Betriebsdruck

Der Betriebsdruck ist die zentrale Stellgröße in hydraulischen Systemen der Abbruch- und Schneidtechnik. Er bestimmt, wie viel Kraft eine Betonzange beim Schließen aufbaut, wie effektiv Stein- und Betonspaltgeräte Risse initiieren und wie schnell Werkzeuge unter realen Einsatzbedingungen arbeiten. In den Produktgruppen der Darda GmbH – von Hydraulikaggregaten über Betonzangen bis zu Stein- und Betonspaltgeräten, Kombischeren, Multi Cutters, Stahlscheren, Tankschneidern und Steinspaltzylindern – ist der richtige Betriebsdruck entscheidend für kontrollierte Ergebnisse im Betonabbruch, bei Entkernung und Schneiden, im Felsabbruch und Tunnelbau, in der Natursteingewinnung sowie bei Sondereinsätzen.

Definition: Was versteht man unter Betriebsdruck

Unter Betriebsdruck (auch Arbeitsdruck, Systemdruck oder Hydraulikdruck) versteht man den Druck, der im Hydrauliksystem während der üblichen Arbeit anliegt. Er wird in der Regel in bar angegeben und entsteht durch die Hydraulikpumpe des Aggregats. Dieser Druck wirkt auf die Kolbenfläche von Zylindern und erzeugt Kraft. Zu unterscheiden ist der Betriebsdruck vom maximal zulässigen Druck des Systems, vom Einstelldruck des Druckbegrenzungsventils sowie vom Prüfdruck, der zu Testzwecken mit Sicherheitszuschlag genutzt wird. Der tatsächliche, wirksame Druck an der Arbeitsstelle kann durch Leitungsverluste, Temperatur, Viskosität, Schlauchlänge und Kupplungen von der Anzeige am Aggregat abweichen.

Einordnung: Warum der Betriebsdruck die Werkzeugleistung bestimmt

Der Betriebsdruck übersetzt sich direkt in Arbeitskraft: Je höher der Druck und je größer die Kolbenfläche, desto höher die resultierende Spalt-, Schneid- oder Zerkleinerungskraft. Gleichzeitig beeinflusst der Durchfluss die Geschwindigkeit der Bewegung. Für Betonzangen bedeutet dies: Der Druck liefert die Schließkraft, während der Volumenstrom das Schließtempo definiert. Bei Stein- und Betonspaltgeräten erzeugt der Druck die Spreizkraft im Bohrloch und setzt den Rissverlauf im Material in Gang. Ein optimal eingestellter Betriebsdruck sorgt für kontrolliertes Arbeiten, schont Bauteile, reduziert Verschleiß und erhöht die Wiederholgenauigkeit – in allen genannten Einsatzbereichen.

Hydraulische Grundlagen: Druck, Durchfluss und Kraft

Hydraulische Systeme wandeln Pumpenleistung in mechanische Arbeit um. Vereinfachend gilt: Kraft = Druck × Kolbenfläche. Die Geschwindigkeit einer Bewegung hängt vom Durchfluss ab; sie ergibt sich näherungsweise aus Volumenstrom geteilt durch Kolbenfläche. Daraus folgt: Eine Anpassung des Betriebsdrucks verändert die erzielbare Kraft, eine Anpassung des Durchflusses verändert die Arbeitsgeschwindigkeit. Beide Größen müssen auf Werkzeug und Aufgabe abgestimmt werden, um zuverlässig zu schneiden, zu spalten oder zu klemmen.

Einheiten und typische Arbeitsbereiche

Der Betriebsdruck wird in bar gemessen (1 bar ≈ 0,1 MPa). Hydraulikwerkzeuge in der Abbruch- und Schneidtechnik arbeiten je nach Konstruktion und Aufgabe in Bereichen, die – herstellerabhängig – im niedrigen bis hohen Hunderterbereich liegen können. Maßgeblich sind die Angaben des jeweiligen Werkzeugs und des Hydraulikaggregats. Üblich ist, dass das Aggregat einen einstellbaren Arbeitsdruck bereitstellt und ein integriertes Druckbegrenzungsventil den maximalen Systemdruck absichert.

Betriebsdruck in den Produktgruppen der Darda GmbH

Die Produktgruppen der Darda GmbH nutzen den Betriebsdruck auf unterschiedliche Weise, stets mit dem Ziel kontrollierter, reproduzierbarer Arbeitsschritte unter realen Baustellenbedingungen.

Betonzangen

Bei Betonzangen wird der Betriebsdruck in Schließkraft umgesetzt. Für den Abbruch bewehrter Bauteile ist eine ausreichende Kraft erforderlich, um Beton zu zerdrücken und Bewehrungsstahl freizulegen oder zu durchtrennen (je nach Zangentyp). Zu niedriger Druck führt zu unvollständigen Trennvorgängen oder verlängerten Zyklen; zu hoher Druck kann Bauteile unkontrolliert belasten oder das Werkzeug unnötig beanspruchen. Die richtige Druckeinstellung ist deshalb für Betonabbruch, Entkernung und Schneidaufgaben wesentlich.

