Ist mir fast peinlich… ich wusste es mal…
„Wie funktioniert Hydraulik und warum ist sie so unglaublich stark, wie man ihr nachsagt?“
In freudiger Erwartung von Links mit einfachem Text vielen bunten Bildern…
Andi
Hi Andreas,
das ist im Prinzip so wie ein Hebel.
Kraft 1 * Kraftarm 1 = Kraft 2 * Kraftarm 2
wenn nun Kraft 1 sehr groß ist, kann der Arm klein sein und umgekehrt.
Gandalf
Hi Gandalf…
auch hier wieder: danke, aber Thema verfehlt…
Sorry, vielleicht bin ich zu doof für dieses Forum *g
Hi.
Gandalf hat schon recht mit dem Vergleich mit dem Hebel, da gilt nämlich, dass das Drehmoment auf beiden Seiten gleich ist:
D1=D2
l1*F1=l2*F2 F1=l2/l1*F2,
wenn jetzt das Verhältnis l2/l1 groß genug ist, kann man mit einer beliebig kleinen Kraft F2 eine beliebig große Kraft F1
aufbringen.
Genauso ist es bei der Hydraulik. Man hat eine eingeschlossene Flüssigkeit mit zwei Stempeln der Fläche A1 und A2 und weil der Druck p in der Flüssigkeit überall gleich ist, gilt:
p1=p2
F1/A1=F2/A2 F1=A1/A2*F2
wenn jetzt das Verhältnis A1/A2 groß genug ist, kann man mit einer beliebig kleinen Kraft F2 eine beliebig große Kraft F1
aufbringen.
Gruß
Oliver
Hallo !
Eine Hydraulikpumpe mit einem Arbeitsstempel (Pumpe)und 1 cm² Fläche und einem Druck von 1 bar drückt in einen Hydraulikarbeitsstempel über eine leitung ebenfalls mit 1 bar.
Hat dieser Arbeitsstempel nun eine Fläche von 30 cm², so ist dort der Gesamtdruck 30 bar. Nicht das Öl, sondern der Stempeldruck. Der Öldruck ist überall gleich. (theor)
Wie Gandalf schon sagte : Kraft x Kraftarm = Last x Lastarm.
Ein Säuselwind von 0,1 bar drückt auf eine Fensterscheibe von 2000 cm² mit 200 bar.
Sollte ich die Dimensionen etwas durcheinander gebracht haben, bitte ich um Entschuldigung. Bin noch mit der alten Rechnerei groß geworden.
Gruß Max
Wenn ich das verstünde, wüsste ich es auch
Hallo Leute,
ich gehe selbstverständlich davon aus, das Gandalf Recht hat - und auch du!
Aber wenn ich ein solches Verständnis von Physik hätte, dass ich eure Formeln und Fachsprache verstehen würde … tja, dann wüsste ich wohl auch, wie diese Dinge wie Hologramme und Hydraulik funktionieren, oder etwa nicht?
Aus diesem Grund hatte ich eine Erlärung gesucht, die bildlich und/oder in einfachen Worten diese Funktionsprinzipien darstellen.
Frage nochmal neu formuliert
Hallo Max…
also, danke, vielleicht muss ich einfach nochmal von vorne anfangen.
- Ich möchte *keine* Formeln*
- Ich will nichts nachrechnen
- Ich möchte nicht Physik studieren
- Ich möchte auch keine Grundgesetze der Physik, der Mechanik oder der Therodynamik oder was auch immer vorgehalten bekommen
Ich wollte nur wissen: wie funktioniert Hydraulik.
Dabei stelle ich mir eine Antwort wie folgt vor: Also da ist ein Kolben, da ist Öl, das Öl fließt oder wird gepumpt, dort und dort hin, dadurch entsteht hier aus den und den Gründen eine besonders starke Kraft, weil sich Flüssigkeiten nicth zusammen pressen lassen, blabla, whatever, irgendsowas. Ich weiß eben nicht, wie Hydraulik funktiert, warum gibt es da Öl, wie wird diese ungeheure Kraft erzeugt? Mit Strom? Ich nix weiß von irgendwas - egal ob sin(x)^2=x(F1) über unendlich undsoweiter.
