E-Book, Deutsch, 449 Seiten
Will / Gebhardt / Ströhl Hydraulik
3., neu bearbeitete und ergänzte Auflage 2007
ISBN: 978-3-540-34326-4
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Grundlagen, Komponenten, Schaltungen
E-Book, Deutsch, 449 Seiten
ISBN: 978-3-540-34326-4
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Format: PDF
Kopierschutz: 1 - PDF Watermark
Das Buch befähigt Leser zur schnellen Einarbeitung in das Gebiet der Hydraulik. Es behandelt die physikalischen und technischen Grundlagen der Hydraulik und geht auf die Probleme der Druckflüssigkeit als Energieübertragungsmedium ein. Einen besonderen Schwerpunkt bildet die umfassende, anwendungsorientierte Darstellung der elektrohydraulischen Servo- und Proportionaltechnik.
Besonderen Wert legen die Autoren auf die Vermittlung von Kenntnissen zur Vorausbestimmung des Betriebsverhaltens hydraulischer Anlagen, um dynamische Probleme weitgehend zu vermeiden. Die stark bearbeitete Auflage bietet Ausführungen zu Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der elektronisch geregelten hydraulischen Antriebe (digitale Regelungen, moderne Bussysteme, mechatronische Komponenten und -systeme).
Sie berücksichtigt neue, energiesparende Volumenstromquellen wie drehzahlgeregelte Pumpen und elektronisch ansteuerbare schnelle Stelleinrichtungen für Pumpen. Ebenso beschreibt sie Maßnahmen zur Verringerung der Lärmbelastung oder zur Reduzierung von Energieverlust sowie Möglichkeiten zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens von Systemen mit Zentralhydraulik.
Geschrieben für: Ingenieure und Studenten
Schlagworte:
Antriebstechnik
Arbeitszylinder
Druckflüssigkeitsspeicher
Fluidtechnik
Hydraulikflüssigkeit
Mechatronik
Steuerungstechnik
Ventile
hydraulische Systemtechnik
Autoren/Hrsg.
Weitere Infos & Material
1;Vorwort zur 3. Auflage;5
2;Inhaltsverzeichnis;7
3;1 Einleitung;12
4;2 Aufbau und Darstellung hydraulischer Anlagen;16
5;3 Druckflüssigkeiten;24
5.1;3.1 Anforderungen;24
5.2;3.2 Einteilung;24
5.3;3.3 Eigenschaften und Kennwerte von Druckflüssigkeiten;27
5.4;3.4 Charakteristik der marktüblichen Druckflüssigkeiten;41
5.5;3.5 Einsatzkriterien und Auswahl;46
6;4 Berechnungsgrundlagen;49
6.1;4.1 Druckentstehung und -fortpflanzung;49
6.2;4.2 Kontinuitätsgesetz, Masse- und Volumenstrom;54
6.3;4.3 Bernoulli-Gleichung und Impulssatz;56
6.4;4.4 Strömungswiderstände;63
6.5;4.5 Hydraulische Kapazität und Induktivität;81
6.6;4.6 Verknüpfung von Grundelementen;85
6.7;4.7 Strömungsbedingte Kräfte an Kolben hydraulischer Ventile;95
6.8;4.8 Arbeit, Leistung, Wirkungsgrad und Wärmeentwicklung;100
7;5 Grundstrukturen hydraulischer Kreisläufe;105
7.1;5.1 Volumenstrom- und Druckquellen;105
7.2;5.2 Offener und geschlossener Kreislauf;108
7.3;5.3 Parallel- und Reihenschaltung von Verbrauchern;112
7.4;5.4 Drosselkreisläufe;114
7.5;5.5 Passive und aktive Lasten;117
8;6 Pumpen und Motoren;119
8.1;6.1 Einteilung;119
8.2;6.2 Kenngrößen;121
8.3;6.3 Maßnahmen zur Pulsationsminderung;130
8.4;6.4 Simulation von Hydromaschinen;133
8.5;6.5 Bauarten von Hydromaschinen;135
8.6;6.6 Stelleinheiten von Hydromaschinen;151
8.7;6.7 Power Packs;162
8.8;6.8 Prüfung von Hydromaschinen;163
9;7 Arbeitszylinder;165
9.1;7.1 Bauarten;165
9.2;7.2 Berechnung von Zylindern;169
9.3;7.3 Zusatzelemente an Zylindern;178
10;8 Ventile;185
10.1;8.1 Druckventile;186
10.2;8.2 Stromventile;199
10.3;8.3 Sperrventile;208
10.4;8.4 Wegeventile;213
10.5;8.5 Elektrisch betätigte Stetigventile;228
10.6;8.6 Verkettungstechnik und Montageformen für Ventile;249
11;9 Druckflüssigkeitsspeicher;257
11.1;9.1 Anwendungen;257
11.2;9.3 Bauarten;260
11.3;9.4 Auslegung von Druckflüssigkeitsspeichern;264
11.4;9.5 Sicherheitsvorschriften;270
11.5;9.6 Einbau, Inbetriebnahme und Wartung;273
12;10 Zubehör;275
12.1;10.1 Flüssigkeitsbehälter (Tank);275
12.2;10.2 Flüssigkeitskühler und Vorwärmer;279
