Hydraulik

'''Hydraulik''' (griechisches substantiviertes Adjektiv υδραυλική [τέχνη] ''hydrauliké [téchne]'' „die hydraulische [Technik]“ von altgriechisch υδωρ ''hýdor'' „das Wasser“ und αυλός ''aulós'' „das Rohr“, „die Flöte“) ist die Lehre vom Strömungsverhalten der Flüssigkeiten. In der Technik wird darunter die Verwendung von Flüssigkeit zur Signal-, Kraft- und Energieübertragung verstanden.

Als Begründer der technischen Hydraulik gilt der Engländer Joseph Bramah. Im Jahr 1795 entwickelte er eine mit Druckwasser betriebene hydromechanische Maschine, die nach dem hydrostatischen Gesetz von Blaise Pascal arbeitete und die eingebrachte Kraft 2034fach vergrößerte. 1851 entwickelte William G. Armstrong den Gewichtsakkumulator, einen Speicher, mit dessen Hilfe große Volumenströme erzeugt werden konnten. Die London Hydraulic Power Company nahm 1882 eine zentrale Druckwasserversorgung für mehrere Hydraulikanlagen in Betrieb.

1905 gilt als der Beginn der Ölhydraulik, als Williams und Janney erstmals Mineralöl als Übertragungsmedium für ein hydrostatisches Getriebe in Axialkolbenbauart einsetzten. Die erste Servolenkung entwickelte Harry Vickers (um 1925), das erste vorgesteuerte Druckventil entwickelte er 1936. Jean Mercier baute 1950 in größerem Umfang die ersten hydropneumatischen Druckspeicher.

Hydraulik ist in der Technik eine Getriebeart – alternativ zu mechanischen, elektrischen und pneumatischen Getrieben, d. h. sie dient zur Leistungs-, Energie- oder Kraft-/Momentenübertragung von der Antriebsmaschine (Pumpe) zur Arbeitsmaschine (Kolben bzw. Hydraulikmotor), wobei die Leistungsparameter auf die Forderungen der Arbeitsmaschine angepasst werden. In der Hydraulik erfolgt die Leistungsübertragung durch die Hydraulikflüssigkeit, in der Regel spezielles Mineralöl, in zunehmendem Maß aber auch durch umweltverträgliche Flüssigkeiten, wie Wasser oder spezielle Ester oder Glycole. Die übertragene Leistung ergibt sich aus den Faktoren Druck und Fluidstrom. Zu unterscheiden sind:

Durch das Einleiten von unter Druck stehender Flüssigkeit in Zylinder werden die darin befindlichen Kolben und Kolbenstangen in lineare Bewegung versetzt, die für Arbeitsvorgänge und zum Antrieb von Maschinen ausgenutzt wird. Auch rotierende Antriebe können durch Flüssigkeitsdruck realisiert werden, etwa mit dem Hydraulikmotor.

Hydraulische Systeme ähneln prinzipiell den Antrieben der Pneumatik, bei der Druckluft zur Kraft- und zur Signalübertragung verwendet wird, haben aber davon abweichende Eigenschaften. So wird in der Ölhydraulik immer ein Kreislauf des Fluids benötigt (Hin- und Rücklauf), während in der Pneumatik die Abluft - meist über einen Schalldämpfer - in die Umgebung abgeblasen wird. Nur bei der Wasserhydraulik wird gelegentlich auf Kreisläufe verzichtet. Gegenüber der Pneumatik hat die Hydraulik den Vorteil, dass wesentlich höhere Kräfte übertragen werden können und sehr gleichförmige und exakte Fahrbewegungen möglich sind, da die Verdichtung der Hydraulik-Flüssigkeit so gering ist, dass sie bei technischen Anwendungen kaum beeinträchtigend wirkt.

Auf dem ''letzten Meter'' werden oft spezielle Hydraulikschläuche mit Hydraulikkupplungen verwendet.

* Die aufgelöste Bauweise, d. h. die flexible Verbindung zwischen An- und Abtrieb und eine optimale konstruktive Anpassung an Raumvorgaben. Als Verbindung zwischen Motor und Pumpe dienen Rohr- und Schlauchleitungen, die weitgehend frei verlegbar sind. Bei mechanischen Antrieben hingegen ist es notwendig, eine direkte Verbindung zwischen Motor und Getriebe und weiter zu Differential über z. B. eine Kardanwelle, Hardyscheibe, Gelenkscheibe oder eine Kette herzustellen. Daher ist dort die Position des Getriebes durch die Position des Motors weitgehend festgelegt.

* Niedrige Induktivität der Hydromotoren und Zylinder

Wegen ihrer spezifischen Vorteile werden Hydraulik-Antriebe häufig bei mobilen Arbeitsmaschinen wie Baumaschinen oder Landmaschinen verwendet. Hier erfolgt das Heben und Senken von Lasten (Gabelstapler, Bagger, Aufzüge, Fahrzeugkrane etc.) vor allem durch linear bewegliche Hydraulikzylinder

Fahrzeuge werden oft mit rotierenden hydraulischen Getrieben bzw. Flüssigkeitswandlern angetrieben, beispielsweise mit so genannten Schrägachsen- und Schrägscheibenmaschinen, mit denen hohe Leistungen übertragen werden können. Das Besondere daran ist, dass die Hydraulikgetriebe die Bewegung eines unflexibel bzw. mit festgelegter Drehzahl arbeitenden Motors flexibler an die Betriebsbedingungen anpassen können, wie vor allem bei Diesellokomotiven.

