Hydraulische Antriebe (13): Entwurf und Berechnungen 17.03.2012, 14:17

Entwurf eines hydraulischen Antriebs, Vorschaubild

Vorschlag für ein Arbeitsblatt: In einer hydraulischen Hubanlage soll ein Kolben mit gesteuerter Geschwindigkeit eine Last anheben und absenken. Die dafür fehlenden Ventile sind als Symbole gegeben. Sie sind an den richtigen Stellen des Schaltplans einzuzeichnen. Der Förderstrom und die Antriebsleistung sind zu berechnen.

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Hydraulische Hubanlage

Skizze 1: Der Kolben mit Last FG soll mit gesteuerter Geschwindigkeit angehoben und abgesenkt werden. Die dafür fehlenden Ventile sind in der Skizze oben links dargestellt. Zeichnen Sie sie nach folgenden Angaben ein.

1. Man benötigt ein Ventil, das es erlaubt 
- den Kolben mit verschiedenen Geschwindigkeiten aus- und einzufahren,
- den Kolben in beliebiger Stellung anzuhalten.

2. Man benötigt ein Ventil, das beim Heben der Last FG das Öl ungehindert durchströmen lässt.

3. Man benötigt ein Ventil, das beim Senken der Last öffnet und beim Heben den Ölstrom gedrosselt durchlässt.

Skizze 1 zeigt einen unvollständigen Schaltplan. Der Kolben soll nach Bedarf die Last FG soll anheben und absenken. Zwischen P und dem Zylinder werden die beiden Rückschlagventile V3 und V4 aufgedrückt. 

a) Wird die Last gesenkt, schließen die Rückschlagventile V3 und V4. Machen Sie einen Vorschlag, wie V3 beim Absenken der Last geöffnet werden könnte.

b) Zeichnen Sie ein Wegeventil ein, das es erlaubt,
- den Ölstrom abzusperren,
- den Ölstrom beim Heben und Senken der Last zu drosseln.
Vervollständigen Sie den Schaltplan Skizze 1.

Berechnungen zu der Hubanlage
Folgende Daten sind gegeben (Wirkungsgrade werden nicht berücksichtigt):
Last FG = 5000 daN
Hubgeschwindigkeit vH = 6,5 cm/s
Senkgeschwindigkeit vS = 8,5 cm/s.
Zylinder:
- Durchmesser Kolben 100 mm
- Durchmesser Kolbenstange 70 mm

Aufgaben:
Berechnen Sie
a) Heben: Den Förderstrom Q in l/min. Berechnungsformel: Q = v • A (in l/min). (Anmerkung: 1 Liter entspricht 1 dm3).
b) Heben: Die Antriebsleistung P in kW. Berechnungsformel: P = FG • vH
c) Senken: Die Drücke auf der Kolbenseite und der Kolbenstangenseite. Berechnungsformel siehe auch Beitrag Kolbenkräfte
Druckverlust beim Heben: Zwischen Zylinder und Tank 1,0 bar.
Druckverlust beim Senken: Zwischen Zylinder und Tank 1,5 bar

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