Schlagwort: Wartung

Agilität in der Instandhaltung und im Unternehmen.

Unternehmen scheitern an ihrer gewollten aber schlecht vorbereiteten und organisierten Transformation. Sei es die Digitalisierung oder die Bekämpfung des Fachkräftemangels, oder eben die Chance Agilität in die Unternehmensorganisation zu etablieren.

Agilität ist zu einem weit verbreiteten und sehr inflationär gewordenen Begriff mutiert. Und es wird mittlerweile zu oft für das Scheitern, eben dann, wenn etwas nicht gelingt verantwortlich gemacht. Agilität ist inzwischen ein Synonym für Planlosigkeit, Chaos und Unvermögen geworden. Nach meiner Erfahrung ist das Problem allerdings nicht die Methode selbst, sondern deren halbgare Umsetzung und fehlende Unterstützung durch das Team, die Abteilungen und deren Mitglieder.

Sie müssen natürlich auch bedenken, ihre Mitarbeiter fühlen sich mitunter in den bisherigen Strukturen sehr wohl und wollen keine Veränderung in ihren Arbeitsbereichen. Sie haben sich eingerichtet und wollen das alles so bleibt wie es gerade ist.

Ein tiefes Verständnis für Agilität als Denk- und Führungssystem fehlt den meisten Unternehmen. Methodiken stehen für sich allein, werden nicht zu Ende gedacht oder sinnvoll in die Unternehmensstruktur und Organisation eingebunden. Ohne die nötige, konsequente Umsetzung und Unterstützung des Managements scheitert jedes noch so gute System.

Die meisten Unternehmen sehen ihre internen Abteilungen als gut funktionierende Teams. Allerdings sitzen dort meist nur Leute mit sehr ähnlichen Aufgaben und Fähigkeiten nebeneinander Tisch an Tisch und so wird dann auch gearbeitet.

Erfolgreiche Projekte, funktionieren aber anders, brauchen unterschiedlichste Fähigkeiten und Menschen in einem Team. Und diese unterschiedlichen Charaktere müssen effektiv geführt und unterstützt werden, es braucht einen Teamleader der die Beiträge aller in die richtigen Bahnen lenkt. Einen Leader der Agilität vorlebt, dem die Teammitglieder vertrauen und der das Projekt in den Vordergrund stellt.

Also eben nicht nur Mitglieder aus einer, sondern aus mehreren Abteilungen, denn interdisziplinäre Teams gehen die Aufgaben aus verschiedenen Blickwinkeln an und das ist ein Schlüssel zur erfolgreichen Projektumsetzung. Die Crux daran: Jede Abteilung hat ihre eigenen Interessen und Motive, ihre eigenen Abläufe und Funktionsweisen.

Um ein funktionierendes, agiles Team zusammenzustellen brauchen sie natürlich den passenden Teamleader und den richtigen Führungsstil.

Teams sind eine komplexe Struktur und dort werden mitunter die unterschiedlichsten Charaktere zusammen gebracht. Es gilt die passende Mischung aus funktioneller und persönlicher Führung zu etablieren. Die Teammitglieder müssen vertrauen und von der gegenseitigen Arbeit partizipieren, sie müssen lernen sich schnell in neuen Situationen zu Recht zu finden.

Zum Schluss möchte ich als Anhänger dieser Methode der Agilität Ihnen natürlich nicht vorenthalten, was Agilität, richtig angewendet, in Zukunft auch für Sie bedeuten kann:

Agilität heißt, in einer komplexen, sich schnell ändernden Situation früh und dauerhaft produktiv nutzbare und qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen.

Agilität ist die Kunst den Kompass schnell in die Richtung der neuen Anforderungen einzuordnen.

Agilität ist als Reaktion auf langsame, bürokratische Organisationen gewachsen, um veränderten Bedingungen zu schnell begegnen.

Um Agilität in der Unternehmung zu etablieren muss man auf Managementebene rigoros die Anwendung und Umsetzung einfordern und unterstützen.

