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Zwei Männer stehen in einer Lagerhalle und unterhalten sich über Hydraulikanlagen.
Geändert am : 01.10.2024 13:57
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Wie funktioniert Hydraulik & Hydraulikanlagen? Schnell erklärt

Inhalte:

Bei der Hydraulik handelt es sich um ein technisches Prinzip, dessen Einsatz aus unserer heutigen Welt nicht mehr wegzudenken ist. Besonders im Maschinenbau und in der Industrie müssen schwere Lasten bewegt werden – hier sind Hydrauliksysteme unverzichtbar.

Sie besitzen Hydraulikanlagen oder planen, welche für Ihr Unternehmen anzuschaffen? Dann sollten Sie wissen, wie Hydrauliksysteme funktionieren. Dieses Wissen ist entscheidend für die Sicherheit, die Wartung und Pflege sowie für Ihre Mitarbeiterschaft. Alles zum Aufbau, zur Anwendung und zur Funktionsweise von Hydraulikanlagen erfahren Sie im Folgenden.

Was ist Hydraulik?



Mittels hydraulischer Systeme können Sie unter geringem Kraftaufwand und auf kleinem Platz große Last bewegen. Das liegt am Prinzip der Druckübertragung, welche sich die Hydraulik mit Hilfe von Flüssigkeiten zunutze macht. Denn im Gegensatz zu Gasen können Sie Flüssigkeiten nicht komprimieren. Ein Beispiel: Wenn Sie eine Plastikflasche mit Wasser drücken, zieht sich das Wasser nicht zusammen – stattdessen wird ein Druck ausgeübt.

In einer Hydraulikanlage (ein geschlossenes System aus Pumpen und Rohren oder Schläuchen) wird dieser Druck durch Flüssigkeit erwirkt. Der Druck verteilt sich gleichmäßig im ganzen System und kann so gesteuert werden, wie er benötigt wird. Letztendlich wandelt das System den Druck gezielt in mechanische Energie um. Dadurch erlangt die Hydraulik eine vergleichsweise hohe Kraft und Effektivität.


Bestandteile von Hydrauliksystemen


Im Grunde genommen besteht eine Hydraulikanlage aus folgenden Komponenten:

  • Hydraulikflüssigkeit – In Anlagen wird Hydrauliköl oder eine spezielle Flüssigkeit verwendet. Herkömmliches Wasser ist nicht nutzbar, da es bei Kälte gefriert und bei Hitze verdunstet.
  • Hydraulikpumpen – Verdrängen die Hydraulikflüssigkeit und erzeugen somit Druck.
  • Motor oder andere Energieerzeuger – Betreiben die Hydraulikpumpe.
  • Hydraulikrohre und -schläuche – führen die Hydraulikflüssigkeit durch die Anlage.
  • Ventile – Steuern den Druck in den einzelnen Anlagenbereichen, indem sie die Flüssigkeitsmenge regulieren.
  • Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotoren – Wandeln den entstandenen Druck in mechanische Energie um, mit dessen Hilfe die Anlage gezielte Aktionen ausführt.

Wie funktioniert Hydraulik in einer Anlage?

Sie kennen nun die Prinzipien der Hydraulik und die Bestandteile eines Hydrauliksystems – wie aber funktioniert die Anwendung konkret in einer Hydraulikanlage? Anmerkung: Die folgende Beschreibung des Ablaufs dient dem einfachen Verständnis. Im Alltag begegnen uns wesentlich komplexere Hydrauliksysteme.

Hier sehen Sie schrittweise, wie eine Hydraulikanlage funktioniert:

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Antrieb der Pumpe

Mittels Motor oder anderem Energieerzeuger (beispielsweise manuell durch ein Pedal oder einen Hebel) wird eine Pumpe angetrieben, wodurch der Kolben bewegt wird.
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Aufbau des Drucks

Durch den Kolben verringert sich der Platz für die Hydraulikflüssigkeit. Dadurch wird Druck erzeugt.
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Verteilung des Volumen- oder Förderstroms

Durch die unter Druck gesetzte Flüssigkeit entsteht ein Volumen- oder Förderstrom. Zusammen mit der erzeugten Druckenergie wird dieser Strom nun über Rohre oder Schläuche in der Hydraulikanlage verteilt. Über Ventile können Sie steuern, in welche Richtung der Strom fließt. Mittels Überstromventil ist sichergestellt, dass kein Überdruck entsteht, der Schäden verursachen könnte.
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Umwandlung in mechanische Energie

