Die Hydrostatik ist ein Teilbereich der Hydraulik
Dabei handelt es sich um die Übertragung von Kräften durch Flüssigkeiten. Während in der Hydraulik vorwiegend die Volumenströme betrachtet werden, liegt der Fokus in der Hydrostatik auf dem Verhalten ruhender Flüssigkeiten in geschlossenen, druckbeaufschlagten Systemen. Die Hydrostatik ist daher eine unvermeidliche Begleiterscheinung in hydraulischen Anwendungen, die zu- und abgeschaltet werden können. Bestimmte Eigenschaften der Hydrostatik lassen sich technisch sinnvoll nutzen.Verhalten von hydrostatisch gelagerten Flüssigkeiten
Eine ruhende Flüssigkeit kann ebenso mit Druck beaufschlagt werden, wie ein Volumenstrom. Da die Flüssigkeit selbst nicht kompressibel ist, überträgt sie den beaufschlagten Druck gleichmäßig im gesamten System. Dabei wird die schwächste Stelle am stärksten belastet. Eine wichtige technische Anwendung der Hydrostatik ist deshalb die Leckageortung bzw. die Belastungsprüfung eines hydraulischen Systems. Dort, wo das System versagt, befindet sich seine schwächste Stelle. Typische Schwachstellen sind folgende:
- Dichtungen zwischen zwei Bauteilen
- Membranen
- Flexleitungen, beispielsweise Gummischläuche
Vorteilhaft an der Hydrostatik ist, dass sie den Druck unter idealen Umständen beliebig lange halten kann. Das macht die Qualitätsprüfung von komplexen hydraulischen Systemen wirtschaftlich und energiesparend.
Technische Anwendungen der Hydrostatik
Die Hydrostatik ist in der Hydraulik häufig in Kombination mit der Hydropneumatik im Einsatz. Mit sogenannten Speicherventilen oder Speichermodulen lässt sich eine gewisse Menge potenzielle Energie in Form von vorgespanntem Gas vorhalten. Im Ventil sind die Kräfte so lange im Gleichgewicht, bis sie abgerufen werden. Die so vorgehaltene Energie in Form von pneumatischem und hydrostatischem Druck wird besonders gerne für Notfunktionen verwendet. So lassen sich kleine Restenergien nutzen, um wichtige Aufgaben auch dann durchführen zu können, wenn der Hauptdruckgeber ausgefallen ist.
Hydrostatik in offenen Systemen
Die Hydrostatik spielt auch außerhalb geschlossener hydraulischer Systeme eine große Rolle. So sind für die Auslegung eines Staudamms gründliche Berechnungen erforderlich, um den Druck am Fuß des Damms exakt zu bestimmen. Dieser Druck nimmt mit der Höhe der Wassersäule zu, gleichgültig, ob die Flüssigkeit in Bewegung ist oder nicht. Interessanterweise spielt die Form keine Rolle, in welcher die Flüssigkeit gefangen ist. Es ist gleichgültig, ob ein auf der Spitze stehender Kegel, ein gerader Zylinder oder eine Pyramide mit einer Flüssigkeit gefüllt werden. Solange alle drei Körper die gleiche Höhe haben, herrscht an ihrer tiefsten Stelle der gleiche hydrostatische Druck. Hier spricht man vom sogenannten "hydrostatischen Paradoxon".
Hydrostatik Formel für den Druck
Die Formel "Druck = Kraft pro Fläche" funktioniert in der Hydrostatik anders, als man es erwarten würde. Der Druck entspricht der Formel der potenziellen Energie (m x g x h) unter Berücksichtigung der Dichte der Flüssigkeit zu Rho x g x h.