12.3;10.3 Leitungen und Leitungsverbindungen;281
12.4;10.4 Filter;290
13;11 Montage, Inbetriebnahme und Instandhaltung;297
13.1;11.1 Montage;297
13.2;11.2 Inbetriebnahme;300
13.3;11.3 Vorbeugende Instandhaltung (Wartung);301
14;12 Messtechnik in der Hydraulik;305
14.1;12.1 Messgrößen;306
14.2;12.2 Hydraulikmessgeräte;328
14.3;12.3 Software;338
15;13 Diagnose und Zuverlässigkeit;339
15.1;13.1 Allgemeine Grundlagen;339
15.2;13.2 Hydraulikdiagnose;343
15.3;13.3 Anwendung der Hydraulikdiagnose;347
16;14 Projektierung und Gestaltung von Kreisläufen;349
16.1;14.1 Projektierungsgrundlagen;349
16.2;14.2 Kreislaufkonzepte;351
16.3;14.3 Kreisläufe mit Druckquellen konstanten Drucksollwertes;356
16.4;14.4 Kreisläufe mit Load-Sensing-System;395
16.5;14.5 Kreisläufe mit Volumenstromquellen;403
16.6;14.6 Vergleich der Kreislaufkonzepte;419
16.7;14.7 Der Projektierungsprozess;423
17;Literatur;435
18;Sachverzeichnis;446
9 Druckflüssigkeitsspeicher (S. 247-248)
Druckflüssigkeitsspeicher (auch Hydrospeicher, hydropneumatische Speicher, Druckspeicher) haben die Aufgabe, ein Flüssigkeitsvolumen unter Druck, also hydrostatische Energie, aufzunehmen und bei Bedarf wieder abzugeben. Passende Analogievergleiche sind Akkumulatoren und Kondensatoren (Kapazitäten, s. Abschn. 4.5) in elektrischen Systemen oder Schwungräder als Speicher mechanischer Energie.
Eine herausragende Eigenschaft der Druckflüssigkeitspeicher ist die Möglichkeit, Energie über lange Zeiträume nahezu verlustfrei zu speichern.
9.1 Anwendungen
Die zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten (s. Abb 9.1 bis 9.4) lassen sich in drei Hauptaufgaben einordnen:
1. Deckung des Volumenstrombedarfs bei schwankenden Anforderungen, bei Havariesituationen oder als Leckageausgleich,
2. Abbau von Druckspitzen und Dämpfung von Druck- und Volumenstromschwankungen (Pulsationen),
3. Einsatz als hydropneumatisches Federelement.
In Verbindung mit dem ersten Anwendungsprinzip ergeben sich Möglichkeiten für beträchtliche Leistungseinsparungen über eine Energierückgewinnung. In der Mobiltechnik kann bei sekundärgeregelten Antrieben die kinetische Energie des bewegten Fahrzeuges über die Bremsenergie in Druckflüssigkeitsspeichern gespeichert und bei Bedarf dem Antriebssystem wieder zur Verfügung gestellt werden. Bei Autobussen („Hydrobus") sind Kraftstoffeinsparungen von 25 % nachgewiesen.
Weitere hochinteressante Anwendungen gibt es bei der Erzeugung von Bewegungen mit sehr hohen Beschleunigungen und Endgeschwindigkeiten, wie sie bei Beschleunigungsanlagen für die sog. Invers-Crash-Tests in der Kfz-Industrie (Beschleunigungen bzw. Verzögerungen 60 g, Beschleunigungsgradient 10 g/ms), bei speziellen hochdynamischen Prüfmaschinen oder für die Schiffchenbewegung („Schuss") in großformatigen Webmaschinen benötigt werden. Die dafür in kürzester Zeit, oft bis in den Millisekunden-Bereich, notwendigen riesigen Volumenströme in Größenordnungen von bis zu mehreren Millionen Litern pro Minute können wirtschaftlich nur aus Hydrospeichern zur Verfügung gestellt werden.
Bei der Funktion „Deckung des Volumenstrombedarfs bei schwankenden Anforderungen" wird von der Pumpe der durchschnittliche Grundbedarf sichergestellt, während der Speicher die Spitzenlasten übernimmt. Diese Anwendung dominiert bei kurzen Zykluszeiten und bei ölhydraulischen Anlagen. Extrem kleine Pumpenparameter sind möglich, wenn der Speicher so dimensioniert wird, dass er das gesamte für ein Arbeitsspiel erforderliche Volumen aufnehmen kann. Diese Lösung ist für die Wasserhydraulik oder für Arbeitszyklen mit zwischenzeitlichen Stillstandsperioden charakteristisch. Generell muss die Pumpe mit Sicherheit so dimensioniert werden, dass der Speicher vor dem Start eines neuen Arbeitsspiels wieder den notwendigen Ladezustand aufweist. Deshalb sollte die Pumpe lieber eine Sicherheitsreserve aufweisen als im Grenzbereich dimensioniert zu sein.