Nach einer Weile baut die sich verteilende Flüssigkeit in der Anlage so viel Druck auf, dass sie einen zweiten Hydraulikzylinder bzw. Hydraulikmotor in Gang setzt. Dieser nutzt die Druckenergie und wandelt sie in mechanische Energie um, mit der die von Ihnen gewünschte Aktion ausgeführt wird (beispielsweise das Heben einer Hebebühne).
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Rücklauf

Der Druck wird anschließend wieder abgesenkt. Das kann durch einen Hebel oder einen Schalter erfolgen, mit dem der Kolben zurückgefahren wird. Zudem wird mittels sich öffnendem Rücklaufventil die Hydraulikflüssigkeit wieder in der Anlage verteilt.

Unterschiede von Hydraulik und Pneumatik

Wahrscheinlich haben Sie im Zusammenhang mit Hydraulik auch schon von der Pneumatik gehört. Die Funktionsweise der Pneumatik ist ähnlich, jedoch verwendet sie Luft und Gase. Sie erzeugt Kraft durch Druckluft.

Wo kommt Pneumatik zum Einsatz? Pneumatische Systeme werden vor allem eingesetzt, um Produktionsanlagen zu steuern. Der Prozess verläuft wesentlich schneller als bei der Hydraulik – bis zu einer vierfachen Geschwindigkeit. Der Nachteil gegenüber der Hydraulik ist allerdings, dass die Pneumatik aufgrund der geringeren Dichte von Luft nicht mit schweren Lasten arbeiten kann.

Hydraulik ist platzsparender, flexibler und hat weniger Verschleiß. Zudem kann sie genauere Bewegungsabläufe ausführen und ist somit für Präzisionsmaschinen besser geeignet.

Anwendungsbereiche der Hydraulik

Im Prinzip kommen Hydrauliksysteme überall dort zum Einsatz, wo mit schweren Lasten gearbeitet wird. Sie kennen die Nutzung von Hydraulik von Baggern, Gabelstaplern und Kränen, aber auch von Hebebühnen und Aufzügen mit geringer Höhe. Zudem wird Hydraulik in Autos verwendet – zum Lenken und zum Bremsen. Flugzeuge nutzen für Fahrwerk, Höhen- und Seitenruder ebenfalls Hydraulik.

Die wichtigsten Anwendungsbereiche:

Hydraulik in Hebebühnen

Hebebühnen können dank Hydraulikzylindern schwere Lasten heben und gezielt positionieren. Auf Baustellen, in Logistiklagern und in Werkstätten sind sie unverzichtbar. Auch Maschinenheber oder Arbeitstische, auf denen schwere Lasten bearbeitet werden, verwenden Hydraulik. Zur Steuerung wird ein Hydraulikaggregat genutzt - eine Einheit, die aus verschiedenen hydraulischen Komponenten zusammengesetzt ist und dazu dient, hydraulische Energie zu erzeugen, zu speichern, zu steuern und zu verteilen.

Hydraulik in der Industrie

In der Industrie bzw. der Maschinenbauindustrie spielen Hydraulikanlagen eine Schlüsselrolle, nicht zuletzt da hier mit enormer Kraft gearbeitet wird. Systeme entwickeln sich in diesem Bereich ständig weiter, um die Effizienz zu steigern – etwa durch das Load Sensing, bei dem Maschinen automatisch erkennen, wie viel Druck erzeugt werden muss. Hydraulik findet hier Einsatz bei:

  • Montageanlagen
  • Hydraulikpressen, die Werkstücke formen
  • Rohrbiegemaschinen

Hydraulik in Automobilen und anderen Fahrzeugen

Ohne Hydraulik wäre die Nutzung von Autobremsen, wie wir Sie kennen, nicht möglich. Aber auch beim Manövrieren schwerer Lasten mit Baufahrzeugen oder Hubwagen kommen sie zum Einsatz. Bekannteste Beispiele für Hydraulik bei Fahrzeugen sind:

  • Für den Antrieb von Baumaschinen und Landmaschinen. Aber auch bei kommunaltechnischen Fahrzeugen wie Kehr- oder Winterdienstfahrzeuge.
  • Bei linearen Antrieben für beispielsweise Bagger werden Hydraulikzylinder verwendet.
  • Bei der Servolenkung, auch bekannt als hydrostatische Lenkeinheiten, die bei Baumaschinen und Landmaschinen zum Einsatz kommen.
  • Bei Fahrwerken von Flugzeugen sowie bei Flügelklappen.

