Eine Pumpe für hydraulische Anwendungen
Die Axialkolbenpumpe ist eine Pumpe, die für verschiedene Aufgaben eingesetzt wird, bei denen eine hydraulische Übertragung des Kraftschlusses notwendig oder vorteilhaft ist. Das direkte Gegenstück zur Axialkolbenpumpe ist die Radialkolbenpumpe.
Arbeitsweise der Axialkolbenpumpe
Bei der Radialkolbenpumpe sind die Arbeitszylinder stehend zur Antriebswelle sternförmig um diese herum angeordnet. Durch einen exzentrischen Innen- oder Außenring wird dabei der Kolbenhub durchgeführt. Bei der Axialkolbenpumpe dagegen sind die Arbeits- oder Pumpenkolben längs zur Antriebswelle um diese herum angeordnet.
Bauformen der Axialkolbenpumpe
Wie die Radialkolbenpumpe zwei Bauweisen zulässt (der innere oder äußere Exzenter, den den Kolben während einer Umdrehung einmal zum äußeren und einmal zum inneren Totpunkt bewegt), so gibt es auch bei der Axialkolbenpumpe zwei verschiedene Bauausführungen:
- die Schrägachsen-Axialkolbenpumpe oder Schrägachsenmaschine
- die Schrägscheiben-Axialkolbenpumpe oder Schrägscheibenmaschine
Funktionsweise Schrägachsen-Axialkolbenpumpe
Wie es die Bezeichnung schon andeutet, erfährt hier die Antriebswelle quasi einen Knick. Sie sieht damit aus wie eine abgeknickte Kardanwelle. Um beim leichter verständlichen Beispiel der Kardanwelle zu bleiben: an der einen Seite (außen) werden die Kolben an der geknickten Verlängerung nach dem beweglichen Stück gehalten.
Innen drücken sie praktisch mit dem beweglichen Kolben auf die gerade stehende Antriebswelle auf der anderen Seite des Knicks (des Kardangelenks). Wird die geknickte Welle nun eine Umdrehung gedreht, drückt es den Kolben auf der Knickseite ganz in den Zylinder (unterer Totpunkt UT). Gegenüber der geknickten Seite kann der Kolben komplett aus dem Zylinder heraus (oberer Totpunkt OT).
Somit wird der Kolben während einer Umdrehung nach UT und nach OT bewegt und schließt damit einen Pumpzyklus voll ab, also das Ein- und Auspumpen. Daraus schließt, dass die Länge des Kolbenhubs vom Knickwinkel abhängt. Je größer die Welle abgeknickt ist, desto länger wird der Kolbenhub.
Funktionsweise einer Schrägscheiben-Axialkolbenpumpe
Bei dieser Bauform kann die komplette Antriebswelle gerade sein. Stattdessen befindet sich ein Schrägring im Gehäuse, auf den die Kolben aufliegen. Da die Scheibe im Längsquerschnitt der Pumpe seitlich schräg eingebaut ist, werden dadurch bei einer Umdrehung die Kolben einmal in den oberen und einmal in den unteren Totpunkt im Zylinder gebracht.
Da bei der Schrägachsenmaschine tatsächlich eine Kardanwelle eingesetzt wird, besitzt diese auch deren Nachteile. So unterliegt das Kreuzgelenk einem gewissen normalen Verschleiß, muss daher eventuell gewartet werden (besonders bei älteren Pumpen mit Kardanwelle kann es noch Schmiernippel geben). Ruckartige Bewegungen wirken ebenfalls negativ auf das Gelenk ein. Natürlich ist die Bauweise aber dennoch robust und entsprechend stabil.
Einsatzmöglichkeiten für Axialkolbenpumpen
Axialkolbenpumpe eigenen sich, um konstant hohe Drücke zu erzeugen. Die hydrostatische Kraftübertragung, die hier stattfindet, wird vornehmlich für hydrostatische Getriebe verwendet. Hydrostatische Getriebe sind vornehmlich in mobilen Landwirtschafts- und Baumaschinen zu finden:
- Traktoren
- Raupen und Lader
- Bagger
- Kehrmaschinen
- zum Ausführen einer bestimmten hydraulischen Mechanik (Heben, Packen, Drehen usw.)
Das hydrostatische stufenlose Getriebe
Da der Druck abhängig von der Drehzahl steigt oder fällt, bedeutet das ein stufenloses hydrostatisches Getriebe, das bereits aus dem Stand heraus sehr direkt und genau anspricht. Allerdings kann die Pumpe zu starken Schwingungen neigen, wenn die Drehzahl ansteigt. Diese Schwingungen können auch beim Drosseln spürbar sein. Bei abrupten Stopps reagiert die Pumpe bzw. der aufgebaute Druck ganz leicht zeitverzögert, da durch die hydraulischen Eigenschaften etwas träge.
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