Pumpen
Hydraulikpumpen formen mechanische in hydraulische Energie um. Z. B. werden Drehmoment und Drehzahl eines Elektromotors in einen Volumenstrom oder in den Druckaufbau von hydraulischen Flüssigkeiten umgewandelt.
Die Anwendungsschwerpunkte führen zu zahllosen Pumpenkonstruktionen. Ausschlaggebend sind u. a. der gewünschte Druckbereich, die zu pumpenden Medien, die Geräuschentwicklung, die entstehenden Temperaturen und die Antriebart.
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Hydraulikpumpen, Hydropumpen
Hydraulikpumpen, oder auch Hydropumpen genannt, sind hydrostatische Maschinen, die mechanische Energie – also Drehmoment und Drehzahl – aufnehmen und in hydraulische Energie in Form von Volumenstrom und Druck umzuwandeln.
Der Vorteil der hydrostatischen Leistungsübertragung gegenüber anderen Übertragungsarten liegt unter anderem in der relativ großen Kraftdichte. Die Kraftdichte ist dabei gleichbedeutend mit dem Betriebsdruck.
Dazu saugt die Pumpe Druckflüssigkeit (meist Hydrauliköl aus einem Behälter) an und verdrängt sie zum Pumpenausgang. Daher werden Hydropumpen auch als Verdrängermaschinen bezeichnet.
Auch wenn dieses Grundprinzip einfach klingt, sind die Anforderungen an eine Hydropumpe in der Praxis komplex und vielschichtig.
Anforderungen an Hydropumpen
Bei der Auswahl der passenden Hydropumpe müssen zahlreiche Einflussfaktoren berücksichtigt werden:
- Eigenschaften des Betriebsmediums
- Gewünschter Druck- und Drehzahlbereich
- Betriebstemperatur (min. und max.)
- Viskositätsbereich
- Einbaubedingungen (z. B. Rohrführung)
- Antriebskonzept (z. B. Kupplungsausführung)
- Geräuschentwicklung
- Wartungsfreundlichkeit
- Lebensdaueranforderungen
- Budgetvorgaben
Diese Kriterien machen deutlich, dass keine einzelne Pumpenbauart universell optimal ist. Stattdessen existieren verschiedene Konstruktionsprinzipien, die jeweils auf bestimmte Einsatzbedingungen zugeschnitten sind. Gemeinsam ist ihnen das Verdrängerprinzip: Flüssigkeit wird in abgeschlossenen Förderkammern von der Saug- zur Druckseite transportiert. Die fehlende Verbindung zwischen Ein- und Auslass prädestiniert solche Pumpen für hohe Systemdrücke, wie sie in der Hydraulik typisch sind.
Bauarten von Hydraulikpumpen nach dem Verdrängerprinzip
Hydraulikpumpen lassen sich anhand ihres Konstruktionsprinzips in verschiedene Bauarten einteilen. Alle aufgeführten Typen arbeiten nach dem Verdrängerprinzip, bei dem das Fördervolumen durch mechanisch abgedichtete Räume gezielt transportiert wird.
Außenzahnradpumpe (AZP)
Das Fördervolumen entsteht zwischen den Zahnflanken zweier außenverzahnter Zahnräder und den Gehäuseinnenwänden. Diese Bauart ist einfach, robust und weit verbreitet.
Innenzahnradpumpe (IZP)
Hier wird das Volumen zwischen den Zahnflanken des Innen- und Außenrades, dem Pumpengehäuse sowie einem Füllstück gebildet. Sie zeichnet sich durch besonders geringe Geräuschentwicklung aus.
Zahnringpumpe (ZRP)
Die Zahnringpumpe verfügt über einen Rotor mit einem Zahn weniger als der innenverzahnte Stator. Durch die exzentrische Lagerung ergibt sich eine Planetenbewegung, wodurch eine gleichmäßige, pulsationsarme Förderung möglich ist.
Schraubenspindelpumpe (SSP)
Bei dieser Pumpe bilden die Gewindegänge zweier schraubenförmiger Rotoren in Verbindung mit dem Gehäuse den Verdrängerraum. Sie ist besonders für kontinuierliche und ruhige Förderströme geeignet.
