeiten in Ruhe. Das Pascalsche Gesetz besagt, dass eine auf eine eingeschlossene Flüssigkeit ausgeübte Kraft in alle Richtungen mit gleicher Intensität übertragen wird.

Hydraulische Kenngrößen

• Hydraulische Kraftübertragung: Die Übertragung erfolgt durch eine Pumpe, die den erforderlichen Volumenstrom bereitstellt.
• Druckabfall: Die Druckdifferenz zwischen zwei Messpunkten.
• Geschwindigkeit: Die Wegstrecke, die ein Flüssigkeitspartikel pro Zeiteinheit zurücklegt.
• Volumenstrom (Durchfluss): Die Menge an Flüssigkeit, die pro Zeiteinheit durch einen Punkt fließt.

Strömungsregime

• Laminare Strömung: Die Flüssigkeit fließt durch ein Rohr in geraden und parallelen Bahnen.
• Turbulente Strömung: Partikel kreuzen sich, was zu erhöhter Reibung führt. Tritt bei plötzlichen Richtungs- oder Querschnittsänderungen in Rohrleitungen auf.

Hydrauliköl und Additive

Das Hydrauliköl dient als Arbeitsmedium, überträgt Kraft, leitet Wärme ab, schmiert Ventile und Komponenten und dichtet ab (minimiert Leckagen).

Wichtige Eigenschaften des Öls

• Klebrigkeit
• Schmierfähigkeit unter extremem Druck
• Viskosität
• Hohe Verschleißfestigkeit

Additive verbessern die Leistung des Öls.

Hydraulische Rohrleitungen und Dichtungen

Rohrleitungen

Für hydraulische Rohrleitungen werden am häufigsten Eisen, Stahl und nahtloser Stahl verwendet (Standard, extra dick, doppelt extra dick).

Verbindungstechniken

Zu den Verbindungstechniken gehören Gewinderohre (konisch, zylindrisch), Schweißen und Flansche (Konuskupplung). Die Dichtheit wird durch das Anziehen der Verbindungen gewährleistet. Zylindrische Verbindungen werden mit Ringen oder Dichtungen abgedichtet.

Zu den Komponenten gehören: Druckfeste Reduzierstücke, Getriebe, gekoppelte Kupplungen, gerade Stopfen, Ventile und Kugelgelenke.

Flansche und Schläuche

• Flansche: Bei großen Rohren werden Flansche geschweißt oder verschraubt (Standard, Ring).
• Flexible Schläuche: Werden bei Bewegung eingesetzt. Sie bestehen aus Schichten von Gummi und Gewebe- oder Stahldrahtgeflecht. Stahldrahtgeflecht ermöglicht höhere Drücke, verringert jedoch die Elastizität des Gummischlauchs.

Dichtheit (Estankiedad)

Dichtheit ist notwendig, um den Druck im Kreislauf durch das Abdichten der Verbindungen aufrechtzuerhalten.