Hydraulik- Grundwissen II

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1 Die automatische Hydraulik- Grundwissen II Graphische Symbole, Schaltpläne und Bauteile Fortsetzung aus September 2002 Hydraulische Anlagen können schematisch dargestellt werden, wie Sie den Bildern 14 bis 17 im AGRARTECHIK-Magazin vom September 2002 (Seite 82/83) zur Steuerung eines doppelt wirkenden Zylinders entnehmen können. Einfacher und üblicher Agrartechnische Lehrbriefe Kapitel 1.14: Hydraulik ist die genormte Darstellung mit Hilfe grafischer Symbole, wie sie die DIN ISO aus dem Jahr 1996 vorschreibt. Nachstehend die wichtigsten Symbole aus dieser Norm. Erst sie ermöglichen zum Beispiel die normgerechten Zeichnungen der eingangs erwähnten Anlagen. 3. Hydrauliksymbole nach geltender DIN ISO : Pumpen mit Umwandlung von Verdrängervolumen mechanischer in konstant veränderlich einer Stromrichtung Energie Jetzt für über 280 Traktortypen verfügbar! Ein Baukastensystem aus nur 8 Grundkörpern zwei Stromrichtungen (reversierbar) Hydromotoren mit einer Stromrichtung Drehbewegung zwei Stromrichtungen (reversierbar) Umwandlung von r Energie in mechanische Energie mit ermöglicht optimale Verfügbarkeit bei geringen Lagerkosten! Pumpe/Motor Energiequellen Energiequelle AGRARTECHNIK NOV 2002 Einheiten, die sowohl als Pumpe und als Hydromotor arbeiten vereinfachtes, allgemeines Symbol Elektromotor (nach IEC 617) nichtelektrische Antriebseinheit Hydrostatisches Drehmomentwandler, Darstellung vereinfacht, Getriebe bestehend aus Ver- ohne Zusatzeinrichtung stellpumpe und Hydromotor Schwenkmotor Rotationswinkel<360 Die aktuelle Typenliste liegt bei Ihrem Werksvertreter für Sie bereit! GKN Walterscheid GmbH Hauptstraße Lohmar/Germany Tel /12-0 Fax 02246/ info@walterscheid.gknplc.com

2 Zylinder Hydrozylinder Zylinder mit beidseitiger Kolbenstange Zylinder mit Endlagendämpfung Dämpfung einstellbar, beidseitig Teleskopzylinder Umwandlung von r Energie in mechanische Energie mit linearer Bewegung unterschiedliche gleiche sarten Anordnung an der Version DIN ISO für Wegeventile jeweils zugeordneten a) direkt wirkend Schaltstellung Handhebel, mit Rastung Pedal Stößel Rolle Federrückstellung Federzentrierung Zylinder mit Grenztastern Wegeventile Ventile, die zum Öffnen und Schließen verschiedener Durchflusswege dienen. Wegeventile sind im Wesentlichen gekennzeichnet durch: Die Zahl der Schalteinstellungen; Darstellung durch eine entsprechende Anzahl von Quadraten, Kennzeichnung durch 0, a, b 1 elektromagnetische Beispiel: einseitig Beispiel: zweiseitig Die Zahl der Anschlüsse und Verknüpfungen innerhalb der Schaltstellungen; Darstellung durch Linien und Pfeile Kennzeichnung der Anschlüsse durch Buchstaben (an der Grundstellung 0) 1 P Pumpe, Druck T Tank, Rücklauf A, B Verbraucher X,Y,Z Steueranschlüsse L Lecköl Benennung, z. B.: Zahl der Schaltstellungen Zahl der Anschlüsse Sprich: Vier-Strich-drei-Wegeventil 2/2-Wegeventil 3/2-Wegeventil 6/3-Wegeventil b) ausführlich Größere Wegeventile werden durch ein Pi- lotventil hydraulisch betätigt, dies wiederum elektrisch oder pneumatisch angesteuert hydraulisch betätigt, elektromagnetisch angesteuert Drosselnde Wegeventile Wegeventile mit stufenlosem Übergang zwischen den einzelnen Schaltstellungen bei veränderlicher Drosselwirkung, Darstellung durch parallele Linien über die Länge des Symbole Fühlerventil mit Rollenstößel, wirkend gegen Rückholfeder elektros Proportional-Wegeventil vereinfacht 1 nicht Gegenstand der Norm 72

