Grundlagen der Fluidtechnik: Pumpen, Kompressoren und Ventile

Pumpen: Ansaugung und Förderung

Verdrängerpumpen: Funktionsweise

• Konstantdruck-Verdrängerpumpen: Erzeugen einen konstanten Hochdruck. Die beweglichen Teile (z.B. Kolben) sind in einem Gehäuse untergebracht.

Außenzahnradpumpen

• Funktionsweise: Beim Rücklauf entsteht am Eingang ein Unterdruck, der die Förderung des Mediums zum Pumpeneingang ermöglicht.

Innenzahnradpumpen

• Aufbau: Bestehen aus einem äußeren (angetriebenen) und einem inneren (Antriebs-) Zahnrad sowie einer sichelförmigen Trennplatte.

Drehkolbenpumpen (Lobe-Pumpen)

• Merkmale: Ähnlich den Außenzahnradpumpen, erzeugen oft einen konstanten, aber pulsierenden Förderstrom.

Ungleichgewichtige Flügelzellenpumpen

• Funktionsweise: Der Rotor dreht sich exzentrisch innerhalb eines volumenspezifischen Rings.

Gleichgewichtige Flügelzellenpumpen

• Aufbau: Rotor und Ring sind konzentrisch angeordnet. Verfügen über zwei Ansaug- und zwei Abgabezonen.

Kompressoren: Drucklufterzeugung

• Definition: Ein Kompressor ist eine Maschine, deren Zweck es ist, Luft oder Gase auf einen höheren Druck zu verdichten.

Kolbenkompressoren

• Druckbereiche: Einstufige Modelle erreichen bis zu 5 bar, zweistufige bis zu 10 bar.
• Antrieb: Der Motor treibt über eine Exzenterwelle und eine Kolbenstangenbaugruppe die Kolben an.

Flügelzellenkompressoren

• Funktionsweise: Der Rotor wird von der Motorwelle angetrieben und ist exzentrisch in einem Gehäuse gelagert.

Schraubenkompressoren

• Druckbereich: Erreichen Drücke bis zu 25 bar.

Roots-Gebläse

• Druckbereich: Typischerweise für Drücke von 1 bis 2 bar eingesetzt.

Filter: Schutz und Reinheit

• Funktion: Filter dienen dazu, Feuchtigkeit und feste Partikel aus dem Medium zu entfernen.

Akkumulatoren: Energiespeicher und Dämpfung

• Funktionen:
  • Energiespeicherung
  • Pulsationsdämpfung
  • Druckstoßdämpfung (Water Hammer-Ausgleich)
  • Leckageausgleich
  • Bereitstellung von Notfall-Hilfsenergie

Funktionsweise von Akkumulatoren

• Druckspeicherung: Akkumulatoren speichern Energie bei relativ konstantem Druck, unabhängig davon, ob sie voll oder leer sind.
• Nachteil: Ein potenzieller Nachteil ist die Möglichkeit der Überdruckerzeugung.

Federbelastete Akkumulatoren

• Prinzip: Der Flüssigkeitsdruck wird durch die Kompression einer Feder bestimmt.

Tanks: Speicherung von Fluiden

• Funktion: Die Hauptfunktion eines Tanks ist die Speicherung von Fluiden, insbesondere von Hydraulikflüssigkeiten.

Ventile: Steuerung von Druck und Durchfluss

• Funktion: Ventile dienen der direkten Regelung von Flüssigkeitsdruck und Durchfluss.

Sitzventile

• Betätigung: Beim Schalten muss die Kraft der Feder und der durch den Druck erzeugte Widerstand überwunden werden.

Schieberventile

• Aufbau: Bestehen aus einem Gehäuse, einem beweglichen Schieber und einer Reihe von internen Kanälen.

Membran- und Schieberventile

• Funktionsweise: Die Verbindung zwischen den verschiedenen Anschlüssen wird durch die Bewegung eines Schiebers hergestellt. (Vorteil: Geringerer Verschleiß)

Drehventile

• Funktionsweise: Der Rotor dreht sich um 180 Grad, um den Ölfluss zu steuern (Laden oder Entladen).

Schaltventil-Mittelstellungen

• Geschlossene Mittelstellung (Closed-Center): Alle Anschlüsse sind blockiert.
• Tandem-Mittelstellung (Tandem-Center): In der Mittelstellung sind die Arbeitsanschlüsse blockiert, während der Pumpenanschluss mit dem Tank verbunden ist. Das System kann nicht manuell bewegt werden.
• Halboffene Mittelstellung (Semi-Center): Die Arbeitsleitungen sind mit der Tankleitung verbunden. Der Schieber kann manuell bewegt werden.
• Offene Mittelstellung (Open-Center): Alle Anschlüsse sind miteinander verbunden.

Absperrschieber (Gate Valves)

• Funktionsweise: Die Öffnungsgröße wird durch Drehen des Ventilschafts geändert, der einen Schieber oder Keil in den Strömungsweg bewegt.

Kugelventile

• Funktionsweise: Der Durchfluss wird durch eine 90°-Drehung eines Kugel- oder Stopfenelements gesteuert, das eine Öffnung freigibt oder blockiert.

Nadelventile

• Merkmale: Ermöglichen eine sehr feine und präzise Einstellung des Durchflusses.