Prekär wird die Einführung neuer Systeme ohne Management und deren uneingeschränkte Unterstützung. Sobald die Mitarbeiter merken das die obere Etagen sich eigentlich nicht für Reformen und Innovationen interessieren, wird jede Organisation Fragil und am Ende scheitern.

Agilität ist ein probates Mittel und wird in der Zukunft, in der Netzwerke und Teams zusammen agieren, ein Credo des modernen Arbeiten. Für die betriebliche Instandhaltung und Industrie 4.0 werden schon jetzt agile, heterogene Teams benötigt die schnell, flexibel und proaktiv arbeiten.

 

Instandhaltungsorganisation

Instandhaltungsorganisation

Der Instandhaltungsleiter hat heute und in der Zukunft riesige Themenfelder zu bewältigen. Veränderungen finden in einem rasanten Tempo statt und es gilt immer neuen Herausforderungen gerecht zu werden. Die vielen Prognosen der sogenannten Experten lagen durchweg daneben. So ist die interne Instandhaltung noch immer der wichtigste Faktor zur Sicherstellung einer Produktion und zur Sicherung der Maschinennutzungszeiten.

Für die Zukunft gilt es diese 7 wichtigsten Themen zu lösen:

  1. Die Sicherung der Maschinennutzung zu gewährleisten und das Anlagevermögen des Unternehmens zu sichern.
  2. Instandhaltungskosten müssen transparent dargestellt werden um die Kosten unter Kontrolle zu behalten. Instandhaltung und Ersatzteilmanagement kosten nun einmal Geld, das beim richtigen Einsatz sehr rentabel angelegt ist.
  3. Etablieren von vorbeugender Instandhaltung und condition Monitoring im Zuge von Industrie 4.0. Verschiebung von korrektiver Instandhaltung hin zur präventiver Instandhaltung.
  4. Digitalisierung der Produktion, der Maschinen und der Instandhaltung umsetzen. Infrastrukturen, Sensorik und andere Hardware müssen eingebaut und angeschlossen werden.
  5. Fundamentierung von Wissen im Unternehmen. Eine Wissensdatenbank schaffen um die Erfahrung der älteren Kollegen zu sichern. Wissen und Informationen sind von großer Bedeutung für eine Technikabteilung.
  6. Generationswechsel und Fachkräftemangel in der Instandhaltung durch Ausbildung entgegenwirken.
  7. Die Zusammenarbeit der internen Technikabteilungen und der externen Serviceanbieter geschickt zu kombinieren.

Aufgabenstellung einer Instandhaltungsleitung z.B.

  • Festlegen der Instandhaltungsstrategie mit dem Management – Kurzfristig, Reaktion bei Störungen und Produktionsausfällen. Mittelfristig, vorbeugende Instandhaltung und Wartung. Langfristig, Revisionen, Retrofit, Projekte und Jahresplan I&R.
  • Planung der Instandhaltungskosten und Investitionen zusammen mit dem Management und Controlling auf Grundlage der I&R Strategie und des Jahresplans.
  • Planung der vorbeugenden Instandhaltungsmaßnahmen auf Basis der Jahresplanung, Budget und der I&R Strategie.
  • Planung der eigenen Kapazitäten, Ressourcen und Fremddienstleister für Projekte und I&R Maßnahmen. Ausfallrisiko der Anlagen und die Reaktionszeit der Instandhaltung berücksichtigen.
  • Planungen und Maßnahmen mit der AV und allen angeschlossenen Abteilungen abstimmen unter Berücksichtigung der Produktionszeiten und der Kosten. Interdisziplinäre Kommunikation über das Instandhaltungsgeschehen.
  • Ersatzteilmanagement und Lieferantenmanagement zusammen mit dem Einkauf planen und abstimmen.
  • Terminplanung für Instandhaltungsmaßnahmen erstellen. Terminverfolgung und Kontrolle des Arbeitsfortschritts von I&R Maßnahmen.
  • Aufträge vergeben, Kosten kontrollieren und Abrechnungen prüfen.
  • Dokumentieren der Instandhaltungsaktivitäten – Wissensdatenbank schaffen.
  • Auswertungen der Dokumentationen zur Schwachstellenanalyse.
  • Erstellen von Arbeitsanweisungen und Plänen auf Basis der Dokumentationen und Auswertungen. Investitionspläne, Eskalationspläne bei Störung und Produktionsausfall-Notfallpläne-Checklisten-Wartungspläne-Inspektionspläne Arbeitsanweisungen-Fehlerkataloge-Entstöranweisungen-Ersatzteilauswahl-Lasten und Pflichtenheft-Konformitätserklärungen-Statistiken etc.
  • Standardisierung von Maschinen und Ersatzteilen voran treiben.
  • Neue Technik integrieren wie den 3D Druck für Ersatzteile etc.
  • Umweltschutzmaßnahen und Arbeitssicherheit, Einhaltung der gesetzlichen Vorgaben und Bestimmungen
  • Audit, Umwelt; und Energiemanagement, Risiko und Gefährdungsbeurteilungen
  • Regelmäßige Prüfungen gmäß TRBS, ArbSchGes, BGV A3, BG Vorschriften etc.

