Vorteile Hydraulik: Kraftübertragung durch Flüssigkeiten

Kernpunkte:

• Die Hydraulik bietet hohe Kraftübertragung bei geringem Kraftaufwand. Dies ist auf die Verwendung von Flüssigkeiten als Kraftübertragungsmedium zurückzuführen, die eine höhere Dichte aufweisen als Gase und somit eine höhere Kraftübertragung ermöglichen.
• Hydraulische Systeme sind sehr präzise und liefern eine gleichmäßige Kraftübertragung. Dies ist darauf zurückzuführen, dass die Flüssigkeit in einem geschlossenen Kreislauf arbeitet und somit keine Luftblasen oder unerwünschte Leckagen vorhanden sind.
• Hydraulische Systeme sind robust und langlebig. Da sie in geschlossenen Kreisläufen arbeiten, sind sie weniger anfällig für Verschmutzung und Verschleiß als andere Kraftübertragungssysteme und erfordern somit weniger Wartung.

Hydraulische System erfreuen sich in vielen Branchen immer größerer Beliebtheit. Auch wenn das dahinterstehende Konzept aufwendig und komplex ist, bietet es dennoch eine ganze Reihe von Vorteilen.

So sind hydraulisch betriebene System in manchen Bereichen heute die einzig mögliche Lösung. Warum immer mehr Menschen auf die Kraftübertragung mittels Flüssigkeiten setzen, haben wir in diesem Artikel übersichtlich zusammengefasst.

Eine flexible Anwendung

In den vergangenen Jahren haben die Weiterentwicklung und Nutzung von hydraulischen Systemen stark zugenommen. Und das aus guten Gründen. Wer Kräfte mittels Flüssigkeiten übertragen möchte, hat den entscheidenden Vorteil, dass die Maschinen hierfür beliebt geformt sein können.

Ganz gleich, ob es sich um einen elastischen Schlauch oder eine gewinkelte Leitung handelt: Der Kraftübertragung tut das keinen Abbruch. Im Bereich der Anwendung ermöglicht es vor allem Flexibilität, da Aktoren und Pumpe beliebt zueinander platziert werden können.

Andere System wie etwa aufwendige mechanische Anlagen mit Hebeln und Kettenbetrieben sind hingegen nicht variabel einsetzbare und benötigen viel Fläche.

Eine immense Kraftverstärkung

Ein weiterer entscheidender Vorteil ist die Möglichkeit von hydraulischen Systemen, die immense Kräfte aufbauen können. Um das ein wenig besser zu verstehen, lohnt sich ein Blick in das Innere. Meist bestehen die Maschinen aus Nehmerzylinder und Geberzylinder.

Ein doppelt so großer Durchmesser des Nehmerzylinders im Vergleich zum Geberzylinder vervierfacht Kraft und Druckfläche. Das bedeutet im Klartext: Bereits bei einem Verhältnis von 1 zu 3 hat man es mit einem Kraftzuwachs um das Neunfache zu tun.

Verglichen mit der Pneumatik lässt sich zwar feststellen, dass eine solch starke Kräfteverstärkung auch dort möglich ist. Allerdings sind starke Verluste der Kompression bei einer Weiterleitung mittels Gase die Regel.

Effizienter Betrieb möglich

Bei hydraulischen Systemen werden die Eigenschaften von verschiedenen Flüssigkeiten bewusst genutzt. Sie alle eint die Eigenschaft, dass sie im Gegensatz zu Gas nicht pressbar und daher gut und genau steuerbar sind.

Dabei lässt sich die Bewegung bis auf den letzten Millimeter genau verfolgen und steuern, egal ob die Kraft mit einer elektrischen Pumpe oder einem manuell betriebenen Zylinder entsteht. Auch der immense Wirkungsgrad ist ein entscheidender Vorteil. Immerhin geht im hydraulischen System keine Energie durch eine Kompression verloren.

Verschleiß und Verlust kann lediglich durch eine innere Reibung der Leitungen oder eine Wärmeabgabe an den Pumpmotor erfolgen. Wegen ihrer allgemeinen Effizienz setzen immer mehr Unternehmen auf hydraulische Maschinen.

Der Vorteil der Flüssigkeit

Hydraulische Anlagen arbeiten nach dem hydraulischen Prinzip und nutzen zur Kräfteübertragung Flüssigkeiten. Beliebte Mittel sind dabei schwer entflammbare Flüssigkeiten wie Wasser sowie Mineralöl oder biologisch abbaubare Flüssigkeiten.

