Pumpenkonzepte mit Zweipunktverstellung

Parker bietet jetzt als eine neue Variante seiner PV-Plus-Axialkolbenpumpe die Dual-Displacement-Pump an. Das Verdrängungsvolumen lässt sich hier zwischen zwei stufenlos einstellbaren Verdrängungsvolumen umschalten. In der Kombination mit einem drehzahlvariablen Antrieb hat das folgende Vorteile:

• Kleines Drehmoment durch Abschwenken im Druckhaltebetrieb und dadurch reduzierte Anschaffungskosten für Motor und Frequenzumrichter
• hohe Verfahrgeschwindigkeit durch Aufschwenken im Eilgang
• keine Unstetigkeit in der Bewegung, da kein Umschalten zwischen mehreren Pumpen notwendig
• einfachere Verrohrung und Inbetriebnahme
• hoher Arbeitsdruck, hoher Wirkungsgrad und hohe Energieeffizienz.

Das minimale und das maximale Verdrängungsvolumen der Dual-Displacement-Pumpe können je nach Anwendung über zwei Verstellspindeln stufenlos mechanisch eingestellt werden. Das Umschalten erfolgt über ein einfaches Schaltventil auf der Pumpe. Eine Regelung der Pumpe entfällt, es wird keine zusätzliche Elektronik benötigt. Hierdurch ergeben sich keine Einschränkungen für die Einbaulage der Pumpe. Sie kann auch in V1-Bauweise in den Tank eingebaut werden.

Das Schaltverhalten des Ventils hat der Hersteller für den Einsatz in dem neuen Pumpensystem angepasst, um ein sanftes, ruckfreies Umschalten zwischen den beiden Verdrängungsvolumen zu gewährleisten. Während des Umschaltvorgangs passt das System automatisch die Drehzahl an, sodass ein stetiger Volumenstrom und konstante Verfahrgeschwindigkeit gewährleistet sind. Die Zweitpunktverstellung über das Schaltventil verbessert den Wirkungsgrad der Pumpe, da Reglerverluste innerhalb der Pumpenverstellung auf nahezu Null verringert werden.

Ein weiterer kritischer Punkt bei drehzahlvariabel betriebenen Pumpen ist die Fähigkeit, hohe Drücke bei niedrigen Drehzahlen zu erzeugen. In diesem Punkt wurde die Axialkolbenpumpe weiterentwickelt und ermöglicht nun, Arbeitsdrücke von 350 bar auch bei Drehzahlen nahe Null über lange Zeit zu halten.

Im Gegensatz zu Konstantpumpen erwärmt sich die Pumpe unwesentlich, da die geringe interne Leckage über den Leckölanschluss abgeführt und nicht intern umgepumpt wird. Auch ein Start-Stopp-Betrieb, in dem die Pumpe aus dem Stillstand gegen Systemdruck anläuft, testete das Unternehmen.

Die Pumpe kombiniert der Hersteller mit einem Synchronmotor seiner GVM-Baureihe, der über ein Welle-in-Welle-System ohne Kupplung und Glocke mit der Pumpe verbunden wird. Antriebsleistungen von bis zu 125 kW Nennleistung und 400 Nm Nenndrehmoment sind derzeit verfügbar. Eine weitere Baugröße mit einem Spitzendrehmoment von bis zu 800 Nm ist in Vorbereitung. Die Abkürzung des Synchronmotors GVM steht hierbei für General Vehicle Motor und erinnert an den ursprünglichen Einsatz in mobilen Arbeitsmaschinen. Hier hat der Motor für den Antrieb hydraulischer Pumpen in Containerhandlern oder Erntemaschinen bewährt. Aufgrund seiner Bauweise und Leistungsdichte wurde der Motor kürzlich selbst als Motorradantrieb bei der Isle of Man TT Zero, der Elektromotorrad-Rennserie des ältesten Motorrad-Straßenrennens der Welt, eingesetzt.

Der flüssigkeitsgekühlte Motor baut nach Angaben des Herstellers bei gleicher Leistung zwei- bis vierfach kleiner als ein üblicher IE3-Motor und arbeitet ohne störende Lüftergeräusche. Der 22-kW-Motors des Drive-Controlled-Pump-Konzeptes hat ein Nenndrehmoment von 100 Nm und passt mit seiner Grundfläche auf eine DIN-A4-Seite. Seine Baulänge variiert mit dem geforderten Drehmoment. Als Kühlmedium eignet sich aufgrund der höheren Wärmekapazität insbesondere Wasser, aber auch Mineralöl und Wasser-Glykol sind möglich. Die zulässige Zulauftemperatur liegt bei bis zu 65 °C, was eine direkte Kühlung über den Kühlkreislauf des Hydraulikaggregats ermöglicht.

Durch das neu entwickelte Flüssigkeitskühlsystem vergrößert sich der Motordurchmesser nicht, was der Grund für die geringe Baugröße und die daraus folgende Leistungsdichte ist. Die Drehzahl wird über einen integrierten Drehzahlsensor (Resolver) geregelt.

Der Anbieter empfiehlt das Dual-Displacement-Pump-Konzept speziell für Anwendungen wie Pressen, bei denen im Arbeitstakt die Druck- und Volumenstromanforderungen sehr stark variieren. Das System soll es ermöglichen, in anspruchsvollen Anwendungen das erforderliche Drehmoment gegenüber Konstantpumpen-Lösungen zu reduzieren und so das Antriebssystem kleiner und kostengünstiger auszulegen. Der Installations- und Inbetriebnahmeaufwand der verwendeten Pumpe ist vergleichbar mit marktüblichen Lösungen. Auch ist keine komplexe Mehrgrößenregelung erforderlich. hei

Parker Hannifin ist auf der Hannover Messe in Halle 23, Stand A48 zu finden.