Hydraulik

Hydraulik (von altgriechisch ὕδωρ hýdor „Wasser“ und αὐλός aulós „Rohr“) bezeichnet die Technik der Verwendung von Flüssigkeiten zur Signal-, Kraft- und Energieübertragung.

Im weitesten Sinne können auch Anlagen zur Nutzung von Wärme- oder Bewegungsenergie oder zum Flüssigkeitstransport als hydraulische Systeme betrachtet werden (z. B. Wasserversorgung, Wasserkraftwerke und Heizungsanlagen sonstige Leitungsanlagen).

Die Lehre vom Strömungsverhalten von Flüssigkeiten ist die Hydromechanik.

Geschichtliche Entwicklung

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 2034-fach 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.

Anwendung

Hydraulik zur Kraftübertragung

Hydraulik ist in der Technik eine Getriebeart im Gegensatz zu mechanischen, elektrischen und pneumatischen Getrieben. Sie dient zur Leistungs-, Energie- oder Kraft-/Momentenübertragung von der Arbeitsmaschine (Pumpe) zur Kraftmaschine (Kolben bzw. Hydraulikmotor), wobei die Leistungsparameter auf die Forderungen der Kraftmaschine angepasst werden. Die Hydraulik überträgt die Leistung durch die Hydraulikflüssigkeit, in der Regel spezielles Mineralöl, in zunehmendem Maß aber auch durch umweltverträgliche Flüssigkeiten, wie Wasser oder spezielle Carbonsäureester oder Glycole. Die übertragene Leistung ergibt sich aus den Faktoren Druck und Volumenstrom. Zu unterscheiden sind:

Hydrodynamische Antriebe arbeiten mit einer Pumpe und einer Antriebsturbine. Die Drehzahl- und Drehmomentwandlung geschieht über die kinetische Energie der Flüssigkeit.
Hydrostatische Antriebe wandeln primärseitig die mechanische Leistung der Kraftmaschine (Elektromotor, Dieselmotor) durch eine Pumpe (Arbeitsmaschine) in hydraulische Leistung um. Diese Leistung wird in Verbrauchern (Kraftmaschine) wieder in mechanische Leistung umgeformt, und zwar in Hydraulikzylindern in eine lineare Bewegung oder in Hydromotoren in eine Drehbewegung. Hydrostatische Antriebe haben besseren Wirkungsgrad als andere Getriebearten, wenn die abtriebsseitige Geschwindigkeit stufenlos verstellbar sein muss.

Beispiele

Kraftfahrzeuge und muskelbetriebene Zwei- und Dreiräder diverser Bauart: Bremsen (Bremsflüssigkeit, auch bei Fahrrad), automatisierte Getriebe, Servolenkung, Fahrwerksregelung, Cabrioverdecke
Landwirtschaft: bei Traktoren, Lenkhydraulik und Kraftheberpaket mit Lageregler zum Heben, Antreiben und Steuern von Arbeits- und Anbaugeräten
Panzer und Fregatten: hydrostatische Überlagerungslenkung, servohydraulische Richtantriebe für die Hauptwaffe beziehungsweise für die Geschütztürme

Literatur

D. Merkle, B. Schrader, M. Thomes: Hydraulik. Grundstufe Springer, Heidelberg u. a. 1997, ISBN 3-540-62091-5.
H. Exner, R. Freitag, H. Geis, R. Lang. J. Oppolzer: Der Hydraulik Trainer. Band 1: Hydraulik – Grundlagen und Komponenten. 3. überarbeitete Auflage. Herausgegeben von Bosch Rexroth AG. Mannesmann Rexroth, Lohr 2002, ISBN 3-933698-30-8.