Schwingungen in Verstellpumpensystemen

Kategorie: Fehlersuche und Fehlerursachen

Wussten Sie, dass die Saugleitung eine Ursache für Schwingung von Hydrauliksystemen sein kann?

Wenn die Ölsäule im Saugschlauch einer Hydraulikverstellpumpe ständig beschleunigt und abgebremst wird – also pulsierend oder schwingend strömt – kann das eine Reihe ernsthafter Probleme verursachen. Die Verstellpumpe kann dabei auf mehrere Arten Schaden nehmen:

1. Kavitation

Ursache: Durch die Beschleunigung/Abbremsung kann im Saugschlauch ein Unterdruck entstehen, der den Dampfdruck des Öls unterschreitet.
Folge: Es bilden sich Dampfblasen (Kavitation), die später kollabieren und dabei lokal sehr hohe Drücke und Temperaturen erzeugen.
Schäden: Erosionsschäden an den Laufschaufeln, Kolben, Steuerkanten und an der Pumpeninnenseite (Pitting, Materialabtrag).

2. Erhöhte Lager- und Dichtungsbelastung

Ursache: Die ungleichmäßige Strömung erzeugt Druckstöße und Vibrationen, die sich auf das Gehäuse und die internen beweglichen Teile übertragen.
Folge: Höhere radiale und axiale Kräfte auf Lager und Dichtungen.
Schäden: Lagerausfall, Undichtigkeiten, frühzeitiger Verschleiß der Dichtungen.

3. Unzureichende Schmierung

Ursache: Bei unregelmäßiger Ansaugung kann die Pumpe phasenweise Luft ansaugen oder der Volumenstrom schwankt stark.
Folge: Die interne Schmierung der Pumpe (hydrodynamisch über das Öl) wird gestört.
Schäden: Erhöhter Metallkontakt, erhöhter Verschleiß, mögliche Fresser.

4. Schwingungsinduzierter Materialverschleiß oder -ermüdung

Ursache: Die mechanische Schwingung (z. B. durch Resonanzeffekte der Ölsäule) kann sich auf die Pumpengehäuse oder Anbauteile übertragen.
Folge: Dauerhafte Belastung über viele Zyklen hinweg.
Schäden: Mikrorisse, Ermüdungsbrüche an Gehäuse, Halterungen oder Anschlüssen.

5. Reduzierte Lebensdauer durch dynamische Belastungen

Ursache: Ständige Druck- und Volumenstromänderungen wirken wie Lastwechsel.
Folge: Höhere Ermüdungsbelastung der bewegten Teile.
Schäden: Frühzeitiger Ausfall durch Materialermüdung.

Abhilfe / Maßnahmen:

Saugleitung optimieren: Möglichst kurz, groß dimensioniert und ohne enge Radien.
Saugdämpfer oder Pulsationsdämpfer einsetzen.
Vordruck sicherstellen: z. B. durch Vorladepumpe oder Tanküberhöhung.
Schwingungsanalyse durchführen: Resonanzverhalten der Saugstrecke prüfen und anpassen.
Steuerung/Regelung optimieren, um harmonischere Lastwechsel zu erzeugen.