Hydraulikplan eines einfachen Hubtisches

Ventilblock
Ventilblock

In diesem Artikel finden Sie einen Hydraulikplan für einen einfachen hydraulischen Scherenhubtisch. Neben dem Elektroschema und den Fertigungszeichnungen der Hubmechanik ist dies einer der wichtigsten Bausteine, um selber einen Hubtisch bauen zu können.

Bitte lesen Sie sich diesen Artikel komplett durch, bevor Sie sich an den Nachbau des Hydraulikkreislaufes machen. Im Laufe dieses Artikels beschreiben wir, wie die verschiedenen Betriebszustände mit Hilfe des Hydraulikkreislaufes umgesetzt werden und welche Funktion die verschiedenen Bauteile übernehmen.

Aufbau des Hubtisches

Einfacher Scherenhubtisch
Hydraulischer Scherenhubtisch

Der hier zur Verfügung gestellte Plan eignet sich für einen einfachen hydraulischen Standardhubtisch mit einem handelsüblichen Aufbau aus Unterrahmen, Hubschere und Plattform. Es werden einfachwirkende Hydraulikzylinder eingesetzt, d. h. die Zylinder werden durch die anzuhebende Last und dem Gewicht der Plattform wieder zusammengefahren. Bei geringen anzuhebenden Lasten bzw. einer Scherenhebebühne in Leichtbauweise ist gegebenenfalls der Einsatz von doppelwirkenden Zylindern erforderlich. Diese Konfiguration ist allerdings mit den hier aufgeführten 2-2-Wegeventilen nicht möglich.

Betriebszustände des Hubtisches

Wir wollen Ihnen nicht einfach nur einen Hydraulikplan eines Hubtisches zur Verfügung stellen, sondern wir möchten, dass Sie auch verstehen, was genau in den verschiedenen Betriebszuständen mit der Hydraulik passiert und wie ein hydraulischer Hubtisch eigentlich funktioniert.

Um es möglichst einfach zu halten, finden Sie im Beschreibungstext hinter den verschiedenen Komponenten Nummern. Diese beziehen sich auf die Positionsnummern im Hydraulikplan. Daher ist es ratsam, das Hydraulikschema zunächst auszudrucken und den Ablauf parallel zur Beschreibung anhand des Plans nachzuvollziehen.

Normalbetrieb

Im normalen Betrieb soll unser Hubtisch nichts anderes machen als eine Last anzuheben bzw. abzusenken. Diese einfache Funktion kann bereits mit Hilfe von wenigen Bauteilen umgesetzt werden.

Hubbewegung

Damit sich die Plattform des Hubtisches hebt, müssen die Hydraulikzylinder (Pos. 1) ausfahren. Das heißt, ihre Kammern müssen mit Öl gefüllt werden. Dies wird durch die Hydraulikpumpe (Pos. 10) realisiert, welche wiederum von einem Elektromotor (Pos. 11) angetrieben wird.

Dementsprechend befinden sich während der Hubbewegung alle Ventile in der Ausgangsstellung und müssen nicht betätigt werden. Der Elektromotor (Pos. 11) wird eingeschaltet und treibt die Hydraulikpumpe (Pos. 10) an. Der Volumenstrom der Hydraulikpumpe fließt nun von der Pumpe über die Schlauchleitung (Pos. 3) in die Hydraulikzylinder (Pos. 1). Nachdem die gewünschte Position erreicht ist, wird der Elektromotor wieder abgeschaltet und die Pumpe stellt keinen Volumenstrom mehr zur Verfügung. Das Rückschlagventil (Pos. 8) verhindert, dass das Hydrauliköl zurück in den Tank fließt. Dies ist notwendig, damit sich die Plattform des Hubtischs nicht erneut absenkt.

Senkbewegung

Damit sich die Plattform des Hubtisches wieder senkt, muss das Hydrauliköl aus den Zylindern (Pos. 1) zurück in den Tank fließen. Dies wird durch die Betätigung des Senkventils (Pos. 6) erreicht.

Das Senkventil (Pos. 6) ist stromlos geschlossen. Das bedeutet, dass kein Hydrauliköl durch das Ventil fließt, wenn es nicht betätigt wird. Erkennbar ist dies an dem kleinen Rückschlagventil auf der Seite der Feder des entsprechenden Symbols. Wird die Spule des Hydraulikventils mit einer Spannung versorgt, öffnet sich das Ventil. Nun kann Öl von den Hydraulikzylindern (Pos. 1) durch das Senkventil (Pos. 6) zurück in den Tank fließen und die Plattform des Hubtisches senkt sich.

Um die Ansteuerung der Ventile möglichst einfach zu halten, wurden keine Proportionalventile verwendet. Die verbauten Ventile kennen nur zwei Zustände: offen und geschlossen. Ohne weitere Bauteile würde die Senkgeschwindigkeit der Plattform in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur und der Last stark variieren. Daher findet man vor dem Senkventil (Pos. 6) noch ein Senkbremsventil (Pos. 5). Dieses begrenzt den Volumenstrom während des Senkvorgangs und verhindert somit ein zu schnelles Absenken der Hubtischplattform.

Fehlerhafter Betriebszustand

Auch wenn dieser Hydraulikplan für einen einfachen, robusten Hubtisch gedacht ist, können während des Betriebes Störungen auftreten. Bei einem solch einfachen Hubtisch tauchen in der Praxis zumeist nur zwei Fehler auf: Die Hydraulikleitung des Hubtisches ist abgerissen oder die Steuerung des Hubtisches ist ausgefallen (Lösungen für weitere Störungen finden Sie in diesem Artikel). Für beide Störungen sind im Hydraulikplan Sicherheitsvorkehrungen vorgesehen worden, welche nun näher beschrieben werden sollen.

