Worauf beziehen sich die druckangaben in der hydraulik

Das Druckbegrenzungsventil (DBV), in der Technik auch als Überdruckventil bezeichnet, begrenzt den zulässigen Druck in einem hydraulischen Kreislauf. Wir erklären die Funktionsweise und den Unterschied zwischen direkt und indirekt gesteuerten Druckbegrenzungsventilen. Außerdem finden Sie eine Übung, in der die Frontladerhydraulik eines Traktors mit genormten Hydrauliksymbolen gezeichnet werden soll.

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  • 🕙 07.06.2008 (geändert: 10.04.2016)

3. und 4. Jahr

Druckabfall in Hydrauliksystemen

Das Druckbegrenzungsventil (DBV), in der Technik auch als Überdruckventil bezeichnet, begrenzt den zulässigen Druck in einem hydraulischen Kreislauf. Steigt der Druck im System über den gewünschten, in der Regel durch eine Feder voreingestellten Wert an, dann öffnet das Ventil und lässt die Hydraulikflüssigkeit zum Tank strömen. Dadurch schützt das DBV die Pumpe. Es gibt direkt und indirekt gesteuerte Druckbegrenzungsventile.

Wie funktioniert ein direkt gesteuertes Druckbegrenzungsventil?

Worauf beziehen sich die druckangaben in der hydraulik

Auf den Kegelkolben wirkt der Öldruck pöl und erzeugt eine Kraft nach rechts.

Der Kraft Föl aus dem Öldruck und der Kolbenfläche steht die Federkraft Ff entgegen. Solange Ff größer ist als Föl, bleibt der Kolben auf seinem Sitz. Erst wenn Föl den Wert von Ff übersteigt, drückt der Ventilkörper die Feder zusammen und öffnet den Weg von der Pumpenseite P zur Tankseite T. Weil die Pumpe nun dauernd gegen den an der Feder eingestellten Maximaldruck anarbeiten muss, muss sie eine unnütze Leistung aufbringen, die nur das Öl erhitzt. Diese Konstruktion eignet sich auch nicht für größere Ölströme, weil sie zu große Leitungsquerschnitte erfordert, und damit noch stärkere Federn.

1. Beispiel:
Welche Druckkraft erzeugt ein RC-106 Zylinder mit einer wirksamen Kolbenfläche von 14,5 cm2 bei 700 bar?Kraft=7000 N/cm2 x 14,5 cm2=101500 N=101,5 kN

2. Beispiel:
Welchen Druck erfordert ein RC-106 Zylinder zum Heben einer Last von 7000 kg?Druck=7000 x 9,8 N ÷ 14,5 cm2=4731,0 N/cm2=473 bar

3. Beispiel:
Zur Erzeugung einer Kraft von 190.000 N wird ein RC-256 Zylinderbenötigt. Wie hoch ist der erforderliche Druck?Druck=190.000 N ÷ 33,2 cm2=5722,9 N/cm2=572 bar.

4. Beispiel:
Zur Erzeugung einer Kraft von 800.000 N werden vier RC-308 Zylinder benötigt. Wie hoch ist der erforderliche Druck?Druck=800.000 N ÷ (4 x 42,1 cm2)=4750,6 N/cm2=475 bar.Bitte beachten: Da vier Zylinder zusammen verwendet werden, ist die wirksame Kolbenfläche eines Zylinders mit der Anzahl der Zylinder zu multiplizieren.

5. Beispiel
Ein CLL-2506 Zylinder soll mit einem Antriebsaggregat mit einer Leistung von 500 bar verwendet werden. Wie hoch ist die Kraft, die theoretisch von diesem Zylinder erzeugt werden kann?Kraft=5000 N/cm2 x 366,4 cm2=1.832.000 N=1832 kN.

In einem Hydraulikzylinder entsteht nur dann Druck wenn er Widerstand  z.B. durch eine Last erhält. (Bild 1)

Die Last wirkt auf den Zylinder und erzeugt die Kraft  =      F

Diese Kraft erzeugt in dem Zylinder den hydraulischen Druck  =      p

Die Höhe des Druckes ist abhängig von der wirksamen
Zylinderkolbenfläche =      A

Merke:
Der Druck (p) breitet sich in einem hydraulischen System nach allen
Seiten gleich aus. (Bild 1)

Somit läßt sich die  Kraft  F  mit nachfolgend aufgeführter Formel
berechnen:
 

Worauf beziehen sich die druckangaben in der hydraulik

Berechnungsbeispiel
Welche  Druckkraft F  können Sie mit dem Allzweckzylinder C151C mit einer wirksamen Kolbenfläche
A = 20,3 cm² und einem Nenndruck  p = 700 bar erzeugen ?
Lösung:   F =  p x A  =  7000 N/cm² x  20,3 cm²  =  142.100 N  =  14,21 KN

Berechnungsbeispiel
Welcher  Druck p   entsteht bei dem Allzweckzylinder C151C mit einer wirksamen Kolbenfläche
A = 20,3 cm² , wenn er mit einer Last von  F = 100 KN  belastet wird ?
Lösung:   p =  F : A  =  100.000 N  :  20,3 cm²  =  4926 N/cm²  =  492 bar

Worauf beziehen sich die druckangaben in der hydraulik

Um Schwere Gegenstände in die Höhe zu heben oder große Maschinen zu bewegen, macht man sich den Wasserdruck zunutze.