Kinder, ist das so schwer?
Wenn mich jemand fragt, was ein Hebel ist, dann fange ich doch auch nicht mit Formeln an, sondern erkläre, dass man eine lange Stange braucht, die man unten verkeilt, und dass man umso mehr Kraft ausüben kann, je länger diese Stange ist, und je kleienr das eingekeilte Stück vor ist.
Nix für ungut…
Andi
Noch’n Erklärungsversuch
Hallo,
ich versuchs mal einfacher - zwar physikalisch nicht 100% exakt, aber dafür bildhaft:
Stell Dir z.B. einen auf die Spitze gestellten Metallkegel vor, den Du mit der Spitze nach unten in eine Holzplatte drückst (Deine Handfläche drückt auf die große Basisfläche).
Auf diese Art kannst Du mit der Spitze Dinge anstellen, die Du bei gleichem Krafteinsatz mit der Basis nie könntest (nämlich das Ding tief ins Holz drücken).
Analog funktioniert das mit der Hydraulik - ganz vereinfacht.
Ersetze oben den Kegel durch eine eingeschlossene Flüssigkeit, Basisfläche und Spitze sind z.B. zwei Stempel, einer mit großer Fläche, einer mit kleiner Fläche - Fertig.
Grüße,
Hasta Lavista
Ah!
Ich kann mir das also wie Rohr vorstellen, sich zum einen Ende hin extrem verjüngend, das Rohr ist mit einer Flüssigkeit gefüllt (hier: Öl), ausserdem sitzen an beiden Enden des Rohres Stempel darin. Wenn ich nun (mit welcher Kraft auch immer (durch einen Motor z.B) den großen Stempel in das Rohr hineindrücke, dann wird der kleine Stempel am anderen Ende mit wesentlich höherer Kraft herausgedrückt (weil sich Flüssigkeiten nicht zusammenpressen lassen?)
Also je größer der Größenunterschied zwischen Stempel 1 und Stempel 2 ist, umso stärker wirkt die Kraft?
Wenn ich also einen Stempel von der Größe 2 x 2 Meter als hydraulische Presse benutzen möchte (gesehen bei Terminator 1), dann muss das obere Ende noch wesentlich größer sein, damit sich das lohnt, oder? Wenn ich die 2 x 2 Meter große Platte an mehreren einzelnen kleineren hydraulische Stempel befestige, dann bringt das wohl entsprechend weniger, hm?
Andi
Hallo !
Physik studieren? Hydraulik lernt jeder Kfz-Mechaniker und Maschinenbauer im ersten Lehrjahr.
Wenn man Dir eine technische Sache nicht technisch erklären darf, wirds schwierig.
Hydraulik ohne Zahlen zu erklären ist eigentlich nicht möglich.
Vielleicht könnte das die Sendung mit der Maus!!
Hydraulikpumpen sind fast nur Zahnradpumpen oder Schraubenspindelpumpen. Kolbenpumpen nimmt man nur als Beispiel für Rechenaufgaben, um dem Schüler die Vergleiche leichter zu machen.
Eine Hydraulikpumpe pumpt Öl mit einem bestimmten Druck in eine Arbeitsleitung. Diese Arbeitsleitung hat ein Sicherheitsventil, welches sich bei einem bestimmten höheren Druck öffnet und das Öl zurück in den Tank fördert.
An der Arbeitsleitung angeschlossen ist ein Hydraulikstempel, der durch das Öl nach oben gedrückt wird. Und hier eine Arbeit verrichtet.
Je größer der Arbeitsstempel, umso größer die Kraft, die umgesetzt werden kann. Hier wird der Druck aus der Druckleitung/Pumpe durch die Fläche des Hydraulikstempels umgewandelt.
Man erhöht auf keinen Fall damit den Öldruck. Der Öldruck ist von der Pumpe bis zum Arbeitsstempel konstant.(theor).
Ist die Hydr.stempelfläche 10mal größer als der Leitungsquerschnitt, so ist auch die Kraft des Stempels 10mal größer.
