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1 D. Merkle B. Schrader M. Thomes Hydraulik FESTD

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3 D. Merkle B. Schrader M. Thomes Hydraulik Grundstufe Springer

4 FESTO DIDACTIC KG Ruiter StraBe Esslingen Die Deutsche Bibliothek - CIP-Einheitsaufnahme Merkle,D. Hydraulik 1 D. Merkle; B.Schrader; M. Thomes. Hrsg.: Festo Didactic KG. Berlin; Heidelberg; New York; Barcelona; Budapest; Hongkong; London; Mailand; Paris; Santa Clara; Singapur; Tokio: Springer, 1997 ISBN ISBN ISBN (ebook) DOI / Dieses Werk ist urheberrechtlich geschiitzt. Die dadurch begriindeten Rechte, insbesondere die der Obersetzung, des Nachdrucks, des Vortrags, der Entnahme von Abbildungen und Tabellen, der Funksendung, der Mikroverfilmung oder Vervielfaltigung auf anderen Wegen und der Speicherung in Datenverarbeitungsanlagen, bleiben, auch bei nur auszugsweiser Verwertung, vorbehalten. Eine Vervielfaltigung dieses Werkes oder von Teilen dieses Werkes ist auch im Einzelfall nur in den Grenzen der gesetzlichen Bestimmungen des Urheberrechtsgesetzes der Bundesrepublik Deutschland yom 9. September 1965 in der jeweils geltenden Fassung zulassig. Sie ist grundsatzlich vergiitungspflichtig. Zuwiderhandlungen unterliegen den Strafbestimmungen des Urheberrechtsgesetzes. Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1997 Urspriinglich erschienen bei Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York Die Wiedergabe von Gebrauchsnamen, Handelsnamen, Warenbezeichnungen usw. in diesem Buch berechtigt auch ohne besondere Kennzeichnung nicht zu der Annahme, dab solche Namen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten waren und daher von jedermann benutzt werden diirften. Sollte in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z.b. DIN, VDI, VDE) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden sein, so kann der Verlag keine Gewahr fiir die Richtigkeit, Vollstandigkeit oder Aktualitat iibernehmen. Es empfiehlt sich, gegebenenfalls fiir die eigenen Arbeiten die vollstandigen Vorschriften oder Richtlinien in der jeweils giiltigen Fassung hinzuzuziehen. Einband-Entwurf: Struve & Partner, Heidelberg Satz: Digitale Druckvorlage Yom Autor SPIN: / Gedruckt auf saurefreiem Papier

5 1 Inhaltsverzeichnis Kapitel 1 Aufgaben einer Hydraulikanlage 1.1 Stationar-Hydraulik Mobil-Hydraulik Hydraulik im Vergleich Kapitel 2 Physikalische Grundlagen der Hydraulik 2.1 Druck Druckfortpflanzung 2.3 KraftObersetzung. 2.4 WegObersetzung. 2.5 DruckObersetzung 2.6 Volumenstrom Kontinuitatsgleichung 2.8 Druckmessung Temperaturmessung 2.10 VOlumenstrommessung 2.11 Stromungsarten 2.12 Reibung, Warme. Druckabfall 2.13 Energie und Leistung 2.14 Kavitation Drosselstellen Kapitel 3 Druckflussigkeit Aufgaben von DruckflOssigkeiten 3.2 Arten von DruckflOssigkeiten Eigenschaften und Anforderungen 3.4 Viskositat Kapitel 4 Bestandteile einer Hydraulikanlage 4.1 Energieversorgungsteil. 4.2 DruckflOssigkeit 4.3 Ventile Zylinder (Linearantriebe) 4.5 Motoren (Rotationsantriebe)

6 2 Inhaltsverzeichnis Kapitel 5 Symbole und Bildzeichen Pumpen und Motoren Wegeventile Betatigungsarten Druckventile Stromventile Sperrventile Zylinder Energieubertragung und Aufbereitung Messgerate Geratekombination Kapitel 6 Aufbau und Darstellung einer Hydraulikanlage Signalsteuerteil Energieversorgungsteil Lageplan Schaltplan Technische Angaben bei den Geraten Funktionsdiagramm Funktionsplan Kapitel 7 Bestandteile des Energieversorgungsteils Antrieb Pumpe Kupplung Behalter 7.5 Filter. 7.6 Kuhler 7.7 Heizung

7 3 Inhaltsverzeichnis Kapitel 8 Ventile 8.1 NenngroBe 8.2 Bauart Sitzventile. 8.4 Schieberprinzip. 8.5 KolbenOberdeckung 8.6 Steuerkanten Kapitel 9 Druckventi Ie Druckbegrenzungsventile (DBV) 9.2 Druckregelventile (DRV) Kapitel 10 Wegeventile /2-Wegeventil /2-Wegeventil /2-Wegeventil /3-Wegeventil Kapitel 11 Sperrventile 11.1 ROckschlagventil Entsperrbares ROckschlagventil 11.3 Entsperrbares DoppelrOckschlagventil Kapitel 12 Stromventile Drossel- und Blendenventile 12.2 DrosselrOckschlagventil 12.3 Stromregelventile