Die Kraft wird über den Druck übertragen und die Bewegung wird durch Volumenstrom erzeugt. Daher benötigen die Hydraulik-Systeme meist eine Pumpe, die von einem elektrischen Motor betrieben wird. Die Flüssigkeit der Anlage bleibt während des Betriebes und auch danach permanent im Kreislauf. Das hat den Vorteil, dass der Aufwand an Reparatur und Pflege deutlich sinkt. Das System ähnelt dem Prinzip der Pneumatik recht stark.

Allerdings wird sich dabei die Druckluft zur Signal- oder Kraftübertragung zunutze gemacht. Außerdem gibt es im Feld der Pneumatik keinen Kreislauf, da die Abluft des Systems meist über einen Schalldämpfer abgelassen wird. So ist die Hydraulik vor allem nachhaltig anwendbar und zudem exakt nutzbar.

Komplex in der Produktion

Hydraulik-Systeme sind komplex und vielschichtig. Ventile, Zylinder, Pumpen, Filter, Druckspeicher und Aggregate müssen genau aufeinander abgestimmt werden. Vor allem aber müssen die Maschinen auf den Prozess des Unternehmens hin individuell angefertigt werden. Hydraulik-Systeme gibt es daher nicht vom Fließband. Hydraulik Hersteller arbeiten daher nach den Anforderungen der Unternehmen und stellen die Hydraulik-Systeme im Einzelfall professionell her.

Hoch im Kurs: Die hydraulische Presse

Besonders geschätzt von der Industrie wird vor allem die hydraulische Presse. Um ihr System etwas besser zu verstehen, muss zwischen zwei grundsätzlichen Varianten unterschieden werden. Dabei existiert zum einen ein direkter Pumpenantrieb. Dabei muss die Presse genau hinsichtlich Leistungsbedarf dimensioniert sein, um die besten Ergebnisse abzuliefern.

Das macht sie leistungsstark, aber auch deutlich teurer. Der direkte Pumpenantrieb hingegen macht sich den Druckspeicher zunutze. Somit wird der Druck der Maschine gespeichert und später bei Bedarf abgerufen. Das bedeutet, dass das hydraulische System nur noch auf eine durchschnittliche Leistung hin optimiert werden muss und Press-System gedämpft werden.

Moderne Systeme revolutionieren den Markt

Verglichen mit den ersten Vorläufern von hydraulischen Pressen haben die modernen Systeme nichts mehr mit ihnen gemein. So kann eine hydraulische Presse ohne Probleme bis u 300 bar Druck aufbauen. Das macht es möglich, eine Druckkraft von bis zu 80.000 Tonnen zu erzeugen. In zahlreichen Industrien und Branchen kommen hydraulische Pressen bei der Produktion zum Einsatz.

Sie können flexibel verwendet werden, sind einfach zu regulieren und können ideal an Aufgaben und Werkstoffe angepasst werden. Im Gegensatz zu älteren Modellen überzeugen die hydraulischen Pressen vor allem mit enormer Sicherheit durch einen Geräteschutz vor Überlastung. Mittels feiner Einstellungen und Sicherungssystem wie Warnsystemen ist eine Überlastung nahezu ausgeschlossen.

Lange Ausfälle wegen Reparaturen und schneller Verschleiß gehören bei den modernen Systemen daher der Vergangenheit an. Kein Wunder also, dass mittlerweile kaum ein System in der industriellen Produktion so beliebt ist wie eine Maschine mit Hydrauliktechnologie.

Diese Branchen nutzen die Vorteile von hydraulischen Systemen

Mittlerweile ist die hydraulische Technik in einer ganzen Reihe verschiedener Bereiche im Einsatz. Das liegt vor allem daran, dass die Kraft präzise gesteuert werden kann und einen konstanten Druck aufbauen können. So werden etwa hydraulische Pressen gerne in der industriellen Fertigung oder der Lebensmittelfertigung genutzt.

In letzterer Branche sind sie etwa eine gute Unterstützung für Packpressen von Lebensmitteln. Die Hydraulik kommt daneben auch gerne als Antriebssystem bei Land- und Baumaschinen zum Einsatz. Allerdings sind gut steuerbare, hydraulische Systeme ebenso bei Gabelstaplern und Aufzügen gefragt.

Übrigens werden die hydraulischen Konzepte heutzutage auch in der Fahrzeugbranche verwendet – etwa als rotierende Getriebe oder Antriebe mit Flüssigkeitswandler.