Definition Was ist eine Hydraulikpumpe?

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Hydraulikpumpen liefern mithilfe von Flüssigkeiten einen nahezu konstanten Volumenstrom zum Erzeugen von Druck, mit dem sich über Hydraulikzylinder oder -motoren große Lasten anheben bzw. bewegen lassen. Wie funktionieren Hydraulikpumpen eigentlich? Wie sind sie aufgebaut? Was sind ihre Vor- oder Nachteile?

Überall wo Schwerstarbeit zu verrichten ist, sind sie nicht wegzudenken: Hydraulikpumpen sind zentrale Bestandteile aller Hydrauliksysteme bzw. Hydraulikanlagen. In der Industrie zum Beispiel kommen sie in Hydraulikpressen, in Werkzeugmaschinen für Vorschübe oder in Gabelstaplern und Hubwagen zum Einsatz; aus mobilen Maschinen wie Baggern, Kränen oder Landmaschinen sind sie nicht wegzudenken.

Woraus bestehen hydraulische Systeme?

Die Hydraulik ist ein Teilgebiet der Fluidtechnik, wobei sich das Wort aus den griechischen Begriffen für Wasser bzw. Flüssigkeit „hydor“ und Leitung bzw. Rohr „aulos“ herleiten lässt. Bevor näher auf das Funktionsprinzip von Hydraulikpumpen, auch Hydropumpen genannt, eingegangen wird, sollen hier zunächst für ein besseres Verständnis die wesentlichen Bestandteile eines Hydrauliksystems beschrieben werden.

• Energieerzeuger: der für den Betrieb einer Hydraulikpumpe erforderlich ist

• Hydraulikflüssigkeit: zumeist Hydrauliköl innerhalb des Systems

• Hydraulikpumpen: zum Erzeugen von Hydraulikdruck

• Hydraulikschläuche oder -rohre: leiten das Hydrauliköl durch ein System oder eine Anlage

• Ventile: zur Regulierung der Flüssigkeitsmenge und damit des Hydraulikdrucks in unterschiedlichen Bereichen eines Systems oder einer Anlage

• Hydraulikzylinder oder Hydraulikmotoren: zum Umwandeln des Drucks in mechanische Energie

• Manometer: zur Anzeige des jeweiligen Drucks innerhalb eines Systems

Wie sind Hydraulikpumpen aufgebaut?

Hydraulikpumpen gibt es in einer Vielzahl unterschiedlicher Bauformen, die im zweiten Teil dieses Definitionsartikels näher beschrieben werden. Welche Bauform eine Hydraulikpumpe auch immer hat: alle arbeiten im Grunde nach dem sogenannten Verdrängerprinzip, bei dem durch die Komprimierung von Flüssigkeit ein hoher Druck erzeugt wird.

Eine Hydraulikpumpe setzt sich aus folgenden Hauptkomponenten zusammen:

• ein Pumpengehäuse,

• eine Welle,

• Dichtungen sowie, je nach Bauform der Pumpe,

• unterschiedliche Verdrängerkomponenten.

Wie funktionieren Hydraulikpumpen?

Generell kann die Funktionsweise von Hydraulikpumpen wie folgt beschrieben werden: Auf der Saugseite der Pumpe wird Hydraulikflüssigkeit aus einem Tank angesaugt, über abgedichtete Kammern transportiert und schließlich über die Druckseite der Pumpe in ein Hydrauliksystem bzw. eine Hydraulikanlage gefördert. Hierbei wird mechanische Energie (Drehzahl, Drehmoment eines Antriebs) in hydraulische Energie (Volumenstrom und Druck der Hydraulikpumpe) umgewandelt. Die Hydraulik macht sich hierbei vor allem das gleichmäßige Strömungsverhalten von Hydrauliköl als Übertragungsmedium zunutze. Angetrieben werden Hydraulikpumpen entweder durch Elektromotoren oder insbesondere bei mobilen Maschinen durch Verbrennermotoren.

Das hier beschriebene Verfahren wird auch als offener Kreislauf bezeichnet.

Darüber hinaus werden Hydraulikpumpen aber auch in einem geschlossenen Kreislauf betrieben. Der wesentliche Unterschied zum offenen Kreislauf: Die Hydraulikpumpe wird mit der vom Aktor (Hydraulikmotor) zurückkommenden Hydraulikflüssigkeit gespeist. Sie ist damit von zwei Seiten eingespannt, sowohl von der Saugseite, als auch Druckseite.

Welche Vor- und Nachteile hat die Hydraulik?

