IFM Electronic efector500 Bedienungsanleitung Seite 24

Einheit
Geschwindigkeit
Stosswellen
Kavitation
Hier ist zu beachten, dass bei der Einheit des Volumenstroms oder des
Durchflusses nicht die Sekunde sondern die Stunde als Einheit der Zeit
gewählt wurde. In dieser Einheit wird z. B. auch die Förderleistung von
Pumpen angegeben.
Die Durchflusszahl α hängt von der Strömungsgeschwindigkeit, der Visko-
sität des Mediums und dem Rohrdurchmesser ab (DIN 1952).
Das Differenzdruckverfahren wird in der Praxis häufig verwendet. Der
Nachteil, dass an der Blende ein beträchtlicher Druckabfall und somit ein
Energieverlust entsteht, er kann über 50 % betragen, wird dabei in Kauf
genommen.
2.4.6 Zeitverhalten
Zum Abschluss soll der zeitliche Aspekt kurz beleuchtet werden. Was ge-
schieht, wenn z. B. bei der hydraulischen Presse ein Kolben blockiert ist,
und die Kraft auf den anderen Kolben erhöht wird? Oben wurde gesagt,
dass sich der Druck gleichmäßig im gesamten Medium ausbreitet. Ge-
schieht das momentan oder wird dafür eine Zeit benötigt?
Ein wichtiger Parameter ist in diesem Zusammenhang die Schallge-
schwindigkeit im Medium. In Hydraulikanlagen werden häufig Zahnrad-
pumpen zur Druckerzeugung verwendet. Da diese infolge der Zahnflanken
nicht kontinuierlich arbeiten, erzeugen sie Druckpulsationen, die sich mit
Schallgeschwindigkeit in der Hydraulikflüssigkeit ausbreiten. Um diese zu
verringern werden Pulsationsdämpfer eingesetzt.
Eine typische Drehzahl von Zahnradpumpen ist 1500 U / min. Das sind 25
U / s. Bei einem typischen Zahnrad mit 16 Zähnen ergibt sich eine Pulsati-
onsfrequenz von 400 Hz. Damit ist man noch weit entfernt von der typi-
schen Resonanzfrequenz von Keramikmembranen von 20-40 kHz. Kera-
mik ein Werkstoff, der bei Drucksensoren verwendet wird (siehe Abschnitt
4.1.1)
Bei sehr plötzlichen, energiereichen Druckänderungen, kann es sogar zur
Bildung von Stosswellen kommen, die sich noch schneller ausbreiten, und
bei denen beträchtliche Energien auftreten. Speziell bei der Hydraulik kön-
nen dadurch indirekt weitere Druckspitzen erzeugt werden. Es lässt sich
kaum vermeiden, dass sich Luftblasen in der Hydraulikflüssigkeit, das sind
in der Regel spezielle Öle, bilden. Diese Luftblasen werden dann Gase
enthalten, die aus Bestandteilen des Öls bestehen.
Bei der Entstehung solcher Blasen ist der Effekt der Kavitation beteiligt. Z.
B. bei Pumpen oder bei starken Querschnittsänderungen kommt es zu
starken Geschwindigkeitsänderungen und zu einem starken Druckabfall.
Wenn die Geschwindigkeitspartikel diesen auf Grund der Trägheit nicht
folgen können, oder wenn Unterdruck entsteht, bilden sich Vakuumblasen.
Ein solcher Effekt ist z. B. auch bei Schiffsschrauben bekannt. Kavitation
führt dazu, dass kleine und manchmal auch große Partikel von der Schrau-
be abgelöst werden.
Diese Blasen füllen sich in Hydrauliköl dann mit der darin gelösten Luft und
mit Öldämpfen.
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