Was ist Kraftmultiplikation?
Das Pascalsche Gesetz besagt, dass der Druck, der in einem begrenzten Flüssigkeitskörper aufgebaut wird, in allen Richtungen gleich und immer im rechten Winkel zur enthaltenden Oberfläche wirkt. Wenn ein Druck auf ein in einem begrenzten Raum eingeschlossenes Fluid ausgeübt wird, wirkt dieser Druck auf jeden Quadratmillimeter dieser Oberfläche. Die Kraftabgabe eines hydraulischen Stellantriebs ist das Ergebnis des angelegten Drucks und der Fläche, auf die dieser Druck ausgeübt wird.
Kraft = Druck x Fläche
Wenn ein bestimmter Druck auf zwei identische Zylinder ausgeübt wird, haben diese eine gleiche Ausgangskraft.
Wie funktioniert die Kraftmultiplikation?
Wenn der gleiche Druck auf unterschiedlich große Zylinder ausgeübt wird, hat der größere Zylinder eine größere Kraftabgabe. Dies liegt daran, dass der Bereich, der den Hydraulikdruck sieht, größer ist.
Druck wird auf unterschiedlich große Zylinder ausgeübt
Der Zylinder rechts hat in diesem Beispiel den doppelten Durchmesser des Zylinders links. Die Fläche des Kreises multipliziert die Kraft.
Die Fläche eines Kreises wird nach dieser Formel berechnet:
Die Fläche eines Kreises = Pi x der Radius im Quadrat
Wenn ein gegebener Druck auf zwei unterschiedlich große Bereiche ausgeübt wird, wird der größere Bereich eine größere Kraftabgabe als der kleinere Bereich sehen. Diese Kraftdifferenz ist oft signifikant. Während beispielsweise ein Kreis mit einem Durchmesser von 200 mm zwanzigmal größer ist als ein Kreis mit einem Durchmesser von 10 mm, beträgt die Flächendifferenz zwischen den beiden 400 zu 1. Bei Druckbeaufschlagung würde die Abtriebskrafterhöhung ebenfalls 400 zu 1 betragen.
- Ein Flaschenheber Kolben verwendet Kraftmultiplikation.
- Ein hydraulischer Flaschenheber ist ein perfektes Beispiel für die Kraftvervielfachung bei der Arbeit.
Ein Hubkolben wird mit einem Handhebel bewegt. Dieser Kolben übt Druck auf das Fluid aus, das dann durchgeleitet und an einen größeren Kolben angelegt wird. Die Abtriebskraft wird aufgrund des Flächenunterschieds der beiden Kolben vergrößert, wodurch es möglich ist, ein Auto von Hand anzuheben. Der Flaschenheberkolben bewegt sich aufgrund der Volumendifferenz zwischen den beiden Kammern langsam gegenüber dem Pumpenkolben.
Das Gewicht einer Last beeinflusst den Hydraulikdruck
Der zum Heben einer Last erforderliche Hydraulikdruck wird durch die Masse der Last und die Fläche bestimmt, auf die sie angewendet wird.
Das Gewicht einer Last ändert den erforderlichen Hydraulikdruck
Die drei Zylinder auf der linken Seite heben alle das gleiche Gewicht, 20.000 kg, (20T). Diese Masse übt eine Kraft von 19.600N auf die Kolbenfläche des Zylinders aus. Der erzeugte hydraulische Druck wird als lastinduzierter Druck bezeichnet. d. H. Der Druck, der in der Flüssigkeit durch die darauf aufgebrachte Last induziert wird. Wenn die gleiche Kraft auf verschiedene Zylinderbereiche ausgeübt wird, ist der lastinduzierte Druck im kleinsten Zylinder am höchsten.
Lastinduzierter Druck gegen Systemdruck
Wenn der auf einen Zylinder ausgeübte Druck größer als der lastinduzierte Druck ist, beginnt sich der Zylinder vorwärts zu bewegen und die Last anzuheben. Wenn die Last angehoben wird, ist der Druck, der in diesem Bereich des Stromkreises gesehen wird, im Allgemeinen der des lastinduzierten Drucks, solange kein Widerstand gegen Bewegung besteht.
Wenn der Zylinder mechanisch das Ende seines Hubs erreicht, steigt der Druck auf das in diesem Bereich des Systems zulässige Maximum an. Dieser maximal zulässige Druck wird durch Ventile wie Druckbegrenzungsventile, Druckminderventile oder ähnliche Druckbegrenzungseinrichtungen begrenzt.
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