Aufgabe eines hydraulischen Außenzahnradmotors
Ein hydraulischer Außenzahnradmotor wandelt die Energie des unter Druck stehenden Öls in eine Drehbewegung um. Seine Welle stellt Drehmoment zum Antrieb einer Last bereit. Trotz äußerer Ähnlichkeit mit einer Zahnradpumpe unterscheiden sich Funktion und konstruktive Anforderungen. Eine Pumpe darf nicht ohne Herstellerbestätigung als Motor eingesetzt werden.
Wie die Drehbewegung entsteht
Öl strömt am Anschluss mit höherem Druck ein und wirkt auf zwei im Gehäuse kämmende Zahnräder. Zwischen Zähnen und Gehäusewänden gelangt es zum Auslass mit niedrigerem Druck. Die Druckdifferenz erzeugt das an die Welle übertragene Drehmoment.
Zwei Größen sind auseinanderzuhalten: Die Druckdifferenz bestimmt wesentlich das Drehmoment, der Volumenstrom die Drehzahl. Auch der Auslassdruck zählt. Ein Messwert am Einlass allein reicht bei nennenswertem Rücklauf-Gegendruck nicht für die Drehmomentberechnung aus.
Drehmoment berechnen
Mit Verdrängungsvolumen V in cm³/U und Druckdifferenz Δp in bar lässt sich das verfügbare Drehmoment durch M = V × Δp × ηhm / 62,8 in N·m abschätzen. ηhm bezeichnet den hydromechanischen Wirkungsgrad am jeweiligen Betriebspunkt.
Als Rechenbeispiel ergeben V = 20 cm³/U, Δp = 100 bar und ein angenommener Wirkungsgrad von 0,80 etwa 25,5 N·m. Dies ist kein zugesicherter Kennwert eines bestimmten Motors. Für die Auswahl sind die tatsächlichen Kennlinien, das Anlaufmoment sowie Dauer- und Kurzzeitbetriebsbedingungen maßgeblich.
Volumenstrom und Drehzahl
Die theoretische Drehzahl beträgt n = 1000 × Q / V, mit Q in l/min und n in U/min. Die tatsächliche Drehzahl hängt vom volumetrischen Wirkungsgrad ab. Ein größeres Verdrängungsvolumen führt bei gleichem Volumenstrom zu niedrigerer Drehzahl und ermöglicht bei gleicher Druckdifferenz ein höheres Drehmoment, jeweils innerhalb der Bauartgrenzen.
Eine Volumenstromregelung kann die Drehzahl verändern. Dabei müssen Last und Verlustleistung der gesamten Schaltung berücksichtigt werden. Prüfen Sie zulässige Mindest- und Höchstdrehzahl, Fluidverträglichkeit und Kühlbedarf.
Anwendungen und Auswahlkriterien
Typische Einsatzbereiche sind Freischneider, Sägen, Förderbänder, Lüfter, Landmaschinen und Industrieanlagen. Kompakte Bauform und verschiedene Anbauvarianten ermöglichen viele Anwendungen, sofern die passende Ausführung gewählt wird.
- Erforderliches Drehmoment und geforderte Drehzahl.
- Verdrängungsvolumen sowie verfügbarer Volumenstrom und Druck über den gesamten Zyklus.
- Eine Drehrichtung oder reversibler Betrieb und erforderliche Leckölführung.
- Welle, Flansch, Anschlüsse und zulässige radiale und axiale Belastung.
- Hydraulische Schutzfunktionen, Bremse oder mechanische Abstützung der Last.
Vergleichen Sie beim Ersatz die vollständige Teilenummer und die Herstellerzeichnung. Die Unterschiede zu Orbital-, Flügelzellen- und Kolbenmotoren erläutert der Ratgeber zu Hydromotorbauarten.
