Ermeto Original Leistungsdaten

Ermeto Original
Leistungsdaten
Leistungsdaten
Druckangaben
Diese Nenndrücke sind international anerkannt und dienen zur
Abstimmung gebräuchlicher Komponentengrößen untereinander.
Belastungsprüfungen auf Berstdruck entsprechen mindestens
dem Vierfachen des Nenndruckwertes. Um den langfristig dynamischen Lastwiderstand zu belegen, wurden die Komponenten
unter Impulsbedingungen von PN × 1,33 bei 1 Hz in 1 Million
Zyklen getestet.
Ausnahme: Für alle Kugelhähne gilt der PN-Wert mit Sicherheitsfaktor 1,5 gemäß DIN 3230 T5 und ISO 5108.
Nenndruck PN
Der Nenndruck beziffert die Druckstufe eines hydraulischen Teils
bei fortlaufender dynamischer Anwendung. Die Ziffer wird gerundet, um den international üblichen Werten zu entsprechen.
Logische Kombinationen von Verschraubungen werden zusammengefasst, wobei der Nenndruck der Gruppe der niedrigste gemeinsame Nenner innerhalb der Gruppe ist.
Umrechnungstabelle
,
Bar
Mpa
PSI
100
160
210
315
350
400
10,0
16,0
21,0
31,5
35,0
40,0
1450
2321
3045
4569
5075
5801
Druckabschläge und Temperaturen
Werkstoffbedingt erforderliche Druckabschläge (abhängig vom Material) gegenüber den Katalogangaben bei erhöhten Temperaturen.
Verschraubungswerkstoff und Dichtungsmaterial müssen entsprechend der Betriebstemperatur ausgewählt werden.
Achtung: Medienbeständigkeit siehe Seite C5.
Verschraubungswerkstoff
Druckabschläge der zulässigen Betriebstemperaturen in °C
–60
–50
–40
–35
–25
+20
Stahlverschraubungen
0%
Stahlrohre
0%
Edelstahlverschraubungen
Edelstahlrohre
Messingverschraubungen1)
+50
+100
+120
0%
+150
+175
11 %
19 %
28 %
19 %
27 %
11 %
0%
5,5 %
11,5 %
+200
+250
20 %
21,5 %
+300
+400
30 %
29 %
34 %
35 %
Dichtungswerkstoff
NBR (z. B. Perbunan)
Dichtungswerkstoff
FKM
Dichtungswerkstoff
EPDM2)
Zulässige Betriebstemperatur
Zulässige Umgebungstemperatur bei hydraulischer und pneumatischer Anwendung
Temperatur nicht zulässig
Perbunan = Warenzeichen der Fa. Bayer
35 % (wenn nicht anders in separater
PN-Spalte für Messing aufgeführt)
2) EPDM ist nicht mit Öl kompatibel
(kein Lagerartikel)
1)
Berechnungsbeispiel:
PN Verschraubung 16S/71 = 400 Bar
Temperatur = 200 °C
Material = Nichtrostender Stahl
Druckabschlag Verschraubungen = 20 %
Druckabschlag Rohre = 21,5 %
PN Rohr 16 × 2.5/71, DIN 2413 III = 362 Bar
C2
Formel:
PN Verschraubung 200°C =
400 bar
=
362 bar
PN Rohr 200°C
100%
100%
× (100% – 20%) = 320 bar
× (100% – 21, 5%) = 284 bar
Katalog 4100-8/DE
Leistungsdaten
Werkstoffe
Verschraubungen
Rohmaterial
Stangenmaterial
Automatenstahl
Stahl
Schmiederohlinge
Automatenstahl
Fließpressstahl
Schweißbarer Stahl
Andere
Stangenmaterial
Edelstahl
Schmiederohlinge
Andere
Stangenmaterial
Messing
Schmiederohlinge
Werkstoff
Verschraubungstype
O-Lok ®
EO
Bezeichnung2) Werkstoff Norm
US
Körper Muttern
Nr.
Bezeichnung2)
11SMnPb30 1.0718 DIN EN
SAE 12L14
10277-3
X
11SMn30
1.0715 DIN EN
10277-3 SAE 1213
X
46S20
1.0727 DIN EN
SAE 1146
10277-3
X
15S10
1.0710 DIN 1651
X
11SMn30
1.0715 DIN EN
SAE 1213
modifiziert
10087
modifiziert
36SMn14
1.0764 DIN EN
10087
X
C45
1.0503 DIN EN
SAE 1045
modifiziert
10083
modifiziert
X
C10C
1.0214 DIN EN
SAE C1010
10263
X
C15
1.0401 DIN
10277-3
Stahlwerkstoff nach Herstellerermessen wärmebehandelt
X6CrNiMoTi 1.4571 DIN EN
ANSI 316TI
17-12-2
10088
X
X
X2CrNiMo
1.4404 DIN EN
ANSI 316L
17-13-2
10088
X6CrNiMo
1.4571 DIN EN
ANSI 316TI
Ti17-12-2
10088
X
X
X5CrNiMo
1.4401 DIN EN
ANSI 316
17-12-2
10088
Edelstahlwerkstoff nach Herstellerermessen wärmebehandelt
CuZn35Ni2
2.0540 DIN
17660
X
X
ASTM
CA360/345
B16/B453
CuZn35Ni2
2.0540 DIN
17660
X
ASTM
CA377
B124
Triple-Lok®
Ringe Schweiß- Körper Muttern Hülsen
verschr.
