Wie das Gesamtsystem arbeitet
Eine Hydraulikanlage wandelt mechanische Antriebsenergie zunächst in Fluidenergie und anschließend in nutzbare Bewegung um. Die Pumpe liefert den Volumenstrom, Ventile lenken und regeln den Kreislauf, und Zylinder oder Hydraulikmotoren erzeugen lineare Bewegung oder Rotation. Tank, Filter und Kühlung unterstützen geeignete Ölbedingungen. Bei der Auswahl sind die gesamte Anlage und der tatsächliche Maschinenzyklus zu betrachten, nicht nur einzelne voneinander unabhängige Bauteile.
Hydraulikpumpen: die Bauart auswählen
Die Hydraulikpumpe wird nach Volumenstrom, Druck, Drehzahl, Arbeitszyklus, Temperatur und Fluid gewählt. Es gibt Außen- und Innenzahnrad-, Flügelzellen- und Kolbenpumpen, je nach Bauart mit konstantem oder variablem Verdrängungsvolumen. Einzel-, Doppel- beziehungsweise Tandem-, Dreifach- und Mehrfachpumpen sind verfügbar. Das Verdrängungsvolumen ist das geometrisch je Umdrehung bewegte Volumen; der tatsächliche Volumenstrom hängt zusätzlich von Drehzahl und volumetrischem Wirkungsgrad ab.
Außenzahnradpumpen: Schnittstellen und Varianten
Kompakte Bauform, Vielseitigkeit und vergleichsweise geringe Kosten begründen den Einsatz in mobilen und stationären Anlagen. Vergleichen Sie Verdrängungsvolumen und Rechts-, Links- oder Reversierlauf und prüfen Sie die Blickrichtung, mit der der Hersteller den Drehsinn definiert. Beachten Sie konische, verzahnte oder zylindrische Wellen und Mitnehmerausführungen, europäische, Bosch-, SAE-A/B/C-, DIN- oder ISO-Flansche sowie Gewinde- oder SAE-, Bosch- und Plessey-Anschlüsse. NBR-, FKM- oder PTFE-Dichtungen und integrierte Strom-, Prioritäts-, Druck- oder Entlastungsventile müssen zu Fluid und Betrieb passen.
Gehäuse aus Aluminium, Stahl oder Guss
Aluminium-Zahnradpumpen werden an Traktoren, leichten Maschinen und kleineren oder mittleren Hydraulikaggregaten eingesetzt. Stahl- oder Gussausführungen werden für Anforderungen gewählt, die eine robustere Konstruktion verlangen. Das Gehäusematerial allein bestimmt weder Druckbelastbarkeit noch Eignung: Die Grenzwerte der konkreten Ausführung sind mit den Maschinenbedingungen abzugleichen.
Innenzahnradpumpen
Innenzahnradpumpen kommen zum Einsatz, wenn geringe Geräusche und Pulsation sowie ein guter volumetrischer Wirkungsgrad wichtig sind. Lastverteilung und Lagerung gehören zur jeweiligen Herstellerkonstruktion. Auch Mehrfachpumpenanordnungen sind erhältlich. Grundlage der Auswahl müssen Kennlinien und Betriebspunkt sein, nicht nur ein pauschaler Vergleich verschiedener Technologien.
Flügelzellenpumpen
Flügelzellenpumpen sind mit konstantem oder verstellbarem Verdrängungsvolumen erhältlich und werden häufig wegen ihrer Geräusch- und Laufeigenschaften gewählt. Sauberkeit von Fluid und Anlage bleibt entscheidend: Öl, Filter, Tank und Leitungen sind nach den Pumpenanforderungen zu warten. Vorteile bei Geräusch oder Wirkungsgrad gleichen weder schlechte Versorgung noch unzulässige Verschmutzung aus.
Kolbenpumpen
Kolbenpumpen können axial oder radial, konstant oder verstellbar und für offene oder geschlossene Kreisläufe ausgeführt sein. Bei hydrostatischen Antrieben sind Pumpe, Motor sowie Speise- und Regelfunktionen gemeinsam auszuwählen. Unterschiedliche Bauarten oder Schaltungskonzepte sind nicht allein wegen eines ähnlichen Verdrängungsvolumens austauschbar.
Elektromotor und Antriebsleistung
Der Elektromotor muss den benötigten Volumenstrom und Arbeitsdruck unter Berücksichtigung von Verlusten und Wirkungsgraden ermöglichen. Prüfen Sie Einphasen- oder Drehstromversorgung, 50 oder 60 Hz, Spannung und gegebenenfalls Stern- oder Dreieckschaltung. Anlagen können beispielsweise 220, 400 oder 600 V sowie Antriebe mit 12, 24 oder 48 V Gleichspannung nutzen. Polzahl, Drehzahl, Effizienzklasse sowie Fuß- oder B5/B14-Flanschbauform müssen zur konkreten Ausführung passen.
