Flügelzellenpumpe: Funktionsprinzip und Wartungsanleitung

Die Flügelzelle nimmt in den meisten entscheidenden Aspekten eine Zwischenstellung zwischen Zahnradpumpe und Kolbenpumpe ein: leiser als eine Zahnradpumpe, einfacher als eine Kolbenpumpe und preisgünstiger als beide im mittleren Druckbereich, in dem sie sich am besten bewährt. Für einen stetigen industriellen Einsatz bei Drücken zwischen 100 und 200 bar bleibt sie eine gut erprobte Wahl, die jedoch häufig unterschätzt wird.

Der Mechanismus in verständlicher Sprache

Ein geschlitzter Rotor dreht sich exzentrisch innerhalb eines Nockenrings. Rechteckige Flügel in den Schlitznuten des Rotors werden durch Fliehkraft oder hydraulischen Druck nach außen gedrückt – ihre Spitzen bleiben stets mit der Oberfläche des Nockenrings in Kontakt. Da der Rotor exzentrisch angeordnet ist, ändert sich das Volumen zwischen benachbarten Flügeln kontinuierlich während der Drehung des Rotors. Ein zunehmendes Volumen saugt Fluid über den Einlassanschluss an; ein abnehmendes Volumen fördert es über den Auslassanschluss aus. Das Profil des Nockenrings bestimmt, wie gleichmäßig diese Volumenänderungen verlaufen, und eine gute Nockenringauslegung macht den entscheidenden Unterschied für Geräuschentwicklung und Druckpulsation.

Ausgeglichene Bauarten und warum sie länger halten

Eine unausgeglichene Flügelzellenpumpe mit einem Einlass und einem Auslass erzeugt eine resultierende radiale Kraft auf die Rotorwelle – die Pumpe versucht praktisch, den Rotor seitlich zu verschieben. Bei ausgewogenen Konstruktionen befinden sich zwei Einlass- und zwei Auslassanschlüsse an gegenüberliegenden Seiten des Nockenrings, wodurch sich Kräfte ergeben, die sich gegenseitig aufheben. Die Welle und die Lager sind somit keiner resultierenden radialen Last durch den hydraulischen Druck ausgesetzt. Bei stetigem industriellen Einsatz von Hydraulikpumpen, der jährlich mehrere Tausend Betriebsstunden umfasst, ist der Unterschied in der Lagerlebensdauer zwischen ausgeglichenen und unausgeglichenen Konstruktionen beträchtlich.

Was tatsächlich verschleißt

Die Flügelspitzen verschleißen am Nockenring. Bei sauberem, ordnungsgemäß gefiltertem Öl erfolgt dieser Verschleiß allmählich und vorhersehbar. Bei verunreinigtem Öl beschleunigt er sich drastisch – abrasive Partikel im Fluid werden direkt in die Kontaktzone zwischen Flügelspitze und Nockenring transportiert. Der Austausch der Flügel, sobald die Spielfreiheiten die im Servicehandbuch festgelegten Grenzwerte überschreiten, stellt eine kostengünstige Wartungsmaßnahme dar. Der Austausch eines eingeritzten Nockenrings hingegen ist teuer.

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Quelle: www.hovooseal.com