Eine Hydraulikpumpe wandelt mechanische in hydraulische Energie um und liefert den benötigten Volumenstrom für Aktoren. Bei der Auswahl sind Förderstrom und der zum Überwinden von Lasten erforderliche Druck zu unterscheiden. Bauart, Verdrängungsvolumen, Drehzahl, Druckgrenze und Fluid müssen gemeinsam betrachtet werden.
Aufgabe einer Hydraulikpumpe
Der Volumenstrom bestimmt vor allem die Bewegungsgeschwindigkeit von Zylindern und Motoren. Der Druck ergibt sich aus Last und Strömungswiderständen. Bei entlastetem Ausgang ist er niedrig; mit zunehmendem Widerstand kann er innerhalb der Bauteil- und Schutzgrenzen ansteigen.
Als Antrieb dienen Elektro-, Verbrennungs-, Druckluft- oder Hydromotoren oder Handkraft. Die Pumpe erzeugt keine eigenständige Energie, sondern überträgt Antriebsenergie mit Verlusten auf das Öl.
Saugseite, Druckseite und Verdrängerprinzip
Die mechanische Bewegung erzeugt Druckverhältnisse, die die Einlassversorgung und die Förderung zum Ausgang ermöglichen. Bei offenem Tank trägt der Atmosphärendruck zur Versorgung bei. Enge Saugleitungen, Ölmangel oder Lufteintritt können sie beeinträchtigen.
Unterschieden werden Verdrängerpumpen, auch hydrostatische Pumpen, und nicht verdrängende hydrodynamische Pumpen. In der Leistungshydraulik überwiegen Verdränger: Bei gegebener Einstellung bewegen sie pro Zyklus ein geometrisches Volumen. Der theoretische Volumenstrom hängt von Verdrängung und Drehzahl ab. Tatsächlich abgegeben wird wegen druck- und betriebsabhängiger interner Leckage weniger.
Verdrängerpumpen können oszillierende oder rotierende Mechanismen besitzen. Bei rotierenden Pumpen bestimmt das Förderprinzip die folgenden Hauptbauarten.
Außenzahnradpumpen
Zwei miteinander kämmende Zahnräder, meist gerade und bei manchen Konstruktionen schräg verzahnt, transportieren Öl im Gehäuse vom Einlass zum Auslass. Der kompakte, robuste Aufbau ist in mobilen und industriellen Anlagen verbreitet.
Mögliche Ausführungen umfassen:
- Aluminium- oder Gussgehäuse sowie Einzel- oder Mehrfachpumpen, einschließlich Doppel- und Dreifachpumpen.
- Links- oder Rechtslauf beziehungsweise reversierbare Ausführung mit interner oder externer Leckölführung nach Konstruktion.
- Kegel-, Keil- oder Zylinderwellen sowie europäische/italienische, SAE-, Bosch- und andere Flansche.
- BSP-, UNF-SAE- oder Flanschanschlüsse je nach Referenz.
- Dichtungen aus NBR oder FKM, auch unter dem Handelsnamen Viton bekannt, passend zu Fluid und Temperatur.
- Integrierte Druckbegrenzungs-, Nachsaug-, Mengenregel-, elektrische Bypass- oder Load-Sensing-Funktionen bei entsprechenden Modellen.
Hersteller können Größen als Gruppen 0, 1, 2, 3, 3,5 und 4 einteilen; die Zuordnung ist nicht universell. Gussausführungen können bestimmte Lastzyklen abdecken, bei denen eine Aluminiumreferenz ihre Grenze erreicht. Entscheidend sind reale Daten statt allein des Gehäusewerkstoffs.
Hydraulische Handpumpen
Die Betätigung erfolgt über Handhebel oder Fußpedal. Der innere Aufbau ist modellabhängig; nicht jede Handpumpe ist eine Zahnradpumpe.
Es gibt Varianten für einfach- oder doppeltwirkende Kreise, mit integriertem oder separatem Tank, einfach- oder doppeltwirkendem Pumpenhub sowie Feder- oder Handrückstellung. Zweistufige Systeme kombinieren große Förderung bei niedrigem Druck mit kleiner Förderung bei hohem Druck, um die Betätigungskraft zu begrenzen. Hubvolumen und Hebellängen variieren; einzelne spezifizierte Modelle erreichen 700 bar.
Innenzahnradpumpen
Hier läuft ein kleineres Zahnrad innerhalb eines größeren. Kompaktheit, Wirkungsgrad und geringe Geräusche sind unter anderem bei Kunststoffspritzgussmaschinen, Werkzeugmaschinen, Pressen und Verdichtern relevant.
Bestimmte Baureihen bieten Beispiele bis 400 bar, über 95% Wirkungsgrad und bis 400 cm³/Umdrehung. Diese Werte betreffen bestimmte Baureihen und Betriebspunkte, nicht sämtliche Innenzahnradpumpen. Doppel-, Dreifach- oder Vierfachkombinationen sind je nach Eignung möglich.
Flügelzellenpumpen
Ein Rotor trägt Flügel, die einem profilierten Ring oder Gehäuseraum folgen. Bei druckausgeglichenen Bauarten reduziert die Anschlussanordnung hydraulische Radialkräfte am Rotor. Das beseitigt nicht alle mechanischen Lasten und gilt nicht für jede Ausführung.
Unter vorgesehenen Betriebsbedingungen können geringe Förderstrompulsation und günstige Geräuscheigenschaften erreicht werden. Es gibt konstante und verstellbare Fördervolumina; zulässige Drehzahl, Druck und Fluide sind zu prüfen.
Kolbenpumpen
Axialkolbenpumpen
Kolben bewegen sich im Zylinderblock hin und her. Bei Schrägscheibenkonstruktionen bestimmt der Winkel Hub und Verdrängung. Eine Konstantpumpe hat eine feste Geometrie; eine Verstellpumpe verändert das Fördervolumen über ihre Regelung. Bei theoretisch null Grad sind Hub und theoretisches Fördervolumen für diese Geometrie null.
Regelungsmöglichkeiten und Aufbau eignen sich für anspruchsvolle Mittel- und Hochdruckanwendungen in Mobil- und Industriehydraulik, abhängig von Modell und Lastzyklus.
Radialkolbenpumpen
Die Kolben sind radial um die Welle angeordnet. Konstante und verstellbare Ausführungen bedienen industrielle Hochdruckaufgaben; bestimmte Baureihen erreichen modellabhängig 700 bar.
Tandemkombinationen mit Zahnrad-, Flügelzellen- oder Axialkolbenpumpen sind möglich. Eine zweistufige Schaltung kann für schnelle Bewegung bei niedrigem Druck beide Förderströme nutzen und anschließend die andere Pumpe entlasten, wenn nur die Hochdruckpumpe den Aktor versorgen soll.
Daten für Auswahl und Ersatz
Referenz, Fördervolumen, erforderlichen Volumenstrom und Drehzahl, Druck, Lastzyklus, Drehrichtung, Welle, Flansch, Anschlüsse, Fluid und Temperatur erfassen. Auch Regelungen und Leckölanschlüsse prüfen. Äußere Abmessungen oder ein einzelner Maximaldruck belegen keine Austauschbarkeit.
Der Fördervolumen- und Volumenstromrechner unterstützt Abschätzungen; der Inbetriebnahmeleitfaden beschreibt allgemeine Montagekontrollen. Die abschließende Auswahl verlangt Herstellerdaten und die Betrachtung des gesamten Kreislaufs.
