Grundlagen der Hydraulik: Komponenten und Steuerung

Betrieb von Antriebselementen und Hydrauliksystemen

Der Betrieb von Antriebselementen sowie die Regulierung und Steuerung eines hydraulischen Systems erfolgt über das Hydraulikaggregat. Energie erzeugt die Hydraulik. Eine motorbetriebene Pumpe dient der Umwandlung von Energie. Wenn die Strömung auf Widerstand stößt, entsteht Druck; das Druckbegrenzungsventil ist auf einen bestimmten Druck eingestellt. Das Fluid fließt durch Trockenlegung zurück in den Tank durch einen Filter. Im Tank wird das Öl unter entsprechenden Bedingungen gelagert.

Hydraulische Aktuatoren

Sie wandeln hydraulische Energie in mechanische Energie um. Dies geschieht durch die Umwandlung der Bewegungssteuerung (ein Hydraulikmotor, der die Pumpen antreibt) oder durch lineare Bewegungen mittels Linearzylinder.

Zylindertypen:

• 1. Einfachwirkend
• 2. Doppeltwirkend
• 3. Spezial: Plungerzylinder (doppeltwirkende Kolbenstangenkraft)
• 4. Differenzialzylinder (doppeltwirkend, Verhältnis 2:1 zwischen Kolbenseite und Stangenseite)
• 5. Gleichlaufzylinder (Doppelstangen)
• 6. Teleskopzylinder (kurze Baulänge, großer Hub)

Ventile und Durchflussregelung

Verantwortlich für die Ansteuerung von Ventilen und die Durchflussregelung ist die Kraft, die auf die Richtung und Geschwindigkeit der Flüssigkeit ausgeübt wird. Konstruktionsbedingt können Ventile als Schieber- oder Sitzventile (leckfrei) ausgeführt sein. Je nach Antriebsart erfolgt die Betätigung: manuell (Hebel oder Pedal), mechanisch (Feder) oder elektrisch (Elektromagnet).

Typen von Regelventilen

Direktionale Kontrollsysteme:

• 3/2-Wege-Ventil: 3 Anschlüsse / 2 Positionen. Zur Steuerung von einfachwirkenden Zylindern oder als Bypass-Ventil.
• 4/2-Wege-Ventil: 4 Wege, immer abwechselnd verbunden. Für die Steuerung doppeltwirkender Zylinder.
• 4/3-Wege-Ventil: Eine Ableitung des 4/2-Wege-Ventils mit einer mittleren Schaltposition.

Verwendung in Differenzialschaltungen, um die Kontrolle über Differenzialzylinder für den Vorlauf zu verbessern. Rückschlagventile erlauben den Durchfluss in eine Richtung und verhindern das Austreten der Flüssigkeit in die Gegenrichtung.

Druck- und Stromventile

Druckventile kontrollieren den Druck, wenn geringere Drücke benötigt werden. Ein Druckbegrenzungsventil dient zur Begrenzung des maximalen Drucks eines Systems. Es tritt in Funktion, wenn die Belastungsgrenze überschritten wird oder ein Aktor (Zylinder) die Endlage erreicht. Ein Druckregelventil sorgt dafür, dass der Druck in bestimmten Teilen des Systems auf einem niedrigeren Niveau aufrechterhalten wird.

Die Flusskontrolle (Stromregelung) passt die Strömung bei steigendem Druck an. Die Fließgeschwindigkeit kann so angepasst werden, indem der Strom mit einem Drosselrückschlagventil reguliert wird. Dieses reguliert den Durchfluss in eine Richtung, während es in der entgegengesetzten Richtung nicht wirkt.