3 elektros Regelventil mit Lageregelung des Ventilschiebers Stromregelventil Volumenstrom abhängig von Druckdifferenz bzw. Last Druckventile Ventile, die den Druck beeinflussen; Dar- DIN ISO 1219 DIN ISO stellung durch ein einzelnes Quadrat mit einem Pfeil; Drosselquerschnitt stufenlos veränderlich Druckbegrenzungs- normal geschlossen, ventil, direkt gesteuert öffnet bei Erreichen Zulaufdruckes 3-Wege-Stromregelventil Stromteiler mit Umgehungsrückschlagventil Überschussstrom wird über 3. Anschluss abgeführt Aufteilung in einem festen Verhältnis Druckbegrenzungsventil, normal intern Sperrventile Ventile, die Druck und Volumenstrom in einer Richtung durch einen Ventilsitz dicht absperren normal offen, schließt bei Erreichen des ein- gestellten Ausgangsdruckes; Leckölanschluss extern Druckminderventil (Druckregelventil), direkt gesteuert Rückschlagventil entsperrbares Rückschlagventil mit oder ohne Schließfeder Richtung bei Druck auf Steueranschluss Druckminderventil, nur extern Sitzventil, magnetisch betätigt Wechselventil Richtung bei betätigtem Magneten ODER -Funktion 3-Wege-Druckminder- mit Entlastung des ventil, direkt gesteuert Verbrauchers über 3. Anschluss Leitungen und Verbindungen Leitungen Hauptleitungen Steuer- und Leckölleitungen fremdgesteuertes Zuschaltventil, Druckes eine Verbindung Leitungsverbindung gekreuzte Leitung ohne Verbindung flexible Schläuche Druckschalter Druckes einen elektrischen Kontakt Entlüftung Schnellverschlusskupplung Drehverbindung Stromventile Ventile, die den Volumenstrom beeinflussen. Darstellung durch Verengung des Leitungsquerschnittes Öl-Aufbereitung, Messgerät, Sonstiges Behälter mit Leitungen, Ölstandsanzeige und Belüftung Blende 2 kurze Drosselstrecke Hydrospeicher Volumenstrom ab- hängig von Druckdifferenz Drossel fest bzw. einstellbar Filter Kühler Heizung Drosselrückschlagventil Manometer 2 nicht Gegenstand der Norm Volumenstrommessgerät AGRARTECHNIK NOV

4 4. Bauteile r Anlagen 4.1 Hydrobehälter: Zu jeder Hydraulikanlage gehört ein Hydrobehälter (Ölbehälter), der folgende Hauptaufgaben hat: den Ölvorrat aufzunehmen, die in der Hydraulikanlage enstandene Ölwärme abzuführen (Kühlung), das Entmischen von Öl und Luft zu ermöglichen und Bild 19: Beispiel für einen Hydrobehälter 1 Luftfilter 2 Rücklaufanschluss 3 abnehmbarer Deckel 4 Einfüllschraube mit Messstab und Siebkorb 5 Ansaugrohr 6 Flüssigkeitsablassschraube 7 Flüssigkeitsanzeige (max. Flüssigkeitsstand) 8 Flüssigkeitsanzeige (min. Flüssigkeitsstand) 9 Rücklaufrohr 10 Beruhigungsblech Bild 18: Hydraulikschaltplan nach DIN ISO für die Steuerung des doppelt wirkenden Zylinders in Bild 14 (September 2002). das Absetzen von Verunreinigungen sowie Kondenswasser zuzulassen. Bei Land- und Baumaschinen entsprechen die Ölbehälter in ihrer Größe in etwa dem von der Pumpe (den Pumpen) in einer Minute geförderten Volumen. Aus Platzgründen wird bei Traktoren oftmals die Hydraulikanlage aus dem Ölvorrat des Getriebes mit versorgt. Liegt der Hydrobehälter unterhalb der Pumpe, so muss diese das Öl aus dem Behälter mit einem effektiven Druck von 0,2 bis 0,3 bar entnehmen (die Druckangaben verdeutlicht Bild 20). Ein größerer Unterdruck darf nicht erzeugt werden, weil sonst die im Öl gelöste Luft in Blasenform austritt und zu Beschädigungen an der Pumpe führt (Kavitation). Abhängig ist der Unterdruck von der Saughöhe, der Dichte des Öls und den Drosselverlusten. Drosselverluste können verringert werden durch einen relativ großen Rohrdurchmesser der Ansaugleitung und durch Drahtsiebe als Saugfilter. Werden feinporige Filter eingesetzt, sollten sie mit einer Verschmutzungsanzeige versehen sein, weil es sonst leicht zu Ansaugproblemen mit daraus entstehender Kavitation kommen kann. Damit von vornherein das Ansaugen von Schmutz verringert wird, sind die Saugrohre nicht in der Nähe der tiefsten Stellen des Hydrobehälters montiert und reichen nicht bis zum Boden des Behälters. Auch ist die Saugleitung nicht zu nahe neben der Rücklaufleitung zu platzieren, da sonst aufgewirbelte Fremdkörper in den Saugbereich gelangen könnten. Um das Absetzen der Fremd- Bild 20: Druckangaben als relativer (1) und absoluter Druck (2). körper zu erleichtern und sie so aus dem Saugbereich fernzuhalten, ist oftmals zwischen Ansaug- und Rücklaufrohr noch ein Beruhigungsblech installiert. Beim Rücklaufrohr muss sichergestellt sein, dass es unter dem Ölspiegel in den Behälter mündet. Trifft das rücklaufende Öl auf die Öloberfläche im Tank, so wird es aufgeschäumt, und man muss mit Kavitationsproblemen rechnen. Aufgrund des schwankenden Flüssigkeitsstandes im Hydrobehälter ist noch eine Be- und Entlüftung mit Luftfilter angebracht, um Unter- und Überdruck im Behälter zu verhindern. (jft) (wird fortgesetzt) 74

