Druck

Druck \text{p}$\text{p}$ gib das Verhältnis von der Kraft \text{F}$\text{F}$ zur Fläche \text{A}$\text{A}$ an. "Druck ist gleich Kraft pro Fläche".

Erklärung

Wenn du mit einem Kolben eine Kraft auf ein Gas oder eine Flüssigkeit ausübst, entsteht ein Druck. Der Druck ist definiert durch das Verhältnis von Kraft pro Fläche.

Einheiten

Durch das Verhältnis von Kraft zur Fläche hat der Druck die Einheit Newton \text{N}$\text{N}$ (Einheit der Kraft) pro Quadratmeter \text{m}^2$\text{m}^2$ (Einheit der Fläche):

Eine kürzere Bezeichnung für Newton pro Quadratmeter ist Pascal \text{Pa}$\text{Pa}$:

Für Pneumatik und Hydraulik sind die Angaben von Druck in Pascal zu klein, deshalb gibt es die Druckeinheit Bar.

Wichtig für die Berechnung der Kolbenkräfte bei der Pneumatik und Hydraulik.

Atmosphärischer Druck

Die Lufthülle der Erde erzeugt aufgrund ihres Eigengewichts den atmosphärischen Druck:

• Atmosphärischer Druck ändert sich mit der Höhe
• Mittlerer atmosphärischer Jahresdruck: \text{p}_{amb}=1,013~\text{bar}$\text{p}_{amb}=1,013~\text{bar}$

Wenn du jetzt einen Zylinder an eine Druckerzeugungsanlage anschließt, kann der angezeigte Druck der Anlage nicht komplett genutzt werden, da der atmosphärische Druck am Arbeitskolben gegen den absoluten Druck wirkt.

Der Druckunterschied zwischen absoluten Druck \text{p}_{abs}$\text{p}_{abs}$ und atmosphärischen Druck \text{p}_{amb}$\text{p}_{amb}$ wird als Überdruck \text{p}_e$\text{p}_e$ bezeichnet.

Druckausbreitung

Wenn du mit einem Kolben eine Kraft auf eine Flüssigkeit ausübst, entsteht ein Druck. Dieser Druck wirkt im geschlossenen Raum überall gleich. Diesen Vorteil kannst du nutzen, um mit einer Kraft \text{F}_1$\text{F}_1$ und einer kleinen Fläche \text{A}_1$\text{A}_1$ Druck zu erzeugen und mithilfe einer größeren Fläche \text{A}_2$\text{A}_2$ eine größere Kraft \text{F}_2$\text{F}_2$ zu erzeugen.

Beispiel

Ein Kolben mit einer Kolbenfläche von \text{A}= 0,5\text{ m}^2$\text{A}= 0,5\text{ m}^2$ übt eine Kraft von 1400 \text{N}$\text{N}$ auf eine Flüssigkeit aus.

Berechne den erzeugten Druck der Flüssigkeit und gib das Ergebnis in \frac{\text{ N}}{\text{ m}^2}$\frac{\text{ N}}{\text{ m}^2}$, Pascal und bar an.

Gegeben

Gesucht \text{p}$\text{p}$

Lösung