Und es sind sicher noch einige Aufgaben die ich hier nicht erwähnt habe, die allerdings ebenso wichtig sind wie all die anderen. Sie müssen die neueste innovative Technik ins Unternehmen einbringen und sind immer auf der Suche nach der modernsten Technik und Methoden zur Anlagenverbesserung.

Mithilfe der Auswertungen der Instandhaltungsdokumentationen sind sie in der Lage Schwachstellen zu identifizieren und diese dauerhaft zu beseitigen. Die Instandhaltung beseitigt die Ursachen für Maschinenausfälle und ermittelt störungs- und kostenintensive Bauteile und Baudruppen. Es werden technische und organisatorische Verbesserungspotenziale aufgezeigt und Umsetzungspläne erarbeitet. Mithilfe von condition Monitoringsystemen werden Verschleiß und Anlagenausfälle frühzeitig erkannt und entsprechende Gegenmaßnahmen eingeleitet. Das Ziel muss es sein, das die Anzahl der korrektiven Instandhaltungsmaßnahmen unter denen der präventiven Instandhaltung liegen. Die Anlagenzuverlässigkeit soll gesteigert und stabilisiert werden.

Die Instandhaltung etabliert ein funktionierendes Ersatzteilmanagement mit zentraler und dezentraler Lagerhaltung. Lieferantenmanagement in Absprache mit dem technischen Einkauf . Standardisierung von Maschinen und Bauteilen schafft Platz im Lager und erleichtert der Instandhaltung die Fehelersuche und Entstörung. Mithilfe von Leisten und Pflichtenheften werden den Lieferanten und Servicepartner die Forderungen klar mitgeteilt.

Instandhaltung 2.0 mit System – Industrie 4.0

Instandhaltung 2.0 mit System – Industrie 4.0

Instandhaltung mit den neuen Industrie 4.0 Methoden und condition Monitoring sowie CMMS basierte Instandhaltung 2.0.

Wie sieht der Weg aus den Unternehmen beschreiten müssen um ihre Instandhaltung von korrektiver Instandhaltung zur prognostizierten Instandhaltung zu bekommen. Versprochen werden den Betreibern und Unternehmen die einfachsten und effektivsten Tools um Prediktive Maintenance einfach und schnell umzusetzen.

Doch was ist wirklich nötig um eine prognostizierten Instandhaltung zu etablieren? Erfahrungen und Erkenntnisse aus der Vergangenheit sind da ein wichtiger Baustein. Condition Monitoring findet schon länger in den Betrieben statt und kann uns als ein Wegweiser hin zur Prognose von Ausfallferhalten von Maschinen und Anlagen dienen. Auswertung und Analyse der gewonnen Daten werden als weiterer Baustein zum Gelingen von Prediktive Maintenance benötigt.

1.Die Instandhaltung ist qualifizierter Dienstleister der Produktion und sichert den Fertigungsprozess.

2.Die Instandhaltung analysiert die eigenen Abläufe und Prozesse und setzt die gewonnenen Erkenntnisse kontinuierlich in Verbesserungen um.