Der Einsatz von Hydraulik und damit Hydraulikpumpen bringt eine Reihe an Vorteilen mit sich; allerdings hat die Technologie auch einige unbestreitbare Nachteile. Nachfolgend einige Argumente die für, aber und auch gegen die Hydraulik sprechen.

Vorteile

• Hydraulik ermöglicht das Erzeugen sehr hoher Drücke mit vergleichsweise geringem Kraftaufwand. Hierdurch lassen sich ohne Energieverluste hohe Kräfte übertragen und damit sehr große Lasten bewegen bzw. anheben.

• Der Druck, der zum Beispiel durch Hydrauliköl entsteht, verteilt sich stets gleichmäßig in einem Hydrauliksystem, wodurch die gewonnen Kraft sehr gut reguliert und gesteuert bzw. kontrolliert werden kann. Hierbei ist auch das Anfahren unter Last aus dem Stillstand heraus problemlos möglich. Mögliche Überlastungen in einem Hydrauliksystem können wiederum einfach durch Druckbegrenzungsventile vermieden werden.

• Mit einem hydraulischen Antrieb lassen sich sehr große Leistungen auf kleinem Bauraum realisieren.

• Hydraulikanlagen sind sehr robust und somit langlebig.

Nachteile

• Bei Hydraulikanlagen sind die Anforderungen an die Genauigkeit der Bauteile hoch. Entsprechend hoch sind daher auch die notwendigen Investitionen.

• Das Erzeugen von Strömungsenergie erfordert geschlossene Kreisläufe, die wiederum verschiedene Komponenten wie z. B. Leitungen, Rohre, Filter sowie hierfür ausgelegte Pumpen, Zylinder und Kolbe voraussetzen. Letztendlich führt dies einem komplexeren Aufbau von Anlagen, die mit einem gewissen Aufwand regelmäßig gewartet und instandgesetzt werden müssen.

• Die laufenden Betriebskosten für eine Hydraulikanlage sind nicht zu unterschätzen, denn hierfür werden u. a. teure Hydrauliköle oder Spezialfluide benötigt, die zudem durch den Einsatz von Filtern gereinigt werden müssen.

• Unterschiedliche Temperaturen haben einen entscheidenden Einfluss auf die Viskosität des verwendeten Hydrauliköls. In manchen Anwendungen muss das Öl daher gekühlt werden.

• Sollte zudem einmal ein Leck in einer Anlage entstehen, können durch austretendes Hydrauliköl möglicherweise Umweltschäden entstehen, die mitunter mit hohem Kostenaufwand beseitigt werden müssen.

• Last, but not least, sind mit hydraulischen Prozessen – anders als bei pneumatischen Lösungen – keine sehr schnellen Bewegungsabläufe möglich, weil die Hydraulikflüssigkeit über einen hohen Reibungswiderstand in den Leitungen verfügt.

In welchen Bereichen wird Hydraulik eingesetzt?

Die Kraft der Hydraulik ist in vielen Bereichen unverzichtbar. In der Industrie kommt sie zum Beispiel in Hydraulikpressen zum Erzeugen großer Kräfte, in Werkzeugmaschinen für Vorschübe sowie Spindelantriebe zum Einsatz, aber auch in Gabelstaplern und Hubwagen. In der Kunststoffindustrie werden in Spritzgießmaschinen mittels Hydraulik die Formen geöffnet bzw. geschlossen. Im Gegensatz zur stationären Hydraulik, findet sich die Mobilhydraulik nur in beweglichen Maschinen. Zu den klassischen Beispielen zählen u.a. Baumaschinen, wie Bagger, Kipper oder Kräne sowie eine ganze Reihe an Landmaschinen, wie Traktoren, Erntemaschinen, etc.

Zu den speziellen Einsatzbereichen der Hydraulik gehören sicherlich die Schifffahrt, z. B. zum Öffnen- oder Schließen der Bug- bzw. Hecktore bei Autofähren, und die Luftfahrt, etwa für das Aus- und Einfahren der Fahrwerke oder zur Verstellung der Start- und Landklappen an den Tragflächen.

Anbieter von Hydraulikpumpen

• AMF

• Bittel Hydraulik

• Bondioli & Pavesi

• Busch Hydraulik

• Eaton

• Hawe Hydraulik

• Indunorm

• Jungheinrich

• Knoll Hydraulik & Automation

• Linde

• Lutz Pumpen

• Moog

• Parker

• Quiri

• Rexroth

• Roemheld

• SKF

• Tecnofluid

• Vickers

Bei dieser Aufzählung handelt es sich um einen Auszug ohne Anspruch auf Vollständigkeit.

Quellen: www.busch-hydraulik.de, www.riverlakeco.com, www.maschinenbau-wissen.de, www.vogel-gruppe.de, www.wikipedia.org

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