Hydraulikpumpe Motor und Pumpe zu einer Baugruppe vereint

Voith Turbo H+L Hydraulic hat die Innenzahnradpumpen der Typen IPM und IPV in einen Asynchron-Elektromotor integriert. Das Ergebnis ist das elektrohydraulische Aggregat EPAI, das hydraulischen Druck erzeugt und Aktuatoren mit hohen Kräften bewegt.

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J.M. Voith SE & Co. KG / VTHL

J.M. Voith SE & Co. KG / VTA

Die Entwicklung von Zahnradpumpen hat bei Voith Turbo H+L Hydraulic (VTHL) Tradition: Seit etwa 40 Jahren sind die Druckerzeuger von VTHL im Maschinen- und Anlagenbau bekannt. Jedoch stellen die Richtlinien für Lärmschutz ständig neue Anforderungen. Mit einer geschickten Bauweise hat Voith Turbo jetzt Innenzahnradpumpe und Asynchron-Elektromotor miteinander vereint und schafft damit eine Geräuschreduktion um 12 db(A) im Vergleich zu konventionellen Systemen.

Beim EPAI (Elektro Pumpen Aggregat Integriert) wurde der Elektromotor um die druckerzeugende Pumpe konstruiert und ist somit zu einer Baugruppe als Motor-Pumpe-Hybridsystem zusammengefasst. Dadurch wird die Geräuschentwicklung der ohnehin pulsationsarmen Innenzahnradpumpen weiter reduziert. Der öldurchströmte Raum zwischen Gehäuse und Pumpe isoliert jedes Geräusch. Auch die Eigen- und Fremdbelüftung, die bei den häufig eingesetzten Standart Drehstrom-Asynchronmotoren vorkommt, hat einen erheblichen Anteil an Geräuschemissionen. Diese Belüftung entfällt beim EPAI komplett. Der Motor wird durch den angesaugten Volumenstrom ölgekühlt, die konstant niedrige Temperatur kommt der Lebensdauer des Motors zu Gute. Kostenintensive Sekundärmaßnahmen gegen Lärm sind bei dieser Entwicklung nicht mehr nötig.

Geringer Bauraum

Die kompakte Konstruktion des EPAI Aggregats erlaubt eine Reduzierung des Bauraums um bis zu 50 Prozent. Außerdem entfallen die üblichen Pumpenträger und Kupplungen, da diese bereits in dem System integriert sind. Das EPAI bietet eine hohe Sicherheit gegen äußere Leckagen, weil eine verschleißträchtige, dynamische Abdichtung der Antriebswelle nicht mehr nötig ist. Der kompakten Bauweise sind bei diesem System kaum Grenzen gesetzt. Ventile und Speicherblöcke können direkt angeflanscht oder angeschraubt werden – weitere Verrohrungen entfallen dadurch. Letzteres bringt entscheidende Vorteile gegen die Geräuschübertragung und hält die Kosten im kompletten System niedrig.

Die VTHL-Konstrukteure haben die Vorteile der Pumpe auch in kompletten Aggregaten genutzt. Durch die zielbewusste Entkopplung von pulsationsübertragenden Bauteilen entstehen geräuscharme Systeme. Um einen optimalen Leistungshaushalt zu erreichen, setzt VTHL auf eigens hergestellte Speicherladesysteme, die den Ladevorgang vom EPAI zum Hydrospeicher steuern. Individuelle Konstruktionen werden nach Kundenwunsch gefertigt.

Verschiedene Einsatzmöglichkeiten

Ein Einsatzbereich des EPAI ist die kunststoffverarbeitende Industrie. Beim Einsatz von elektrischen Kunststoffspritzgießmaschinen ist die Hydraulik eigentlich unerwünscht, jedoch wird sie dringend benötigt, um Kernzugbewegungen zu realisieren. Hier verrichtet das EPAI zuverlässig geräuscharm die Druckerzeugung. Der Einsatz des EPAI ist grundsätzlich überall möglich, bietet sich aber insbesondere für geräuschsensible und enge Umgebungen an. Die geschlossene Einheit empfiehlt sich auch für den Einsatz in einem stark verschmutzten Umfeld.

Selbst die Anforderung nach einem variablen Förderstrom lässt sich mit einem drehzahlregulierten EPAI ebenfalls realisieren. Ein Frequenzumrichter steuert die Drehzahl des Elektromotors und somit den Volumenstrom der Pumpe. Solche drehzahlvariablen Pumpenantriebe minimieren die Energiekosten auf ein Optimum.

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