1. Was ist ein Akkumulator
Ein Hydraulikspeicher ist ein Gerät zur Speicherung von Energie. Im Speicher wird die gespeicherte Energie in Form von Druckgas, Druckfeder oder angehobener Last gespeichert und übt Kraft auf eine relativ inkompressible Flüssigkeit aus.
Akkumulatoren sind in hydraulischen Systemen sehr nützlich. Sie dienen der Energiespeicherung und der Unterdrückung von Impulsen. In Hydrauliksystemen können sie die Größe der Flüssigkeitspumpe durch Ergänzung der Pumpenflüssigkeit reduzieren. Dies geschieht durch die Speicherung der Energie in der Pumpe während der Phase geringer Nachfrage. Sie können Schwankungen und Impulse verlangsamen und absorbieren. Sie können Stöße abfedern und Vibrationen reduzieren, die durch das plötzliche Starten oder Stoppen des Arbeitszylinders im Hydraulikkreislauf entstehen. Wenn die Flüssigkeit durch Temperaturanstieg und -abfall beeinflusst wird, kann der Akkumulator zur Stabilisierung von Druckänderungen im Hydrauliksystem eingesetzt werden. Sie können unter Druck stehende Flüssigkeiten wie Fett und Öl abgeben.

Die heute am häufigsten verwendeten Speicher sind pneumatisch-hydraulische Typen. Die Funktion des Gases ähnelt der einer Pufferfeder, es wird mit Flüssigkeit gearbeitet; das Gas wird durch einen Kolben, eine dünne Membran oder einen Luftsack getrennt.

2. Funktionsprinzip des Akkumulators

Unter Druckeinwirkung ist die Volumenänderung der Flüssigkeit (bei konstanter Temperatur) sehr gering. Wenn also keine Energiequelle vorhanden ist (d. h. keine zusätzliche Hochdruckflüssigkeit), sinkt der Druck der Flüssigkeit schnell.

Die Elastizität von Gas ist viel größer, da Gas komprimierbar ist. Bei einer großen Volumenänderung kann das Gas immer noch einen relativ hohen Druck aufrechterhalten. Wenn der Druckspeicher das Hydrauliköl des Hydrauliksystems ergänzt, kann das Hochdruckgas daher den Druck des Hydrauliköls aufrechterhalten, wenn sich das Flüssigkeitsvolumen geändert hat. Es wird kleiner, wodurch das Hydrauliköl schnell an Druck verliert.

Der Hauptgrund für Stickstoff liegt darin, dass Stickstoff von Natur aus stabil ist und keine Oxidations- oder Reduktionseigenschaften aufweist. Dies ist sehr gut für die Aufrechterhaltung der Leistungsfähigkeit von Hydrauliköl und führt nicht zu einer Oxidations-/Reduktionsdenaturierung des Hydrauliköls!

Stickstoff ist der Vorladedruck, der im Airbag des Druckspeichers installiert und vom Hydrauliköl getrennt ist! Wenn Sie den Druckspeicher mit Hydrauliköl füllen, entspricht der Druck des Stickstoff-Airbags auf das Hydrauliköl dem Stickstoffdruck. Wenn das Hydrauliköl einströmt, wird der Stickstoff-Airbag komprimiert und der Stickstoffdruck steigt. Der Öldruck steigt, bis das Hydrauliköl den eingestellten Druck erreicht!

Die Aufgabe des Akkumulators besteht darin, einen bestimmten Druck des Hydrauliköls bereitzustellen, der durch die Kraft des Stickstoffs erzeugt wird!

3. Die Hauptfunktion des Akkumulators

1. Für die Hilfsstromversorgung
Die Aktuatoren einiger Hydrauliksysteme arbeiten intermittierend, und die Gesamtarbeitszeit ist sehr kurz. Obwohl die Aktuatoren einiger Hydrauliksysteme nicht intermittierend arbeiten, variieren ihre Geschwindigkeiten innerhalb eines Arbeitszyklus (oder innerhalb eines Hubs) stark. Nach dem Einbau des Druckspeichers in dieses System kann eine Pumpe mit geringerer Leistung verwendet werden, um die Leistung des Hauptantriebs zu reduzieren, sodass das gesamte Hydrauliksystem klein, leicht und kostengünstig ist.

2. Als Notstromquelle
Bei manchen Systemen muss der Aktuator bei einem Pumpenausfall oder Stromausfall (die Ölzufuhr zum Aktuator wird plötzlich unterbrochen) die erforderlichen Aktionen weiterhin ausführen. Beispielsweise muss aus Sicherheitsgründen die Kolbenstange eines Hydraulikzylinders in den Zylinder eingefahren werden. In diesem Fall ist ein Akkumulator mit entsprechender Kapazität als Notstromquelle erforderlich.

3. Leckage auffüllen und konstanten Druck aufrechterhalten
Bei Systemen, bei denen der Aktuator nicht über einen längeren Zeitraum in Betrieb ist, sondern ein konstanter Druck aufrechterhalten werden soll, kann ein Druckspeicher verwendet werden, um Leckagen auszugleichen, sodass der Druck konstant bleibt.

4. Hydraulische Stöße absorbieren
Durch plötzliche Richtungsänderungen des Umschaltventils, plötzliches Anhalten der Hydraulikpumpe, plötzliches Anhalten der Bewegung des Antriebs oder sogar die Notwendigkeit einer Notbremsung des Antriebs usw. ändert sich der Flüssigkeitsfluss in der Rohrleitung stark, was zu einem Druckstoß (Ölschlag) führt. Auch wenn das System über ein Sicherheitsventil verfügt, kommt es unvermeidbar zu kurzfristigen Druckstößen. Diese Druckstöße führen häufig zu Ausfällen oder sogar Schäden an Instrumenten, Komponenten und Dichtungen im System oder zum Bruch der Rohrleitung und verursachen zudem deutliche Vibrationen im System. Durch den Einbau eines Druckspeichers vor der Stoßquelle des Steuerventils oder Hydraulikzylinders können diese Stöße absorbiert und gemildert werden.

5. Absorbieren Sie Pulsationen und reduzieren Sie Lärm
Der pulsierende Durchfluss der Pumpe verursacht Druckpulsationen, die wiederum zu einer ungleichmäßigen Bewegungsgeschwindigkeit des Aktuators und damit zu Vibrationen und Lärm führen. Schließen Sie parallel am Pumpenausgang einen empfindlichen und kleinen Trägheitsspeicher an, um Durchfluss- und Druckpulsationen zu absorbieren und Lärm zu reduzieren.