Das Fördern von Fluiden
Um Fluide (nicht kompressible Flüssigkeiten) zu fördern, werden Pumpen eingesetzt. Dabei werden zunächst zwei grundlegende Funktionsweisen, wie die Kraftübertragung gewährleistet wird, unterschieden:
- hydrostatische Kraftübertragung
- hydrodynamische Kraftübertragung
Die Radialkolbenpumpe: Aufbau und Funktion
Die Radialkolbenpumpe gehört zu den Pumpen mit einer hydrostatischen Kraftübertragung. Das Funktionsprinzip ist einfach. Um eine Antriebswelle (die hohl sein kann) sind radial (stehend dazu) Kolben angeordnet. Um die Kolben ist nun eine zweite Gehäusehülle, die im Querschnitt wie ein Ring aussieht.
Nun kann entweder der äußere Ring (also außen) oder die Antriebswelle selbst (also innen) exzentrisch laufen und dadurch den Kolbenhub ausführen. Entsprechend wird dann auch die Befüllung des Kolbens von innen oder außen vorgenommen.
Ausführungen der Radialkolbenpumpe
Entsprechend werden die Pumpen nach diesen beiden Techniken weiter unterteilt:
- innen beaufschlagte Radialkolbenpumpe
- außen beaufschlagte Radialkolbenpumpe
Wird der Kolben nun von innen beaufschlagt, erfolgt auch die Kolbenfüllung von innen nach außen. Bei außen beaufschlagten Radialkolbenpumpen dann natürlich von außen nach innen.
Die Funktionsweise der Radialkolbenpumpe
Durch die Drehzahl wird der Kolben vom einen zum anderen Totpunkt (hier innerer Totpunkt IT und äußerer Totpunkt AT) bewegt und wieder zurück. Der Kolbenhub wird durch den exzentrischen Lauf innen oder außen bewerkstelligt.
Nach einer 180-Grad-Drehung ist ein Kolben mit Fluid gefüllt, nach den nächsten 180 Grad dann wieder entleert. Das Fluid wird dabei in einen Druckkanal gepumpt. Nun beginnt der Arbeitszyklus erneut.
Vor- und Nachteile der Radialkolbenpumpe
Es lässt sich vielleicht schon am Arbeitsprinzip ableiten, dass eine Radialkolbenpumpe relativ hohe Drücke erzeugen kann. Dabei sind nicht einmal hohe Drehzahlen erforderlich. Dadurch, dass mehrere Kolben sternförmig um die Antriebswelle herum angeordnet sind, und da auch das Totvolumen in jedem Kolben sehr gering ist, ist nur eine sehr geringe Hochdruckpulsation festzustellen. Die Drücke, die eine solche Pumpe erzielen kann, liegen unterdessen bei bis zu 1.000 bar.
Einsatz und harten Bedingungen
Durch diese Eigenschaften ergibt sich ein sehr hoher Wirkungsgrad bei einem sehr ruhigen Laufverhalten der Pumpe. All diese Eigenschaften (geringe Drehzahlen, geringe Pulsation usw.) führen aber auch zu einer sehr guten Lebensdauer dieser Pumpen.
Der Platzbedarf
Nachteilig ist einzig der Platzbedarf einer Radialkolbenpumpe, da die Kolben ja stehend zur Antriebswelle angeordnet einen bestimmten Mindestkreisdurchmesser ergeben. Dem steht aber gegenüber, dass die notwendige Höhe der Pumpe dadurch kompensiert werden kann, als dass die Länge der Pumpe je nach Anwendung umso kürzer gehalten werden kann.
Mehrere Fluide gleichzeitig fördern
Allerdings haben diese Pumpen eine weitere Besonderheit. Bei entsprechender Bauweise können unterschiedliche Fluide gefördert werden. So gibt es Radialkolbenpumpen, die einen hydraulischen Druck aufbauen und gleichzeitig Kühlmittel (Flüssigkeiten) pumpen.
Anwendungsbereiche für Radialkolbenpumpen
Im privaten Umfeld, also in Haus und Garten, sind Radialkolbenpumpen eher selten anzutreffen. Aufgrund der bereits genannten Eigenschaften nachfolgend einige der typischen Anwendungsgebiete für Radialkolbenpumpen:
- Hydraulikpumpe für Niveauregulierungen (Oberklassenfahrzeuge)
- Werkzeugmaschinen und Anlagenbau
- Automatikgetriebe bei Nutzfahrzeugen (Bau, Landwirtschaft usw.)
- Prüfstandbau
- Guss- und Spritzguss
- Windkraftanlagen
Die Einsatzmöglichkeiten können zudem über eine entsprechende Steuerung erweitert oder verfeinert werden. Die Steuerungsmöglichkeiten reichen vom einfachen Steuerventil bis hin zum CAN-Bus-Anschluss für die Steuereinheit an der Pumpe.
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