[[Datei:Mh zweiwegebagger.jpeg|thumb|Zweiwegebagger]]

* Hydraulikschrauber und Bolt Tensioners zur Schraubenvorspannung

* Aufzüge mit geringer Hubhöhe, aber hoher Zuladung

* Kraftfahrzeuge und muskelgetriebene Zwei- und Dreiräder diverser Bauart: Bremsen (Bremsflüssigkeit, auch bei Fahrrad), Servolenkung, Fahrwerksregelung, Cabrioverdecke

* Verbrennungsmotor: Nockenwellenverstellung, Ventilbetätigung, Betätigung von Einspritzeinheiten

* Flugzeug: gesamte Steuerung der Flügelklappen sowie Ein- und Ausfahren des Fahrwerks  

* Gleisbremsen im Rangierbahnhof

* Landwirtschaft bei Traktoren, um Anbaugeräte zu heben, anzutreiben oder zu steuern

* Kfz: Fahrzeuge werden mit Hilfe einer Hebebühne angehoben

* Bagger: hydraulischer Antrieb aller Arbeitsgeräte einschließlich Dreh- und Fahrwerk

* Mobilkrane: hydraulischer Antrieb der Teleskopmasten, Hub- und Windwerk,<br /> Drehwerk, Abstützung, Lenkung sowie teilweise Fahrantrieb Flurförderzeuge,<br /> z.&nbsp;B. Gabelstapler: alle Bewegungen einschl. Fahrantrieb und Lenkung

* Traktoren: Kraftheberpaket mit Lageregler für die Arbeitsgeräte; Lenkhydraulik

* Forstmaschinen: Hydrostatische Fahr- und Arbeitsantriebe

* Panzer und Fregatten: Hydrostatische Überlagerungslenkung, Servohydraulische Richtantriebe für die Hauptwaffe beziehungsweise für die Geschütztürme

* Werkzeugmaschinen: Haupt- und Hilfsbewegungen an Pressen, Scheren und Abkantmaschinen; Vorschubbewegung an Schleifmaschinen, Betätigungsfunktionen wie Werkzeugwechsler, Werkstück- und Werkzeugspannung und Achsenklemmung an allen spanenden Werkzeugmaschinen.

* Metallurgie: Antriebe an Elektro- und Hubbalkenöfen; Stranggießanlagen; Chargier- und Kühlbetten

* Walzwerke: Walzspaltregelungen (Regelung der Dicke des gewalzten Materials mittels sog. hydraulischen Anstellzylindern); alle Hilfsbewegungen für die Zuführung des Walzgutes; Richt- und Scherantriebe;

* Stellantrieb: Elektrohydraulische [[Regelungstechnik|Regelung]] von Fluiden (Druck, Durchfluß) in der Verfahrenstechnik, Kraftwerke, Pipelines

* Bergbau: Zylinder im Schreitausbau, hydrostatische Antriebe in Gewinnungsmaschinen und Vortriebsmaschinen

* allgemein: Hydraulikstempel zum Bewegen schwerer Lasten z.&nbsp;B. in der Baubranche zum Vorschub und Einbau von Brückenträgern und sonstigen schweren Fertigteilen, bei Schwerlasttransporten oder auch als Rettungsgerät bei THW und Feuerwehr.

Mit der hydraulischen Presse kann mit geringer körperlicher Kraft eine große Kraftwirkung erzielt werden. Durch manuelles Pumpen am Pumpkolben (2) eines Kfz-Wagenhebers kann am Presskolben (3) eine tonnenschwere Last gehoben werden.

''Funktionsbeschreibung'': Wird der Pumpkolben (2) nach unten gedrückt, schließt das Ventil (4) und das Ventil (5) öffnet, damit strömt Hydrauliköl in den Presszylinder. Der Presskolben (3) hebt sich. Wird der Pumpkolben nach oben bewegt, öffnet das Ventil (4) und das Ventil (5) schließt. Dadurch kann aus dem Vorratsbehälter (1) Hydrauliköl nachfließen.

Wirkt auf den Pumpkolben mit einer Fläche von 0,5&nbsp;cm² eine Kraft von 100 N (entspricht einer aufgelegten Masse von etwa 10 kg), ergibt das einen Druck von  

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Ein Schaltplan ist der Plan einer hydraulischen Anlage. Die Bauteile sind durch genormte Symbole dargestellt. Diese Pläne sind Teil der zu jeder Anlage erforderlichen Dokumentation, wichtig insbesondere zum Erstellen und Warten der Anlage. Die Liste der Schaltzeichen (Fluidtechnik) enthält eine umfangreiche Aufstellung von Symbolen für Hydraulik und Pneumatik, so Schaltzeichen für Speicher, Filter, Pumpen und Kompressoren, Zylinder und Ventile.

Schaltpläne können individuell, firmenspezifisch oder nach Normen (DIN ISO 1219) erstellt werden. Sie können Teile wie z.&nbsp;B. Arbeits- und Steuerschaltkreise, die Schritte des Arbeitsablaufs, die Bauteile der Schaltung mit ihrer Kennzeichnung sowie die Leitungen und Verbindungen darstellen. Die räumliche Anordnung der Bauteile wird in der Regel nicht berücksichtigt.