X
X
X
Körper Muttern Hülsen
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
1) Für nicht genormte Verschraubungen wie z. B. Schwenkverschraubungen, Funktionsverschraubungen und einstellbare Verschraubungen mit
Kontermutter können auch andere Werkstoffe verwendet werden.
2) Gleichwertige Werkstoffe können verwendet werden.
Rohling: 11 SMn 30+Bi (ähnlich der 1.0715/DIN EN 10087)
Gerade: 11 SMn Pb 30 (1.0718/DIN EN 102773)
Dichtungen
NBR
FKM
EPDM
PTFE
POM
z. B. N552-90, Perbunan (Warenzeichen der Firma Bayer)
z. B. V894-90
z. B. E540-80
z. B. Teflon® (Warenzeichen der Firma DuPont)
z. B. Delrin (Warenzeichen der Firma DuPont)
C3
Katalog 4100-8/DE
C
Leistungsdaten
Oberflächenbehandlung
Parker-Rohrverschraubungen aus Stahl werden weltweit einheitlich mit einem hochwertigen Oberflächenschutz geliefert.
New Generation Verschraubungen mit höherwertigem Oberflächenschutz werden galvanisch verzinkt, transparent passiviert
und mit einer speziellen Versiegelung versehen (Kurzzeichen
CF).
Oberfläche um 400% gesteigert. Die CF Oberfläche ist Cr(VI)frei und trägt damit entscheidend zum Arbeitschutz bei. Es erfüllt
bereits heute zukünftige Spezifikationen, z. B. der europäischen
„End of Life Vehicles“ Direktive des Europäischen Parlaments.
Die silberne Farbe, die beim Chromatieren oder Passivieren entsteht, gibt der Verschraubung ein attraktives Erscheinungsbild.
Warum verzinkt?
Alle Parker TFDE Fertigungsanlagen verfügen über eigene
moderne Galvanikanlagen, deren Prozessführung speziell auf
die Produktpalette abgestimmt ist.
Die Anforderungen an die Korrosionsbeständigkeit von Verschraubungen sind in den letzten Jahren gestiegen. In zunehmendem
Maße wird von einer Lackierung der Rohrleitungssysteme abgesehen. Auch an die Optik werden höhere Anforderungen gestellt.
Die Anwender von Parker-Verschraubungen profitieren daher
von:
– homogenen Schichtdicken (durchschnittlich 13 μm, gemessen an Außenkonturen) für gute Gewindeschraubbarkeit
– überdurchschnittlich guter Qualität in Bezug auf Schlagstellenfreiheit
– sehr guter Korrosionsbeständigkeit
Die früher bei Rohrverschraubungen übliche schwarz-graue
Oberfläche „phosphatiert und geölt“ (Kurzzeichen: Znphr5f-DIN
50942) konnte diese Ansprüche nicht mehr erfüllen.
Eine galvanisch abgeschiedene Zinkschicht bietet dagegen
folgende Vorteile: Durch eine Schichtstärke von mind. 8 μ und
die zusätzliche Versiegelung durch den Chromatisierungsprozess steigt die Korrosionsbeständigkeit deutlich an. Bei Kratzern
oder Schlagstellen, die sich bei der Montage nicht vermeiden
lassen, entwickelt Zink eine kathodische Schutzwirkung, die den
Stahl-Verschraubungskörper vor korrosivem Abtrag und Lochfraß schützt.
Fertigungsbegleitende Korrosionsbeständigkeit-Prüfungen in
Form von Salzsprühnebel-Prüfungen nach ISO 9227/5% NaCl
zeigen eine durchschnittliche Beständigkeit von 500 Std. gegenüber Weißrost, sowie 700 Std. Rotrost für die CF Oberfläche.
Aus funktionstechnischen Gründen oder zum Zweck der Unterscheidungsmöglichkeit werden bestimmte Verschraubungsreihen
oder -Komponenten und Ventile in anderen bzw. modifizierten
Oberflächen geliefert.
Um höchsten Ansprüchen gerecht zu werden, hat sich die Korrosionsbeständigkeit der CF Oberfläche im Vergleich zur verzinkten
Oberflächenschutz/Oberfläche
Werkstoff
VerVerschraubungstype
schraubungsSystem
New
Generation
Stahl
EO2-Plus
EO-Plus
Stahl
EO2-FORM
EO-2
EO
EO2-FORM
O-Lok ®
Triple-Lok ®
CF
verzinkt,
transparent
passiviert
X
CF +
A3K
Gleitverzinkt,
beschichtung transparent
passiviert
Verschraubungskörper
Funktionsmuttern
X
Verschraubungskörper
X
Muttern
X
Progressive Stop Ringe
Körper und Muttern werden von EO-Plus verwendet
Verschraubungskörper
X
Funktionsmuttern
X
Verschraubungskörper
X
Muttern
X
Progressive Stop Ringe
Schweißverschr.