Stein- und Betonspaltgeräte

Stein- und Betonspaltgeräte erzeugen über Keile oder Spaltzylinder eine hohe Spreizkraft. Der Betriebsdruck definiert dabei die Spitzlast im Bohrloch und beeinflusst die Initiierung des Rissverlaufs. In Felsabbruch, Tunnelbau und Natursteingewinnung ist ein reproduzierbarer Spaltdruck wichtig, um geplante Trennflächen zu erreichen. Schrittweises Erhöhen des Drucks und die Kontrolle am Manometer unterstützen eine sichere Rissführung und reduzieren ungewollte Sekundärbrüche.

Weitere Werkzeuge: Kombischeren, Multi Cutters, Stahlscheren, Tankschneider, Steinspaltzylinder

Kombischeren und Multi Cutters kombinieren Schneiden, Quetschen und Greifen. Der Betriebsdruck legt fest, in welcher Materialstärke sicher getrennt werden kann und wie schnell die Backen arbeiten. Stahlscheren und Tankschneider benötigen stabilen Druck, um metallische Strukturen kontrolliert zu schneiden, oft bei kontinuierlicher Belastung. Steinspaltzylinder stellen hohe Kräfte auf kompakter Fläche bereit; hier ist die enge Kopplung von Druck, Kolbenfläche und Bauteilrandabständen für die Materialschonung besonders wichtig.

Betriebsdruck in den Einsatzbereichen

Je nach Aufgabenfeld ergeben sich unterschiedliche Anforderungen an den Betriebsdruck, an die Druckstabilität und an die Überwachung des Systems.

Betonabbruch und Spezialrückbau

Bei selektiven Rückbauten ist ein ausreichender, aber nicht überhöhter Betriebsdruck wichtig, um tragende Reststrukturen nicht unnötig zu belasten. Betonzangen profitieren von druckstabilen Aggregaten, die auch bei wechselnden Lasten keine Druckeinbrüche zeigen.

Entkernung und Schneiden

In Innenräumen und bei präzisen Trennarbeiten ist eine feinfühlige Druckdrosselung hilfreich. Gleichmäßige Schließkräfte tragen zu sauberen Schnittkanten bei, insbesondere in Kombination mit abgestimmtem Durchfluss für kontrollierte Bewegungsgeschwindigkeiten.

Felsabbruch und Tunnelbau

Stein- und Betonspaltgeräte sowie Steinspaltzylinder arbeiten mit gezielt aufgebautem Spaltdruck. Stabiler Betriebsdruck unterstützt planbare Rissausbreitung. Längere Schlauchleitungen im Tunnelbau erfordern Beachtung von Druckverlusten, damit am Werkzeug die erforderliche Kraft ankommt.

Natursteingewinnung

Für die Gewinnung entlang natürlicher Klüfte ist ein reproduzierbarer Betriebsdruck wesentlich. Er erlaubt es, Spaltfolgen zu standardisieren und die Materialqualität zu erhalten.

Sondereinsatz

Bei atypischen Materialien oder komplexen Bauwerksdetails empfiehlt sich ein schrittweises Herantasten an den erforderlichen Arbeitsdruck mit engmaschiger Kontrolle am Manometer. So lassen sich Materialreaktionen früh erkennen und die Werkzeugbeanspruchung begrenzen.

Abstimmung von Hydraulikaggregat, Leitungen und Werkzeug

Hydraulikaggregate stellen Druck und Durchfluss bereit. Für eine wirksame Druckübertragung bis zum Werkzeug sind Schlauchquerschnitte, Längen und Kupplungen entscheidend. Ein zu kleiner Schlauchquerschnitt oder ungünstige Kupplungen erzeugen Druckverluste und Erwärmung. Saubere, vollständig gekuppelte Schnellverschlüsse sind Voraussetzung für druckdichte Verbindungen.

Druckbegrenzungsventil und Überlastschutz

Das Druckbegrenzungsventil schützt das System vor Überdruck. Es muss zum Werkzeug passen und korrekt eingestellt sein. Eine zu hohe Einstellung kann Bauteile und Werkzeug unnötig belasten; eine zu niedrige Einstellung reduziert die Arbeitsleistung. Regelmäßige Funktionskontrolle ist wichtig.

Einstellung, Prüfung und Dokumentation des Betriebsdrucks

Die verlässliche Kontrolle des Betriebsdrucks erfolgt über geeignete Manometer, idealerweise nahe am Werkzeug oder über Prüfanschlüsse. Prüfungen sind unter Beachtung der allgemein anerkannten Sicherheitsregeln und der Herstellerhinweise durchzuführen.

1. Hydraulikaggregat drucklos schalten und sichern.
2. Prüfanschluss bzw. Manometer fachgerecht verbinden, Kupplungen vollständig verriegeln.
3. Aggregat starten, System auf Betriebstemperatur bringen, Leckagen prüfen.
4. Betriebsdruck unter typischer Last messen und mit Sollwert vergleichen.
5. Druckbegrenzungsventil bei Bedarf gemäß Herstellerangabe einstellen.
6. Messwerte dokumentieren (Datum, Temperatur, Schlauchlänge, Werkzeug, Aggregat).