Vorteile der Hydraulik


Hydraulikanlagen eignen sich besonders für den Einsatz in der Industrie und bei Fahrzeugen, da sie Vorteile mit sich bringen, die bei kaum einer anderen Technologie zu finden sind. Das sind:

  • Erzeugung von hoher Kraft
  • Benötigt dank kompakter Bauweise wenig Platz
  • Hohe Belastbarkeit
  • Durch Druckbegrenzungsventile agieren sie sicher, da diese eine Drucküberlastung verhindern.
  • Anpassungsfähigkeit dank flexiblen des Einsatzes von Rohren und Schläuchen
  • Sehr genaue Einstellungen möglich, weswegen sich die Hydraulik für Präzisionsmaschinen qualifiziert
  • Bei richtiger Wartung und Nutzung sind Hydraulikanlagen langfristig einsetzbar

Wartung und Pflege von Hydraulikanlagen


Die regelmäßige Prüfung und Wartung von Hydraulikanlagen dient nicht nur der Langlebigkeit von Hydrauliksystemen, sondern ist auch rechtlich vorgeschrieben. Folgende Tipps sollten Sie beachten, damit Ihre Hydrauliksysteme lang einsetzbar und sicher sind.

Tipps zur Verlängerung der Lebensdauer von Komponenten

Einzelne Komponenten können Sie regelmäßig auf Verschleiß prüfen und präventive Maßnahmen ergreifen. Beispielsweise:

  • Alle beweglichen Elemente Ihrer Hydraulikanlage regelmäßig schmieren
  • Überprüfen und Einstellen von Druck- und Durchflusswerten
  • Dichtflächen säubern, um eine möglichst optimale Abdichtung beizubehalten
  • Wartung aller Antriebskomponenten
  • Hydraulik entlüften

Wie Sie ein Gerät mit Hydraulik instand halten und reparieren, zeigen wir Ihnen in diesem Artikel anhand eines Hubwagens.


Häufige Wartungsarbeiten und Inspektionsverfahren

Als Arbeitgeber sind Sie laut § 13 Arbeitsschutzgesetz (ArbSchG) dazu verpflichtet, Ihre Hydraulikanlagen regelmäßig zu warten und zu prüfen. Für Prüfungen existieren, je nach Art der Anlage und den Komponenten, diverse Fristen und vorgegebene Maßnahmen. Informieren Sie sich dazu beim Hersteller, mit Hilfe von Herstelleranleitungen, bei fachlichem Personal oder anderen Dienstleistern.

  • Zu den Wartungsarbeiten und Inspektionsverfahren zählen:
  • Überprüfung auf Leckagen
  • Austausch von verschlissenen Teilen
  • Wartung von Dichtungen
  • Inspektion von Ventilen, Ventilblöcken und Steuerelementen
  • Kontrolle von Hydraulikpumpen
  • Check auf Undichtigkeiten der gesamten Anlage

Empfehlungen für den Austausch von Hydraulikflüssigkeiten

Auch der richtige Umgang mit Hydraulikflüssigkeiten bzw. Hydrauliköl beugt Verschleiß vor. Folgendes können Sie tun:

  • Tauschen Sie die Hydraulikflüssigkeit aus. Beachten Sie dabei Herstellerempfehlungen.
  • Halten Sie die Flüssigkeit mit Hydraulikfiltern frei vor Verunreinigungen. Tauschen Sie die Filter regelmäßig aus.
  • Wenn Sie Hydrauliköl verwenden, sollten Sie regelmäßig eine Ölprobe vornehmen.

Fazit: Hydraulikanlagen spielen für sämtliche Tätigkeiten in der Industrie und im Umgang mit Fahrzeugen, aber auch in der Waren- und Lagerlogistik, eine fundamentale Rolle. Setzen Sie Anlagen ein, sollten Sie sich mit den hydraulischen Prozessen, Sicherheitsmaßnahmen und der Wartung auskennen. Besonders, da Sie eine arbeitsrechtliche Verpflichtung zum sicheren Umgang haben und bei Unfällen haftbar gemacht werden können. Wir hoffen, Ihnen mit diesem Artikel ein Grundverständnis vermittelt zu haben – viele Hydraulikanlagen funktionieren jedoch komplexer. Wir empfehlen, dass Sie sich bei Herstellern, anhand von Bedienungsanleitungen oder in Gesprächen mit Fachexperten umfassend informieren.

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