Die richtige Hydraulikpumpe auswählen

Es gibt vier Arten von Hydraulikpumpen:

• Zahnradpumpen
• Kolbenpumpen
• Flügelzellenpumpen
• Schraubenspindelpumpen

Zahnradpumpe

Zahnradpumpen

Zahnradpumpen haben nur sehr wenige bewegliche Teile. Sie bestehen aus zwei Zahnrädern, die ineinandergreifen. Sie haben einen konstanten Durchfluss und arbeiten im Allgemeinen mit einem Druck zwischen 50 und 210 bar. Zahnradpumpen sind die Pumpen mit den höchsten Arbeitsgeschwindigkeiten – sie können bis zu 3000-6000 U/min erreichen.

Vorteile:

• Ihr Preis ist erschwinglich.
• Sie haben eine feste Zylinderkapazität.

Nachteil:

• Sie haben einen geringen volumetrischen Wirkungsgrad.

Es gibt zwei Arten von Zahnradpumpen: Außenzahnradpumpen und Innenzahnradpumpen.

Außenzahnradpumpen:

• Bei einer Außenzahnradpumpe ist nur eines der Zahnräder, das Antriebsrad, mit dem Antrieb verbunden. Das andere Zahnrad, das angetriebene Rad, dreht sich in die entgegengesetzte Richtung und ist mit dem Antriebsrad verzahnt.

Es gibt auch doppelte Außenzahnradpumpen, die aus zwei Zahnradpumpen bestehen, die von derselben Welle angetrieben werden. Der Vorteil einer doppelten Außenzahnradpumpe besteht darin, dass sie zwei unabhängige Hydraulikkreisläufe speisen oder einen einzelnen Kreislauf mit einer höheren Fördermenge versorgen kann.

Innenzahnradpumpen:

• Sie bestehen aus einem Rad mit einem exzentrischen Innenzahn und einem Rad mit einem Außenzahn.
• Während der Drehung des Getriebes, wenn sich die Räder lösen, wird eine bestimmte Menge an Flüssigkeit angesaugt, die den Hohlraum zwischen den Zähnen des inneren Rades und dem äußeren Rad, das an den Gehäusewänden befestigt ist, füllt.
• Wenn die Zähne wieder ineinandergreifen, wird die Flüssigkeit zum Auslass ausgestoßen, wodurch der Zyklus abgeschlossen wird.

Vorteile:

• Innenzahnradpumpen sind sehr leise.
• Sie garantieren einen konstanten Fluss.

Kolbenpumpe

Kolbenpumpen

Hydraulische Kolben- oder Plungerpumpen liefern sehr hohe Fördermengen bei hohem Druck. Ihr Funktionsprinzip basiert auf der abwechselnden Bewegung der Kolben. Die Kolben verfügen über eine hervorragende Dichtungskapazität, die es ihnen ermöglicht, ohne nennenswerte Flüssigkeitslecks bei hohem Druck zu arbeiten.

Vorteile:

• Sie bieten die beste volumetrische Gesamteffizienz.
• Sie erzeugen höhere Drücke als jede andere Art von Pumpe.
• Sie sind zuverlässig.
• Sie haben eine hohe Leistungsdichte.
• Es gibt Modelle mit variablem Hubraum und Modelle mit festem Hubraum.

Nachteile:

• Sie sind die teuersten Hydraulikpumpen.

Es gibt zwei Möglichkeiten der Kolbenmontage: radial und axial.

Axialer Einbau:

Axialkolbenpumpen arbeiten auf der Grundlage der Neigung einer Platte oder Welle.

• Bei Modellen mit einer geneigten Platte werden die rotierenden Kolben in Kontakt mit der Platte gehalten, und der Winkel der Platte bestimmt den Kolbenhub.
• Bei Pumpen mit schräger Welle hängt das Fördervolumen vom Drehwinkel ab: Die Kolben bewegen sich in den Zylindern, wenn sich die Welle dreht.

Radiale Montage:

Radialkolbenpumpen sind in zwei Konfigurationen erhältlich.

• Mit einem exzentrischen Zylinderblock: Der Kolben dreht sich innerhalb eines starren Außenrings. Die Exzentrizität bestimmt den Hub des Kolbens.
• Mit Exzenterwelle: Die rotierende Exzenterwelle verleiht dem Kolben oszillierende Radialbewegungen.

Vorteil:

• Einige Radialkolbenpumpen haben mehrere unabhängige Ausgänge.

Flügelzellenpumpe

Flügelzellenpumpen

Sie bestehen aus einem Rotor mit radialen Schlitzen, in denen sich rechteckige Schaufeln befinden. Die Schaufeln bewegen sich somit radial.

Vorteile:

• Ihr volumetrischer Wirkungsgrad ist im Allgemeinen höher als der von Zahnradpumpen.
• Sie erzeugen auch bei hohen Drehzahlen (bis zu 3.000 U/min) weniger Lärm.
• Sie können einen festen oder variablen Hubraum haben.
• Bei variablen Verdrängerpumpen kann die Fördermenge bei Bedarf reduziert werden, wodurch der Energieverbrauch gesenkt wird.

Nachteile:

• Sie sind teurer als Zahnradpumpen (aber günstiger als Kolbenpumpen).
• Sie sind zerbrechlich, da die Schaufeln durch den Förderdruck Biegebeanspruchungen ausgesetzt sind.

