Was ist ein hydraulischer Dämpfer?
Der hydraulische Dämpfer ist ein Bauteil, das zum Schutz von Maschinen und Gebäudestrukturen vor Vibrationen und Stößen eingesetzt wird und manchmal auch als Stoßdämpfer bezeichnet wird.
Hydraulische Dämpfer verwenden ölgefüllte Zylinder und Kolben zur Stoßdämpfung.
Wie im Abschnitt Funktionsweise näher erläutert, handelt es sich um eine Vorrichtung zur Dämpfung und Verringerung von Vibrationen und Stößen auf Objekte, indem der Geschwindigkeitswiderstand des Öls genutzt wird, um die kinetische Energie von Stößen und Vibrationen in Wärmeenergie umzuwandeln.
Anwendungen von hydraulischen Dämpfern
Hydraulische Dämpfer werden in verschiedenen Industrieprodukten zur Reduzierung von Vibrationen eingesetzt.
Ein typisches Beispiel sind Automobile. Schwingungsdämpfende Mechanismen, so genannte Suspensionen, werden im Fahrwerk von Autos eingesetzt.
Hydraulische Dämpfer sind ein wesentlicher Bestandteil eines Autos, da sie Schwingungen und Stöße während der Fahrt absorbieren und das Fahrverhalten des Autos stabilisieren.
Sie werden auch in großen Transportfahrzeugen wie Schienenfahrzeugen und Flugzeugen eingesetzt.
Hydraulische Dämpfer werden auch bei der seismischen Isolierung von Gebäuden in Japan eingesetzt, wo Erdbeben häufig vorkommen.
Funktionsweise des hydraulischen Dämpfers
Die Funktionsweise des hydraulischen Dämpfers beruht auf dem Turbulenzwiderstand von Fluiden (Flüssigkeiten und Gasen), wobei der Turbulenzwiderstand der Widerstand ist, der proportional zur n-ten Potenz der Geschwindigkeit ist (n ist eine Zahl zwischen 1 und 2).
Die Grundstruktur eines hydraulischen Dämpfers besteht aus einem Zylinder und einem Kolben, der das in den Zylinder gefüllte Öl schiebt, wenn eine Kraft von einem Objekt auf die Kolbenstange ausgeübt wird und den Kolben schiebt.
Zwischen dem Zylinder und dem Kolben befindet sich ein kleiner Raum (Öffnung), in dem die kinetische Energie des Kolbens in Wärmeenergie umgewandelt wird, wenn das geschobene Öl in den Spalt gedrückt wird.
Die Tatsache, dass ein Teil der kinetischen Energie in Wärmeenergie umgewandelt wird, bedeutet, dass die ursprüngliche kinetische Energie (Vibration und Stoß) reduziert wird, was bedeutet, dass die Vibration und der Stoß als Wärmeenergie absorbiert werden.
Durch Anpassung der Breite und Anzahl dieser Öffnungen können die Dämpfungseigenschaften des hydraulischen Dämpfers an das jeweilige Objekt angepasst werden.
Einer der Vorteile des hydraulischen Dämpfers besteht darin, dass er bei der Verwendung in seismischen Isolierungs- und Schwingungsdämpfungsmechanismen in Gebäuden kleine bis große Stöße abfedern kann, aber er ist kleiner als andere Dämpfer (Stahl und Gummi), so dass eine größere Menge erforderlich ist, um eine ausreichende Funktionalität zu gewährleisten.