3.Die Instandhaltung setzt sich Ziele und stellt den Erfüllungsgrad messbar dar.

4.Die Instandhaltung leistet einen positiven Beitrag zum Betriebsergebnis und erhält die Investitionen des Unternehmen.

Die derzeit vorhandenen Systeme produzieren eine Unmenge von Daten. Die davon ableitbaren Informationen sind jedoch nicht immer zu verwenden. Ziel des Condition Monitoring muss es sein, aus den erfassten Daten Informationen und Handlungsentscheidungen abzuleiten, am besten natürlich vollkommen automatisiert. Potenzielle Anlagenstörungen frühzeitig erkennen und automatische Abstellmaßnahmen einleiten heißt das Ziel von Instandhaltung 4.0 und Prediktive Maintenance.

Intelligentes Anlagen-Management und eine Steigerung des Stellenwerts der zustandsorientierten Instandhaltung sind die Folgen. Das bedeutet Predictive Maintenance auf Basis von Condition Monitoring das mithilfe von Industrie 4.0 umgesetzt wird. Aus den gewonnen Erfahrungen muss die Instandhaltung das gesamte Optimierungspotential abschöpfen und die richtigen Prognosen erstellen, das wird den Nutzungsgrad von Maschinen und Anlagen stabilisieren und am Ende steigern können.

Instandhaltung 2.0 – Industrie 4.0

Instandhaltung 2.0 – Industrie 4.0

Wartung von Werkzeugmaschinen

Wartung von Werkzeugmaschinen

Wartung der Maschinenbediener

  • Abschmieren – Lager, Ketten, Führungen
  • Auffüllen – Kühlschmiermittel, Öl, Fett
  • Austausch – Öl, Leuchtmittel
  • Einstellen – Messmittel, Anschlag, Uhren
  • Reinigen – Kontakte, Aufnahmen, Fenster
  • Kontrolle – Parameter, Sollwerte, Füllstände

Der Maschinenbediener ist immer vor Ort und kennt seine Anlage wohl von allen Beteiligten am besten.

Der Bediener macht zu jedem Schichtbeginn oder Schichtwechsel einen Kontrollgang und inspiziert kurz „seine“ Anlage. So kann er Unregelmäßigkeiten direkt erkennen.

  • Sichtkontrolle auf: Risse, Verformungen, Beulen, Vibrationen, Wackeln oder Ruckeln, Flüssigkeitsleckagen, Rauch etc.
  • Geräuschkontrolle: Lagergeräusche, Pumpengeräusche, Maschinengeräusche, hörbare Vibrationen, zischen von Druckluft.
  • Geruchskontrolle: Verbrannte Kabel, heißes Öl, Gasaustritt, heiß laufende Lager.
  • Messungen: Temperaturen, Drücke, Durchfluss, Vibrationen.

 

Der erfahrene Maschinenbediener verschafft sich so in einem Rundgang den Überblick und kann mit seiner Arbeit beginnen.

Während die Anlage ihre eigentliche Aufgabe erledigt kann der Maschinenbediener Aufgaben der autonomen Instandhaltung durchführen.

1.Führungen, Abstreifer und Faltenabdeckungen sind regelmäßig zu reinigen.

Führungen sind frei von Schmutz zu halten und es ist auf eine ausreichende Schmierung zu achten. Sichtkontrolle auf Risse, Abrieb, Korrosion und Verformungen. Wir unterscheiden hier die Gleitlagerführung und die Wälzlagerführung

Abstreifer sollen Dreck und Schmutz von empfindlichen Stellen und Lagern fernhalten. Sie müssen regelmäßig gereinigt und kontrolliert werden. Sind z.B. Risse oder Verformung erkennbar.

Bewegliche Faltenabdeckungen sollen z.B. Führungen vor Verschmutzungen schützen. Achten sie auf die einwandfreie Funktion, Risse, Befestigung und reinigen sie die Abdeckungen regelmäßig.

An einer modernen Werkzeugmaschine befinden sich die verschiedenen Teilsysteme und Baugruppen.

