Grundlagen elektrohydraulischer Antriebe und Steuerungen:
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Mainz
Vereinigte Fachverl.
2013
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I
INHALTSVERZEICHNIS
SEITE
FORMEL- UND KURZZEICHEN 10
1 EINFUEHRUNG 15
1.1 DEFINITION DES FACHGEBIETES 15
1.2 GRUNDKREISLAEUFE DER HYDROSTATIK 16
1.3 ANWENDUNGSGEBIETE 19
1.4 HYDRAULISCHE LEISTUNGSUEBERTRAGUNG IM VERGLEICH 23
1.5 HISTORISCHE ENTWICKLUNG 25
2 HYDROMECHANISCHE GRUNDLAGEN 33
2.1 HYDROSTATIK 34
2.2 GRUNDGLEICHUNGEN DER HYDRODYNAMIK 35
2.2.1 KONTINUITAETSGLEICHUNG 38
2.2.2 ENERGIEERHALTUNGSSATZ FUER IDEALE FLUESSIGKEITEN
(BERNOULLI-GLEICHUNG) 40 2.2.3 IMPULSSATZ FUER IDEALE FLUESSIGKEITEN 45
2.3 EINFLUSS DER VISKOSITAET VON DRUCKFLUESSIGKEITEN 52
2.3.1 VISKOSITAET 52
2.3.2 WIDERSTANDSCHARAKTERISTIK HYDRAULISCHER STROEMUNGSWIDERSTAENDE 53
2.3.3 DRUCKVERLUSTE IN HYDRAULISCHEN STEUERUNGEN 61
2.3.4 SQUEEZE-FILM-EFFEKT 70
2.4 EINFLUSS DER KOMPRESSIBILITAET VON DRUCKFLUESSIGKEITEN 72
2.5 KAVITATION 79
2.5.1 DEFINITION UND PHYSIKALISCHE ZUSAMMENHAENGE 79
2.5.2 KAVITATIONSZAHL UND EINFLUSSGROESSEN AUF DIE KAVITATION 81
2.5.3 KAVITATIONSARTEN UND ERSCHEINUNGSFORMEN IN HYDRAULISCHEN SYSTEMEN
82 2.5.4 AUSWIRKUNGEN VON KAVITATION UND MASSNAHMEN ZU DEREN MINDERUNG 83
3 DRUCKFLUESSIGKEITEN 85
3.1 EINTEILUNG DER DRUCKFLUESSIGKEITEN 87
3.2 PHYSIKALISCHE EIGENSCHAFTEN UND KENNWERTE VON DRUCKFLUESSIGKEITEN 89
3.2.1 EINFLUSSGROESSEN AUF DIE VISKOSITAET 89
3.2.2 DICHTE 96
3.2.3 LUFT IN DER DRUCKFLUESSIGKEIT 98
3.2.4 KOMPRESSIONSMODUL 99
3.2.5 WASSERGEFAHRDUNG DURCH DRUCKFLUESSIGKEITEN 103
3.2.6 BIOLOGISCHE ABBAUBARKEIT VON DRUCKFLUESSIGKEITEN 103
3.2.7 WEITERE WICHTIGE EIGENSCHAFTEN 105
3.3 DRUCKFLUESSIGKEITEN AUF MINERALOELBASIS 108
3.4 SCHWERENTFLAMMBARE DRUCKFLUESSIGKEITEN 111
3.5 BIOLOGISCH SCHNELL ABBAUBARE DRUCKFLUESSIGKEITEN 114
3.6 SONSTIGE DRUCKFLUESSIGKEITEN 120
3.7 WICHTIGE NORMEN, GESETZE UND VERORDNUNGEN FUER DRUCKFLUESSIGKEITEN 125
6
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IMAGE 2
I
SEITE 4 HYDRAULIKGERAETE ZUR ENERGIEUMFORMUNG 129 4.1 HYDROSTATISCHE
VERDRAENGEREINHEITEN (HYDROPUMPEN UND -MOTOREN) 129 4.1.1 FUNKTIONSWEISE
UND AUFBAUPRINZIPIEN VON VERDRAENGEREINHEITEN 129 4.1.2
BERECHNUNGSGRUNDLAGEN 134 4.1.3 KONSTRUKTIVE AUSFUEHRUNGEN VON
VERDRAENGEREINHEITEN 146 4.1.4 STEUERUNGEN UND REGELUNGEN 165 4.2
HYDROZYLINDER 172 4.2.1 BERECHNUNGSGRUNDLAGEN 172 4.2.2 BAUFORMEN VON
HYDROZYLINDERN 175 4.2.3 ENDLAGENDAEMPFUNG 180 4.2.4 DICHTSYSTEME FUER
HYDROZYLINDER 182 4.3 SCHWENKANTRIEBE 189 5 STEUERUNG DER HYDRAULISCHEN
LEISTUNG DURCH VENTILE 191 5.1 WEGEVENTILE 188 5.1.1 WEGEVENTILE IN
SCHIEBERBAUWEISE 189 5.1.2 WEGEVENTILE IN SITZBAUWEISE 197 5.2