Körper und Muttern werden von EO verwendet
Verschraubungskörper
X
Muttern
X
X
Parflange® Hülsen
Löthülsen
Verschraubungskörper
X
Muttern
X
Hülsen
X
C4
Znphr5f
phosphatiert
und geölt
Blank
Blank +
Blank +
keine
Gleitinnen
Beschichtung beschichtung versilbert
X
X
X
X
Katalog 4100-8/DE
Leistungsdaten
Oberflächenschutz/Oberfläche
Werkstoff
VerVerschraubungstype
schraubungsSystem
Edelstahl
EO-2
Messing
CF
verzinkt,
transparent
passiviert
CF +
A3K
Gleitverzinkt,
beschichtung transparent
passiviert
Verschraubungskörper
Funktionsmuttern
bis zu 12-L/10-S
Funktionsmuttern
von 15-L/12-S
EO
Verschraubungskörper
Muttern bis zu 12-L/10-S
Muttern von 15-L/12-S
Progressive Ringe
EO2-FORM Körper und Muttern werden von EO verwendet
O-Lok®
Verschraubungskörper
Muttern
Hülsen
Triple-Lok® Verschraubungskörper
Muttern
Hülsen
Alle Systeme Verschraubungskörper
Muttern
Hülsen & Ringe
Znphr5f
Blank
Blank +
Blank +
phosphatiert keine
Gleitinnen
und geölt
Beschichtung beschichtung versilbert
X
C
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
A3K gemäß DIN EN ISO 4042 / Znphr5f gemäß DIN EN ISO 3892 und DIN 50942
Medienbeständigkeit
Verschraubungswerkstoff und Dichtungsmaterial müssen entsprechend dem Medium ausgewählt werden.
Allgemeine Empfehlungen für statische Dichtungen basieren auf Erfahrungen und Angaben der Dichtungshersteller. Zum Einsatz von Dichtungswerkstoffen für dynamische Anwendungen, wie in Drehverschraubungen oder Rückschlagventilen, siehe Hinweis Tabellenende.
Medium
Aceton
Acetylen
Ammoniak flüssig
Ammoniak Gas, kalt
Aral, Vitam BAF
Argon
Asphalt
ASTM-Öl, Nr.1
ASTM-Öl, Nr.2
ASTM-Öl, Nr.3
ASTM-Öl, Nr.4
ATF Öl
Äthanol (Äthylalkohol)
Äther
Benzin
Benzol
Bremsflüssigkeit
Butan
Castrol, Biotec HVX
Chlor (trocken)
Dampf
DEA, Econa E22
DEA, Econa E46
Dieselkraftstoff
Druckluft
Stahl
2
2
2
1
1
1
3
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
3
2
1
1
1
1
Verschraubungswerkstoff
Edelstahl
Messing
1
1
1
3
1
3
1
3
1
X
1
1
1
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
3
1
X
1
3
1
2
1
X
1
X
1
1
1
1
C5
NBR
3
3
2
1
1
1
2
1
1
1
2
1
1
3
3
3
3
1
1
3
3
1
1
1
1
Dichtungswerkstoff
FKM
3
3
3
3
1
1
1
1
1
1
1
1
3
3
1
1
3
1
1
1
3
X
X
1
1
EPDM
1
2
1
1
3
1
3
3
3
3
3
3
1
2
3
3
1
3
3
X
1
3
3
3
1
Katalog 4100-8/DE
Leistungsdaten
Medium
ECOOL
Erdgas
Erdöl
ESSO, Univis 13
ESSO, Univis 26
ESSO, Univis 32
ESSO, Univis 46
FINA, Biohydran RS 38
FRAGOL, Hydrolub 125
Freon 11
Freon 12
Freon 22
Getriebeöl
Glycerin
Glykol (Äthylenglykol)
Heizöl
Helium
Houghton Safe 1120
Hougthon Safe 620
Hydrauliköl – Mineral Basis
Hydrolube
Jod
Kerosin
Kohlendioxid
Kohlenmonoxid
Kohlensäure
Luft (ölfrei)
Meerwasser
Methan
Methanol (Methylalkohol)
MIL-F-8192 (JP-9)
MIL-H-5606
MIL-H-6083
MIL-H-7083
MIL-H-8446 (MLO-8515)
MIL-L-2104 & 2104B
MIL-L-7808
Mineralöle
Naturgas, unbehandelt
Neon
Ozon
Petroleum
Phosphorsäure
Plantohyd 32 S
Plantohyd 40 N
Propan
R134A
Rauchgas
Rohöl
Salpetersäure
Salzsäure
Salzwasser (Natriumchlorid)
Sauerstoff (Gas, kalt)
Schmieröl SAE 10,20,30,40,50
Schneidöl
Schwefeldioxid
Schwefelsäure
Seifenlösung
Stahl
1
2
1
1
1
1
1
1
1
X
1
3
1
2
1
1
1
1
1
1
1
3
1
1
1
3
1
3
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
3
3
1
1
3
1
1
1
1
3
2
3
3
X
3
1
1
3
3
3
Verschraubungswerkstoff
Edelstahl
Messing
1
X
1
2
1
3
1
X
1
X
1
X
1
X
1
X
1
X
X
1
3
1
1
1
1
1
1
2
1
2
1
1
1
1
1
X
1
X
1
1
1
1
1
3
1
1
1
1
1
1
1
3
1
1
2
3
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
3
1
1
1
3
1
1
1
3
1
1
3
1
1
X
1
X
1
1
1
1
1
3
1
3
1
3
2
3
1
X
1
2
1
1
1
X
1
3
2
3
1
3
C6
NBR
1
1
2
1
1
1
1
1
1
2
2
3
1
1
1
1
1
3
1
1
1
2
1
1
1
2
1
1
1
1
3
1
1
1
2
1
2
1
3
1
3
1
3
1
1
1
3
3
2
3
3
1
3
1
1
3
3
1
Dichtungswerkstoff
FKM
1
1
1
1
1
1
1
1
X
2
1
2
1
1
1
1
1
1
2
1
1
1
1
2
1
1
1
1
1
3
1
1
1
2
1
1
1
1
