Hydraulikpumpen in Brecheranlagen: Funktionsprinzipien und praktische Anwendungen
Die Hydraulikstation ist eines der unscheinbarsten, aber gleichzeitig wichtigsten Hilfssysteme eines Brechers. Vorgänge wie die Einstellung der Auslauföffnung, der Schutz vor Eisenverstopfungen sowie die Kammerreinigung und -rückstellung werden alle von der Hydraulikstation gesteuert. Herzstück der Hydraulikstation ist die Hydraulikpumpe. Sie wandelt die mechanische Energie des Elektromotors in die Druckenergie des Hydrauliköls um, ähnlich wie das Herz Blut durch den Körper pumpt.
Auf der Baustelle findet man üblicherweise zwei Arten von Ölpumpen: Zahnradpumpen und Kolbenpumpen. Sie unterscheiden sich in Aussehen, Funktionsweise und Einsatzgebieten.
Zahnradpumpen: Einfach, robust und für den harten Einsatz gebaut
Der Aufbau einer Zahnradpumpe ist einfach. Im Gehäuse befinden sich zwei ineinandergreifende Zahnräder – ein Antriebs- und ein Abtriebszahnrad. Der Motor treibt das Antriebszahnrad an, wodurch sich auch das Abtriebszahnrad dreht. Auf der Saugseite greifen die Zähne der beiden Zahnräder aus, wodurch ein größerer Raum und ein lokales Vakuum entstehen. Dieses Vakuum saugt Öl unter atmosphärischem Druck in die Zahnradkammern. Drehen sich die Zahnräder zur Druckseite, greifen die Zähne wieder ineinander, verdichten den Raum und pressen das Öl unter Druck heraus.
Dieses Gerät zeichnet sich durch einen einfachen Aufbau, wenige Bauteile, hohe Beständigkeit gegen Verunreinigungen und einen geringen Preis aus. Zu seinen Nachteilen gehören die geringe Druckerzeugung, deutliche Strömungspulsationen und die hörbare Geräuschentwicklung.
In Brechanlagen werden Zahnradpumpen hauptsächlich an zwei Stellen eingesetzt:
Die Hydraulikstation eines Backenbrechers. Die Einstellung der Austrittsöffnung eines Backenbrechers erfordert lediglich einen einmaligen Druckvorgang mit einem Hydraulikzylinder; der Druckbedarf ist gering und der Vorgang selten. Eine Zahnradpumpe ist völlig ausreichend.
Die Schmierstationen für alle Modelle. Schmiersysteme erfordern hohe Fördermengen, niedrigen Druck und eine kontinuierliche Ölzirkulation. Zahnradpumpen sind hierfür ideal geeignet, da sie die niedrigsten Kosten und minimalen Wartungsaufwand bieten.
Wenn Sie also die Hydraulikstation neben einem Backenbrecher oder die kleine, eigenständige Schmierstation neben einem Kegelbrecher sehen, enthält diese in neun von zehn Fällen eine Zahnradpumpe.
Kolbenpumpen: Hochdruckpräzision, entwickelt für härteste Herausforderungen
Der Aufbau einer Kolbenpumpe ist wesentlich komplexer. Sie besteht aus einem Zylinderblock mit einem Kolbenring, dessen Kolbenköpfe an einer geneigten Taumelscheibe anliegen. Der Motor versetzt Zylinderblock und Kolben in Rotation, während die Taumelscheibe feststeht, aber schräg angeordnet ist. Durch die Rotation des Zylinderblocks werden die Kolben von der Taumelscheibe im Zylinder hin und her bewegt. Werden die Kolben nach außen gezogen, vergrößert sich das Volumen des Zylinders und Öl wird angesaugt; werden sie von der Taumelscheibe nach innen gedrückt, verringert sich das Volumen und Öl wird herausgedrückt.
Kolbenpumpen erreichen problemlos Drücke von 30 bis 40 Megapascal, und durch die Verstellung des Taumelscheibenwinkels lässt sich die Fördermenge stufenlos regeln. Dadurch sind sie praktisch die einzige Wahl für Anwendungen, die eine konstante Druckhaltung, variable Drehzahl oder ein schnelles Ansprechverhalten erfordern.
