Jeder Wagenheber in unserem Katalog, vom 2-t-Stempelwagenheber bis zum Zylinder einer 50-t-Werkstattpresse, arbeitet nach demselben Prinzip. Wer es kennt, wählt leichter den richtigen Wagenheber, schreibt verständlichere Anleitungen und findet schneller die Ursache, wenn ein Wagenheber nicht hebt oder nicht hält.
Das pascalsche Gesetz in einer Minute
In einer eingeschlossenen Flüssigkeit ist der Druck überall gleich. Drücken Sie auf einen kleinen Kolben, entsteht Druck, und derselbe Druck wirkt auf jeden Quadratmillimeter eines größeren Kolbens, der mit ihm verbunden ist. Weil Kraft gleich Druck mal Fläche ist:
- Druck im Öl: p = F₁ ÷ A₁ (Kraft am Pumpenkolben geteilt durch seine Fläche)
- Kraft am Hubkolben: F₂ = p × A₂ (derselbe Druck mal Fläche des Hubkolbens)
Die Kraft wird also um das Flächenverhältnis A₂ ÷ A₁ vervielfacht. Öl macht das praktisch nutzbar: Es ist nahezu inkompressibel, schmiert die bewegten Teile und dichtet gut gegen Gummi ab.
Rechenbeispiel: Wie 20 kg Handkraft 3 Tonnen heben
Die Werte veranschaulichen das Prinzip; es sind nicht die Maße eines bestimmten Modells.
| Schritt | Wert |
|---|---|
| Pumpenkolben | Ø 10 mm, Fläche 78,5 mm² |
| Hubkolben | Ø 40 mm, Fläche 1.257 mm² |
| Flächenverhältnis | 16 : 1 |
| Hebelübersetzung des Pumphebels | 10 : 1 |
| Ihre Hand am Hebel | 200 N (etwa 20 kg) |
| Kraft am Pumpenkolben | 2.000 N |
| Öldruck | 2.000 ÷ 78,5 ≈ 25,5 N/mm² = 25,5 MPa (255 bar) |
| Kraft am Hubkolben | 25,5 × 1.257 ≈ 32.000 N, etwa 3,3 t |
Umsonst gibt es nichts: Was Sie an Kraft gewinnen, zahlen Sie mit Weg. Bei einem Flächenverhältnis von 16 : 1 hebt ein Pumpenhub von 20 mm den Kolben um 1,25 mm; für 100 mm Hub sind etwa 80 Pumpenhübe nötig. Dieser Zusammenhang erklärt die meisten Unterschiede zwischen den Bauarten. Rangierwagenheber überbrücken den Weg mit Hubarm und zweiter Pumpe, Stempelwagenheber mit der Ausdrehspindel, damit der Kolben keine Hübe für den Leerweg verschwendet.
Die Bauteile eines hydraulischen Wagenhebers
| Bauteil | Aufgabe | Typischer Fehler |
|---|---|---|
| Ölbehälter | Nimmt das Öl drucklos auf | Zu wenig Öl: Die Pumpe zieht Luft |
| Pumpenkolben und Bohrung | Vom Hebel bewegt, drückt Öl zum Hauptzylinder | Verschlissene Dichtung: schwammiger Hebel, schwacher Hub |
| Saugventil | Lässt beim Aufwärtshub Öl aus dem Behälter in die Pumpe | Schmutz unter der Kugel: Die Hübe bewirken nichts |
| Druckventil | Lässt Drucköl in den Hauptzylinder, aber nicht zurück | Undichter Sitz: Der Wagenheber sackt zwischen den Hüben ab |
| Hauptzylinder und Hubkolben | Der Kolben wird vom Öl ausgefahren und trägt die Last | Riefiges Chrom, verschlissene Dichtung: Absacken, Öl tritt aus |
| Ablassventil | Nadel- oder Kugelventil, führt Öl in den Behälter zurück | Schmutz am Sitz: Der Wagenheber sackt unter Last ab |
| Überlastventil | Öffnet knapp über der Nennlast | Darf vom Anwender nie verstellt werden |
| Hubbegrenzung / Bypass | Stoppt den Kolben bei voller Ausfahrt | Schützt den Kolben vor dem Herauspumpen |
| Ausdrehspindel (Stempelwagenheber) | Gewindestück oben im Kolben, überbrückt den Abstand zur Last | Unter Last herausgedreht, leidet das Gewinde |
Was bei jedem Pumpenhub passiert
- Aufwärtshub (Saugen). Der Pumpenkolben geht nach oben. Das Druckventil bleibt durch den Druck unter dem Hubkolben geschlossen, das Saugventil öffnet, und Öl strömt aus dem Behälter in die Pumpenkammer.
- Abwärtshub (Drücken). Der Pumpenkolben wird nach unten gedrückt. Das Saugventil schließt, das Druckventil öffnet, und das Öl wird unter den Hubkolben gedrückt, der um das gepumpte Volumen geteilt durch seine Fläche steigt.
- Halten. Zwischen den Hüben und nach dem Pumpen sind beide Rückschlagventile und das Ablassventil geschlossen. Das Öl unter dem Hubkolben ist eingeschlossen, die Last bleibt oben.