3
1
1
1
1
X
1
1
3
2
1
2
1
1
3
1
3
3
1
1
EPDM
X
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
1
1
3
1
1
1
3
1
2
3
1
1
1
1
1
3
1
3
3
3
1
3
3
3
3
3
1
1
3
2
3
3
3
1
X
3
3
2
1
3
3
1
1
3
1
Katalog 4100-8/DE
Leistungsdaten
Medium
SHELL, Naturelle HF-E-46
SHELL, Tellus Oil DO 32
Silikonöle
Skydrol 500
Skydrol 7000
Stickstoff
Terpentin
Toluol
Trichlorethan
Wasser
Wasserstoff
Wasserstoffperoxid
Xylol
Verwendbarkeit: 1 =
2=
3=
X=
1)
beständig
bedingt beständig
nicht beständig
keine Angaben
Stahl
1
1
1
1
1
1
2
1
2
2
3
3
1
Verschraubungswerkstoff
Edelstahl
Messing
1
X
1
X
1
X
1
3
1
3
1
1
1
3
1
1
1
X
1
11)
1
X
1
3
1
1
NBR
1
1
1
3
3
1
1
3
3
1
3
3
3
Dichtungswerkstoff
FKM
1
1
1
3
2
1
1
2
1
2
3
1
1
EPDM
3
3
1
1
1
1
3
3
3
1
3
2
3
NBR = z. B. Perbunan (Warenzeichen der Fa. Bayer)
FKM
Der für Messingverschraubungen eingesetzte Werkstoff SoMs59 (CuZn35Ni2) ist im Normalfall gegen Spannungsrisskorrosion beständig.
Durch Überlastung (z. B. Übermontagen) kann aber dieser Beständigkeit vor allem gegen ammoniak- und nitrathaltige Derivate herabgesetzt
werden und zum Ausfall der Verbindung führen.
Diese Medienbeständigkeitstabelle ist nur für sogenannte statische Dichtungen, wie O-Ringe und Profildichtungen (z.B. EDDichtung, EO-2 Dichtring DOZ) in Rohrverschraubungen und Flanschverbindungen, anwendbar.
Medienbeständigkeitsangaben für Ventile, Drehverschraubungen oder Multi-Funktions-Komponenten sind auf den entsprechenden Produktseiten angegeben.
C7
Katalog 4100-8/DE
C
Leistungsdaten
Biologisch abbaubare Öle
Beständigkeiten
TFDE-Stahl-Verschraubungen mit Standard-NBR-Dichtung
sind für die meisten biologisch abbaubaren Öle geeignet:
Aus umwelttechnischen Gründen und neuer Gesetzgebung
nimmt die Bedeutung biologisch abbaubarer Öle sowohl im
Bereich der Mobil- als auch der Stationärhydraulik schnell zu.
Optimistische Prognosen gehen davon aus, daß der Marktanteil biologisch abbaubarer Öle im Jahr 2005 50% erreichen
wird. Davon werden 80% synthetische Ester (HEES) sein.
Der Einsatz schwer entflammbarer Flüssigkeit wird auf Spezialgebiete wie Bergbau, Walzwerke und Schwermaschinenbau beschränkt bleiben.
HEPG
Polyalkylenglykol
HETG
Pflanzliche Öle
HEES
Synthetische Ester
Medien
Biologisch abbaubare Öle können in drei Klassen eingeteilt
werden:
HEPG (Medien auf Glykolbasis)
+ großer Temperaturbereich (–45°C … 100°C)
+ sehr alterungsbeständig
+ NBR- und FKM-Dichtungen
+ geringe Viskositätsänderung über den
Einsatztemperaturbereich
+ wasserlöslich
– nicht mischbar mit Mineralöl oder HEES-, HETG-Ölen
– sorgfältige Reinigung empfohlen, wenn von Mineralöl auf
HEPG umgestellt wird
– Lacke werden unter Umständen angelöst
– Sorgfältige Überprüfung der verwendeten Materialien
nötig (z. B. darf kein Zink enthalten sein)
– Dichte > 1.100 kg/m3; möglicherweise werden
Systemänderungen nötig
– Preis?
–20° C … 80°C
80°C … 120°C
NBR
FKM
NBR
FKM
NBR
FKM
Öl
nicht verwendbar
–
FKM
–
FKM
Geeignete Dichtungswerkstoffe
Die Erfahrung zeigt, daß die Medienbeständigkeit bei statischen Dichtungen, wie sie bei Verschraubungen auftritt,
nicht ein kritischer Punkt ist. Im Zweifel sollten Sie die Anwendungstechniker der TFDE ansprechen.
Pragmatischer Hinweis:
Soll die Frage beantwortet werden, ob ein Wechsel zu
weichdichtenden Verschraubungssystemen (ISO 6149/
EOLASTIC/O-Lok/EO-2) geschehen kann, so kann die Antwort oft von dem bestehenden Hydrauliksystem abgeleitet
werden. Wenn NBR-Dichtungen in Schläuchen, Zylindern,
Filtern oder Ventilen gut funktionieren, gibt es keinen Grund,
sich um den Einsatz von TFDE-Standardverschraubungen
mit NBR-Dichtungen Sorge zu machen. In der Regel wissen
die Hersteller oder Betreiber der Anlage, ob hier besondere
Dichtungswerkstoffe, wie z. B. FKM, im Einsatz sind.