ELEKTROMAGNETISCHE BETAETIGUNG VON WEGEVENTILEN 199 5.2.1
GLEICHSTROMMAGNETE 199 5.2.2 WECHSELSTROMMAGNETE 206 5.3 SPERRVENTILE
208 5.4 DRUCKVENTILE 210 5.4.1 DRUCKBEGRENZUNGSVENTILE 210 5.4.2
DRUCKREDUZIERVENTILE 218 5.5 STROMVENTILE 221 5.5.1 METHODEN DER
GESCHWINDIGKEITSSTEUERUNG MIT STROMVENTILEN 221 5.5.2 DROSSELVENTILE 223
5.5.3 STROMREGELVENTILE 225 5.5.4 VOLUMENSTROMTEILER-VENTILE 228 5.6
STEUERUNGS- UND SCHALTUNGSTECHNIK MIT 2-WEGE-EINBAUVENTILEN 232 5.6.1
VERGLEICH DER SCHALTUNGSKONZEPTE 230 5.6.2 FUNKTIONSEINHEITEN AUS
2-WEGE-EINBAUVENTILEN 231 5.6.3 EINSATZ DER SCHALTUNGSTECHNIK MIT
2-WEGE-EINBAUVENTILEN 236 5.7 STEUERUNGSTECHNIK MIT STETIGVENTILEN 239
5.7.1 ELEKTROMAGNETISCHE UMFORMER 241 5.7.2 DIREKTGESTEUERTE
PROPORTIONAL-WEGEVENTILE UND REGELVENTILE 250 5.7.3 VORGESTEUERTE
PROPORTIONAL-WEGEVENTILE, REGELVENTILE UND SERVOVENTILE 254 5.7.4
STATISCHES VERHALTEN VON PROPORTIONAL-WEGEVENTILEN 260 5.7.5 DYNAMISCHES
VERHALTEN 268 5.7.6 GESCHWINDIGKEITSSTEUERUNGEN MIT
PROPORTIONAL-WEGEVENTILEN 271 5.7.7 PROPORTIONAL-DRUCKVENTILE 272 5.8
ENERGIEEFFIZIENZ ELEKTROHYDRAULISCHER ANTRIEBE 275 7
IMAGE 3
I
SEITE 6 HYDROSTATISCHE GETRIEBE 277 6.1 PRINZIPIELLER AUFBAU UND
BAUFORMEN 277 6.2 UEBERTRAGUNGSEIGENSCHAFTEN 280 6.2.1 STATISCHES
VERHALTEN 280 6.2.2 DYNAMISCHES VERHALTEN 281 6.3 STUFENLOSE
HYDROSTATISCHE GETRIEBE MIT LEISTUNGSVERZWEIGUNG 283 6.3.1 INNERE
LEISTUNGSVERZWEIGUNG 284 6.3.2 AEUSSERE LEISTUNGSVERZWEIGUNG MIT
3-WELLIGEM PLANETENGETRIEBE 285 6.3.3 ANWENDUNGSBEISPIEL MIT 3-WELLIGEM
PLANETENGETRIEBE 294 6.3.4 AEUSSERE LEISTUNGSVERZWEIGUNG MIT 4-WELLIGEM
PLANETENGETRIEBE 295 7 HYDROSPEICHER 301 7.1 AUFGABEN UND BAUARTEN VON
HYDROSPEICHERN 301 7.2 AUSLEGUNG VON HYDROSPEICHERN 304 7.3 RICHTLINIEN
FUER DEN EINSATZ VON HYDROSPEICHERN 310 8 FLUESSIGKEITSAUFBEREITUNG UND
-WARTUNG 313 8.1 VERSCHMUTZUNG IN HYDRAULIKANLAGEN 313 8.2
REINHEITSKLASSEN FUER DRUCKFLUESSIGKEITEN 315 8.3 FILTER 320 8.3.1
REINIGUNGSFILTER 320 8.3.2 SCHUTZFILTER 321 8.3.3 BELUEFTUNGSFILTER 322
8.3.4 FILTERAUFBAU 325 8.3.5 AUSWAHL EINES FILTERS 327 8.4 .
FLUESSIGKEITSBEHAELTER 330 8.5 KUEHLUNG UND HEIZUNG 332 9 SICHERHEIT VON
MASCHINEN 335 9.1 MASCHINENRICHTLINIE 2006/98/37/EG 335 9.2 VERFAHREN
ZUR RISIKOMINDERUNG 336 9.3 FUNKTIONALE SICHERHEIT 338
LITERATURVERZEICHNIS 343 ANHANG 1 GRAPHISCHE SYMBOLE NACH DIN ISO 1219
351 ANHANG 2 FORMELSAMMLUNG 357 ANHANG 3 ELEKTRISCH-HYDRAULISCHE
ANALOGIEN 361 ANHANG 4 MOMENTENBILANZ EINER
AXIALKOLBEN-VERDRAENGEREINHEIT 363 ANHANG 5 EIGENSCHAFTEN VERSCHIEDENER
ENERGIETRAEGER 364 ANHANG 6 SCHALTUNGSBEISPIEL WERKZEUGMASCHINE 366
SACHWORTVERZEICHNIS 371 8
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