Als Hydraulik stell Dir im Moment auch die leeren Keller an der Elbe vor, welche vom Grundwasser gehoben werden. Sie deshalb also nicht übereilt leergepumpt werden dürfen.
Gruß max
Jetzt versuch ichs auch nochmal, bitte nicht übelnehmen:
Es wird eine Flüssigkeit, eben das Öl, in einen Zylinder gepumpt. Der Kolben wird vom Öl aus dem Zylinder herausgedrückt. Je größer der Kolben, umso größer ist die Kraft, auch wenn der Öldruck immer gleich bleibt. Weil: Druck ist Kraft pro Fläche, also ist Kraft gleich Druck mal Fläche. Will man also viel Kraft, nimmt man einen breiten Kolben. Der bewegt sich natürlich dann langsamer, weil man mehr Öl reinpumpen muß.
Eine Flüssigkeit unter einem Druck von 5 bar, wie er vielleicht in einer Wasserleitung herrscht, übt auf eine handtellergroße Fläche (50 cm2) bereits eine Kraft von etwa 250 Kilo aus (die Physiker verzeihen mir die Kilo als Maßeinheit für Kraft).
Gruß
Moriaty
Ah!
Ich kann mir das also wie Rohr vorstellen, sich zum einen Ende
hin extrem verjüngend, das Rohr ist mit einer Flüssigkeit
gefüllt (hier: Öl), ausserdem sitzen an beiden Enden des
Rohres Stempel darin. Wenn ich nun (mit welcher Kraft auch
immer (durch einen Motor z.B) den großen Stempel in das Rohr
hineindrücke, dann wird der kleine Stempel am anderen Ende mit
wesentlich höherer Kraft herausgedrückt (weil sich
Flüssigkeiten nicht zusammenpressen lassen?)
so, das ist zwar genau verkehrt, aber vielleicht kommen wir
damit hin: die anordnung ist schon mal richtig, nur drückst du
auf den kleinen stempel, und die große kraft sitzt am großen
stempel.
wir haben ja schon gesagt, in der flüssigkeit ist der druck
überall gleich groß. wenn du jetzt am kleinen stempel sagen wir,
er hat einem cm2, eine kraft aufbringst, setzt du die
flüssigkeit unter einen druck, der im ganzen rohr auf jeden cm2
der innenfläche die gleiche kraft wirken läßt. wenn jetzt der
große stempel z.b. 100 cm2 hat, dann wird der 100 mal mit deiner
kraft weggedrückt.
oder für das terminatorbeispiel: je kleiner der eingangsstempel
und je größer der ausgangsstempel, umso besser.
damit könnte man schon mal eine tolle bremse fürs auto bauen:
ein kleiner tipp mit dem fuß und am anderen ende drücken die
bremsklötze mit großer kraft auf die bremsscheibe
jetzt kommt aber auch schon der nachteil ins spiel, den der
gandalf gemeint hat. die flüssigkeit im rohr hat immer das
gleiche volumen. wenn du also auf etwas um 10 cm zusammenpressen
willst, muss am dicken ende 1 l Öl nachrinnen (100 cm2 mal 10 cm
gibt 1000 cm3 oder i liter). diese menge mußt du mit dem
kleinen stempel verdrängen, der muss also im dünnen ende 1000 cm
bewegt werden (1cm2 mal 1000 cm gibt ebenfalls 1000 cm3)
aber das wäre eine furchtbar komplizierte konstruktion, für so
eine mickrige presse braucht man schon einen 10 m langen
stempel.
glücklicherweise ist es dem großen stempel wurst, wo der liter
öl mit dem druck herkommt, um die große kraft zu entwickeln,
daher nimmt man am eingangsende eine pumpe.
eine hydraulische presse ist also ein möglichst großer stempel
in einem entsprechenden gefäß, in den durch ein dünnes rohr öl
hineingepumpt wird.
foehn-x
Vielleicht so besser erklärt? 
Hydraulik - das hat dem Namen nach offensichtlich etwas mit Flüssigkeit (eigentlich Wasser) zu tun. In der Praxis nimmt man üblicherweise Öle wegen ihrer technisch günstigeren Eigenschaften. Alternativ könnte man auch Gase nehmen, dann hätte man Pneumatik.