HETG (Flüssigkeiten auf Pflanzenbasis)
+ mischbar mit Mineralölen
+ NBR- und FKM-Dichtungen sind beständig
+ gute Schmiereigenschaften
+ Lacke werden nicht angegriffen
+ geringe Viskositätsänderung über den
Einsatztemperaturbereich
– begrenzte Einsatztemperaturen (-25°C … +70°C)
– Maximal-Temperatur darf nicht überschritten werden
– begrenzte Lebensdauer
– empfindlich hinsichtlich UV und Ozoneinwirkung
– Wasseraufnahme kann Abbau des Mediums bewirken
(cracking?)
– Preis?
HEES (Flüssigkeiten auf Basis synthetischer Ester)
+ großer Temperaturbereich
(–30°C … +90°C; u. U. sogar über 100°C)
+ hohe Lebensdauer
+ mischbar mit Mineralölen
+ NBR- und FKM-Dichtungen sind beständig
+ Lacke werden nicht angegriffen
+ geringe Viskositätsänderung über den
Einsatztemperaturbereich
+ gute Schmiereigenschaften
– Gefahr der Hydrolyse bei Wasseraufnahme
(z. B. Verstopfen von Filtern)
– Preis?
C8
Katalog 4100-8/DE
Leistungsdaten
Druckverluste in Hydraulikanlagen
Hydraulikanlagen werden meist nur mit einer durch Erfahrungen vorgegebenen Strömungsgeschwindigkeit ausgelegt.
Die Druckverluste in den Leitungen werden nicht berücksichtigt oder später in den Probeläufen der Anlage gemessen.
Da die Druckverluste überproportional zu den Strömungswiderständen ansteigen, ist es für die optimale Auslegung
einer Anlage wichtig, sie schon bei der Planung zu berücksichtigen. Die Berechnung ist nicht so schwierig, wie häufig
angenommen wird. Dieser Beitrag soll eine Anleitung dazu
geben. Außerdem werden Hinweise dazu gegeben, wie zu
hohe Druckverluste vermieden werden können. Denn: Druckverluste bedeuten Leistungsverluste, das Öl erwärmt sich
sehr stark, es treten Geräusche auf und evtl. Kavitation in
Saugleitungen.
Strömungsprofil
bei laminarer Strömung
Medium
Alle Angaben zu den Durchflusswiderständen und dem Verhalten der Strömungen beziehen sich ausschließlich auf
Flüssigkeiten. Für gasförmige Medien muss zusätzlich noch
die variable Dichte des Gases berücksichtigt werden
Die Reynoldszahl ist eine dimensionslose Zahl. Die kritische
Strömungsgeschwindigkeit, bei der die Strömung umschlagen kann, wird danach errechnet aus:
C
Strömungsprofil
bei turbulenter Strömung
Die Art der Strömung wird durch die Reynoldszahl gekennzeichnet. Bei einer Reynoldszahl größer als 2320 schlägt die
Strömung ins Turbulente um. Die Reynoldszahl wird berechnet aus der Formel:
Re =
c cr = 2320 ⋅
Einheiten
⎡m ⎤
c = Strömungsgeschwindigkeit ⎢ ⎥
⎣s⎦
υ (T )
d
⎡m ⎤
⎢⎣ s ⎥⎦
Bei vorgegebenem Volumenstrom kann die Strömungsgeschwindigkeit errechnet werden aus:
d = Rohrinnendurchmesser [m]
c =
L = Rohrlänge [m]
p = Druck [Pa ], 1 bar = 100000 Pa
V˙ ⋅ 4 ⎡ m ⎤
d2 ⋅ π ⎢⎣ s ⎥⎦
Anschließend kann die Rohrreibungszahl λ errechnet werden.
Die Rohrreibungszahl λ ist eine Funktion der Reynoldszahl
und ist außerdem von der Rauhigkeit der Rohre abhängig.
Da in der Hydraulik im allgemeinen von hydraulisch glatten
Rohren ausgegangen werden kann, wird die Rohrreibungszahl λ nach folgender Formel errechnet:
⎡ m3 ⎤
m3
l
V˙ = Volumenstrom ⎢
= 60000
⎥, 1
s
min
⎢⎣ s ⎥⎦
λ = Rohrreibungszahl
⎡ m2 ⎤
ν(T) = Kinematische Viskosität des
⎢
⎥
Mediums in Abhängigkeit zur Temperatur ⎢⎣ s ⎥⎦
ρ(T) = Dichte des Mediums
in Abhängigkeit zur Temperatur
c ⋅d
υ(T)
laminare Strömung, (Re < 2320): λ =
⎡ kg ⎤
⎢⎣ 3 ⎥⎦
m
64
Re
turbulente Strömung, (Re > 2320): λ =
ζ = Einzelwiderstandsbeiwert
0.3164
4
Re
Abschließend, wenn alle Faktoren bekannt sind, kann der
Druckverlust in einer bestimmten Rohrleitung berechnet werden nach der Formel:
Es wurden nur Grundeinheiten verwendet. Das hat den Vorteil, dass die Formeln keine Korrekturfaktoren enthalten.
