Wenn es in einer Pumpe zu einem Zahnradbruch kommt, denkt man oft zuerst an einen Defekt der Komponente oder an zu harte Betriebsbedingungen. Tatsächlich kann eine Pumpe trotz ihrer Robustheit versagen, wenn sie übermäßigen Belastungen ausgesetzt wird.
Das geschieht zum Beispiel bei einem V-förmigen Bruch im Pumpenkörper.
Doch nicht immer ist das Problem auf eine Belastung zurückzuführen, die über dem liegt, was die Komponente aushalten kann. In manchen Fällen ist die Ursache genau das Gegenteil: ein sehr niedriger Betriebsdruck.
In dieser Situation befand sich einer unserer Kunden, ein Unternehmen, das mehrstufige Hochdruck-Kolbenkompressoren herstellt. Er kontaktierte uns wegen einer Anomalie, die an einigen Vivoil Pumpen aufgetreten war.
Pumpen, die nach kurzer Betriebszeit beschädigt waren
In der Standardkonfiguration sind die Kompressoren unseres Kunden vollständig spritzgeschmiert: Die rotierende Kurbelwelle taucht in das Öl im Kurbelgehäuse ein und spritzt es auf die Zylinderlaufbuchsen.
Neben dieser Konfiguration bietet der Kunde auch eine optionale Ausführung mit einer Hydraulikpumpe mit Zahnrädern an. Sie saugt das Öl aus dem Kurbelgehäuse an und fördert es zur Zylinderlaufbuchse der letzten Stufe, der am schwierigsten zu schmierenden Stelle. In dieser zweiten Ausführung umfasst der Kreislauf außerdem einen Nachkühler, einen Reinigungsfilter und einen Druckschalter, der den Motor abschaltet, wenn das Öl zur Neige geht.
Das vom Kunden festgestellte Problem betraf genau die Komponenten dieser alternativen Konfiguration: Die eingebauten Vivoil Pumpen hatten eine Verdrängung von 0,17 ccm/Umdrehung (die kleinste in unserem Sortiment), waren unbeschädigt und für den Kreislauf geeignet, hatten aber nach kurzer Betriebszeit wegen eines Zahnradbruchs ihre Funktion eingestellt.
Das hat unsere technische Abteilung herausgefunden.
Das Problem war der Betriebsdruck
Um der Ursache auf den Grund zu gehen, haben wir die technischen Daten der Anwendung geprüft und dabei eine Information entdeckt, die uns anfangs nicht bekannt war: Die Pumpen arbeiteten mit sehr niedrigen Drücken, unter 5 bar. Bei der Bestellung erhalten wir nämlich nicht immer eine genaue Beschreibung des vorgesehenen Einsatzes unserer Komponenten.
Diese Angabe war aufschlussreich, denn die Standardpumpen von Vivoil sind für einen Betrieb bei 250-300 bar geprüft. Unsere Techniker vermuteten daher, dass der Zahnradbruch gerade mit den Betriebsbedingungen zusammenhing.
Warum kann ein zu niedriger Druck die Pumpe beschädigen?
In unseren Standardpumpen sitzen die Buchsen bewusst eng aneinander. Bei hohem Fluiddruck rücken sie leicht auseinander, sodass sich die rotierenden Teile unter normalen Arbeitsbedingungen frei bewegen können.
Ist der Druck jedoch sehr niedrig und hat die Pumpe eine geringe Verdrängung, wie im untersuchten Fall (0,17 ccm/Umdrehung), findet diese Trennung nicht statt.
Die Zahnräder laufen dann mit zu hoher Reibung, was zu ihrem Bruch führen kann.
Die Lösung: eine kundenspezifische Pumpe mit geringer Reibung
Nachdem wir die wahrscheinlichste Ursache des Problems ermittelt hatten, haben wir eine Sonderausführung der Pumpe für geringe Reibung entwickelt und dem Kunden zum Test vorgeschlagen. Sie eignet sich besser für Anwendungen mit niedrigem Betriebsdruck. Das sind ihre technischen Daten:
- Modell: 7P0101001 (Code des Standardmodells: X0P0101ABBA)
- Typ: unidirektionale Pumpe
- Baugröße: 0
- Verdrängung: 0,17 ccm/Umdrehung
Anders als in anderen Fällen, in denen wir die Komponente nach Maß konstruiert, als Prototyp gebaut und gefertigt haben, mussten wir diesmal nicht bei null anfangen. Wir haben eines unserer Standardmodelle angepasst und dabei den internen Kompensationsbereich der Dichtung entfernt, also das Element, das die Buchsen normalerweise eng aneinander hält.
Ohne diesen Bereich bleiben die Buchsen leicht voneinander getrennt, und die Zahnräder können sich auch bei sehr niedrigem Fluiddruck frei drehen.
Der Kunde hat die neuen Pumpen erfolgreich getestet und uns bestätigt, dass das Problem endgültig gelöst ist.
Die Einsatzbedingungen mitzuteilen hilft uns immer
Der Fall, den wir Ihnen vorgestellt haben, zeigt: Auch eine Komponente, die funktioniert und richtig dimensioniert ist, kann Schaden nehmen, wenn sie unter anderen Bedingungen arbeitet als denen, für die sie konstruiert wurde.
Deshalb unser Tipp: Wenn Sie eine Pumpe für Ihre Anwendung auswählen, empfehlen wir Ihnen, dem Lieferanten die tatsächlichen Betriebsbedingungen mitzuteilen, etwa den Arbeitsdruck, vor allem wenn er stark von den üblichen Werten abweicht.
Bei Vivoil können wir Ihnen helfen zu beurteilen, ob die Komponente für den vorgesehenen Einsatz geeignet ist, und Ihnen bei Bedarf eine maßgeschneiderte Alternative vorschlagen, die von Grund auf neu konstruiert oder durch Anpassung eines unserer Standardmodelle entwickelt wird.
Kontaktieren Sie uns, wir helfen Ihnen gerne, die beste Komponente für Ihr Projekt zu finden.
