Wenzhou Prance Hydraulic Equipment Co., Ltd.
Hydraulische Axialkolbenpumpe: Funktionsweise & Technische Daten
Eine hydraulische Axialkolbenpumpe nutzt Kolben, die parallel zur Antriebswelle angeordnet sind, um eine Rotation in einen Hochdruckstrom umzuwandeln. Sie ist die Standard-Hauptpumpenarchitektur für Bagger, Pressen und viele industrielle Aggregate – insbesondere dann, wenn Drücke von über ca. 210 bar (3.000 psi) und eine verstellbare Fördermenge erforderlich sind.
Dieser Cluster-Leitfaden erklärt das Funktionsprinzip, die wichtigsten Untertypen, die Hauptkomponenten und die Spezifikations-Checkliste für US-Käufer. Eine Übersicht über die breitere Familie der Kolbenpumpen finden Sie in unserer Arten von Hydraulikkolbenpumpen und Auswahlratgeber.
Inhaltsverzeichnis
- Teil 1. Was ist eine Hydraulische Axialkolbenpumpe?
- Teil 2. Wie funktioniert eine Axialkolbenpumpe?
- Teil 3: Schrägscheiben- vs. Schrägachsenbauweise: Welches Design passt zu Ihrer Anwendung?
- Teil 4. Was sind die Hauptkomponenten?
- Teil 5. Wie funktionieren Verdrängung und Steuerung?
- Teil 6. Wie dimensioniert man eine Axialkolbenpumpe?
- Teil 7. Welche Anwendungen nutzen Axialkolbenpumpen?
- Teil 8. A10VSO Baureihe Technische Daten für den Offenen Kreis
- FAQ
- Literaturverzeichnis
Teil 1. Was ist eine Hydraulische Axialkolbenpumpe?
An Axialkolbenpumpe ist eine Verdrängerpumpe, deren Kolben sich entlang derselben Achse wie die Antriebswelle hin und her bewegen. Ein rotierender Zylinderblock führt bei jeder Umdrehung mehrere Kolben – bei gängigen Industriegrößen oft sieben bis elf – durch Ansaug- und Druckphasen.
Im Gegensatz zu Außenzahnstoffpumpen werden Axialkolbeneinheiten routinemäßig in Hochdruck- und verstellbaren Volumenstromkreisläufen eingesetzt. Sie finden breite Anwendung als Hauptpumpen in mobilen Maschinen sowie als Druckquelle in industriellen Hydraulikaggregaten für die Umformtechnik, Spritzgießmaschinen und Prüfstände.
Teil 2. Wie funktioniert eine Axialkolbenpumpe?
Der Zyklus hat pro Kolben zwei sich wiederholende Phasen:
- Absaugung Während sich der Zylinderblock dreht, bewegt sich jeder Kolben nach außen, wodurch sich das Kammervolumen vergrößert. Fluid strömt durch die Einlassöffnungen in der Steuerscheibe ein.
- Entlassung — Eine fortgesetzte Drehung drückt den Kolben nach innen, wodurch das Volumen verringert und Flüssigkeit unter Systemdruck herausgedrückt wird.
Was bewirkt, dass sich Kolben hin- und herbewegen, während sich der Zylinder dreht? Im dominanten Taumelscheibe Anordnung: Kolbenschuhe gleiten auf einer abgewinkelten, stationären Platte. Der Plattenwinkel bestimmt die Hublänge. In einer Schrägachs- Aufbau: Der Zylinderblock ist gegenüber der Welle geneigt, und die Kolben sind über Kugelgelenke mit dem Antriebsflansch verbunden.
Tipp: Überprüfen Sie bei der Erstinstallation vor dem Hochfahren die Wellendrehung (im Uhrzeigersinn/gegen den Uhrzeigersinn), die Verlegung der Gehäusedränleitung und den Anschluss der Steueranschlüsse. Eine umgekehrte Drehrichtung oder eine blockierte Gehäusedränage kann ein neues Gerät schnell zerstören.
Teil 3: Schrägscheiben- vs. Schrägachsenbauweise: Welches Design passt zu Ihrer Anwendung?
| Design | Typische Stärken | Typische Grenzwerte | Häufige Verwendungen |
|---|---|---|---|
| Taumelscheibe (inline) | Kompakt; einfache Verdrängungsverstellung; Tandempumpen-Verschachtelung | Gleitfuß-/Taumelscheibenschnittstelle empfindlich gegenüber Verschmutzung | Bagger-Hauptpumpen, industrielle Hochdruck-Aggregate im Offenen Kreis |
| Schrägachse | Hoher mechanischer Wirkungsgrad; robust bei hoher Drehzahl/Stößen | Größerer Umschlag; viele Einheiten mit konstantem Hubvolumen | Hydrostatische Antriebe, High-Speed-Eingänge, starke Stöße |
Für die meisten offenen mobilen und allgemeinen industriellen Verstellpumpenanwendungen, Axialkolbenpumpen in Schrägscheibenbauweise sind die Standardwahl. Schrägachsen-Designs kommen in die engere Wahl, wenn Effizienz bei hoher Geschwindigkeit oder extremen Einsätze das Pflichtenheft dominiert.
