Hydrauliksystem

[w.j.schmitz]

Zitat von Holger

w.j.:
danke für den kommentar. du hast natürlich recht mit deinen berechnungen. in der praxis werde auch ich eher mit dem niedrigstmöglichen druck fahren. 120...150 bar sind auch die betriebswerte von winschherstellern wie z.b. maxwell. ich werde allerdings keine verstellpumpe mit variablem druckregler verwenden um die anlage so einfach wie möglich zu halten. winschbetrieb ist kurzzeitbetrieb, da genügt die zweitbeste optimierung. das druckventil ist deshalb einstellbar, nicht regelnd.
bei nichtgebrauch fördern die pumpen über hochdruck-kugelhähne drucklos in den hydraulikbehälter um die verlustleistung (die an jedem druckventil anfällt) zu verringern.
wenn ich mir die hydraulikanlagen von hebebühnen und sonstiger lkw-hydraulik ansehe sind NG6-ventile für bootsanlagen ausreichend dimensioniert.

wegen des druckes habe ich keine bedenken. wenn alle verbindungen sorgfältig und vorschriftsmäßig sind beträgt der maximale arbeitsdruck 260 bar, bei den ventilen bis 360 bar. es sind also ausreichend reserven vorhanden.

bei kleineren rohren kann man den druck höher wählen. die hydraulik im airbus A380 arbeitet aus gewichtsgründen mit 400 bar.

sicherheit ist stets mit der sorgfalt der verlegung und der verbindungen verbunden. vor der inbetriebnahme wird man zunächst die anlage mit
druckluft abdrücken und die verbindungsstellen mit seifenwasser abpinseln. wenn sich keine blasen bilden folgt der hydraulische test mit hilfe einer handpumpe, wobei der druck stufenweise erhöht wird. mit einem präzisionsmanometer überwacht man ob der druck steht. dass man sich nicht gerade bei der druckprobe über die verbindungsstellen beugt dürfte klar sein. wie man letztlich genau bei der druckprobe vorgeht steht in der fachliteratur, beispielsweise in dem ausgezeichneten heft von bosch-rexroth "Hydraulik in Theorie und Praxis" das ich jedem hydraulik-aspirante als grundsatzlektüre nur empfehlen kann, denn es enthält viele berechnungs- und dimensionierungshinweise.

holger

Hallo Holger,
Du hast natürlich recht wenn es dabei um Kraftübertragung geht, also auf hydraulische Zylinder, wobei große Kräfte übertragen werden auch mittels der Wahl großer Kolbenflächen, nur hierbei handelt es sich um Umwandlung von Strömungen in drehende Teile die Teils im Bereich der Umlaufströmung betrieben wird. Also eine völlig andere Grundlage.
Es ist Natürlich auch nicht leicht dies hier in kurzer Zeit zu dokumentieren und dies Vereinfacht darzustellen.

[TageDieb]

Hallo w.j.,

zwei Fragen zu Deinem Beitrag:

-Du sagst, für Anwendungen, die höhere Drehzahl erfordern, braucht man eine größere Strömungsgeschwindigkeit. Größeres v bedeutet doch aber auch größere Verluste in der Leitung. Kann man nicht einen großen Leitungsquerschnitt benutzen und erst vor dem Motor reduzieren?

-Was meinst Du mit "Umlaufströmung"? Sind die Hydraulikmotoren der Ankerwinsch Axial-/Radialkolbenmaschinen oder Zellenflügler?