5 Zylinder Hydrozylinder Zylinder mit beidseitiger Kolbenstange Zylinder mit Endlagendämpfung Dämpfung einstellbar, beidseitig Teleskopzylinder Umwandlung von r Energie in mechanische Energie mit linearer Bewegung unterschiedliche gleiche sarten Anordnung an der Version DIN ISO für Wegeventile jeweils zugeordneten a) direkt wirkend Schaltstellung Handhebel, mit Rastung Pedal Stößel Rolle Federrückstellung Federzentrierung Zylinder mit Grenztastern Wegeventile Ventile, die zum Öffnen und Schließen verschiedener Durchflusswege dienen. Wegeventile sind im Wesentlichen gekennzeichnet durch: Die Zahl der Schalteinstellungen; Darstellung durch eine entsprechende Anzahl von Quadraten, Kennzeichnung durch 0, a, b 1 elektromagnetische Beispiel: einseitig Beispiel: zweiseitig Die Zahl der Anschlüsse und Verknüpfungen innerhalb der Schaltstellungen; Darstellung durch Linien und Pfeile Kennzeichnung der Anschlüsse durch Buchstaben (an der Grundstellung 0) 1 P Pumpe, Druck T Tank, Rücklauf A, B Verbraucher X,Y,Z Steueranschlüsse L Lecköl Benennung, z. B.: Zahl der Schaltstellungen Zahl der Anschlüsse Sprich: Vier-Strich-drei-Wegeventil 2/2-Wegeventil 3/2-Wegeventil 6/3-Wegeventil b) ausführlich Größere Wegeventile werden durch ein Pi- lotventil hydraulisch betätigt, dies wiederum elektrisch oder pneumatisch angesteuert hydraulisch betätigt, elektromagnetisch angesteuert Drosselnde Wegeventile Wegeventile mit stufenlosem Übergang zwischen den einzelnen Schaltstellungen bei veränderlicher Drosselwirkung, Darstellung durch parallele Linien über die Länge des Symbole Fühlerventil mit Rollenstößel, wirkend gegen Rückholfeder elektros Proportional-Wegeventil vereinfacht 1 nicht Gegenstand der Norm 72

6 elektros Regelventil mit Lageregelung des Ventilschiebers Stromregelventil Volumenstrom abhängig von Druckdifferenz bzw. Last Druckventile Ventile, die den Druck beeinflussen; Dar- DIN ISO 1219 DIN ISO stellung durch ein einzelnes Quadrat mit einem Pfeil; Drosselquerschnitt stufenlos veränderlich Druckbegrenzungs- normal geschlossen, ventil, direkt gesteuert öffnet bei Erreichen Zulaufdruckes 3-Wege-Stromregelventil Stromteiler mit Umgehungsrückschlagventil Überschussstrom wird über 3. Anschluss abgeführt Aufteilung in einem festen Verhältnis Druckbegrenzungsventil, normal intern Sperrventile Ventile, die Druck und Volumenstrom in einer Richtung durch einen Ventilsitz dicht absperren normal offen, schließt bei Erreichen des ein- gestellten Ausgangsdruckes; Leckölanschluss extern Druckminderventil (Druckregelventil), direkt gesteuert Rückschlagventil entsperrbares Rückschlagventil mit oder ohne Schließfeder Richtung bei Druck auf Steueranschluss Druckminderventil, nur extern Sitzventil, magnetisch betätigt Wechselventil Richtung bei betätigtem Magneten ODER -Funktion 3-Wege-Druckminder- mit Entlastung des ventil, direkt gesteuert Verbrauchers über 3. Anschluss Leitungen und Verbindungen Leitungen Hauptleitungen Steuer- und Leckölleitungen fremdgesteuertes Zuschaltventil, Druckes eine Verbindung Leitungsverbindung gekreuzte Leitung ohne Verbindung flexible Schläuche Druckschalter Druckes einen elektrischen Kontakt Entlüftung Schnellverschlusskupplung Drehverbindung Stromventile Ventile, die den Volumenstrom beeinflussen. Darstellung durch Verengung des Leitungsquerschnittes Öl-Aufbereitung, Messgerät, Sonstiges Behälter mit Leitungen, Ölstandsanzeige und Belüftung Blende 2 kurze Drosselstrecke Hydrospeicher Volumenstrom ab- hängig von Druckdifferenz Drossel fest bzw. einstellbar Filter Kühler Heizung Drosselrückschlagventil Manometer 2 nicht Gegenstand der Norm Volumenstrommessgerät AGRARTECHNIK NOV