Teil 4. Was sind die Hauptkomponenten?
| Komponente | Funktion |
|---|---|
| Zylinderblock | Hält Kolben; rotiert mit der Welle |
| Kolben und Gleitfüße | Kolben bewegen, um Flüssigkeit zu verdrängen; Last auf Schrägscheibe übertragen |
| Taumelscheiben- oder Schrägachsenmechanismus | Stellt den Kolbenhub ein |
| Ventilplatte | Getrennte Ein- und Auslasssteuerzeiten (Nierenkanäle) |
| Antriebswelle | Überträgt das Eingabedrehmoment auf die rotierende Gruppe |
| Gehäuse / Gehäusedrainage | Sammelt die interne Leckage zur Kühlung und Schmierung |
Wichtig: Axialkolbenpumpen sind auf enge Spaltmaße angewiesen. Die in den Herstellerdatenblättern angegebenen ISO-4406-Fluidreinheitsziele sind nicht optional – sie beeinflussen direkt die Lebensdauer der Gleitschuhe und die Gehäuseleckage.
Teil 5. Wie funktionieren Verdrängung und Steuerung?
Bei einer Verstellpumpe mit Schrägscheibe verändert das Ändern des Schrägscheibenwinkels das Fördervolumen:
- Steiler Winkel → langer Kolbenhub → höherer Durchfluss pro Umdrehung.
- Nahezu null Grad → minimaler Hub → nahezu Null Fördermenge bei sich noch drehender Welle (Standby).
Zu den gängigen Steuerungsstrategien gehören:
- druckkompensiert — Der Pumpenhub verringert sich bei Erreichen des Kompensatoreinstellwerts in Richtung Nullförderung, wodurch die Wärmeentwicklung bei Teillast reduziert wird.
- Load-Sensing (LS) — Passt das Verdrängungsvolumen an, um einen geregelten Druckabfall über ein Dosierventil aufrechtzuerhalten; üblich bei mobilen Mehrfunktionsmaschinen.
- Elektrisch proportional — Schrägscheibenwinkel, gesteuert durch ein Proportionalmagnetventil für präzise industrielle Bewegungen.
Tipp: Ordnen Sie den Steuerungstyp der Schaltungsarchitektur zu. Eine Exzenterschneckenpumpe an einem Load-Sensing-Ventilblock kann unruhig laufen oder überhitzen, es sei denn, der Systemplaner hat diese Kombination beabsichtigt.
Teil 6. Wie dimensioniert man eine Axialkolbenpumpe?
- Druck — Legen Sie den Dauerbetriebsdruck und die Druckspitzen fest. Wählen Sie die Nennleistung mit einer Sicherheitsmarge (oft 10–20% über dem erwarteten Dauerbetriebsdruck).
- Fluss — Ungefährer Durchfluss: Q (L/min) ≈ Fördervolumen (cm³/U) × Drehzahl (U/min) ÷ 1000.
- Macht — Eingangsleistung (kW) ≈ Δp (bar) × Q (L/min) ÷ 600 (ungefähr; anhand von Wirkungsgrad-Daten überprüfen).
- Geschwindigkeit — Bleiben Sie im Katalog nMax bei voller Verdrängung; bei höheren Umgebungstemperaturen gegebenenfalls drosseln.
- Schnittstelle — Welle, Drehrichtung, Flansch, Anschlussgröße und Steueranschlüsse vor der Bestellung überprüfen.
Bei 1.500 U/min und einem Nenngewinde von 71 cm³/U beträgt der theoretische Volumenstrom etwa 107 l/min (28 US gpm) – vor Abzug der Verluste des volumetrischen Wirkungsgrads.
Teil 7. Welche Anwendungen nutzen Axialkolbenpumpen?
- Bauwesen und Bergbau — Hauptpumpe an Baggern, Radladern und Bohrgeräten (siehe auch Hydraulikpumpen für Bagger).
- Industriepressen und Umformtechnik — Hohe Kraft bei stabiler Druckregelung.
- Kunststoffspritzguss und Werkzeugmaschinen — Variabler Durchfluss für Beschleunigungs-/Abbzw. Verzögerungsprofile.