Gruß
Mario

[Holger]

nochmals zu den hydraulischen maschinen:

zahnradpumpen/motoren, kolbenpumpen/motoren sind verdrängungsmaschinen, also keine strömungsmaschinen wie beispielsweise turbinen.
als antriebsmotoren für langsamlaufende aggregate wie beispielsweise winschen verwendet man meist kolbenmotoren. dies können sowohl schrägscheiben /schrägachsenmotoren mit axialkolben als auch gerotormotoren sein. weil sie langsam laufen (ca. 200...800 u/min) eignen sie sich besonders gut, da das anschließende getriebe nur eine geringe übersetzungsstufe braucht. wie bei allen verdrängermotoren kommt es in erster linie auf den druck an, welcher auf die verdrängerflächen (z.B. kolben) wirkt. verdrängermotoren gleichen also in der funktion eher den druckzylindern. der unterschied ist lediglich. dass die wirkweise nicht als begrenzte linearbewegung erfolgt sondern in form einer endlosen kreisbewegung.
im gegensatz dazu brauchen strömungsmaschinen (turbinen) einen hohen volumenstrom, weil hier die kinetische energie in drehbewegung umgesetzt wird.


mario:
wegen der leitungsgröße: da hast du recht, je höher die strömungsgeschwindigkeit, umso höher die reibung in den leitungen und umso höher die gefahr der kavitation wenn die laminare strömung in turbulente strömung umschlägt. aus diesem grunde verwende ich ein 15mm rohr statt eines 12mm rohres welches laut berechnung ausreichend gewesen wäre. die reduzierung findet erst in den komponenten (pumpen / motoren/ ventilen) statt. das größere rohrvolumen sorgt nicht nur für niedrigere geschwindigkeiten, sondern erhöht auch das hydraulikflüssigkeitsvolumen, wodurch diese mehr wärme aufnehmen kann.

... bei aller diskussion, welche wir hier führen darf eines nicht vergessen werden: die bootshydraulik kann im gegensatz zu dem, was im kleinsten hydraulikbagger stattfindet, mit gutem gewissen als "peanuts" bezeichnet werden. das einzige, auf was es wirklich ankommt ist absolute sauberkeit und gewissenhaftigkeit bei der installation.
von der firma festo gibt es übrigens eine cd mit einem hydraulik lernprogramm. hier kann man mittels standardkomponenten die anlage zusammenbauen und simulationsläufe machen. wenn man bei der planung fehler macht gibt es ein korrektursignal. in der studentenausführung ist das programm nicht dokumentationsfähig, man kann es sich aber, wenn man es ernst meint, auch gegen eine entsprechende gebühr freischalten lassen. dann kann das problem zur professionellen planung und dokumentation angewendet werden.



holger

[Holger]

zur info hier nochmals die prinzipielle schaltung der von mir vorgesehenen anlage.
man erkennt unschwer, das es sich um eine minimalanlage handelt. einfacher ging es nicht.

bei den wegeventilen kommt eventuell eine ausführung zur anwendung, bei welcher die motoren statt druckhalten im ruhezustand auf drucklos geschaltet werden.


holger

[TageDieb]

Holger,

benutzt Du Ermeto-Verschraubungen?
Wie verlegst Du die Rohre im Boot? Man muß ihnen Bewegungsspielraum wg. Verwindung des Rumpfs geben, oder?
Warum sind die Filter im Rücklauf? So besteht die Gefahr, dass die Pumpen Ablagerungen ansaugen.

Gruß
Mario

[Thomas Hamburg]

Noch ein Hinweis zu den Kosten:
Wenn man bei den Teilelieferanten von Ackerschleppern mal nach sieht, sind Standard- Komponenten gar nicht so teuer wie erst vermutet. Hatte mein Aha- Erlebnis, als vor einigen Jahren ich mal beruflich Teile bei Claas angefragt habe. Dieselbe Pumpe mit Behälter die seinerzeit VETUS anbot, war bei Claas, wenn ich recht erinnere, nur 30 % des VETUS-Preises. Teuer wird es offensichtlich dann, wenn keine Standard- Teile verbaut werden können. Bootkumpel hatte sich mal Zylinder für schwenkbare Davits herstellen lassen. Da hätte man sich einen Gebrauchtwagen der unteren Mittelklasse für Kaufen können.