Es besteht keine Verwechslungsgefahr, dass Werte in der
falschen Einheit eingesetzt werden. Wenn Angaben in anderen Einheiten vorliegen, z. B. wird der Volumenstrom häufig in
L/min angegeben, ist es ratsam, sie vor Beginn der Rechnung
in die Grundeinheiten umzusetzen.
Δp = λ ⋅
L
ρ(T) ⋅ c 2
⋅
[Pa]
d
2
Berechnung von Einzelwiderständen
In einer Hydraulikanlage gibt es nicht nur Rohrleitungen, sondern auch Ventile, Rohrverschraubungen, Rohrbögen usw.,
die Strömungsverluste verursachen. Diese Einzelverluste
sind oft sehr viel größer als die Rohrverluste und errechnen
sich nach folgender Formel:
Druckverluste in Rohrleitungen
Um Druckverluste in Rohrleitungen zu berechnen, muss zuerst abgeschätzt werden, ob laminare oder turbulente Strömung vorhanden ist. Laminare Strömung ist gleichförmig und
ohne Verwirbelungen. Bei turbulenter Strömung steigen die
Verluste sprunghaft an.
Δp = ζ ⋅ ρ(T) ⋅
C9
c
2
2
[Pa]
Katalog 4100-8/DE
Leistungsdaten
Der Widerstandsbeiwert ζ kennzeichnet ein Hydraulikbauteil.
Er berücksichtigt Zirkulations-, Stoß- und Ablöseverluste der
Strömung in einem Bauteil. Meistens geben die Hersteller von
Ventilen oder Verschraubungen die Widerstandsbeiwerte an.
Die ζ-Werte sind nicht ganz konstant. Bei sehr niedrigen Strö
mungsgeschwindigkeiten steigen die Werte an. In folgendem
Diagramm ist der tapische Verlauf der ζ-Werte für ein Bauteil
in Abhängigkeit von der Strömungsgeschwindigkeit dargestellt, wie er in einer Versuchsreihe im Labor der Fa. Parker
Hannifin GmbH & Co. KG ermittelt wurde.
Querschnittserweiterung:
⎛A
ζ = ⎜ 2
⎝ A1
Mit
⎞
– 1⎟
⎠
2
A1 … Eintrittsquerschnittsfläche
A2 … Austrittsquerschnittsfläche
Die angegebene Formel gilt für einen Öffnungswinkel > 60°
und damit auch für die EO-Verschraubungen.
Ein Zahlenwert läßt sich nicht sinnvoll angeben, weil das
Programm der Reduzierungen sehr umfangreich ist.
Bei den RED kann der Widerstandsbeiwert ζ zwischen
1,5 und 5000 liegen, immer bezogen auf die Strömungsgeschwindigkeit am Austritt.
Da für die Auslegung einer Hydraulikanlage im allgemeinen
nur die Durchflusswiderstände bei Nennleistung, also höheren Strömungsgeschwindigkeiten, errechnet werden, sind
nachfolgend die ζ-Werte angegeben, die sich der Konstanten
nähern. Die Werte für Hydraulikverschraubungen wurden in
einer Versuchsreihe im Labor der Parker Hannifin GmbH &
Co. KG ermittelt. Es wird immer der Mittelwert für die gesamte
Baureihe angegeben. Bei einzelnen Baugrößen kann es daher
zu geringfügigen Abweichungen kommen.
Querschnittsverengung:
Gerade Verschraubungen, z. B. G, GE, EGE, HMTX,
F…MTX, F6…MX, HMLO, F…MLO, F6…MLO, …
A2/A1
0,80
0,60
0,40
0,20
ζ
0,15
0,25
0,35
0,42
Winkel-Verschraubungen, z. B. W, EW, EMTX, C…MTX,
EMLO, C…MLO, …
Wenn ein Absatz zwischen Durchgangsbohrung und Rohrinnendurchmesser vorhanden ist, gelten die gleichen Bedingungen wie bei Reduzierungen (siehe unten).
Im Normalfall ist der Druckverlust allerdings sehr gering, so
dass er mit normalem Aufwand nicht zu messen ist.
In der Literatur wird z. T. ein Widerstandsbeiwert von 0,01 bis
0,05 angegeben.
Reduzierungen, z. B. RED, GR, TRMTX, TRMLO, …
Bei Reduzierungen muss unterschieden werden zwischen
Querschnittserweiterung und Querschnittsverengung. Als
Strömungsgeschwindigkeit für die Berechnung des Druckverlustes wird immer die Geschwindigkeit am Austritt der
Strömung genommen.
C10
Type
Widerstandsbeiwert ζ
W, EMTX, EMLO
1
EW, C … MTX, C … MLO
1
Katalog 4100-8/DE
Leistungsdaten
Rohrbögen
Bei Rohrbögen ergibt sich der Widerstandsbeiwert aus dem
Verhältnis von Biegeradius zu Innendurchmesser (R/d).
Volumenstromaufteilung
(zum/vom T-Abgang)
Widerstandsbeiwert
ζ bei Rohrverzweigung
• •
Vb / V
ζa
ζb
ζa
ζb
0,6
0,07
0,95
0,40
0,47
0,8
0,20
1,10
0,50
0,73
1,0
0,35
1,30
0,60
0,92
ζa
•
V
Biegeradius/Innendurchmesser
Widerstandsbeiwert ζ
2
0,21
4
0,14
6 und größer
0,11
Widerstandsbeiwert
ζ bei Rohrvereinigung
Schwenkverschraubungen
•
•
Va
ζb
Vb
Rohrverzweigung
ζa
•
Va
Type
Widerstandsbeiwert ζ
WH
3…6
SWVE
6…9
DSVW
ca. 4
•
Vb
•
V
ζb
Rohrvereinigung
Bei WH und SWVE richtet sich der Druckverlust nach der
Stellung der Querbohrung zur Konusöffnung. Der Widerstandsbeiwert wird als Bereich angegeben.
