Hydraulikspeicher

Der Hydraulikspeicher, auch Hydrospeicher, Hydropneumatischer Speicher oder Akkumulator genannt, ist ein Flüssigkeitsspeicher, der unter Druck stehende Flüssigkeit aufnimmt.

Wird der Speicher entladen, so wird Energie freigesetzt.

Fließt Flüssigkeit in den Speicher wird durch den Druck ein Gas, eine Feder zusammengedrückt oder ein Gewicht angehoben. Bei der Entnahme der Flüssigkeit dehnt sich das Speichergas, eine  Speicherfeder entspannt sich oder das Gewicht senkt sich. In Speichern die mit Gas oder Federn arbeiten, reduziert sich der Druck, doch bleibt der Druck in Speichern mit Gewichten fast konstant.

 

Die Funktionsweise des Hydraulikspeichers

 

Der Hydraulikspeicher enthält eine Hydraulikflüssigkeit, die in einen Druckbehälter gepresst wird, der üblicherweise mit Stickstoff gefüllt ist. Das Gas wird komprimiert und steht als gespeicherte Energie zur Verwendung.

Getrennt werden Gas und Flüssigkeit durch eine Membrane oder einen Kolben oder einen Metallbalg oder eine Elastomerblase.

Die Trennung des Gases von der Flüssigkeit und des Entweichens des Gases wird so im Membranspeicher verringert, aber nicht ganz verhindert.  Abhängig ist der Gasverlust von dem verwendeten Elastomer der Trennmembrane, der Flüssigkeit, dem Speichergas, der Membranendicke, dem Druckunterschied zwischen Gas und Flüssigkeit, der Lastwechselzahl im Betriebsfall und der Temperatur des Speichers.

Im Speicher der mit einem Metallbalg Gas und Flüssigkeit trennt, gibt es keinen erwähnenswerten Gasverlust. Die Metallmembrane ist bei hohen Temperaturen gasdicht.

Hydraulikspeicher unterliegen in Deutschland der Druckgeräterichtlinie.

 

Arten des Speichers

 

Nach ihren Bauformen werden die folgenden Speicher unterschieden:

 

Der Membranspeicher ist ein hydraulisches Druckausgleichsystem, das verschieden eingesetzt werden kann. Er wird in hydraulischen Anlagen, in der Hausinstallation, in der Prozesstechnik oder bei mobilen Anlagen und Geräten eingesetzt.

Der Blasenspeicher besteht aus einem Stahlgehäuse und einer Speicherblase. Als Blasenmaterial wird Nitrilkautschuk eingesetzt.

Er wird mit Stickstoff gefüllt, manchmal auch mit anderen Gasen. Die Blase wird vom Gas zusammengedrückt und verformt. Das speichert die Energie im Gasraum.

Die Flüssigkeit ist nicht verformbar. Das Verdichtungsverhältnis darf nicht zu stark sein, sonst bricht die Blase, was die Energiespeicherung verhindert.

Der Kolbenspeicher ist ein Druckgerät, das aus einem zylindrischen Rohr, einem Deckel und einem beweglichen Kolben besteht. Der Kolben trennt die Flüssigkeit vom Gas.

Die Hydraulikflüssigkeit presst das Gas durch den Kolben zusammen.

Der Metallbalgspeicher ist eine Sonderform des Membranspeichers. Die Membrane besteht nicht aus einem Elastomer, sondern aus Metall. Der Speicher ist wartungsfrei.

Der Federspeicher ist eine Sonderform des Kolbenspeichers. Er wird oft in Lastkraftwagen, Omnibussen und Schienenfahrzeugen als Bremsgerät eingesetzt.  

 

Aufgaben des Hydrospeichers

 

Dazu gehört vor allem die Leckadgekompensation, der Gewichtsausgleich. Er dient als Notfunktion oder als Pulsationsdämpfer.

Seine Verwendung als Medientrenner dient dazu zwei Medien, etwa Flüssigkeit von einander zu trennen. Getrennt werden sie durch eine Blase, einen Kolben oder eine Membrane.

Verwendet wird der Speicher als Medientrenner, zum Beispiel um den Meerwassserdruck auf ein Unterwassersystem zu kompensieren

Die Energiespeicherung, der Hauptzweck des Speichers, kann auch zur Zusammenschaltung einzelner Speicher als Batterien genutzt werden.

Dadurch wird eine große Energiemenge gespeichert.

Der Vorteil dieser Anlage ist, dass sie als Notbetrieb eingesetzt werden kann, weil ihre Energie auch dann verfügbar ist, wenn keine Antriebenergie vorhanden ist.

Eingesetzt werden die Speicherbatterien in Kraftwerken, Stahlwerken, Theatern und Offshoreplattformen.

Der Hydrospeicher kann kurzfristig einen hohen Volumenstrom innerhalb der hydraulischen Steuerungen bereitstellen. Das wird bei hydroelektrischen Regelungen genutzt.

Die Volumenströme der Pumpen werden niedrig gehalten, gefördert wird der im Mittel gewünschte Volumenstrom. Das bedeutet, dass die Antriebsleistung der Aggregate gering bleibt, was einen verbesserten Gesamtwirkungsgrad erreicht. Im Weiteren verbessert sich die Wärmebilanz, was dazu führt, dass auf eine äußere Kühlung der Hydraulikaggregate verzichtet werden kann.