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Die Hydraulikpumpe - Das Herz der Hydraulikanlage

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Hydromot Axialkolbenpumpe
Hydromot Axialkolbenpumpe für geschlossenen Hydraulikkreislauf

Was Sie über Hydraulikpumpen wissen sollten

Hydraulikpumpen wandeln die bereitgestellte mechanische Energie in hydraulische Energie um. Man unterscheidet zwischen Konstant- und Verstellpumpen. Konstantpumpen fördern entsprechend des Antriebes ein konstantes Ölvolumen. Eine Regelung der Ölmenge ist nur durch Ventiltechnik (Mengenregelventile) oder Regelung des Antriebes möglich (z.B. Frequenzregelung E-Motor, Drehzahlreglung Dieselmotor). Hydraulische Verstellpumpen besitzen die Möglichkeit, das Fördervolumen zu verändern, unabhängig vom Antriebsaggregat. Die Verstellung kann hydraulisch, elektrisch oder mechanisch erfolgen.

Bei der Auswahl von Hydraulikpumpen sind einige wichtige Kriterien zu beachten:

• Anwendung
• Betriebsmedium (Hydrauliköl, HFC Flüssigkeit, Getriebeöl)
• Notwendiger Druckbereich
• Drehzahlbereich in dem die Pumpe betrieben wird
• Einbausituation
• Geräuschniveau
• Preis

Hydraulikpumpen arbeiten in der Regel nach dem sogenannten Verdrängerprinzip. Hierbei werden mechanisch abgedichtete Kammern in der Pumpe gebildet. In diesen Kammern wird Flüssigkeit vom Sauganschluss zum Druckanschluss der Pumpe gefördert.

Berechnung einer Hydraulikpumpe

Die wichtigste Kenngröße für Hydraulikpumpen ist das Verdrängungsvolumen V (auch Schluckvolumen oder Hubvolumen genannt). V ist ein Maß für die Größe der Pumpe. Es bezeichnet das Flüssigkeitsvolumen, das von der Pumpe pro Umdrehung (bzw. pro Hub) gefördert wird.

Wirkungsgrad:
Mechanische Leistung wird durch Pumpen in hydraulische umgewandelt, dabei entstehen Leistungsverluste, die mit dem Wirkungsgrad ausgedrückt werden. Bei der Berechnung des Gesamtwirkungsgrads von Pumpen sind der volumetrische (ηVol) und der hydraulisch-mechanische Wirkungsgrad (ηhm) zu berücksichtigen. Es gilt:

ηges = ηvol + ηhm

Das geförderte Flüssigkeitsvolumen pro Minute wird als Volumenstrom Q (Förderstrom) bezeichnet. Der Gesamtwirkungsgrad ist bei der Berechnung des Pumpenförderstromes Q zu berücksichtigen. Dieser ergibt sich aus dem Verdrängungsvolumen V und der Drehzahl n:

Formel Berechnung Fördervolumoen Hydraulikpumpe

Eine weitere wichtige Kenngröße ist die benötigte Antriebsleistung der Hydraulikpumpe. Diese berechnet, in Abhängigkeit des verwendeten Verbrauchers, die benötigte Leistung der Antriebseinheit (Elektromotor, Verbrennungsmotor, Zapfwellengetriebe):

Formel zu Berechnung Antriebsleistung Hydraulikpumpe

Das benötigte Antriebsmoment für die Hydraulikpumpe berechnet sich wie folgt:

Formel zu Berechnung des Antriebsmomentes einer Hydraulikpumpe

Dabei sind:

  • QFörder [l/min]: Fördervolumen der Hydraulikpumpe
  • Man [Nm]: Antriebsdrehmoment
  • p [bar]: Betriebsdruck
  • Vgeo [cm³/U]: Geometrisches Schluckvolumen der Hydraulikpumpe
  • n [U/min]: Antriebsdrehzahl
  • ηVol: volumetrischer Wirkungsgrad (ca. 0,9 – 0,95)
  • ηmh: mechanisch hydraulischer Wirkungsgrad (0,9 – 0,95)
  • ηGes: Gesamtwirkungsgrad (0,8 – 0,85)

Wie werden Hydraulikpumpen angetrieben?

Eine Hydraulikpumpe kann durch verschiedene Arten angetrieben werden. Eine gängige Antriebsart ist ein Zapfwellengetriebe an welches die Pumpe angeflanscht wird. Weitere Antriebsarten sind Elektromotoren (Elektrohydraulikpumpe) oder Verbrennungsmotoren. Bei Traktoren erfolgt der Antrieb der Hydraulikpumpe in der Regel im Nebenabtrieb.

Hydraulikgetriebe Zapfwellengetriebe mit Hydraulikpumpe
Hydromot Zapfwellengetriebe mit angebauter Zahnradpumpe

Welche Bauarten von Hydraulikpumpen gibt es?

Die gängigste Bauart ist die Zahnradpumpe. Diese wird in vielen Anwendungen, wie Landtechnik, Baumaschinen, Hydraulikaggregaten, Holzspaltern und vielen mehr eingesetzt und ist in verschiedenen Flansch- und Wellenausführungen erhältlich. Zahnradpumpen mit Aluminiumgehäuse sind in der Regel für Drücke bis maximal 280 bar geeignet. Axialkolbenpumpen gibt es für den offenen und den geschlossen Hydraulikkreislauf. Diese Kolbenpumpen sind in sogenannter Schrägscheiben- und Schrägachsenbauweise erhältlich. Axialkolbenpumpen können mit hohen Drehzahlen betrieben werden und sind außerdem für Drücke bis 450 bar geeignet. Weitere Bauarten von Hydraulikpumpen sind z.B. Flügelzellenpumpen und Radialkolbenpumpen. Diese findet man häufig in industriellen Anwendungen wie zum Beispiel in Kunststoffspritzmaschinen oder Prüfständen.
 

Welches Hydrauliköl ist für Hydraulikpumpen geeignet?

Die Verwendung der geeigneten Hydraulikflüssigkeit ist relevant für einen reibungslosen Betrieb der Hydraulikanlage. Wir empfehlen den Einsatz von Hydrauliköl mit der Viskosität ISO VG 32 oder ISO VG 46 (HLP32 oder HLP46). Andere Hydraulikmedien (wie z.B. Bioöle) sind nach Rücksprache ebenfalls einsetzbar.

Was kostet eine Hydraulikpumpe?

Die günstigste Hydraulikpumpe ist die Zahnradpumpe. Das heißt aber nicht, dass diese Pumpe deshalb schlechter ist als andere Pumpen. Der günstige Preis liegt an der vergleichsweisen einfachen Bauart und den großen Stückzahlen die von dieser Pumpenart produziert werden. Die Preise für Zahnradpumpen beginnen bei ca. 50 Euro. Axialkolbenpumpen sind wesentlich teurer. Große Axialkolbenpumpen können schnell im mittleren vierstelligen Bereich liegen.

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