Hydraulik: Grundlagen, Pumpentypen und Kavitation

Hydraulik: Grundlagen des Volumenstroms

Hydraulik wandelt mechanische Kraft in hydraulische Kraft um. Ein zentrales Konzept dabei ist der Volumenstrom (Caudal).

Konstanter Volumenstrom

Ein konstanter Volumenstrom bezieht sich auf die gleiche Ölmenge pro Zeiteinheit. Die einzige Variable ist die Geschwindigkeit, die sich mit der Rotationsgeschwindigkeit ändert.

Variabler Volumenstrom

Ein variabler Volumenstrom kann variieren, ohne die Strömungsgeschwindigkeit zu ändern. Dies wird typischerweise durch eine variable Verdrängung der Pumpe erreicht.

Hydraulische Pumpentypen

Zahnradpumpen

Gefördertes Öl wird in den Zwischenräumen der Zahnräder transportiert. Während sich die Zahnräder drehen, entfernen sich auf der Saugseite die Zähne voneinander, wodurch ein Vakuum entsteht. Das Öl fließt in die so entstandenen Zwischenräume zwischen den Zähnen und den Gehäuseflanken.

Flügelzellenpumpen

Der Vorteil von Flügelzellenpumpen ist ihr gleichmäßiger und geräuscharmer Betrieb. Die Rotorwelle mit radialen Schaufeln wird durch einen Verbrennungsmotor oder Elektromotor angetrieben. Der Statorring ist rund und exzentrisch in Bezug auf den Rotor. Diese Exzentrizität bestimmt die Verdrängung (Volumenstrom). Wenn die Exzentrizität Null ist, wird der Volumenstrom Null, und es wird kein Öl an das System geliefert.

Kolbenpumpen

Diese Axialkolbenpumpe besitzt eine geneigte, feste Platte und eine rotierende Zylindertrommel. Wenn die Schrägplatte verstellbar ist, hat die Pumpe einen variablen Volumenstrom. Solche Pumpen werden oft zur Druck- oder Volumenstromregelung oder einer Kombination aus beidem eingesetzt. Die rotierende Zylindertrommel ändert die Position der Kolben relativ zur festen Anschlussplatte, wodurch der Förderstrom erzeugt wird. Diese Anschlussplatte ist am Gehäuse montiert und sichert die Anschlüsse.

Kavitation in Hydrauliksystemen

Kavitation ist ein unerwünschtes Phänomen in einem hydraulischen System. Meistens tritt Kavitation auf der Saugseite des Systems auf. Wenn Kavitation auftritt, sinkt der Flüssigkeitsdruck auf ein Niveau unter den Umgebungsdruck, und es bilden sich Hohlräume (Blasen) in der Flüssigkeit. Wenn sich die Flüssigkeit in einen Bereich höheren Drucks bewegt, implodieren diese Blasen. Bei dieser Implosion steigt der Druck enorm an, und die Temperatur kann bis zu 1100 °C erreichen.

Mögliche Ursachen für Kavitation

• Engstellen im System
• Hohe Flüssigkeitstemperatur
• Kleiner Durchmesser der Filterleitung
• Verstopfter Ölfilter
• Unzureichende Belüftung
• Hohe Ölviskosität