Druckberechnung bei der Hydraulik - die Formel einfach erklärt

Hydraulik - das sollten Sie wissen

"Hydraulik" ist ein Wort, das auch im Alltag oft vorkommt. Allerdings wissen die wenigsten, worum es sich da genau handelt. Hydraulik, ist das nicht ein System mit einer Flüssigkeit?

• Tatsächlich befindet sich in einem hydraulischen System eine Flüssigkeit, jedoch nicht Wasser (auch wenn "hydro" dies vermuten lässt), sondern meist ein Ölgemisch.
• Hydraulische Systeme werden benötigt, um Druck an andere Stellen weiterzugeben oder die Größe einer Kraft umzuwandeln, sprich: zu vergrößern oder zu verkleinern.
• Die einfachsten Beispiele für Hydraulik sind ölgefüllte Wagenheber sowie Hebebühnen in einer Autowerkstatt. 

Druckberechnung im System  - das sollten Sie wissen

• Tatsächlich ist die Druckberechnung in einem hydraulischen System relativ einfach: Der an einer Stelle auf das System ausgeübte Druck breitet sich mithilfe der Flüssigkeit im System aus und kann (prinzipiell) an jeder anderen Stelle genutzt werden. Mit anderen Worten: In einem hydraulischen System ist der Druck überall gleich.
• Üben Sie beispielsweise auf eine Fläche A (in m²) im System eine Kraft F (in der Einheit "Newton" N) aus (mit Hand oder durch Auflegen eines Gewichtes), dann steht die Hydraulik unter dem Druck p = F/A. Der Druck wird dabei in der Einheit "Pascal" (Pa) gemessen. 1 Pa = 1 N/m².
• Ein Beispiel soll dies veranschaulichen: Angenommen, Sie haben einen hydraulischen Wagenheber und sollen ein Auto mit einer Masse von 1000 kg (Gewichtskraft G = 1000 kg x 9,81 m/s³ = 9810 N) auf einer Heberfläche von A = 5 cm x 5 cm = 25 cm² = 0,0025 m² anheben, dann benötigen Sie dafür im System einen Druck von p = 9810 N / 0,0025 m² = 3,9 Mio. Pa, also rund 4 MPa. Das mag auf den ersten Blick viel erscheinen, allerdings ist das Pascal eine relativ kleine Einheit, sodass sich schnell große Werte ergeben. Aus diesem Grund wurde die Einheit Megapascal (MPa) geschaffen.

Der Druck im System ist überall gleich. Dies gilt jedoch nicht für die Kräfte! Gerade hydraulische Systeme werden ja nicht nur zur Druckübertragung, sondern auch zur Kraftumwandlung genutzt. Dabei gilt wegen der Druckkonstanz die Formel F1/A1 = F2/A2 für zwei unterschiedliche Stellen bzw. Flächen im System. Mit anderen Worten: Die Kraftübertragung wird durch die Flächengröße bestimmt, unabhängig von der Druckberechnung von oben.