  • Mechanische Baugruppen, da sind das Maschinengestell, die Kraftübertragung, die Führungen etc.
  • Hydraulische Baugruppen, da ist das Hydraulikaggregat, Manometer, Leitungen, Ventile und Zylinder.
  • Pneumatische Baugruppen, da ist der Verdichter (Kompressor), Manometer, Leitungen und Zylinder etc.
  • Elektrische Baugruppen, da ist der Antriebsmotor, Leitungen, Sensoren.
  • Elektronische Baugruppen, Steuerung, Sensoren und Aktoren.
  1. Gesamtanlage
  2. Werkzeugmaschine
  3. Automation
  4. Roboter
  5. Förderbänder
  6. Versorgung
  7. Bestückung
  8. Abtransport

Für alle Baugruppen und Teilsysteme haben die verschiedenen Hersteller Wartungsangaben im Maschinenordner verfasst. Beim durchlesen werden sie feststellen, dass es an den Teilsystemen immer gleichartige und terminlich passende Arbeiten zum Thema Wartung gibt. Mittels der Instandhaltungsplanung obliegt es nun ihnen einen „Gesamtwartungsplan“ für die Anlage zu erstellen.

Dokumentieren sie alle Arbeiten in einem Maschinenlogbuch!

Mechanische Baugruppen werden besonders beansprucht. Sie dienen der Kraftübertragung und müssen große Drehmomente umsetzen. Führungen und Lager müssen geschmiert werden um den Verschleiß zu minimieren, Ölbehälter müssen kontrolliert und befüllt werden. Bei Wellen und Kupplungen ist die Ausrichtung und Geräusche zu kontrollieren. Getriebe, Ketten und Riemen sind regelmäßig zu prüfen.

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Are you trapped in reactive maintenance?

Are you trapped in reactive maintenance?

Are you trapped in reactive maintenance?

Your company maintenance work is purely reactive and does not pursue any strategy if:

1. Required spare parts are not in stock and nobody knows
2.
You will be interviewed every morning at the production meeting after the last shift     and the last unplanned machine outages
3.
Reduces the useful life of the machines and increases downtime
4.
Employees performing maintenance are poorly trained and maintenance is poorly prepared, with high turnover in the maintenance department
5.
The maintenance eliminates disturbances but avoids disturbances permanently
6.
The daily, weekly, monthly and all other maintenance and inspections are not carried out regularly
7.
The production makes their problems to problems of maintenance
8.
The cost of maintenance increases and there is no maintenance plan
9.
The overtime of the maintenance staff is well above the average of the other employees in the company
10.
The company does not maintain a knowledge database for its machines and equipment and maintenance can not substantiate its knowledge because there is no basis for it
11.
The purchasing department does not carry out the maintenance orders and buys „cheap“ spare parts
12.
The share of unplanned maintenance measures account for more than 30% of the work of maintenance
13.
No clear specifications and KPIs on the part of the management to the maintenance missing maintenance strategy and organization

The management is responsible for the planning and the maintenance strategy and specifies the direction and the resources. The management lays the foundation and provides the infrastructure. Along with maintenance, a short-term strategy, a medium-term strategy and, of course, a long-term strategy are defined. This organization enables maintenance to proceed in a planned manner and to stabilize and increase the efficiency of machines and plants. Part of the maintenance is an efficient spare parts management as well as a training plan for the employees.

Exzenterpressen – der Kurbeltrieb

Exzenterpressen – der Kurbeltrieb

Diese Lektüre richtet sich an die Betreiber, Bediener und Personen die mit Exzenterpressen arbeiten. Es wurde als kleiner Einstieg in den Umgang mit Pressen und als technische Grundlage für die Neulinge und Auszubildende an Pressen geschrieben.

Sicherheit geht vor und hat an Pressen oberstes Gebot.

Pressen sind heute weit verbreitet und die verschiedensten Werkstoffe und Legierungen lassen sich zu den vielfältigsten Produkten formen.

In der Umformung von Metall stellen Pressen Produkte mit anspruchsvollen technischen Eigenschaften her.

