Ein Hydraulikmotor wandelt die Energie der Druckflüssigkeit in eine Drehbewegung um. Er nimmt Volumenstrom und eine Druckdifferenz auf und gibt Drehmoment und Drehzahl an seiner Welle ab. In Land-, Mobil-, Industrie- und Schiffstechnik treibt er beispielsweise Winden, Mähwerke, Mischer und Förderanlagen an.
Funktionsweise und Schaltzeichen
Das Öl wirkt auf Zahnräder, Flügel oder Kolben und versetzt die Welle in Drehung. Schaltzeichen unterscheiden Motoren für eine oder beide Drehrichtungen sowie konstantes oder verstellbares Verdrängungsvolumen. Ein Symbol beschreibt eine Funktion. Es kennzeichnet keine bestimmte Teilenummer und keine Betriebsgrenzen.
Das Drehmoment hängt hauptsächlich vom Verdrängungsvolumen und vom Druckabfall zwischen Ein- und Ausgang ab. Die Drehzahl ergibt sich aus Volumenstrom und Verdrängungsvolumen. Ein größeres Verdrängungsvolumen verringert bei gleichem Volumenstrom die theoretische Drehzahl und erhöht bei gleicher Druckdifferenz das theoretische Drehmoment. Volumetrische und mechanische Verluste beeinflussen die tatsächlichen Werte.
Wie wählt man einen Hydraulikmotor aus?
Ausgangspunkt sind die Anforderungen der Maschine und nicht nur das Aussehen des bisherigen Motors. Zu bestimmen sind:
- Anfahrmoment, Betriebsdrehmoment und mögliche Stoßbelastungen.
- Minimale und maximale Drehzahl sowie der Arbeitszyklus.
- Radial- und Axialkräfte an der Welle.
- Verfügbarer Volumenstrom, Druck und Rücklaufgegendruck.
- Fluid, Temperatur, Reinheit und Umgebungsbedingungen.
Daraus wird das Verdrängungsvolumen abgeschätzt und anhand der Herstellerkennlinien überprüft. Dauer-, Kurzzeit- und Spitzenwerte sind zu unterscheiden. Welle, Flansch und Anschlüsse müssen anhand der Zeichnungen passen. Gleiches Verdrängungsvolumen allein gewährleistet keine Austauschbarkeit.
Mechanischer und hydraulischer Schutz
Ausrichtung, Kupplung und Lager müssen die vorgesehenen Kräfte aufnehmen. Je nach Schaltung können Druckbegrenzungs-, Nachsaug-, Schock- oder Lasthalteventile erforderlich sein. Durch das Verschließen seiner Anschlüsse wird ein Motor nicht zur geeigneten Feststellbremse.
Wichtige Bauarten von Hydraulikmotoren
Zu den üblichen Bauarten gehören Orbitalmotoren mit Innenverzahnung, Außenzahnradmotoren, Flügelzellenmotoren und Kolbenmotoren. Sie bieten unterschiedliche Kombinationen aus Drehzahl, Drehmoment, Baugröße und Belastbarkeit.
Orbitalmotoren: Gerotor und Geroller
Orbitalmotoren besitzen häufig ein konstantes Verdrängungsvolumen und liefern hohes Drehmoment bei vergleichsweise niedriger Drehzahl. Ein innerer Rotor mit üblicherweise einem Zahn weniger als der Stator bewegt sich orbital im Innenzahnradpaar. Die Steuerung leitet das Öl in die jeweils wirksamen Kammern.
Beim Gerotor bilden die Rotor- und Statorprofile die Kammern. Der Geroller besitzt Rollen im Stator. Der innere Rotor beziehungsweise „Stern“ ist nicht mit einer hydraulischen Lenkeinheit zu verwechseln, die häufig als Orbitrol bezeichnet wird.
Baureihenbezeichnungen wie OML, OMM, OMP, OMR, OMS, OMT, OMV oder TMT finden sich an Maschinen und in Unterlagen verschiedener Generationen. Für Aufbau und Leistungsdaten sind der vollständige Code und die Herstellerunterlagen maßgeblich. Ähnliche Buchstaben belegen keine Gleichwertigkeit.