Abriss oder Bruch der Hydraulikleitung

Zu einem Abriss oder Bruch der Hydraulikleitung kann es aus den verschiedensten Gründen kommen. Beispielsweise sollte ein Hydraulikschlauch spätestens nach sieben bis acht Jahren ausgetauscht werden, da er mit der Zeit spröde wird und dem Betriebsdruck dann nicht mehr standhält. Andere, häufige Ursachen für einen solchen Fehler sind eine falsche Montage oder ein Materialfehler bei den verbauten Komponenten.

Sollte es zu einem Abriss oder Bruch der Hydraulikleitung kommen, muss sichergestellt sein, dass die Plattform und somit die anzuhebende Last nicht unkontrolliert zu Boden fällt.
Im vorliegenden Fall wird dies durch den Einsatz von Rohrbruchsicherungen (Pos. 2) verhindert. Diese werden direkt an oder in die Hydraulikzylinder (Pos. 1) verbaut und verschließen die Hydraulikleitung bei einem zu großen Druckgefälle. Nach einem Schadensfall muss die fehlerhafte Zuleitung repariert und der Hubtisch wieder leicht angehoben werden. Das kurzzeitige Anheben ist notwendig, um das Druckgefälle zwischen den beiden Seiten der Rohrbruchsicherung zu beseitigen und somit das Sicherungsventil wieder zu öffnen.

Wichtig zu wissen ist, dass eine Rohrbruchsicherung nicht alle Schadensfälle in der Zuleitung erkennt. Beispielsweise führt eine kleine Leckage in der Zuleitung nicht zu einem großen Druckgefälle und somit auch nicht zur Auslösung der Rohrbruchsicherung. Daher kann es erforderlich sein, andere Sicherheitsventile einzusetzen. Eine Auflistung und Erläuterung möglicher Alternativen finden Sie in diesem Artikel.

Spannungsausfall bzw. Fehler in der Elektrik

Das Senkventil (Pos. 6) im Hydraulikplan wird durch eine elektrische Spule betätigt. Ein Stromausfall oder ein Fehler in der Steuerung könnte somit das Absenken der Last unmöglich machen. Damit Sie die Last trotzdem wieder nach unten bekommen, finden Sie parallel zu dem Senkventil (Pos. 6) ein Ventil für den Notablass (Pos. 7). Dieses kann im Schadensfall von Hand betätigt werden und lässt das Hydrauliköl von den Zylindern (Pos. 1) über die Schlauchleitung (Pos. 3) und das Senkbremsventil (Pos. 5) zurück in den Tank.

Funktion der verbauten Komponenten

In diesem Abschnitt erklären wir kurz und bündig die Funktion der verschiedenen Komponenten des Hydraulikkreislaufes.

Pos. 01: Hydraulikzylinder
Die Ausfahrbewegung der Hydraulikzylinder drückt die Scherenhälften auseinander und führt somit zur Hubbewegung des Hubtisches. Ein Einfahren der Hydraulikzylinder bewirkt ein Absenken der Plattform.

Pos. 02: Rohrbruchsicherung
Sie verschließen die Hydraulikleitung bei einem plötzlichen Schlauch- oder Leitungsbruch. Dies verhindert ein Fallen der Hubtischplattform im Schadenfall.

Pos. 03: Hydraulikschlauch
Dies ist eine flexible Schlauchverbindung zwischen dem Ventilblock der Antriebseinheit und den Hydraulikzylindern. Diese Flexibilität ist notwendig um die Bewegung der Hubschere auszugleichen.

Pos. 04: Messanschluss
Für Prüfzwecke sollte sich im Ventilblock ein Messanschluss befinden. Hiermit ist es beispielsweise möglich, den vorhandenen Druck während des Hubvorgangs zu überwachen.

Pos. 05: Senkbremsventil
Sorgt für eine gleichmäßige, lastunabhängige Senkbewegung der Hubtischplattform.

Pos. 06: Senkventil
Im aktivierten Zustand ermöglicht dieses Ventil das Absenken der Plattform.

Pos. 07: Notablass
Ermöglicht das Absenken der Plattform bei einem Spannungsausfall bzw. bei einem Fehler in der Steuerung.

Pos. 08: Rückschlagventil
Verhindert den Rücklauf des Hydrauliköls in den Tank und hält somit die Plattform des Scherenhubtisches auf dem gewünschten Niveau.

Pos. 09: Druckbegrenzungsventil
Im geöffneten Zustand leitet dieses Ventil den Volumenstrom in den Tank. Es öffnet sich bei einem zu hohen Druck im Hydraulikkreislauf und schützt auf diese Weise die Hydraulikbauteile sowie die mechanische Konstruktion vor einer unzulässig hohen Belastung.

Pos. 10: Hydraulikpumpe
Pumpt das Hydrauliköl in die Zylinder und ermöglicht somit die Hubbewegung des Hubtisches.

Pos. 11: Elektromotor
Treibt die Hydraulikpumpe an.

Pos. 12: Filter
Schützt die verbauten Hydraulikkomponenten vor Schmutzpartikeln und üblichen Abrieb im Hydrauliköl.

Pos. 13: Einfüllstutzen
Ermöglicht das Auffüllen des Tanks mit Hydrauliköl.

Pos. 14: Ölablass
Ermöglicht das Ablassen des Hydrauliköls, beispielsweise für einen Ölwechsel.