- Absenken. Wird das Ablassventil gegen den Uhrzeigersinn geöffnet, entsteht ein Rückweg in den Behälter. Das Gewicht drückt das Öl zurück; eine kleine Öffnung senkt langsam, eine große schnell.
- Überlast. Versucht jemand, mehr als die Nennlast zu heben, erreicht der Druck den Einstellwert des Überlastventils. Es öffnet, und weitere Hübe lassen das Öl nur zirkulieren. Die europäische Norm EN 1494 und die nordamerikanische ASME PASE befassen sich beide mit diesem Schutz.
So funktioniert ein Stempelwagenheber
Beim Stempelwagenheber umgibt der Ölbehälter den Hauptzylinder wie die Wand einer Flasche, die Pumpe sitzt daneben, der Kolben fährt senkrecht aus. Weil die Kraft direkt in den Kolben geht, ist ein Stempelwagenheber für seine Größe sehr stark: Unser 20-t-Modell der Serie T204 wiegt 10 kg.
Die Grenze ist der Hub. Der Kolben fährt nur so weit aus, wie der Zylinder lang ist. Deshalb haben Stempelwagenheber:
- eine Ausdrehspindel oben im Kolben (60 mm beim 20-t-T204), die vor dem Pumpen bis an den Hebepunkt gedreht wird;
- auf Wunsch einen zweistufigen Teleskopkolben für mehr Hub bei ähnlicher Mindesthöhe: Unser zweistufiges 20-t-Modell hebt hydraulisch 285 mm, das einstufige 145 mm.
Ein üblicher Stempelwagenheber arbeitet nur senkrecht, weil die Pumpe das Öl vom Boden des Behälters ansaugt.
So funktioniert ein Rangierwagenheber
Beim Rangierwagenheber liegt eine ähnliche Hydraulikeinheit flach in einem niedrigen Stahl- oder Aluminiumrahmen. Der Kolben drückt auf einen kurzen Hebel am Fuß eines langen Hubarms, und der Hubteller am Ende des Arms legt einen viel größeren Weg zurück als der Kolben selbst. So kommt unser 3-t-Werkstattmodell von 135 mm auf 495 mm, weit mehr als ein Stempelwagenheber gleicher Tragkraft.
Diese Bauweise hat zwei Folgen:
- Der Hubteller beschreibt einen Bogen, deshalb rollt der Wagenheber beim Heben ein Stück auf seinen Rollen. Das ist gewollt: Blockieren Sie die Rollen eines Rangierwagenhebers beim Heben nie.
- Wagenheber mit Doppelpumpe (Schnellhub) haben einen zweiten, größeren Pumpenkolben, der pro Hub mehr Öl fördert, bis der Hubteller das Fahrzeug erreicht. Unter Last arbeitet der kleine Kolben weiter. Das spart Hübe, ändert aber nichts an der Tragkraft.
Bei den meisten Rangierwagenhebern wird das Ablassventil durch Drehen der Deichsel geöffnet und geschlossen; niemand muss unter das Fahrzeug greifen.
Druckluft-Hydraulikheber
Druckluft-Hydraulikheber behalten den gleichen Hydraulikkreis und treiben die Pumpe mit einem Druckluftmotor an, statt oder zusätzlich zum Handhebel. Die Werkstattdruckluft betreibt eine kleine, schnell taktende Pumpe; unsere Druckluft-Stempelwagenheber arbeiten mit 8–12 bar und haben eine Handpumpe als Reserve. Man findet sie überall, wo den ganzen Tag schwere Achsen gehoben werden: bei Lkw-Reifendiensten, in Busdepots und Flotten.
Warum ein Wagenheber kein Unterstellbock ist
Jede Dichtung und jeder Ventilsitz im Wagenheber hält Öl unter hohem Druck zurück. Ein Schmutzkorn am Ablassventil, etwas Luft oder eine verschlissene Kolbendichtung lassen die Last absinken, und Seiten- oder Stoßbelastungen können den Wagenheber beschädigen. Die EN 1494 erlaubt Arbeiten unter einer angehobenen Last nur, wenn sie zusätzlich gesichert ist, und jede Anleitung sagt dasselbe: Der Wagenheber hebt, Unterstellböcke halten. Wo sie hingehören, zeigt unser Ratgeber zu Unterstellböcken.
Was das für Ihren Einkauf bedeutet
Die Physik ist in jedem Wagenheber gleich. Ob er hält oder als Reklamation zurückkommt, entscheiden die Details:
- ein im Werk eingestelltes und versiegeltes Überlastventil;
- ein verchromter Kolben in einem gehonten Zylinder, damit die Dichtungen auf glatter Fläche laufen;
- druckfeste Dichtungen, mit Dichtungssätzen für spätere Wartung;
- eine angegebene Ölsorte und eine saubere Befüllung (siehe unseren Ratgeber Hydrauliköl);
- eine Druckprüfung an jedem Gerät vor dem Verpacken.
Diese Punkte stehen auf unserem eigenen Prüfblatt. Sie finden sie bei unseren Stempelwagenhebern und Rangierwagenhebern sowie bei den Druckluft-Hydraulikhebern (Englisch).