Wie gut Hydraulik an Bord funktionieren kann, habe ich mal vor Jahren beobachtet. In der Familie eines Bootsnachbarn gab es eine Landwirtschaft, von irgendeinem Gerät (Mähdrescher?) hatte er sich Pumpe und Motor auf sein Boot gebaut. Der Motor trieb die Ankerwinsch an. Bloß als der Anker sich mal am Grund verhakte, hat er sich eine Beule unter die Winsch gedrückt war ein Stahlschiff.

Frage an @ w.j.schmitz

wie wird denn das mit Drücken bei Mobilkränen gehandhabt, 300bar und mehr?
für Zylinderbewegungen ist es wohl notwendig , solch hohe Drücke zu fahren. Aber wie sieht es bei den Seil-Antrieben aus? Wird dort gedrosselt?

[Holger]

hallo mario,
ich verwende ermeto (parker-hannafin) O2-verbinder. die ist eine kombination aus schneidring und elastomerdichtung. speziell für wechselbeansprichung geeignet. wenn man die möglichkeit hat die verbinder in schweden einzukaufen: dort sind sie etwa 40% billiger als in D.

die rohre sind in selbsgemachten polaymid-reihenschellen so gelagert, dass sich die rohre verschieben können. alle leitungen führen in den maschinen raum. einziger fixpunkt sind die spantdurchlässe zum maschinenraum (bild), dadurch können sich die rohre dehnen und verwinden. zwischen rohrende und winsch ist etwa 1/2 meter schlauchanschluss zwecks flexibilität und um die montage zu erleichterm.

die filteranordnung im rücklauf ist hydraulikstandard, weil dann drucklose filter verwendet werden können. im saugkreis verwendet man keine filter, weil wegen des filterwiderstandes sonst an der pumpe kavitation entstehehn könnte. aus diesem grund sind auch die saugleitungen mindesten doppelt so groß wie die druckleitungen.

schmutz darf es im hydrauliktank niemals geben, das ist die erste und wichtigste hydraulikregel. beim einfüllen (über filter) herrsch dieselbe sauberkeit wie im OP eines krankenhauses. (99% aller hydraulikausfälle haben schmutz als ursache).

thomas:
recht hast du. hydraulikteile kauft man beim hydraulikhändler und sonst nirgendwo. nicht nur wegen der industriepreise, sondern auch wegen der fachberatung!

holger

[w.j.schmitz]

Zitat von Thomas Hamburg

Noch ein Hinweis zu den Kosten:
Wenn man bei den Teilelieferanten von Ackerschleppern mal nach sieht, sind Standard- Komponenten gar nicht so teuer wie erst vermutet. Hatte mein Aha- Erlebnis, als vor einigen Jahren ich mal beruflich Teile bei Claas angefragt habe. Dieselbe Pumpe mit Behälter die seinerzeit VETUS anbot, war bei Claas, wenn ich recht erinnere, nur 30 % des VETUS-Preises. Teuer wird es offensichtlich dann, wenn keine Standard- Teile verbaut werden können. Bootkumpel hatte sich mal Zylinder für schwenkbare Davits herstellen lassen. Da hätte man sich einen Gebrauchtwagen der unteren Mittelklasse für Kaufen können.

Wie gut Hydraulik an Bord funktionieren kann, habe ich mal vor Jahren beobachtet. In der Familie eines Bootsnachbarn gab es eine Landwirtschaft, von irgendeinem Gerät (Mähdrescher?) hatte er sich Pumpe und Motor auf sein Boot gebaut. Der Motor trieb die Ankerwinsch an. Bloß als der Anker sich mal am Grund verhakte, hat er sich eine Beule unter die Winsch gedrückt war ein Stahlschiff.

Frage an @ w.j.schmitz

wie wird denn das mit Drücken bei Mobilkränen gehandhabt, 300bar und mehr?
für Zylinderbewegungen ist es wohl notwendig , solch hohe Drücke zu fahren. Aber wie sieht es bei den Seil-Antrieben aus? Wird dort gedrosselt?