- Mobiles Materialhandling — Load-Sensing-Kreise mit mehreren Aktuatoren.
Teil 8. A10VSO Baureihe Technische Daten für den Offenen Kreis
Prance Hydraulic liefert die A10VSO Axialkolben-Verstellpumpe für offene hydrostatische Antriebe. Zu den veröffentlichten Katalog-Highlights gehören:
| Größe (cm³/Umdrehung) | Höchstdrehzahl (U/min) | Maximaler Fluss bei nMax (l/min) | Maximale Leistung bei Δp=280 bar, nMax (kW) |
|---|---|---|---|
| 18 | 3,300 | 59.4 | 27.7 |
| 45 | 2,600 | 117 | 55 |
| 71 | 2,200 | 156 | 73 |
| 100 | 2,000 | 200 | 93 |
| 140 | 1,800 | 252 | 118 |
280 bar (4.060 psi) wird in der veröffentlichten Leistungstabelle verwendet; bestätigen Sie immer den Dauer- im Vergleich zum Spitzendruck für Ihr Lastspiel. Für ein größeres Schluckvolumen und Anwendungen der 420-Bar-Klasse beachten Sie bitte die Baureihe A4VSO auf derselben Website.
Die Fertigung erfolgt nach ISO-zertifizierten Prozessen. Teilen Sie Ziel, Druck, Durchfluss, Drehzahlbereich, Regelungsart und Montagehinweise über unser Kontaktformular zur Auswahlunterstützung.
FAQ
Was ist eine Axialkolbenpumpe?
Es handelt sich um eine Verdrängerpumpe mit zum Antriebswelle parallelen Kolben, die für Hochdruck-Hydrauliksysteme mit konstantem oder variablem Förderstrom verwendet wird.
Wie funktioniert eine Axialkolbenpumpe?
Ein rotierender Zylinderblock treibt Kolben durch Ansaug- und Ausstoßphasen an. Eine Schrägscheibe oder ein Schrägachsenmechanismus erzeugt eine Hin- und Herbewegung, während sich die Trommel dreht.
Was ist der Unterschied zwischen Schrägsscheiben- und Schrägachsenkonstruktionen?
Schrägscheibenpumpen neigen eine stehende Scheibe gegen Gleitschuhe – kompakt und einfach verstellbar. Schrägachsenpumpen neigen den Zylinderblock relativ zur Welle – oft höherer Wirkungsgrad und Robustheit bei Drehzahl.
Wann sollte man sich für eine Axialkolbenpumpe entscheiden?
Wenn Systemdruck und variable Förderstromanforderungen die praktischen Grenzen von Zahnrad- oder Flügelzellenpumpen überschreiten – typischerweise über ca. 210 bar (3.000 psi) Dauerbetriebsklasse, abhängig von der Beanspruchung.
Was sind die Hauptkomponenten?
Zylinderblock, Kolben/Gleitschuhe, Schrägscheibe oder Schrägachsenmechanismus, Steuerscheibe, Welle und Gehäuseleckageleitung.
Wie dimensioniert man eine Axialkolbenpumpe?
Verdrängungsvolumen und Drehzahl auf den benötigten Volumenstrom sowie Nenndruck an den Systemdruck mit Zuschlag anpassen und Antriebsleistung sowie Schnittstellenabmessungen überprüfen.
Was ist eine variable Verdrängung?
Die Fördermenge pro Umdrehung ändert sich – meist durch Verstellen des Schrägscheibenwinkels –, sodass der Volumenstrom ohne übermäßige Drosselung an die Last angepasst wird.
Welchen Druck können Axialkolbenpumpen erreichen?
Schrägscheiben-Industriepumpen arbeiten je nach Baureihe und Einsatzzweck üblicherweise im Bereich von 280–350 bar (4.000–5.000 psi); verwenden Sie stets die Dauernennwerte aus dem Katalog.
Welche Anwendungen verwenden sie?
Bagger, Pressen, Spritzgießmaschinen, Krane und andere mobile oder industrielle Hochdruckkreisläufe.
Wie wartet man eine Axialkolbenpumpe?
Halten Sie die Flüssigkeit sauber, überwachen Sie die Trends des Gehäuselecksstroms, halten Sie die Saugleitungen dicht und wechseln Sie die Filter termingerecht.
Literaturverzeichnis
- Wikipedia — Axialkolbenpumpe
- HK Hydraulik — Glossar für Axialkolbenpumpen
- Fluid Power World Ein Designer-Leitfaden für Hydraulikpumpen
- Prance Hydraulic — A10VSO Verstellpumpe
- Prance Hydraulic — Auswahlleitfaden für Hydraulik-Kolbenpumpen
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