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Membranspeicher
Die Inkompressibilität von Hydraulikflüssigkeiten ist ein wesentlicher Vorteil der Hydraulik gegenüber der Pneumatik, da sie eine exakt dosierte Kraftübertragung möglich macht. Nachteilig ist, dass sich dadurch auch unerwünschte Druckschwankungen ungehindert im Hydrauliksystem ausbreiten. Hydropneumatische Membranspeicher nutzen die Kompressibilität von Gasen, um Energie zu speichern und Druckänderungen mit höherer Frequenz abzudämpfen.
Der Aufbau eines Membranspeichers
Ein Membranspeicher besteht aus einem Druckbehälter, dessen Innenraum durch eine Membran in eine obere und eine untere Kammer geteilt wird. Auf der oberen Seite befindet sich ein Anschluss mit Rohrgewinde, über den diese Hälfte des Druckbehälters mit einem technisch inerten Gas befüllt wird. Üblicherweise kommt hier Stickstoff zum Einsatz. Die gegenüberliegende, untere Seite des Membranspeichers besitzt einen Druckanschluss für die Verbindung zum Hydrauliksystem.
Die obere Kammer des Membranspeichers wird durch die Gasfüllung auf den Arbeitsdruck vorgespannt. Dabei dehnt sich die Membran in Richtung Druckanschluss. In der Mitte der Membran ist eine Metallplatte befestigt. Dieser Membranteller verhindert, dass die Membran bei einer zu hohen Druckdifferenz in den Druckanschluss hineingepresst wird, indem er den Druckanschluss verschließt. Eine Beschädigung der Membran durch zu niedrige Drücke im Hydrauliksystem wird somit wirksam ausgeschlossen.
Die Funktion des Membranspeichers
Bei steigendem Druck im Hydrauliksystem füllt sich der Membranspeicher über den Druckanschluss mit Hydraulikflüssigkeit, bis durch die Kompression des Gases ein Gleichgewicht erreicht ist. Sinkt der Systemdruck wieder ab, dann drückt das Gas eine entsprechende Menge Hydraulikflüssigkeit in das System zurück. Die Membran bewirkt hierbei eine vollständige und sichere Trennung von Gas und Flüssigkeit. Kurzfristige Druckschwankungen können auf diese Weise ausgeglichen werden. Dadurch bleibt der Systemdruck konstant und auch die Leistung der Pumpe verbessert sich.
Instandhaltung von Membranspeichern
Membranspeicher sind im Allgemeinen wartungsfrei. Über den Gasanschluss, an der Oberseite des Membranspeichers, lässt sich der Fülldruck kontrollieren sowie gegebenenfalls an unterschiedliche Systemdrücke anpassen. Außerdem kann hier das Gas, vor einer Entsorgung des Membranspeichers, sicher abgelassen werden. Für den Normalbetrieb ist dieser Anschluss mit einem aufgeschraubten Stopfen verschlossen.
Zusammenfassung der Eigenschaften von Membranspeichern
In der Hydraulik verbessern Membranspeicher den Wirkungsgrad und das Betriebsverhalten des Systems. Die einfache und Platz sparende Konstruktion sorgt für eine lange Lebensdauer und Zuverlässigkeit, aber auch Leistungsfähigkeit dieser hydropneumatischen Druckspeicher. Sie eignen sich für industrielle Anwendungen, sowohl im stationären, als auch im mobilen Einsatz.