Andere Antriebe: Verbrennungsmotor und Zapfwelle
Die Pumpe kann auch von einem Benzin- oder Dieselmotor, einer Traktor- oder Lkw-Zapfwelle oder über Riemen- beziehungsweise Zahnradübertragung angetrieben werden. Tatsächlich verfügbare Drehzahl und Leistung müssen zur Pumpe passen. Ebenso wichtig sind Drehrichtung, Befestigung und die Wellenbelastungen aus der gewählten Antriebsanordnung.
Pumpenträger und Kupplungen
Der Pumpenträger beziehungsweise die Kupplungsglocke verbindet Motor- und Pumpenflansch und positioniert die Einheit. Die Kupplung überträgt das Drehmoment zwischen den Wellen. Elastische Kupplungen bestehen häufig aus zwei Naben und einem Zwischenelement, das kleine Ausrichtungsabweichungen innerhalb definierter Grenzen zulässt; sie korrigieren keine schlecht ausgerichtete Montage. Entscheidend sind Drehmoment, Leistung, Drehzahl, Wellengeometrie und die axialen beziehungsweise radialen Toleranzen des Herstellers.
Hydraulikzylinder
Zylinder wandeln hydraulische Energie in lineare Bewegung um. Die Auswahl richtet sich nach Kraft, Hub, Geschwindigkeit, Druck und Einbauverhältnissen. Einfachwirkende, doppeltwirkende und Teleskopzylinder besitzen unterschiedliche Befestigungsformen. Kolbenstangendurchmesser und wirksame Flächen beeinflussen Aus- und Einfahren. Die gemeinsame Auslegung von Zylinder und Pumpe hilft, die erforderlichen Volumenströme festzulegen.
Hydraulikmotoren: Drehzahl und Drehmoment
Ein Hydraulikmotor erzeugt Rotation aus Volumenstrom und Druckdifferenz. Erforderliche Drehzahl und erforderliches Drehmoment bestimmen die Auswahl zwischen Zahnrad-, Orbital-, Flügelzellen- und Kolbenbauarten. Prüfen Sie Drehrichtung, interne oder externe Leckölführung, Anschlüsse und zulässige Wellenbelastung. Stromregelung und Druckbegrenzung müssen den Motor innerhalb seines freigegebenen Betriebsbereichs halten.
Zahnrad- und Orbitalmotoren
Zahnradmotoren arbeiten in Geräten mit relativ hoher Wellendrehzahl, etwa Sämaschinen, Freischneidern oder Lüftern. Orbitalmotoren liefern hohes Drehmoment bei niedriger bis mittlerer Drehzahl, beispielsweise in Winden, Landmaschinen und Industrieanlagen. Die Lager eines Orbitalmotors können bestimmte Lasten aufnehmen; die Katalogwerte sind jedoch zu prüfen. Falls erforderlich, schützt eine externe Lagerung die Motorwelle.
Flügelzellen- und Kolbenmotoren
Flügelzellenmotoren werden unter anderem in Vibrationsgeräten für die Ernte eingesetzt. Kolbenmotoren können konstant oder verstellbar, axial oder radial sowie für offene oder geschlossene Kreisläufe vorgesehen sein. Radialausführungen werden häufig für hohes Drehmoment bei geringer Drehzahl gewählt, Axialausführungen decken andere Drehzahlbereiche ab. Spezialisierte Modelle können 12.000 U/min überschreiten; das gilt nicht für sämtliche Kolbenmotoren.
Ventile, Wegeventile und Regelfunktionen
Diese Bauteile steuern Richtung, Volumenstrom oder Druck des Öls. Dazu zählen Monoblock- und Sektionswegeventile, Mengenteiler, Rückschlag- und Folgeventile, Stromregler, Druckbegrenzungs- und Druckreduzierventile sowie Lasthalte- beziehungsweise Overcenter-Ventile. Schieberausführung und Mittelstellung legen fest, welche Anschlüsse bei den jeweiligen Schaltzuständen offen oder gesperrt sind.
Leitungs-, Flansch- und Cartridgeventile
Leitungsventile werden in die Verrohrung eingesetzt. Anflanschbare Ventile sitzen direkt an einer Pumpe, einem Motor oder einem anderen Bauteil und reduzieren äußere Verbindungen. Cartridge- beziehungsweise Einschraubventile werden in bearbeitete Aufnahmen eines Steuerblocks eingebaut. Das ermöglicht kompakte Schaltungen, erfordert aber passende Schnittstellen, innere Querschnitte, Gewinde und Montagebedingungen für die konkrete Referenz.