8 4 Inhaltsverzeichnis Kapitel 13 Hydrozylinder Einfachwirkende Zylinder Doppeltwirkende Zylinder Endlagendampfung Dichtungen Befestigungsarten Entluftung Kenndaten Knicksicherheit Auswahl eines Zylinders. 244 Kapitel 14 Hydromotoren 249 Kapitel 15 Zubehor Schlauchleitungen Rohrleitungen Anschlussplatten Entluftungsventile Druckmessgerat Drucksensoren Durchflussmessgerat 277 Kapitel 16 Anhang

9 5 Kapite/ 1 Kapitel1 Aufgaben einer Hydraulikanlage D. Merkle et al., Hydraulik Springer-Verlag Berlin Heidelberg 1997

10 6 Kapite/1 Hydraulik Was versteht man darunter? Hydraulische Anlagen werden in modernen Produktionsanlagen und Fertigungseinrichtungen eingesetzt. Unter Hydraulik versteht man das Erzeugen von Kraften und Bewegungen durch DruckflOssigkeiten. Dabei sind die DruckflOssigkeiten das EnergieObertragungsmedium. liel dieses Buches ist es, dass Sie mehr Ober Hydraulik und ihre Einsatzgebiete erfahren. Mit dem letzten Punkt wird begonnen, und zwar mit einer lusammenstellung der Hydraulik-Einsatzgebiete. Den Stellenwert der Hydraulik in der (modernen) Automatisierungstechnik zeigt die Vielzahle der Einsatzgebiete. Grundsatzlich unterscheidet man zwischen: Stationar-Hydraulik und Mobil-Hydraulik Die Mobil-Hydraulik bewegt sich z. B. auf Radern oder Ketten, im Gegensatz zur Stationar-Hydraulik, die fest an einen Ort gebunden ist. Charakteristisches Merkmal der Mobil-Hydraulik ist, dass die Ventile haufig direkt mit der Hand betatigt werden. Dagegen werden bei der Stationar-Hydraulik vorwiegend elektromagnetische Ventile verwendet. Weiterhin gibt es die Bereiche Schiffs-, 8ergbau- und Flugzeugtechnik. Die Flugzeughydraulik nimmt eine Sonderstellung ein, weil dort SicherheitsmaBnahmen von grober Bedeutung sind. lur Verdeutlichung der Aufgaben, die von Hydraulikanlagen Obernommen werden konnen, sind auf den nachsten Seiten einige typische Anwendungsbeispiele gezeigt.

11 7 Kapitel1 In der Stationar-Hydraulik sind folgende Einsatzgebiete von Bedeutung: Fertigungs- und Montagemaschinen aller Art TransferstraBen Hub- und Forderzeuge Pressen Spritzgussmaschinen WalzstraBen Aufzuge 1.1 Stationar-Hydraulik Ein typisches Einsatzgebiet ist der Werkzeugmaschinenbau. Drehmaschine Bei modernen CNC-gesteuerten Werkzeugmaschinen werden Werkzeuge und WerkstUcke hydraulisch gespannt. Vorschube und Spindelantrieb konnen ebenfalls hydraulisch ausgefuhrt werden. TPS01 Festo Didactic

12 8 Kapitel1 Presse mit Hochbeh8.lter

13 9 Kapitel1 Einsatzgebiete der Mobil-Hydraulik sind: 1.2 Mobil-Hydraulik Baumaschinen Kipper, Greifarme, LadebOhnen Hebe- und F6rderzeuge Landwirtschaftliche Maschinen In der Baumaschinenindustrie findet die Hydraulik in vielfaltiger Weise Anwendung. Bei einem Bagger z. B. erfolgt neben der Erzeugung alier Arbeitsbewegungen (Heben, Greifen, Schwenken, usw.) auch der Fahrantrieb hydraulisch. Die geradlinigen Arbeitsbewegungen werden durch Linearantrieb (Zylinder) und die Drehbewegungen durch Rotationsantriebe (Motoren, Schwenkantriebe) erzeugt. Mobil-Hydraulik

14 10 Kapitel1 1.3 Hydraulik im Vergleich Es gibt neben der Hydraulik weitere Techniken, mit deren Hilfe in der Steuerungstechnik Krafte, Bewegungen und Signale erzeugt werden: Mechanik Elektrik Pneumatik Dabei ist zu berocksichtigen, dass jede Technik ihre bevorzugten Einsatzmoglichkeiten hat. Um dies zu verdeutlichen, wird in der Tabelle auf der folgenden Seite ein Vergleich von typischen Daten der drei am meisten eingesetzten Techniken - Elektrik, Pneumatik mit Hydraulik - durchgefuhrt. Daraus ergeben sich wesentliche Vorzuge der Hydraulik: Ubertragung grober Krafte bei Einsatz kleiner Bauelemente, d. h. grobe Leistungsdichte exaktes Positionieren Anfahren aus dem Stillstand unter Hochstlast gleichmabige, lastunabhangige Bewegung, da FIOssigkeiten kaum komprimierbar sind und Regelventile eingesetzt werden konnen weiches Arbeiten und Umschalten gute Steuer- und Regelbarkeit gonstige Warmeabfuhr 1m Vergleich mit anderen Techniken weist die Hydraulik folgende Nachteile auf: Verschmutzung der Umgebung durch Leckol (Brandgefahr, Unfallgefahr) Schmutzempfindlichkeit Gefahr durch hohe DrOcke (Schneidstrahl) Temperaturabhangigkeit (Viskositatsanderung) ungonstiger Wirkungsgrad