Lernfeld 7 · Prüfung Teil 2

Hydraulik

Hydraulik an Werkzeugmaschinen: Pumpe, Förderstrom, Kolbengeschwindigkeit, Leistung, Spannzylinder, Ventile, Speicher und Inbetriebnahme.

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Darum geht es

Hydraulik erzeugt große Kräfte auf kleinem Raum. An Drehmaschinen spannt sie das Kraftspannfutter über einen umlaufenden Spannzylinder und das Zugrohr, bewegt die Reitstockpinole und klemmt den Werkzeugrevolver. Das Aggregat besteht aus Tank, Pumpe mit Motor, Druckbegrenzungsventil, Filter, oft einem Druckspeicher und den Ventilen. Der Förderstrom der Pumpe ist Fördervolumen mal Drehzahl mal volumetrischem Wirkungsgrad.

Zwei Regeln reichen für die meisten Rechnungen: Der Druck bestimmt die Kraft, der Volumenstrom die Geschwindigkeit. Die Kolbengeschwindigkeit ist Volumenstrom durch Kolbenfläche, die hydraulische Leistung Druck mal Volumenstrom; mit bar und l/min teilt man durch 600 und erhält kW. Das Druckbegrenzungsventil schützt die Anlage, das Druckminderventil stellt einen kleineren Spanndruck für empfindliche Werkstücke ein, Rückschlag- und entsperrbare Rückschlagventile halten Zylinder in Position, Stromregelventile halten die Geschwindigkeit lastunabhängig.

Jede Drosselstelle erzeugt Wärme; fließt die Pumpenmenge dauernd über das Druckbegrenzungsventil ab, wird das Öl heiß. Vor Arbeiten an der Hydraulik wird die Anlage drucklos gemacht, auch der Speicher, der sonst noch lange Druck hält. Bei der Inbetriebnahme prüft man Ölstand und Drehrichtung, entlüftet mit kleinem Druck und stellt erst dann den Sollwert ein.

Das solltest du dir merken

Druck bestimmt die Kraft, Volumenstrom die Geschwindigkeit.
Hydraulische Leistung in kW ist bar mal l/min durch 600.
Der Druckspeicher hält auch nach dem Abschalten noch Druck.
Ein Druckminderventil stellt den Spanndruck für dünnwandige Teile ein.
Erst entlüften, dann den vollen Druck einstellen.

Formeln

Förderstrom der Pumpe: $Q = V \cdot n \cdot η_{vol}$; $V$ Fördervolumen in cm³ je Umdrehung, $n$ Drehzahl in 1/min, $Q$ in cm³/min, durch 1000 in l/min
Kolbengeschwindigkeit: $v = \frac{Q}{A}$; $Q$ in cm³/min, $A$ in cm², $v$ in cm/min
Hydraulische Leistung: $P = \frac{p \cdot Q}{600}$; $p$ in bar, $Q$ in l/min, $P$ in kW; Antriebsleistung durch den Gesamtwirkungsgrad teilen
Kolbenkraft: $F = p \cdot A$; $p$ in N/mm², $A$ in mm², beim Ziehen die Ringfläche

Typische Fehler in der Prüfung

Liter und Kubikzentimeter verwechselt und eine um den Faktor 1000 falsche Geschwindigkeit erhalten.
Den Faktor 600 bei der Leistung vergessen oder mit 60 gerechnet.
Den Speicher vor dem Lösen einer Leitung nicht entladen.
Druckbegrenzungsventil und Druckminderventil verwechselt.

Tipps aus der Werkstatt

Merksatz für jede Hydraulikrechnung: Druck macht Kraft, Volumenstrom macht Geschwindigkeit. Für die Leistung gilt bar mal l/min durch 600 gleich kW. Und vor dem Schrauben: Speicher entladen, Manometer muss null zeigen.

Sitzt das Thema? Teste dich mit echten Prüfungsfragen.

13 Aufgaben zu „Hydraulik“, falsche Antworten kommen in der Runde noch einmal.

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Grundlage: KMK-Rahmenlehrplan Zerspanungsmechaniker/-in, Lernfeld 7 (Inbetriebnehmen steuerungstechnischer Systeme). Eigene Erklärung, keine Originalaufgaben der Prüfungsausschüsse.