Flügelzellenpumpe mit innerer Druckbeaufschlagung (FZPE)
Die Volumenbildung erfolgt zwischen dem kreisförmigen Stator, dem Rotor sowie den radial beweglichen Flügeln. Durch die innere Druckbeaufschlagung passen sich die Flügel den Wandkonturen an.
Flügelzellenpumpe (doppelhubig) (FZPD)
Bei dieser Variante erzeugt die doppelexzentrische Innenkontur des Stators zwei Verdrängungsvorgänge pro Umdrehung, was eine sehr gleichmäßige Fördercharakteristik zur Folge hat.
Radialkolbenpumpe mit innerer Kolbenabstützung (RKPI)
Eine rotierende Exzenterwelle bewirkt radiale Oszillationsbewegungen der Kolben. Diese Pumpenart findet vor allem in Anwendungen mit hohen Anforderungen an Druck und Lebensdauer Einsatz.
Radialkolbenpumpe mit äußerer Kolbenabstützung (RKPA)
Die Kolben rotieren in einem feststehenden Außenring. Die Exzentrizität des Antriebs bestimmt dabei den Kolbenhub. Diese Bauart eignet sich für sehr hohe Drücke.
Axialkolbenpumpe in Schrägachsenbauart (AKPSA)
Die Kolben bewegen sich axial in Zylindern, die schräg zur Antriebswelle stehen. Abhängig vom Schwenkwinkel ergibt sich eine variable Fördermenge.
Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenausführung (AKPSS)
Die Kolben stützen sich auf einer schräg stehenden Gleitscheibe ab. Der Neigungswinkel der Schrägscheibe definiert den Hub der Kolben. Diese Bauart bietet hohe Regelbarkeit und Wirkungsgrade.
Hinweis zur Verdrängungsvolumenregelung:
Während Zahnradpumpen grundsätzlich nur mit konstantem Verdrängungsvolumen angeboten werden, sind Flügelzellen- und Kolbenpumpen auch in verstellbarer Ausführung erhältlich. Diese ermöglichen eine Anpassung des Förderstroms an wechselnde Betriebsbedingungen.
Auswahlkriterien für Hydraulikpumpen
Wie in der Einleitung dargestellt, beeinflussen zahlreiche betriebsrelevante Faktoren die Wahl der passenden Hydraulikpumpe. Um die verschiedenen Konstruktionsprinzipien objektiv miteinander vergleichen zu können, bietet die folgende Bewertungstabelle eine strukturierte Übersicht über deren charakteristische Merkmale.
Die Bewertung erfolgt anhand eines standardisierten Punktesystems:
1 = sehr gut / sehr groß
2 = gut / groß
3 = mittel
4 = gering
Abkürzungen der Pumpenbauarten:
AZP = Außenzahnradpumpe
IZP = Innenzahnradpumpe
ZRP = Zahnringpumpe
SSP = Schraubenspindelpumpe
FZPE = Flügelzellenpumpe (einhubig)
FZPD = Flügelzellenpumpe (doppelhubig)
RKPI = Radialkolbenpumpe mit innerer Abstützung
RKPA = Radialkolbenpumpe mit äußerer Abstützung
AKPSA = Axialkolbenpumpe in Schrägachsenbauart
AKPSS = Axialkolbenpumpe in Schrägscheibenausführung
Hinweis zur Bewertung:
Die Einschätzungen basieren auf einem relativen Vergleich zwischen den Bauarten und dienen der Orientierung bei der Auswahl geeigneter Pumpentypen. Je nach konkretem Anwendungsfall – z. B. hinsichtlich Lebensdauer, Geräuschentwicklung, Effizienz oder Druckfestigkeit – können unterschiedliche Gewichtungen notwendig sein.
Diese vergleichende Darstellung unterstützt dabei, die für den jeweiligen Einsatzzweck technisch und wirtschaftlich sinnvollste Lösung zu identifizieren.
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