Die Automobilbranche, Luft und Schifffahrt, Bau und Landmaschinen, ja eigentlich überall sind die Teile im Einsatz. Heute werden Knetlegierungen und Sintermetalle in Form gebracht, es werden Schrauben, Muttern und Bolzen gepresst, gestanzt, gezogen und geschmiedet.

Der Kurbeltrieb bildet das meist angewandte Antriebssystem bei Pressen.

Immer wenn rotierende Bewegung und Energie des Triebwerks in eine geradlinige Bewegung umgewandelt werden muss, oder umgekehrt, spricht man vom Kurbeltrieb.

Eine um einen festen Punkt rotierende, exzentrische Welle ist mit der Druckstange (Pleuel) verbunden und wird am anderen Ende geradlinig geführt (Stößel).

Der rotierende Teil ist die Kurbel und das Pleuel ist die Druck/Schubstange die den Stößel auf und ab bewegen.

Der Pleuel sitzt formschlüssig in der Bronzelagerung auf der Exzenterwelle und wird beweglich, Kugelkopf in Kugelpfanne, mit dem Stößel verbunden.

Kurbeltriebe arbeiten nach dem sogenannten Prinzip des Gelenkvierecks.

Die einfache Form des Kurbeltriebes, auch Schubkurbel genannt, finden sie an der Werkbank, der Schraubstock. Mit einer Handkurbel und Muskelkraft wird der Hebel im Kreis um die Spindel bzw. Kurbel bewegt. An einem Kettenzug findet sich der Kurbeltrieb mit Hebel und Kurbel.

Bei Pressen wird der sogenannte Schleppkurbeltrieb verwendet, in Abwandlung auch als Kniehebeltrieb.

Mechanische Pressen gehören zu den Maschinen, die meist spanlose Formgebung des Werkstücks findet zwischen einem auf dem Pressentisch fest verbundenen Werkzeugunterteil und dem am Stößel befindlichen Werkzeugoberteil durch eine geradlinige Bewegung statt.

Das Werkstück wird in der Abwärtsbewegung zwischen Werkzeugunter,- und Werkzeugoberteil geformt.

Jeder Maschinenhersteller liefert in seiner Maschinendokumentation die passenden Unterlagen und Angaben zu allen relevanten Parametern. Beim Kauf einer Maschine sollten sie sich über die Kenngrößen der Maschinen und den Verfahrenskenngrößen ihrer Fertigung im Klaren sein.

Die Auswahl einer Presse richtet sich also in erster Linie nach der Einbauhöhe und Einbauweite des Werkzeugraums, nach der Anzahl der Hübe/min, nach der möglichen Hubhöhe des Stößels, der Nennpresskraft, der Belastbarkeit des Maschinengestells und natürlich nach wirtschaftlichen Fakten wie Stromverbrauch und Anschaffungskosten.

Als Betreiber wissen sie um die verwendeten Werkzeuge und deren Maße.

Wie tief muss das Oberwerkzeug in das Unterteil eintauchen.

Und welche Peripherie muss an und um den Pressenraum gebaut werden.

Arbeiten sie im Tiefziehbereich dann benötigen ein Ziehkissen.

Pressen sind gefährliche Maschinen und müssen „sicher“ vom Anlagenbetreiber zu bedienen sein.

Die Prüfung durch eine befähigte Person, in regelmäßigen zeitlichen Abständen, wird durch die Betriebssicherheitsverordnung und andere Verordnungen zwingend vorgeschrieben.

Die Prüfungen müssen im Prüfbericht dokumentiert werden.

Pressen und Kraftmaschinen dürfen nur betrieben werden, wenn die Betriebsanleitung und Sicherheitsunterweisungen vorliegen und den Bedienern zugänglich sind.

Hydraulik – Grundlagen

Hydraulik – Grundlagen

Das Wort Hydraulik stammt aus dem Griechischen und kann hergeleitet werden aus der Zusammensetzung der beiden Wörter hýdor „das Wasser“ und aulós „das Rohr“.