Das nennt man Hydraulik

Das Wort kommt aus dem griechischen und setzt sich aus "Hydro" (Wasser) und "Aulos" (Rohr) zusammen. Der Begriff Pneumatik kommt ebensfalls aus dem griechischen (pneuma = Wind) und bezeichnet den Einsatz von Druckluft in geschlossenen Systemen. Die Pneumatik funktioniert somit wie die Hydraulik, nur ist das Übertragungsmedium nicht Wasser (bzw. Öl) sondern Luft.

Hydraulik ist also die Lehre vom Strömungsverhalten der Flüssigkeiten. In der Technik wird darunter die Verwendung von Flüssigkeit zur Signal-, Kraft- und Energieübertragung verstanden.

Hydraulische Systeme arbeiten mit einer Flüssigkeit (meist Hydrauliköl), die unter Druck gesetzt wird. Druck kann sich dann aufbauen, wenn sich die Flüssigkeit in einem geschlossenen Leitungssystem befindet. Nimmt man der Flüssigkeit im Leitungssystem Platz weg, erhöht sich der Druck, weil die Flüssigkeit versucht, sich gleichmäßig auszudehnen. Und diesen Druck gibt die Flüssigkeit einfach weiter. Das wird bei der Hydraulik auf die verschiedensten Arten genutzt.


Worauf beziehen sich die druckangaben in der hydraulik

Beispiel:

Drückt man mit dem Finger auf die Fläche des kleinen Kolbens, verdichtet sich die Flüssigkeit in dem Tank. Die Flüssigkeit agiert somit als Kraftüberträger und kann die schwere Last auf der anderen Seite anheben. Die ist möglich, da die Kraft auf die kleine Fläche A1 so groß ist, dass die Verteilung auf die große Fläche A2 ausreicht.

Eine Autobremse funktioniert zum Beispiel mit Hydraulik. Tritt man auf das Bremspedal, wird im Bremszylinder, wo sich die Bremsflüssigkeit befindet, ein Kolben bewegt. Der verringert den Platz im Zylinder und erhöht so gleichzeitig den Druck. Dieser Druck wird an die eigentlichen Bremsen weitergegeben, die sich sofort an die Räder drücken.

Mit Hilfe der Hydraulik kann man aber auch Maschinenarme (z.B. von Baggern) bewegen oder große Brücken öffnen und wieder schließen. Die berühmte Tower Bridge in London zum Beispiel öffnet und schließt sich hydraulisch.

Dabei gibt es viele Vorteile, die die Hydraulik mit sich bringt. Die dabei entstehenden Kräfte können flexibel, durch Hydraulikschlauchleitungen übertragen werden. So können auch Maschinen und Anlagen betrieben werden, die sehr wenig Platz bieten. Zudem lassen sich in der Hydraulik ungeahnte Massen von vielen Tonnen bewegen. Das hat die Hydraulik allen anderen Systemen voraus!

Wie entsteht der Druck in einer Hydraulikanlage?

Bei hydraulischen Systemen wird Hydraulikflüssigkeit unter Druck gesetzt. Druck entsteht dann, wenn man einer Flüssigkeit Platz wegnimmt. Am besten funktioniert das, wenn sich Flüssigkeiten in einem geschlossenen Raum oder in einem Leitungssystem befinden.

Wie viel Druck hat eine Hydraulikpumpe?

Sie können Drücke von bis zu 1000 bar erzeugen. Zu den Kolbenpumpen gehören die Axialkolbenpumpen, die Radialkolbenpumpen und die Hubkolbenpumpen.

Welche Drücke lassen sich mit hydraulischen Anlagen erzielen?

Hydraulische Anlagen sind kraftumformende Einrichtungen, bei denen die gleichmäßige und allseitige Ausbreitung des Druckes in Flüssigkeiten genutzt wird. Dabei werden durch Kolbendruck Kräfte übertragen sowie deren Betrag oder deren Richtung geändert.

Was ist das hydraulische Prinzip?

Hydraulik ist also die Lehre vom Strömungsverhalten der Flüssigkeiten. In der Technik wird darunter die Verwendung von Flüssigkeit zur Signal-, Kraft- und Energieübertragung verstanden. Hydraulische Systeme arbeiten mit einer Flüssigkeit (meist Hydrauliköl), die unter Druck gesetzt wird.