Hallo Thomas,
Antwort auf Deine Fragen, Nein, nicht unbedingt, dies kann man auch mit der Kolbenfläche regulieren, große Fläche = große Tonnage. In Walzwerken , wo ich tätig bin da Arbeiten wir mit Drücken von 1600 bar.

Jetzte fragst bestimmt, das Pumpenniveau liegt doch nur bei 700 bar, Man setzt druckübersetzer ein, also wie bei einem Wagenheber.

Bei der Seilantrieben wenn sie nicht gerade eletromechanisch ist, setzt man Proportionalhydraulik ein.

[w.j.schmitz]

Zitat von TageDieb

Hallo w.j.,

zwei Fragen zu Deinem Beitrag:

-Du sagst, für Anwendungen, die höhere Drehzahl erfordern, braucht man eine größere Strömungsgeschwindigkeit. Größeres v bedeutet doch aber auch größere Verluste in der Leitung. Kann man nicht einen großen Leitungsquerschnitt benutzen und erst vor dem Motor reduzieren?

-Was meinst Du mit "Umlaufströmung"? Sind die Hydraulikmotoren der Ankerwinsch Axial-/Radialkolbenmaschinen oder Zellenflügler?

Gruß
Mario

Hallo Mario,

Umlaufströmung nennt man dass, wenn das Druckbegrenzungsventil öffent und das Oel fließt im Umlauf immer wieder in de Tank. Holger hat es unten sehr gut beschrieben.

Größeres v bedeutet keine hohen Verluste, hohe Reibwerte und damit Wärme.

In dem Fall, Leitungsquerschnittsverjüngung vor dem Verbraucher einsetzen.

Bei Winschen kann ich Dir leider nicht helfen, da weiß ich nicht was die Hersteller dort einsetzen, ich komm aus der Schwerindustrie, ich könnte mir aber Vorstellen das z.B. bei Seeschiffen Radialkobenmotoren eingesetzt werden da dort größe Kräfte bewegt werden, trotz vorgeschaltetem Getriebe.

[northstar2]

Hallo,

Danke an alle. Holger, Du schreibst richtig, dass die gängigen Hydraulikpumpen vom Prinzip her nicht für den Antrieb mittels Zahnriehmen vorgesehen sind, da die Lager für diese Kräfte schnell an ihre Grenzen kommen. Pumpen mit Vorschaltgetriebe und integrierter Kupplung die wie eine 2. Lichtmaschine an den Diesel adaptiert werden sind somit die Lösung. Kennst Du Hersteller?

Hermann

[Holger]

hallo hermann:
damit wir uns richtig verstehen: über den achsstummel von hy-pumpen - uns motoren kann man axial (d.h.in reihe) kräfte einleiten, zb. durch kupplungsklaue oder zahnWELLE da die wellenstummel in der regel in gleitlagern laufen.
will man keilriemen oder zahnriemen als transmission verwenden MUSS man pumpe / motor mit einem "vorsatzlager" verwenden. diese vorsatzlager nimmt die spannkräfte der riemen (radialkräfte) auf, somit kann die pumpe genau wie eine normale lichtmaschine an den motor angeflanscht werden.
die "vorsatzlager" gibt es für alle pumpentypen als standard-industrieteil beim hydraulikhändler.
zahnriemen sind bezüglich der riemenspannung günstiger, weil sie weniger spannung benötigen. ich würde allerdings keilriemen bzw. keilrippenriemen (multi-v-belts) verwenden, weil sie bei einer eventuellen pumpenblockade durchrutschen können und keine sekundärschäden verursachen.

holger

[northstar2]

Hallo,

Holger, ich hatte das schon richtig verstanden. Mein Problem ist, dass der PTO vom BV1505 für diese Belastung nicht geeignet ist und ich dadurch das Hy-Aggregat wie eine 2. Lichtmaschine adaptieren muß.

Hermann