Flügelzellenpumpen gehören zu den bewährten Hydraulikpumpen, wenn es um gleichmäßigen Volumenstrom, ruhigen Lauf und eine kompakte Bauweise geht. Besonders in Anwendungen mit wechselnden Lasten oder längeren Haltezeiten unter Druck spielen sie ihre Stärken aus. In diesem Beitrag geben wir einen praxisnahen Überblick über das Funktionsprinzip, die gängigen Bauarten sowie die Vorteile verstellbarer Flügelzellenpumpen.
Grundprinzip der Flügelzellenpumpe
Das Herzstück jeder Flügelzellenpumpe besteht aus einem Rotor mit radial beweglichen Flügeln sowie einem umschließenden Ring. Die Flügel gleiten in Nuten des Rotors und werden während der Drehbewegung nach außen gedrückt, sodass sie dauerhaft am Innenring anliegen. Zwischen Rotor, Flügeln und Ring entstehen so abgeschlossene Förderkammern.
Durch die Drehbewegung vergrößern und verkleinern sich diese Kammern kontinuierlich. In den Bereichen zunehmenden Volumens wird Hydraulikflüssigkeit angesaugt, in den Bereichen abnehmenden Volumens wieder verdrängt und zum Druckanschluss gefördert.
Abb.1: Grundaufbau einer Flügelzellenpumpe mit Rotor, Flügeln und Ring
Das Ergebnis ist ein sehr gleichmäßiger Volumenstrom mit vergleichsweise geringer Pulsation – ein wesentlicher Vorteil gegenüber vielen anderen Pumpenbauarten.
Einhubige und doppelhubige Flügelzellenpumpen
In der Praxis haben sich zwei Bauarten etabliert:
Doppelhubige Flügelzellenpumpen
Bei der doppelhubigen Ausführung besitzt der Ring eine spezielle Innenkontur. Dadurch durchläuft jede Förderkammer pro Umdrehung zwei Ansaug- und zwei Förderphasen. Diese Bauart zeichnet sich durch besonders ruhigen Lauf und geringe Druckpulsationen aus und wird häufig dort eingesetzt, wo hohe Laufruhe und Präzision gefordert sind.
Abb. 2: Flügelzellenpumpe, doppelhubig
Einhubige Flügelzellenpumpen
Bei einhubigen Pumpen ist der Ring kreisrund, jedoch exzentrisch zum Rotor angeordnet (Abb. 1). Pro Umdrehung entsteht jeweils eine Ansaug- und eine Förderphase. Das Funktionsprinzip ist einfacher, der grundsätzliche Fördervorgang jedoch identisch.
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Verstellbare Flügelzellenpumpen: Förderleistung nach Bedarf
Während Konstantpumpen unabhängig vom tatsächlichen Bedarf immer den gleichen Volumenstrom liefern, passen verstellbare Flügelzellenpumpen ihre Förderleistung automatisch an das Hydrosystem an.
Abb. 3: Verstellbare Flügelzellenpumpe
Möglich wird dies durch einen verstellbaren Hubring. Je nach Stellung des Rings verändert sich die Exzentrizität zwischen Rotor und Ring – und damit das Fördervolumen der einzelnen Kammern. Der Volumenstrom lässt sich so stufenlos reduzieren oder erhöhen.
In der Praxis bedeutet das:
-
geringerer Energieverbrauch
-
weniger Wärmeentwicklung
-
kein unnötiges „Abblasen“ über ein Druckbegrenzungsventil
Gerade bei Maschinen mit häufig wechselnden Betriebszuständen ist das ein entscheidender Vorteil.
Druckregelung – funktional erklärt
Ein zentrales Element verstellbarer Flügelzellenpumpen ist der integrierte Druckregler. Seine Aufgabe besteht darin, den maximalen Systemdruck einzuhalten und gleichzeitig die Förderleistung der Pumpe auf das notwendige Minimum zu reduzieren.
Erreicht der Druck im Hydrauliksystem den eingestellten Grenzwert, verstellt der Regler den Hubring automatisch in Richtung einer nahezu konzentrischen Stellung. Das Fördervolumen der Pumpe sinkt dabei stark ab – bis hin zum sogenannten Nullhub. In diesem Zustand fördert die Pumpe nur noch so viel Öl, wie für interne Leckage und Schmierung erforderlich ist.
Sinkt der Systemdruck wieder, stellt der Regler den Hubring selbsttätig zurück, und die Pumpe erhöht ihre Förderleistung entsprechend dem Bedarf.
Dieses Regelprinzip sorgt für einen effizienten, verschleißarmen Betrieb und macht zusätzliche Druckbegrenzungsventile in vielen Anwendungen überflüssig.
Leckölanschluss und Einbauhinweise
Verstellbare Flügelzellenpumpen mit Nullhubfunktion verfügen in der Regel über einen separaten Leckölanschluss. Über diesen wird intern austretendes Öl sicher zum Tank zurückgeführt. Gleichzeitig wird damit die Schmierung der inneren Bauteile und die Abfuhr von Reibungswärme gewährleistet.
Wichtig für die Praxis:
-
Leckölanschluss stets fachgerecht anschließen
-
Einbaulage gemäß Herstellerangaben beachten
-
vorgegebene Leckölmengen regelmäßig kontrollieren
Eine erhöhte Leckölmenge kann frühzeitig auf Verschleiß im Inneren der Pumpe hinweisen.
Typische Einsatzgebiete
Flügelzellenpumpen werden bevorzugt eingesetzt in:
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Werkzeugmaschinen
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Prüf- und Spannhydrauliken
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Schleif- und Präzisionsanwendungen
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Maschinen mit langen Haltezeiten unter Druck
Ihre Kombination aus Laufruhe, Effizienz und kompakter Bauweise macht sie zu einer vielseitigen Lösung in der Industriehydraulik.
Fazit
Flügelzellenpumpen – insbesondere in verstellbarer Ausführung – bieten eine technisch ausgereifte und wirtschaftliche Lösung für moderne Hydraulikanwendungen. Durch bedarfsgerechte Förderleistung, integrierte Druckregelung und ruhigen Lauf tragen sie maßgeblich zu Energieeinsparung, geringerem Verschleiß und hoher Prozessstabilität bei.
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