Weltneuheit AX

29.05.2019 | Geschrieben von Gabi Olpp

Kolbenpumpen und -motoren sind seit vielen Jahren auf dem Markt etabliert und gehören zweifelsohne zu den wichtigsten Bauteilen in einem Hydraulikkreislauf. 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.

Probleme aktueller Hydrauliksysteme

Jeder Projektingenieur kennt die Probleme von Kolbenpumpen oder -motoren: 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 die heutige Pumpentechnologie an ihre Grenzen. Diese werden in heutigen Anwendungen oftmals durch den Einsatz von Akkumulatoren und Ventilen kompensiert, was mit hohem Energieverbrauch und hohen Kosten verbunden ist.

Nachteile adé

Aus diesen Gründen beschlossen wir, 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 Revolution auf dem Markt: Mit besserem Wirkungsgrad, ausgezeichneter Dynamik, Geräuscharmut und niedriger Mindestdrehzahl bei hohem Antriebsdrehmoment. Unsere Kolbenpumpe 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.

Bucher Hydraulics führt nun nach mehreren Jahren erfolgreicher Forschungs- und Entwicklungsarbeit die neue AX-Kolbenpumpe und den neuen AX-Kolbenmotor mit einem Verdrängungsvolumen von 18 bis 76 cm³/U in den Markt ein. Zukünftig sollen Einheiten bis 115 cm³/U zur Verfügung stehen.

Vorteile in zahlreichen Anwendungen

Welche Nachteile die AX-Serie eliminiert, zeigen die folgenden Anwendungsbeispiele:

Elektrifizierte Bau- und Landmaschinen

Die Eigenschaften der AX-Pumpe 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 idealen Lösung für Elektro- und Hybridmaschinen der Zukunft.

Winden

In der Standardausführung können die AX-Pumpen und -motoren mit einem Arbeitsdruck von 450 bar betrieben werden. Der reine Druckwert alleine stellt jedoch noch nicht den wichtigsten Vorteil dar. 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 auch für Krandrehwerke optimal.

Industrie

Aufgrund der Leistungsfähigkeit der neuen AX-Hydraulikpumpen und -motoren können sie auch zur Erhöhung der Energieeffizienz beitragen. Daneben spielt die AX vor allem dann ihre Vorteile aus, wenn hohe Drücke bei geringen Drehzahlen gefordert sind.

Radmotor

Die hohe Leistungsdichte, der hohe Arbeitsdruck und die niedrige mindestzulässige Drehzahl machen den AX-Motor zu einem idealen Getriebemotor. Die Mindestdrehzahl von 2-3 min^-1 bei hohem Druck eröffnet neue Möglichkeiten für mobile Arbeitsmaschinen: So können z.B. Fahrantriebe mit neuen und höheren Übersetzungen ausgelegt werden. Dabei ergibt sich bei der Geradeausfahrt von Fahrzeugen wie z. B. Raupenbaggern der Vorteil, dass dank des höheren volumetrischen Wirkungsgrads von rund 96 % eine höhere Fahrgeschwindigkeit bei gleicher Baugröße der Einheiten erreicht werden kann.