In Brechanlagen befinden sich Kolbenpumpen hauptsächlich an drei Stellen:
Die Haupthydraulikstation eines Einzylinder-Kegelbrechers. Der große Hydraulikzylinder am Boden der Einzylindermaschine trägt die gesamte Hauptwelle und den beweglichen Kegel und arbeitet unter extrem hohem Druck. Bei der Eisenverarbeitung muss der Druck innerhalb von Sekundenbruchteilen abgebaut werden, damit der bewegliche Kegel absinken und das Eisen auswerfen kann. Nur eine Hochdruck-Kolbenpumpe in Kombination mit einem Druckspeicher kann diese explosive Kraft aufbringen.
Die Verriegelungsstation von Mehrzylinder-Kegelbrechern. Der Verriegelungsring der Zylinder an der Oberseite einer Mehrzylindermaschine erfordert die Aufrechterhaltung eines konstant hohen Drucks über längere Zeiträume. Eine Konstantdruck-Verstellkolbenpumpe reduziert ihr Fördervolumen automatisch, sobald der eingestellte Druck erreicht ist, und hält den Druck so konstant, ohne Energie zu verschwenden. Würde man für diese Aufgabe eine Zahnradpumpe verwenden, würde diese unter hohem Druck ständig überlaufen, was zu einem rapiden Anstieg der Öltemperatur führen würde.
Der hydraulische Antrieb mobiler Brechanlagen. Viele mobile Brechanlagen nutzen einen Motor, der eine großvolumige Verstellkolbenpumpe antreibt. Diese fördert die Flüssigkeit zu den Fahrmotoren und den Motoren der Hauptbrecheinheit. Kolbenpumpen bieten eine hohe Leistungsdichte, was für mobile Fahrgestelle mit begrenztem Platz und Gewicht unerlässlich ist.
Woran erkennt man den Unterschied auf einen Blick vor Ort?
Die Maschine muss nicht auseinandergebaut werden – öffnen Sie einfach die Tür des Hydraulikaggregat-Gehäuses und betrachten Sie die Form der Pumpe.
Quadratisch, mit einem durch mehrere Schrauben befestigten Deckel: Zahnradpumpe. Dies deutet auf ein System mit niedrigem Druck und einfacher Funktionsweise hin.
Längliche, zylindrische Form mit drehbarem Griff oder Drehknopf oben: Axialkolbenpumpe. Dies kennzeichnet das zentrale Hydrauliksystem, das unter hohem Druck arbeitet und in der Herstellung teurer ist.
Häufige Wartungsfehler
Wenn eine Zahnradpumpe laut ist oder keinen Druck aufbaut, sollte man sie nicht sofort auseinandernehmen – höchstwahrscheinlich ist das Saugsieb verstopft oder es liegt eine Undichtigkeit an der Saugleitungsverbindung vor. Ein niedriger Ölstand im Behälter kann ebenfalls Kavitation verursachen.
Das häufigste Problem bei Kolbenpumpen ist eine zu hohe Öltemperatur. Die Ursache liegt oft nicht an der Pumpe selbst, sondern daran, dass das System über einen längeren Zeitraum im permanenten Überlaufzustand verbleibt. Obwohl das System Druck halten sollte, fördert die Pumpe weiterhin mit voller Leistung, und das überschüssige Öl fließt über das Überdruckventil zurück in den Ausgleichsbehälter, wo es in Wärme umgewandelt wird. Die Einstellung des Überdruckventils anzupassen oder zu prüfen, ob der Mechanismus zur Druckregelung defekt ist, ist eine praktikablere Lösung als der Austausch der Pumpe.
Die Hydraulikeinheit spielt in einem Brecher eine unterstützende Rolle, doch wenn diese Funktion nicht ordnungsgemäß funktioniert, steht die gesamte Maschine still. Kenntnisse über die Besonderheiten von Zahnrad- und Kolbenpumpen helfen Ihnen, Umwege bei Problemen vor Ort zu vermeiden.