Die Lehre der Hydraulik ist die Lehre vom Strömungsverhalten der Flüssigkeiten. In der Technik und im Maschinenbau geht es bei der Hydraulik um die Übertragung von Kräften, Energie und Signalen sowie zur Schmierung.

Es geht um Druck und es geht um Volumen, um Geschwindigkeit und Reibung, um Kinetik und Statik, und um potentielle und kinetische Energie. Hydraulik ist vielseitig und vielfältig einzusetzen.

Als einer der „Väter der Hydraulik gilt in der Antike Archimedes. Die Geschichte der Prüfung einer goldenen Krone und seinem Geistesblitz in der Badewanne ist eine bis heute viel erzählte Geschichte. Der Auftrieb eines Körpers in einer Flüssigkeit soll die Geburtsstunde der Hydraulik sein, Heureka ich habe es hat er gerufen!

Auftrieb und Verdrängung von Gegenständen im Wasser ist auch Thema der Hydraulik.
In diesem Hydraulik-Trainer kann man die Grundlagen der Hydraulik und Fluidtechnik kennenlernen.

Wo treffen sie heute als erstes auf eine hoffentlich funktionierende Hydraulik?

Zuerst wäre da die Heizungsanlage ihrer Wohnung. Sie funktioniert hydraulisch. Das erhitzte Wasser wird mittels einer „Umwälzpumpe“ bis zu den „Verbrauchern“, den Heizkörpern und der Dusche, gefördert und in einem Vorratsspeicher aufbewahrt. Dann geht es beim morgendlichen Gang aufs WC weiter, hoffentlich funktioniert ihre Hydraulikanlage, sie werden es merken, wenn sie das „Ventil“ der WC Spülung betätigen. Gott sei Dank, das Wasser spült die Sachen weg. Und der Spülkasten wird automatisch mit Wasser befüllt und schaltet bei Erreichen des eingestellten Füllstands das „Füllventil“ ab.

Zähne putzen und waschen, sie drehen das „Mischventil“ des Wasserhahns auf und es kommt Wasser in der gewünschten Menge und Temperatur. Alles dank der funktionierenden hydraulischen Wasseranlage in ihrem Haus.

Damit das alles funktioniert muss die hydraulische Anlage einen Volumenstrom erzeugen. Dieser „Volumenstrom“ trifft auf verschiedene „Wiederstände“ wie Reibung im Rohr und Steigung der Rohre etc.

Aus dem Widerstand, den aufzubringenden Kräften, entsteht dann der „Druck“ in hydraulischen Anlagen.

Kräfte, die in einem hydraulischen System übertragen werden, entstehen durch den von der Pumpe erzeugten Volumenstrom. Bewegung durch einen Volumenstrom stößt in hydraulischen System auf Widerstand (z.B. die Kraft die ein Zylinder benötigt um seine Arbeit zu verrichten). Aus den Faktoren Volumenstrom und Widerstand bzw. benötigte Kraft ergibt sich der entstehende Druck.
Der erforderliche Volumenstrom wird in der Hydraulik in der Regel durch eine Pumpe erzeugt, die mittels eines elektrischen Motors angetrieben wird. Die Hydraulikflüssigkeit bleibt bei einem hydraulischen System immer im Kreislauf, in einem geschlossenen System (bei der Wasserhydraulik kann drauf verzichtet werden). Das bedeutet es gibt einen Vor- und Rücklauf für die Hydraulikflüssigkeit. Zum Beispiel kann die Hydraulikflüssigkeit durch eine Pumpe zu einem Verbraucher wie einem Hydraulikzylinder gefördert werden und wird von dort aus über eine Rücklaufleitung zum Vorratstank zurückgeleitet.

Grundlagen und Formeln der Hydraulik

Das Pascalsches Gesetz

Die Wirkung einer Kraft (F) auf eine ruhende Flüssigkeit erzeugt in dieser einen Druck (p), der sich in alle Richtungen gleichmäßig fortpflanzt und stets senkrecht auf die Begrenzungsflächen der Flüssigkeit wirkt.