Man nimmt das Öl, weil Flüssigkeiten direkter „ansprechen“ - sie sind nicht kompressibel - und weil man sie leichter handhaben kann. Bei einem Gas müßte man erst den Druck aufbauen, bevor sich die Last bewegt. Es kommt also zu einer Verzögerung. Außerdem erwärmt sich das Gas bei Kompression und kühlt sich bei Ausdehung ab. Das kann Probleme geben, wenn die Maschine plötzlich einfriert
Mit Hydraulik möchte man meistens mit wenig Kraftaufwand schwere Lasten bewegen. Beispiel: hydraulischer Wagenheber, Hebebühne, Fahrstuhl.
Aber Hydraulik eignet sich auch gut dazu, mechanisch komplizierte Anordnungen durch einen einfacheren Aufbau zu ersetzen (Bremsen in einem Fahrzeug, Kupplungsbetätigung etc.). Manchmal geht es nur darum, eine mechanische Bewegung weiterzuleiten, ohne sie zu verstärken. Dabei ist es ein großer Vorteil, daß die Verbindung der Hydraulikzylinder beliebig erfolgen kann - egal, ob gerade, spiralförmig oder rund etc., also eigentlich mit „Umwegen“. Ein Gestänge müßte immer direkt verbunden sein.
Für Hydraulik braucht man flüssigkeitsgefüllte Gefäße (Zylinder), in denen sich durch den Druck der Flüssigkeit Elemente verschieben (die Kolben). Die Kolben reichen die von der Flüssigkeit übertragenen Druckkräfte nach außen weiter. Die Zylinder sind durch ein Rohrsystem oder eine entsprechend stabile Schlauchleitung miteinander verbunden.
Wenn es „nur“ um ein mechanisches Weiterreichen einer Kraft geht, ohne sie zu verstärken, können die Zylinder und Kolben gleichgroß sein.
Wenn eine schwere Last gehoben oder bewegt werden soll, nimmt man einen Zylinder mit großem Durchmesser zum Heben der Last, und einen Zylinder mit kleinem Durchmesser zum „Antrieb“. Dieser dünnere Zylinder muß entsprechend lang sein, um das Öl, das aus dem dickeren abfließt oder in ihn hinein, aufzunehmen. Das ist dann problematisch, wenn die aufzubringenden Kräfte sehr groß sind und sehr viel Flüssigkeit bewegt werden muß - so einen langen Zylinder kann man eventuell nicht in die Anlage einbauen. Denke nur an den Wagenheber - da muß man eine Weile mit dem Hebel arbeiten, bis sich das Auto ausreichend für den Radwechsel gehoben hat. Nun stelle Dir vor, es wäre ein langer dünner Zylinder, den man „auf einen Rutsch“ betätigen sollte! Der wäre sehr lang - viel zu unhandlich. Daher der Pumpmechanismus. Geschickter ist es, den dünnen Zylinder durch eine Pumpe und einen Vorratsbehälter mit Hydraulikflüssigkeit zu ersetzen.
Die Pumpe arbeitet also anstelle des dünneren Zylinders.
Eigentlich könnte man auch mit einem starken Hebel arbeiten. Aber der Hebel ist irgendwann „erschöpft“, genauer gesagt, man hat eine Endstellung erreicht, und die Last hat sich nur wenig weiter bewegt. Hier kommt ein Vorteil der Hydraulik, denn der „Hydraulikhebel“ kann mit dem Vorratsbehälter quasi „zurückgesetzt“ werden, um ihn erneut anzusetzen und die Last weiterzuheben.
Die Zylinder haben Ventile, mit denen sie sich absperren lassen. Dadurch können die Rohrleitungen und die Pumpe entlastet werden, sobald der Lastzylinder die gewünschte Position erreicht hat.
Um die Last wieder abzulassen, öffnet man die Ventile, ohne die Pumpe laufen zu lassen, und läßt das Gewicht der Last das Öl zurück in den Vorratsbehälter oder den dünneren Zylinder treiben.
Ich hoffe, ich habe jetzt nichts falsch erklärt, zumindest habe ich keine mathematische Formel benutzt .
Gruß,
Watchercallit.