Magnetventile und Anschlussgrößen
Magnetventile nutzen Spulen zur Betätigung der hydraulischen Funktion. Spannung und Stromart sind zu prüfen; es gibt unter anderem 12, 24 oder 48 V, 105–115 V und 220–240 V. Volumenstrom und Anschlussbild bestimmen die Baugröße. Übliche Bezeichnungen sind NG4/CETOP 2, NG6/CETOP 3, NG10/CETOP 5 und NG16/CETOP 7. Prüfen Sie immer Maßzeichnung und Schieberfunktion; die gleiche Nenngröße macht zwei Ventile nicht funktionsgleich.
Hydrospeicher
Ein Hydrospeicher speichert hydraulische Energie und gibt bei Bedarf Drucköl an den Kreislauf ab. Es gibt Blasen-, Membran- und Kolbenspeicher. Volumen, Druck und Ausführung sind für die vorgesehene Funktion und nach den Herstellervorgaben zu wählen. Auch nach dem Abschalten des Antriebs kann gespeicherte Energie vorhanden sein; Wartungsarbeiten müssen deshalb dem gerätespezifischen Verfahren folgen.
Tank und Zubehör
Der Tank dient der Ölspeicherung, Luftabscheidung und Temperaturführung. Seine Größe hängt von Volumenstrom, Druck, Umgebungstemperatur, Arbeitszyklus, Wärmeabfuhr und vorhandenem Bauraum ab. Möglich sind Stahl, Kunststoff oder Edelstahl. Zum Zubehör gehören gefilterte Befüll- und Belüftungseinrichtungen, ein Ablauf am tiefsten Punkt, optische oder elektrische Füllstandsanzeigen und Trockenmittelbelüfter gegen eindringenden Schmutz und Feuchtigkeit.
Ölkühler und Wärmetauscher
Die Kühlung kann durch Luft mit freier Konvektion oder Zwangsbelüftung sowie durch Wasser erfolgen. Der Lüfter kann elektrisch oder hydraulisch angetrieben werden. Marineanwendungen erfordern geeignete Materialien und Ausführungen für Umgebung und Kühlwasser. Der Wärmetauscher ist nach maximaler Umgebungstemperatur, Verlustwärme und zulässiger Öltemperatur auszulegen, nicht allein nach dem nominellen Tankvolumen.
Ölfilter und Tankbelüftungsfilter
Saugfilter können eingetaucht oder extern in der Leitung angeordnet sein. Sie müssen die Pumpe schützen, ohne den Zulauf unzulässig einzuschränken. Rücklauffilter werden in Leitungen oder im Tankdeckel montiert. Druckfilter schützen Bauteile mit hohen Reinheitsanforderungen wie Proportional- oder Servoventile. Trockenmittelbelüfter halten Partikel und Feuchtigkeit aus der eintretenden Tankluft zurück, ersetzen aber keine Ölfiltration. Kapazität, Filterfeinheit und Zustandsanzeigen sind auf den Kreislauf abzustimmen.
Messtechnik: vor der Diagnose messen
Manometer, Druckaufnehmer, Vakuummeter, Durchflussmesser und Fluidzustandsanzeigen ermöglichen die Prüfung der Anlagenfunktion. Jedes Gerät benötigt einen geeigneten Messbereich, Anschluss und passende Einsatzbedingungen am Messpunkt. Der Vergleich von Druck, Volumenstrom und Temperatur unter bekannten Bedingungen ist aussagekräftiger als die isolierte Beurteilung von Aussehen oder Geräusch eines Bauteils.
Druck- und Temperaturschalter
Ein Druckschalter öffnet oder schließt einen elektrischen Stromkreis abhängig vom erfassten Druck. Ein Temperaturschalter führt eine entsprechende Schaltfunktion abhängig von der Temperatur aus. Sie können an Steuerung und Überwachung beteiligt sein, müssen aber zum Schaltplan und zur vorgesehenen Funktion passen. Ihre Einstellungen und Anschlüsse ersetzen nicht die gesamte erforderliche Schutzausrüstung der Hydraulikanlage.
Die Komponenten als Gesamtsystem auswählen
Stellen Sie vor einer Teileanfrage Druck, Volumenstrom, Leistung, Drehzahlen, Arbeitszyklus, Fluid, Temperatur und Einbaudaten zusammen. Prüfen Sie Schnittstellen zwischen Pumpe, Antrieb, Aktuatoren und Ventilen sowie Kühlung, Filterung und Messtechnik. Eine abgestimmte Auswahl vermeidet Unverträglichkeiten und unnötige Verluste. Hidraoil unterstützt die Zuordnung der Hydraulikkomponenten zu den konkreten Anforderungen der Anwendung.