Die Bewegungsrichtung in der Hydraulik und der Hydrostatik sind zwei Themen. Das heißt, dass bei der Verwendung mehrerer Zylinder jeder einzelne Zylinder entsprechend der Kraft, die zum Heben der Last an der betreffenden Stelle erforderlich ist, ausfahren wird. Die die leichteste Last hebenden Zylinder fahren zuerst aus, und die die schwerste Last hebenden Zylinder fahren zuletzt aus. Voraussetzung ist, die Zylinder haben die gleiche Druckkraft. Das bedeutet in der Praxis, Druck nimmt immer den Weg des geringsten Widerstands.

Für den Gleichlauf von 2 und mehr Zylindern gibt es verschiedene Systeme wie z.B. die Graetz Gleichrichterplatte. Oder es werden Zylinder mit Wegmesssystem verwendet.

Nach dem Gesetzt von Pascal breitet sich eine auf eine ruhende Flüssigkeit wirkende Kraft nach allen Richtungen gleich aus. Deshalb ist die Form eines Behälters oder Tank nicht von Bedeutung.

Wir finden die Anwendung des hydrostatischen Drucks im Bereich der Wasserversorgung mit Hochbehältern oder großen Wasserreservoirs auf Dächern von Häusern. Die Tower Bridge in London bewegt sich seit Jahrzehnten hydraulisch. Anfangs wurde die Brücke mittels Dampfmaschinen und Wasserdruck, mittlerweile dank einer Hochleistungshydraulik hochgeschwenkt.

Die Kraft, die ein hydraulischer Zylinder erzeugen kann, ist gleich dem hydraulischen Druck multipliziert mit der “wirksamen Kolbenfläche” des Zylinders. F= p x A

Die Leistung der Hydraulikpumpe setzt sich aus den Größen P= p x qv zusammen. P= Leistung in Watt. p= Druck in bar und qv= Volumenstrom: Sekunde.

Der Volumenstrom setzt sich aus den Größen der Querschnittsfläche der Rohre (A) und der Geschwindigkeit der Flüssigkeiten (v) zusammen. Q= A x v

Druck breitet sich in geschlossenen Systemen nach allen Seiten gleich aus. Flüssigkeiten sind frei formbar und nehmen die Gestalt des Behälters an.

Die Größe der wirksamen Kolbenfläche bestimmt durch den Druck die Kraft eines Zylinders.

Eigenschaften von Flüssigkeiten die in der Hydraulik von Bedeutung sind.

Die Viskosität ist die Fließfähigkeit einer Flüssigkeit. Die Viskosität beschreibt die Wirkung der inneren Reibung eines Fluids, das bedeutet je größer die innere Reibung umso höher ist die Viskosität.

Die Viskosität ist ein Maß für die innere Reibung infolge des Widerstandes, der bei gegenseitiger Verschiebung benachbarter Schichten in einer Flüssigkeit auftritt.

Medien mit hoher Viskosität überwinden Widerstände im hydraulischen Systemen schwerer. Der Strömungswiderstand ist höher als bei niedriger Viskosität.

Eine weitere wichtige Eigenschaft des Hydrauliköls ist die Schmierfähigkeit. Die äußere Reibung ist ein Widerstand der vom Hydrauliköl überwunden werden muss.

Die Geschwindigkeit mit der eine Flüssigkeit durch ein Hydrauliksystem strömt ist wiederum abhängig von der Viskosität und der Schmierfähigkeit.

Der nächste zu betrachtende Punkt ist die Kompressibilität der verwendeten Flüssigkeiten. Während Luft unter Druck sein Volumen beträchtlich verringern kann bleiben Öl und Wasser nahezu ohne nennenswerten Volumenverlust unter Druck. Allerdings sind in der Praxis immer Lufteinschlüsse im Fluid und das muss beachtet werden.

Mit der Geschwindigkeit und der Kompressibilität von Flüssigkeiten kommen weitere Einflussgrößen hinzu.

Die Strömung von Hydrauliköl hat entscheidenden Einfluss auf z.B. den Energieverlust einer Hydraulikanlage.

 

Fluidtechnik