Verzweigungen, z. B. T, K, ET, …
Der Widerstandsbeiwert richtet sich danach, ob das Medium
sich aufteilt oder zusammenfließt und in welchem Verhältnis
sich das Medium aufteilt.
Index a: Das Medium fließt gerade durch die Verschraubung.
Index b: Das Medium fließt durch den Abgang der Verschraubung.
C11
Katalog 4100-8/DE
C
Leistungsdaten
Ventile, z. B. RHD, DV, VDHA, …
Bekannt sind folgende Werte:
Rohrinnendurchmesser d = 12 mm = 0,012 m
Dichte des Mediums ρ = 869,4 kg/m3
(Öl-Hersteller-Datenblatt)
Widerstandsbeiwert ζ = 4.5
(Mittelwert für WH-Verschraubungen)
⎡ m3 ⎤
⎡ 20 ⎤
Volumenstrom V˙ = ⎢
=
0,000333
⎢
⎥
⎣ 60000 ⎦⎥
⎣⎢ s ⎥⎦
Strömungsgeschwindigkeit
Type
Widerstandsbeiwert ζ
RH …
5,0
DV
5,5
LD
4,0
VDHA
5,0
VDHB
5,5
c =
V˙ ⋅ 4
0,000333 ⋅ 4
⎡m ⎤
=
= 2,95 ⎢ ⎥
d2 ⋅ π
⎣s⎦
0, 012 2 ⋅ π
Der Strömungsverlust ergibt sich dann:
Δp = 4,5 ⋅ 869,4 ⋅
2,95 2
= 17000 [Pa] = 0,17 [bar]
2
Der angegebene Widerstandsbeiwert gilt immer für das voll
geöffnete Ventil.
Berechnung des Druckverlustes Δp –
Beispiel WH 16-SR/CF (Schwenkverschraubungen).
Der Druckverlust Δp errechnet sich nach folgender Formel:
Δp = ζ ⋅ ρ(T) ⋅
c
2
2
[Pa]
Es soll der Druckverlust bei einem Volumenstrom von
20 l/min errechnet werden.
C12
Katalog 4100-8/DE
Leistungsdaten
Rohrinnendurchmesser und Rohrwandstärken
Bestimmung der Rohre
für Hydraulik-Systeme
Maximum
l/min
Die richtige Rohrauswahl und Verschraubungsart ist entscheidend für einen effizienten und störungsfreien Betrieb eines
Hydraulik-Systems. Zur Rohrauswahl gehört die Festlegung
des richtigen Werkstoffs und der richtigen Abmessung (Außendurchmesser und Wanddicke).
Die richtige Rohrbestimmung für verschiedene Teile eines
Hydrauliksystems führt zu wirtschaftlicher und kostengünstiger Ausführung.
Ein zu kleines Rohr verursacht hohe Strömungsgeschwindigkeiten mit vielen nachteiligen Folgen. In Druckleitungen führt
es zu hohen Reibungsverlusten und Turbulenzen, wodurch es
zu hohen Druckverlusten und Hitzeentwicklung kommt. Hohe
Wärme führt zu höherem Verschleiß in bewegten Teilen und
zum schnelleren Altern von Dichtungen, also zu verkürzter
Lebensdauer. Hohe Wärmeentwicklung bedeutet ebenso Energieverschwendung und folglich geringe Wirtschaftlichkeit.
Zu große Rohre führen zu hohen Systemkosten. Folglich ist
eine optimale Rohrauswahl sehr wichtig. Nachfolgend ist eine
einfache Vorgehensweise zur Rohrbestimmung dargestellt.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
110
120
130
140
150
160
170
180
190
200
220
240
260
280
300
320
340
360
380
400
450
500
Bestimmung des erforderlichen
Durchflussquerschnitts
Nach der Tabelle kann der empfohlene Innendurchmesser
für die erforderliche Durchflussmenge des Leitungstyps bestimmt werden. Die Tabelle basiert auf folgenden empfohlenen Durchflussgeschwindigkeiten (DIN 24346):
⎡m⎤
Druckleitung – 3 → 5 ⎢ ⎥
⎣s⎦
Vermeiden von Durchflussgeschwindigkeiten > 8 m/s!
Die entstehenden Kräfte sind
hoch und können die Rohrleitungen zerstören.
⎡m⎤
Rücklaufleitung – 2 → 4 ⎢ ⎥
⎣s⎦
⎡m⎤
Saugleitung – 1 ⎢ ⎥
⎣s⎦
Wenn eine andere Durchflussgeschwindigkeit gewünscht
wird, kann der erforderliche Innendurchmesser nach folgender Formel berechnet werden:
Rohr − A.D. [mm] = 4,61 •
⎡ ltr. ⎤
Durchflussmenge ⎢
⎣ min ⎥⎦
⎡m ⎤
Durchflussgeschwindigkeit ⎢ ⎥
⎣s⎦
Bestimmung der erforderlichen
Wanddicke
Zur Bestimmung der empfohlenen Rohrwanddicke für den
gewünschten Arbeitsdruck und Rohrinnendurchmesser Tabelle auf der nächsten Seite benutzen. Dazu den max. Arbeitsdruck auswählen, der gleich oder höher ist als der gewünschte Arbeitsdruck.
