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Wie funktioniert Hydraulik? - Eine Erklärung für Laien

Wie funktioniert Hydraulik? - Eine Erklärung für Laien1:29
Video von Samuel Klemke1:29

Bei Hebevorrichtungen, Pressen oder auch Bremsanlagen von Fahrzeugen spielt Hydraulik eine wichtige Rolle. Dabei werden Kräfte mithilfe von Flüssigkeiten verstärkt. Wie es funktioniert, lässt sich am besten anhand einer Hebebühne erklären.

Was Sie benötigen:

  • etwas Zeit
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So funktioniert Hydraulik - Beispiel Hebebühne

Eine Hebebühne, egal ob für Fahrzeuge in einer Werkstatt oder für Lasten, ist sozusagen das Paradebeispiel, wie Hydraulik funktioniert. Auf gleiche Weise kann man auch die Funktion eines Wagenhebers (mit Öl befüllt) oder einer Bremsanlage erklären und so Hydraulik auch einem Laien näherbringen.

  • Mit Hydraulik ist untrennbar der physikalische Begriff "Druck" verbunden. Ein Druck (im Allgemeinen mit "p" abgekürzt) wird stets mit einer Kraft (Abkürzung "F") auf eine Fläche (Abkürzung "A") ausgeübt. Der Druck ist nichts anderes, als Kraft durch Fläche. Druckeinheiten gibt es unzählige wie zum Beispiel atm, bar oder auch das Pascal. Diese interessieren jedoch zunächst nicht, um zu verstehen, wie Hydraulik funktioniert.
  • Ein hydraulisches System besteht immer aus einem geschlossenen Flüssigkeitssystem (meist Öl, aber auch Wasser) und zwei Kolben, die beweglich in dieser Flüssigkeit sind. 
  • Bei der Hebebühne für Autos ist das geschlossene Flüssigkeitssystem meist nicht zu sehen, es befindet sich unter der Hebebühne.
  • Um das schwere Auto zu heben, wird nun mit einer kleinen Kraft F1 (idealerweise sogar mit Muskelkraft) auf eine möglichst kleine Querschnittfläche A1 ein Druck p1 ausgeübt.
  • Dieser Druck wird nun von der Flüssigkeit auf einen anderen Kolben, nämlich auf die Hebebühne, auf der das Auto steht, übertragen. Dort herrscht also derselbe Druck p2 = p1.
  • Allerdings sind dort die Verhältnisse anders: Die zweite Fläche der Hebebühne ist groß, also ist A2 wesentlich größer als A1. Bei gleichem Druck muss also auch die Kraft F2 dort größer sein: Und siehe da, wenn F2 ausreicht, wird das Auto gehoben.
  • Ein Beispiel: Beträgt die Querschnittsfläche des kleinen Kolbens A1 = 10 cm² und die der eigentlichen Hebebühne A2 = 1000 cm², so ist das Übersetzungsverhältnis für die Kräfte in diesem Fall 1 : 100. Hat ein Auto ein Gewicht von 1000 kg (also F2= 10 000 N Gewichtskraft für "Eingeweihte"), dann benötigt man zum Heben nur noch F1 = 100 N. Dies entspricht gerade mal einem Gewicht von 10 kg, das der Mechaniker (oder die Elektrik) aufbringen muss.
  • Auch ein schnöder (hydraulischer) Wagenheber funktioniert so: Mit einer kleinen Kraft befördert man die Auflagefläche des Wagenhebers nach oben. Und auch in Bremssystemen wird durch die Kraft des Fußes auf das Bremspedal in der Bremsflüssigkeit ein großer Druck erzeugt, der dann auf Bremsscheiben und/oder -trommeln übertragen wird.

Fazit: Bei der Hydraulik werden mithilfe einer Flüssigkeit Kräfte verändert, im Allgemeinen vergrößert. Eine wichtige Übertragungsgröße ist der Druck, der in einem hydraulischen System erhalten bleibt.

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