Neue AX-Kolbenpumpen und –Motoren

Die Technologie, die einer herkömmlichen Kolbenpumpe zugrunde liegt, ist gleichzeitig einfach und komplex: Mehrere Kolben – gewöhnlich sieben oder neun – wandeln ein mechanisches Drehmoment in Öldruck um. In einem Kolbenmotor läuft dieser Vorgang umgekehrt ab. Alle Anwender, die mit hochleistungsfähigen Industrie- und Mobilanwendungen zu tun haben, kennen nicht nur die positiven Aspekte, sondern auch die negativen Seiten.

Jedem Projektingenieur sind die Probleme von Kolbenpumpen oder -Motoren bekannt: Druckpulsation und nicht optimaler mechanischer und volumetrischer Wirkungsgrad in allen Betriebspunkten. Zudem führt auch die wachsende Nachfrage nach elektrifizierten Bau- und Landmaschinen dazu, dass Geräusche und minimale Drehzahlgrenzen bei hohem Druck in den Vordergrund treten.

Industrieanwendungen mit immer schnelleren Arbeitszyklen und hohen Arbeitsdrücken, zunehmender Dynamik und präziser Druck- und Volumenstromregelung sowie die Forderung nach Reduzierung der Verlustleistung bringen selbst die moderne Pumpentechnologie an ihre Grenzen. Das wird in heutigen Anwendungen oftmals durch den Einsatz von Akkumulatoren und Ventilen kompensiert, was mit hohem Energieverbrauch und hohen Kosten verbunden ist.

Aus diesen Gründen beschloss Bucher Hydraulics, mit einem neuen, besseren Pumpenkonzept zu arbeiten, das zahlreiche Probleme der bisherigen Pumpentechnologie löst. Dabei handelt es sich nicht um eine Weiterentwicklung bestehender Konzepte, sondern um eine echte Neuerung auf dem Markt: mit besserem Wirkungsgrad, ausgezeichneter Dynamik, Geräuscharmut und niedriger Mindestdrehzahl bei hohem Antriebsdrehmoment.

Die Kolbenpumpe des Unternehmens beruht auf einem Prinzip, bei dem die inneren Kräfte durch zwei sich gegenüberliegende rotierende Kolbeneinheiten ausgeglichen werden, die beide mit jeweils zwölf Kolben ausgestattet sind. Dadurch wird eine sehr hohe Leistungsdichte erzielt und gleichzeitig werden die Axialkräfte begrenzt, zu deren Aufnahme jeweils nur mehr ein leichtes Lager erforderlich ist.

Der Hersteller ist stolz darauf, nach mehreren Jahren erfolgreicher Forschungs- und Entwicklungsarbeit nun die neue AX-Kolbenpumpe und den neuen AX-Kolbenmotor mit einem Verdrängungsvolumen von 18 bis 76 cm³/U in den Markt einzuführen. Zukünftig sollen für die Anwender Einheiten bis 115 cm³/U zur Verfügung stehen.

Die Eigenschaften der AX-Pumpe von wurden unter besonderer Berücksichtigung von Maschinen mit Elektromotor
optimiert. Der hohe volumetrische und mechanische Wirkungsgrad, Geräuscharmut, geringe Druckpulsation und zulässige Drehzahlen von 2 bis 3 min-1 sowie die Möglichkeit, die Pumpe bidirektional einzusetzen, machen die AX-Pumpe zur passenden Lösung für Elektro- und Hybridmaschinen der Zukunft.

In der Standardausführung können die AX-Pumpen und -Motoren mit einen Arbeitsdruck von 450 bar betrieben werden. Der reine Druckwert alleine ist jedoch nicht das wichtigste Merkmal. Bei Hubwinden ist der Anfahrwirkungsgrad unter maximaler Last von Bedeutung. Mit dem AX-Motor werden 99 % Anfahrwirkungsgrad erreicht.

Damit sind die störenden Losbrecheffekte eliminiert. Herkömmliche Axialkolbenmotoren erreichen im diesen Bereich nur einen Anfahrwirkungsgrad von 60 bis 65 % mit Stick-Slip-Effekten. Dank dieses Leistungsmerkmals sind sehr langsame und präzise Montagearbeiten möglich. Diese Eigenschaften sind besonders für Krandrehwerke optimal.

Aufgrund der Leistungsfähigkeit erhöhen die neuen Pumpen und -motoren die Energieeffizienz. Daneben ist die AX vor allem dann geeignet, wenn hohe Drücke bei geringen Drehzahlen gefordert sind.

Die hohe Leistungsdichte, der hohe Arbeitsdruck und die niedrige zulässige Drehzahl machen den AX-Motor zu einem guten Getriebemotor. Die geringe Mindestdrehzahl eröffnet auch neue Möglichkeiten für mobile Arbeitsmaschinen: So können zum Beispiel Fahrantriebe mit neuen und höheren Übersetzungen ausgelegt werden. Dabei kann bei der Geradeausfahrt von Fahrzeugen wie Raupenbaggern dank des höheren volumetrischen Wirkungsgrads von rund 96 % eine höhere Fahrgeschwindigkeit bei gleicher Baugröße der Einheiten erreicht werden. wk