Für abweichende Rohre und Rohrmaterialien muss die Berechnung der Wanddicke und des Arbeitsdrucks nach den
Formeln im Rohrkapitel durchgeführt werden.
C13
Rohrinnendurchmesser
5 m/s
3 m/s
1 m/s
Druckleitung Rücklaufleitung Saugleitung
2,1
2,9
3,6
4,1
4,6
5,1
5,5
5,8
6,2
6,5
7,1
7,7
8,2
8,7
9,2
9,7
10,1
10,5
10,9
11,3
11,7
12,0
12,4
12,7
13,0
13,8
14,6
15,3
16,0
16,6
17,2
17,9
18,4
19,0
19,6
20,1
20,6
21,6
22,6
23,5
24,4
25,3
26,1
26,9
27,7
28,4
29,2
30,6
31,9
33,2
34,5
35,7
36,9
38,0
39,1
40,2
41,2
43,7
46,1
2,7
3,8
4,6
5,3
6,0
6,5
7,0
7,5
8,0
8,4
9,2
10,0
10,6
11,3
11,9
12,5
13,0
13,6
14,1
14,6
15,1
15,5
16,0
16,4
16,8
17,9
18,8
19,7
20,6
21,5
22,3
23,1
23,8
24,5
25,3
25,9
26,6
27,9
29,2
30,3
31,5
32,6
33,7
34,7
35,7
36,7
37,6
39,5
41,2
42,9
44,5
46,1
57,6
49,1
50,5
51,9
53,2
56,5
59,5
4,6
6,5
8,0
9,2
10,3
11,3
12,2
13,0
13,8
14,6
16,0
17,2
18,4
19,6
20,6
21,6
22,6
23,5
24,4
25,3
26,1
26,9
27,7
28,4
29,2
30,9
32,6
34,2
35,7
37,2
38,6
39,9
41,2
42,5
43,7
44,9
46,1
48,4
50,5
52,6
54,5
56,5
58,3
60,1
61,8
63,5
65,2
68,4
71,4
74,3
77,1
79,8
82,5
85,0
87,5
89,9
92,2
97,8
103,1
Katalog 4100-8/DE
C
Leistungsdaten
Rohrwandstärken
Rohrinnendurchmesser
[mm]
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10,0
11,0
12,0
13,0
14,0
15,0
16,0
17,0
18,0
19,0
20,0
21,0
22,0
23,0
24,0
25,0
26,0
27,0
28,0
29,0
30,0
31,0
32,0
33,0
34,0
35,0
36,0
37,0
38,0
39,0
40,0
42,0
44,0
46,0
48,0
50,0
52,0
54,0
56,0
58,0
60,0
65,0
70,0
75,0
80,0
551
458
391
342
303
248
209
181
160
143
129
118
108
100
93
87
82
77
73
69
66
63
60
58
55
53
51
49
48
46
44
43
42
40
39
38
37
36
35
34
33
33
31
30
29
27
26
25
24
24
23
22
20
19
18
17
Max. Arbeitsdruck [bar] für Stahlrohre St.37.4 NBK kalkuliert gemäß DIN 2413 III für dynamische Belastung
Rohrwandstärke [mm]
1
1,5
2
2,5
3
3,5
4
5
6
692
614
551
500
458
391
342
303
273
248
227
209
194
181
170
160
151
143
136
129
123
118
113
108
104
100
97
93
90
87
85
82
80
77
75
73
71
69
68
66
64
63
60
58
55
53
51
49
48
46
44
43
40
37
35
33
757
692
638
591
551
485
433
391
357
328
303
282
264
248
233
221
209
199
190
181
173
166
160
154
148
143
138
133
129
125
121
118
115
111
108
106
103
100
98
96
93
91
87
84
80
77
75
72
69
67
65
63
58
55
51
48
794
740
692
651
614
551
500
458
422
391
365
342
321
303
287
273
260
248
237
227
218
209
202
194
188
181
175
170
165
160
155
151
147
143
139
136
132
129
126
123
121
118
113
108
104
100
97
93
90
87
85
82
76
71
67
63
818
771
730
692
659
600
551
509
474
443
415
391
370
351
333
318
303
290
278
267
257
248
239
231
223
216
209
203
197
192
186
181
177
172
168
164
160
156
153
149
146
143
137
132
127
122
118
114
110
107
103
100
93
87
82
77
C14
794
757
723
692
638
591
551
516
485
458
433
411
391
373
357
342
328
315
303
292
282
273
264
256
248
240
233
227
221
215
209
204
199
194
190
185
181
177
173
170
166
160
154
148
143
138
133
129
125
121
118
110
103
97
91
778
747
719
668
624
585
551
521
494
469
447
427
408
391
376
361
348
336
324
313
303
294
285
277
269
261
254
248
241
235
230
224
219
214
209
205
200
196
192
188
181
175
168
163
157
152
147
143
139
135
126
118
111
105
794
766
740
692
651
614
581
551
524
500
478
458
439
422
406
391
378
365
353
342
331
321
312
303
295
287
280
273
266
260
254
248
242
237
232
227
222
218
213
209
202
194
188
181
175
170
165
160
155
151
141
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Katalog 4100-8/DE