Schneckenpumpe

Schraubenspindelpumpen

Schraubenpumpen sind eine Art Kreiselpumpe mit festem Hubraum. Die Flüssigkeit wird dank der Rotation einer Endlosschraube axial transportiert, was eine konstante Durchflussrate garantiert.

Vorteile:

• Sie sind für hohe Drücke (3000 psi) geeignet.
• Das Pumpen ist relativ leise und erzeugt nur wenige Druckimpulse.

Nachteile:

• Sie sind nicht sehr effizient.
• Sie haben einen hohen Preis.

Variable Verdrängerpumpe von HAWE Hydraulik

Das Hubvolumen einer Pumpe entspricht dem Volumen der von den Zahnrädern, Flügeln oder Kolben während eines vollständigen Zyklus gepumpten Flüssigkeit. Das bedeutet, dass beispielsweise eine Pumpe mit einem Fassungsvermögen von 30 cm3 bei jedem Betriebszyklus 30 ml Flüssigkeit pumpt, wobei eventuelle Leckagen nicht mitgerechnet werden.

• Bei einer Pumpe mit konstantem Hubraum ist es nicht möglich, die pro Pumpzyklus verarbeitete Flüssigkeitsmenge zu ändern.
• Mit einer Pumpe mit variabler Verdrängung oder einer Pumpe mit variablem Durchfluss lässt sich die Menge der pro Zyklus gepumpten Flüssigkeit einstellen.

Der Hauptvorteil der Reduzierung des Hubraums einer Pumpe besteht darin, dass die Pumpe Energie spart, wenn sie in einem bestimmten Kreislauf nicht mit voller Leistung arbeiten muss.

Kolbenpumpen und Flügelzellenpumpen können je nach Modell mit festem oder variablem Hubraum ausgestattet sein. Zahnradpumpen hingegen haben immer ein festes Hubvolumen.

Hydraulikpumpen sollten nach den folgenden Merkmalen ausgewählt werden:

• Druck (Δp), angegeben in bar.
• Durchflussmenge (Qv), angegeben in l/min. Entspricht dem von der Pumpe in einem bestimmten Zeitraum geförderten Flüssigkeitsvolumen.
• Fassungsvermögen, angegeben in cm3. Dies ist das Volumen der pro Zyklus gepumpten Flüssigkeit.
• Drehgeschwindigkeit (N), angegeben in U/min.
• Leistung (Ph), angegeben in kW.
• Effizienz bzw. Ertrag. Dies entspricht der Nutzenergie der Pumpe nach Verlusten, die hauptsächlich auf Reibung zurückzuführen sind.

Berechnung der Leistung einer Hydraulikpumpe:

Durchfluss (l/min) * Druck (bar)

Hydraulische Leistung (kW) = ———————————————–

600

50 bar

• Der Druck von Hydraulikpumpen beträgt selten weniger als 50 bar.

210-300 bar: Zahnradpumpen

• Der maximale Druck beträgt im Allgemeinen 250 bar.
• Die meisten Zahnradpumpen arbeiten mit einem Druck von bis zu 210 bar.
• Einige Innenzahnradpumpen können einen maximalen Druck von 300 bar liefern.

300-450 bar: Kolbenpumpen

• Sie arbeiten mit einem hohen Druck von etwa 450 bar.
• Pumpen mit 300-350 bar werden zunehmend in offenen Kreisläufen eingesetzt.
• 420 bar ist der maximale Druck, der für die hydrostatische Übertragung im geschlossenen Kreislauf verwendet wird.

700 bar

• Dies ist der Druck, der für Zylinder in Lastaufnahmemitteln verwendet wird.

7.000 bar: hydropneumatische Pumpen

10.000 bar: Druckmultiplikatoren

Außenzahnradpumpen

• Sie werden hauptsächlich in industriellen und anderen hydraulischen Anwendungen eingesetzt, z.B. in Holzhackern und Aufzügen.

Innenzahnradpumpen

• Sie werden hauptsächlich in stationären Hydrauliksystemen (z. B. Werkzeugmaschinen, Pressen usw.) und in Fahrzeugen für geschlossene Räume (z. B. Elektrostapler) eingesetzt.

Flügelzellenpumpen

• Sie werden in der Industrie eingesetzt, insbesondere in Druckguss- und Spritzgussmaschinen, sowie in Bau- und Kommunalmaschinen.

Kolbenpumpen

• Sie sind für Anwendungen vorgesehen, die hohe Drücke (von 400 bar bis 700 bar) erfordern, wie Pressen, Kunststoffverarbeitungsmaschinen, Werkzeugmaschinen und Baumaschinen.
• Sie werden zum Antrieb von Hydraulikzylindern verwendet, die schwere Lasten bewältigen müssen.
• Sie werden auch in Mobil- und Baumaschinen, Metallumformungs- und Stanzmaschinen, Werkzeugmaschinen und Ölfeldausrüstung eingesetzt.
• Einige Kolbenpumpen werden auch für den Transport von Erdöl bzw. Erdgas unter hohem Druck in Pipelines eingesetzt.
• Sie werden auch in Wasserstrahlschneidemaschinen verwendet. In diesem Fall ist die Hydraulikflüssigkeit Wasser und kein Öl.

Schraubenspindelpumpen

• Sie werden verwendet, um zähflüssige Flüssigkeiten unter hohem Druck zu pumpen, wie z.B. Rohöl.