7 4. Bauteile r Anlagen 4.1 Hydrobehälter: Zu jeder Hydraulikanlage gehört ein Hydrobehälter (Ölbehälter), der folgende Hauptaufgaben hat: den Ölvorrat aufzunehmen, die in der Hydraulikanlage enstandene Ölwärme abzuführen (Kühlung), das Entmischen von Öl und Luft zu ermöglichen und Bild 19: Beispiel für einen Hydrobehälter 1 Luftfilter 2 Rücklaufanschluss 3 abnehmbarer Deckel 4 Einfüllschraube mit Messstab und Siebkorb 5 Ansaugrohr 6 Flüssigkeitsablassschraube 7 Flüssigkeitsanzeige (max. Flüssigkeitsstand) 8 Flüssigkeitsanzeige (min. Flüssigkeitsstand) 9 Rücklaufrohr 10 Beruhigungsblech Bild 18: Hydraulikschaltplan nach DIN ISO für die Steuerung des doppelt wirkenden Zylinders in Bild 14 (September 2002). das Absetzen von Verunreinigungen sowie Kondenswasser zuzulassen. Bei Land- und Baumaschinen entsprechen die Ölbehälter in ihrer Größe in etwa dem von der Pumpe (den Pumpen) in einer Minute geförderten Volumen. Aus Platzgründen wird bei Traktoren oftmals die Hydraulikanlage aus dem Ölvorrat des Getriebes mit versorgt. Liegt der Hydrobehälter unterhalb der Pumpe, so muss diese das Öl aus dem Behälter mit einem effektiven Druck von 0,2 bis 0,3 bar entnehmen (die Druckangaben verdeutlicht Bild 20). Ein größerer Unterdruck darf nicht erzeugt werden, weil sonst die im Öl gelöste Luft in Blasenform austritt und zu Beschädigungen an der Pumpe führt (Kavitation). Abhängig ist der Unterdruck von der Saughöhe, der Dichte des Öls und den Drosselverlusten. Drosselverluste können verringert werden durch einen relativ großen Rohrdurchmesser der Ansaugleitung und durch Drahtsiebe als Saugfilter. Werden feinporige Filter eingesetzt, sollten sie mit einer Verschmutzungsanzeige versehen sein, weil es sonst leicht zu Ansaugproblemen mit daraus entstehender Kavitation kommen kann. Damit von vornherein das Ansaugen von Schmutz verringert wird, sind die Saugrohre nicht in der Nähe der tiefsten Stellen des Hydrobehälters montiert und reichen nicht bis zum Boden des Behälters. Auch ist die Saugleitung nicht zu nahe neben der Rücklaufleitung zu platzieren, da sonst aufgewirbelte Fremdkörper in den Saugbereich gelangen könnten. Um das Absetzen der Fremd- Bild 20: Druckangaben als relativer (1) und absoluter Druck (2). körper zu erleichtern und sie so aus dem Saugbereich fernzuhalten, ist oftmals zwischen Ansaug- und Rücklaufrohr noch ein Beruhigungsblech installiert. Beim Rücklaufrohr muss sichergestellt sein, dass es unter dem Ölspiegel in den Behälter mündet. Trifft das rücklaufende Öl auf die Öloberfläche im Tank, so wird es aufgeschäumt, und man muss mit Kavitationsproblemen rechnen. Aufgrund des schwankenden Flüssigkeitsstandes im Hydrobehälter ist noch eine Be- und Entlüftung mit Luftfilter angebracht, um Unter- und Überdruck im Behälter zu verhindern. (jft) (wird fortgesetzt) 74