Zu den Varianten zählen Radmotoren, korrosionsgeschützte Ausführungen, Staubdichtungen, verstärkte Lager, Bremsen und Drehzahlsensoren. Kurze oder lagerlose Motoren benötigen die vorgesehene Abstützung durch die angeschlossene Baugruppe. Siehe die Orbitalmotor-Baureihen.
Außenzahnradmotoren
Zwei kämmende Zahnräder drehen sich im Gehäuse. Das Öl strömt außen durch die Räume zwischen Zähnen und Gehäuse. Diese kompakten Motoren gibt es mit Aluminium- oder Gussgehäuse. Ihre Eignung hängt von Druck, Drehzahl, Belastung und Arbeitszyklus des Modells ab, nicht allein vom Gehäusewerkstoff.
Erhältlich sind Ausführungen für eine oder beide Drehrichtungen, unterschiedliche Baugruppen sowie konische, zylindrische oder verzahnte Wellen. Flansche können europäischen oder SAE-Geometrien entsprechen. Anschlüsse sind beispielsweise mit BSPP- oder UNF-SAE-Gewinde oder als Flanschanschluss ausgeführt. Auch bei gleicher Gruppenbezeichnung sind die Abmessungen zu prüfen.
Ob ein externer Leckölanschluss erforderlich ist und wo er liegt, hängt von der Konstruktion und dem zulässigen Gehäusedruck ab. Ein Leckölanschluss ist kein Arbeitsanschluss. Dichtungswerkstoffe wie NBR oder FKM müssen zum Fluid und zur Temperatur passen.
Manche Varianten besitzen integrierte Druckbegrenzungs-, Nachsaug- oder weitere Steuerfunktionen. Diese sind anhand der vollständigen Teilenummer zu bestimmen. Siehe Außenzahnradmotoren und Ausführungen mit Aluminiumgehäuse.
Flügelzellenmotoren
Ein mit Flügeln bestückter Rotor dreht sich in einem Ring. Der Druck in den Kammern erzeugt das Drehmoment. Viele Konstruktionen gleichen die hydraulischen Kräfte durch gegenüberliegende Kammern aus. Das ist für das jeweilige Modell zu prüfen. Mindestdrehzahl, Anlaufverhalten, Viskosität und Reinheit sind wichtige Auswahlkriterien.
Siehe die Flügelzellenmotoren.
Hydraulische Kolbenmotoren
Kolben setzen die hydraulische Energie über unterschiedliche mechanische Anordnungen in Drehung um. Konstant- und Verstellmotoren kommen in anspruchsvollen mobilen und industriellen Anwendungen zum Einsatz. Verändert wird das Verdrängungsvolumen. Dadurch ändert sich innerhalb der Motorgrenzen das Verhältnis von Volumenstrom, Drehzahl und Drehmoment.
Axialkolbenmotoren
Die Kolben sind ungefähr in Wellenrichtung angeordnet. Es gibt Schrägscheiben- und Schrägachsenbauarten. Bei Verstellmotoren verändert ein Mechanismus die Geometrie und damit das Verdrängungsvolumen. Nicht jedes Modell lässt eine Verstellung auf null zu oder besitzt dieselbe Regelung.
Siehe die Axialkolbenmotoren.
Radialkolbenmotoren
Die Kolben sind radial um die Welle angeordnet und wirken gegen eine Reaktionsfläche. Konstant- und Verstellbauarten werden insbesondere für hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl eingesetzt. Zulässige äußere Lasten und Drehzahlbereich hängen von der jeweiligen Konstruktion ab.
Siehe die Radialkolbenmotoren und die allgemeine Kategorie Kolbenmotoren.
Fahrantriebe und Endantriebe
Ein Endantrieb kombiniert einen Hydraulikmotor mit einem Getriebe, häufig einem Planetengetriebe. Die Untersetzung reduziert die Ausgangsdrehzahl und erhöht das verfügbare Drehmoment. Dabei sind Verluste und Belastungsgrenzen beider Baugruppen zu berücksichtigen. Je nach Ausführung werden Räder oder Ketten angetrieben.
Übersetzung, Befestigung, Bremsen und Lagerbelastungen gehören zur Auswahl. Für den Ersatz eines Fahrantriebs oder eines Hydraulikmotors sollten Typenschild, Maße und Betriebsdaten vor dem Vergleich von Alternativen vorliegen.