Einflussfaktoren auf den wirksamen Betriebsdruck

• Leitungsverluste: Lange oder zu enge Schläuche erhöhen Druckabfall.
• Temperatur und Viskosität: Kaltes Öl ist zäh (höhere Verluste, langsamere Bewegung), heißes Öl dünnflüssig (Leckageanteil steigt).
• Dichtungszustand: Verschlissene Dichtungen reduzieren den Halte- und Arbeitdruck an Zylindern.
• Kupplungen: Teilweise geöffnete oder verschlissene Schnellkupplungen drosseln den Durchfluss und verursachen Erwärmung.
• Lufteintrag: Luft im System erhöht die Kompressibilität und verschlechtert die Druckübertragung.

Betrieb bei Kälte und Hitze

Bei niedrigen Temperaturen empfiehlt sich ein schonendes Warmlaufen des Systems, bevor Nennlasten gefahren werden. Bei hohen Temperaturen ist auf ausreichende Kühlung, sauberen Rücklauf und Ölzustand zu achten. Überhitzung beschleunigt Alterung von Dichtungen und verschlechtert die Druckstabilität.

Betriebsdruck, Kraft und Bauteilschonung

Der Betriebsdruck ist so zu wählen, dass die nötige Arbeitskraft sicher erreicht wird, ohne angrenzende Bauteile unnötig zu belasten. Bei Betonzangen kann ein abgestufter Druckaufbau helfen, Bewehrung freizulegen und kontrolliert zu trennen. Bei Stein- und Betonspaltgeräten unterstützt ein schrittweises Erhöhen des Spaltdrucks die Rissführung entlang geplanter Linien. In sensiblen Bereichen des Spezialrückbaus ist ein konservativer Druckansatz mit engmaschiger Kontrolle sinnvoll.

Berechnung in der Praxis: Von Betriebsdruck zur Arbeitskraft

Vereinfachte Abschätzung: Kraft [kN] ≈ (Druck [bar] × Kolbenfläche [cm²]) / 10. Diese Näherung hilft, die Größenordnung zu bewerten. Exakte Werte hängen von Wirkungsgraden, Reibung, Rücklaufdrücken und der konkreten Kinematik ab.

Beispiel Betonzange (vereinfachend)

Bei einer effektiven Kolbenfläche von 20 cm² und einem Betriebsdruck von 300 bar ergibt sich näherungsweise eine Schließkraft von 6000 N bzw. 6 kN je 1 cm²; insgesamt etwa 60 kN. In der Realität beeinflussen Reibung, Backengeometrie und Hebelarme die wirksame Kraft am Material.

Beispiel Steinspaltzylinder (vereinfachend)

Bei 50 cm² Kolbenfläche und 500 bar Betriebsdruck ergibt sich rechnerisch etwa 250 kN. Entscheidend ist jedoch, wie diese Kraft über Keile oder Platten ins Bohrloch und in das Gestein eingeleitet wird.

Typische Fehlerbilder und Abhilfe bei Druckproblemen

• Werkzeug stoppt unter Last: Möglicher Druckabfall oder zu niedrige Ventileinstellung; Druckbegrenzungsventil prüfen, Leitungen auf Engstellen kontrollieren.
• Langsame Bewegung trotz ausreichendem Druck: Durchfluss begrenzt; Schlauchquerschnitt, Kupplungen und Filter prüfen.
• Übermäßige Erwärmung: Drosselverluste in Kupplungen/Schläuchen; Lecköl und Filterzustand prüfen, Leitungsführung anpassen.
• Druck schwankt: Luft im System oder Pumpe saugt an; Dichtigkeit und Ölstand prüfen, Entlüftung vornehmen.
• Unsaubere Schnitte/Brüche: Druck oder Kinematik nicht passend; Druck und Durchfluss auf Aufgabe abstimmen, Werkzeugzustand der Schneiden/Keile prüfen.

Wartung, Ölqualität und Standzeit

Sauberes, zum Temperaturfenster passendes Hydrauliköl unterstützt stabile Druckverhältnisse und senkt Verschleiß. Regelmäßiger Filterwechsel, Kontrolle der Schnellkupplungen und Sichtprüfung auf Scheuerstellen an Schläuchen tragen zu konstantem Betriebsdruck und längerer Werkzeugstandzeit bei. Bei Betonzangen verbessern intakte Schneid- und Brechflächen die Effizienz, da die erforderliche Kraft nicht durch Reibungsverluste „verpufft“. Bei Stein- und Betonspaltgeräten sorgen sauber geführte Keile und gepflegte Spaltflächen für gleichmäßige Druckverteilung.

Rechtlich-organisatorische Hinweise (allgemein)

Einstellung und Prüfung des Betriebsdrucks sollten stets im Rahmen der allgemein anerkannten Regeln der Technik, unter Beachtung der Herstellerangaben und der einschlägigen Arbeitsschutzvorgaben erfolgen. Dokumentation von Einstellwerten, Wartungen und Prüfungen erleichtert die Qualitätssicherung auf der Baustelle. Diese Hinweise sind allgemein gehalten und ersetzen keine individuelle Einweisung.