Innenzahnradpumpen für drehzahlveränderbare Antriebe

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1 Innenzahnradpumpen für drehzahlveränderbare Antriebe 1 Allgemein 1.1 Pruduktbeschreibung Durch das gestiegene Umweltbewußtsein und den verschärften Wettbewerb verschiedener Antriebstechniken haben sich der Energieverbrauch und die Geräuschentwicklung von Maschinen und Anlagen zu entscheidenden Kritiken entwickelt. Mit drehzahlveränderbaren Pumpen können energieeffiziente hydraulische Antriebe realisiert werden, wobei die Energieeinsparungen je nach Maschinenzyklus bis zu 25% gegenüber einem verdrängergesteuerten Antrieb betragen können. Dies ergaben Vergleichmessungen der TU Dresden. Verluste entfallen, wenn der Volumenstrom dem Bedarf angepasst wird. Eine optimale Lösung hierfür liefert eine leiselaufende Innenzahnradpumpe, angetrieben durch Frequenzumrichter angesteuerte Elektromotoren. Da der Förderstrom proportional der Drehzahl ist, erhält man einen variablen Förderstrom aus einer Konstantpumpe. 1.2 Eigenschaften 1. Reduzierter Energiebedarf, insbesondere auch im Teillast - und Leerlaufbetrieb 2. Niedriger Geräuschpegel durch Einsatz von BUCHER -Innenzahnradpumpen und durch Drehzahlreduzierung bei Teillast - und Leerlaufbetrieb 3. Stetig einstellbarer Volumenstrom ( % bis 1 %) 4. Einsatz je nach Ausführung im 1 bis 4 Quadrantenbetrieb 5. Hohe Drücke auch bei kleinen Drehzahlen im Kurzzeitbetrieb, Druckhaltebetrieb bei Null -Förderung möglich 6. Abhängig von den Dynamikanforderungen mit Servo - oder verschiedenen Asynochronmotoren einsetzbar 1.3 Funktionsschema Die Drehzahlveränderung wird durch Veränderung der Versorgungsfrequenz des Frequenzumrichters erreicht. Prozesskenngrößen wie Geschwindigkeit, Durchfluß oder Druck werden im Steuerteil des Umrichters oder im externen PC durch Soll - Istvergleich verarbeitet. Dem Frequenzumrichter wird ein Sollwert für eine oder mehrere dieser Größen vorgegeben. Die Motordrehzahl wird entsprechend automatisch geregelt. Steuerpult Sollwertvorgabe Innenzahnradpumpe FU 3X E-Motor Steuerteil FU oder Externer PC Drehzahl - Istwert Druck - Istwert Frequenzumrichter Druck Drehzahl Temperatur Weitere Istwert - Rückführung möglich: z. B.extern: Einrichtbetrieb, Schliesskraft intern: Öltemperatur, Drehmoment 1 / 6 Klassifikation: Referenz: 1 -P -34 -D -1 / 9.6

2 1 1.4 Kennlinien volumetrischer Wirkungsgrad Der volumetrische Wirkungsgrad der Innenzahnradpumpe ist sowohl druck - als auch drehzahlabhängig. Hohe volumetrische Wirkungsgrade werden bei den Innenzahnradpumpen durch 1 die unter 2.1 beschriebenen Konstruktionsmerkmale erreicht. 9 9 Wirkungsgrad vol. in % 8 7 Druck p in bar p max Wirkungsgrad vol. in % 8 7 n max Drehzahl - Volumenstrom und Drehzahl - Druck Die Anpassung des Volumenstromes erfolgt durch die Veränderung der Drehzahl. Unter Beachtung von thermischen Einflüssen kann bei Drehzahlen kleiner n nenn das max. Drehmoment des Motors bzw. max. Druck (Dauerdruck) der Pumpe genutzt werden. Im Bereich der Drehzahlen größer n nenn muß die Drehmomentbegrenzung des Elektromotors (Magnetfeldschwächung) beachtet werden. Q Q=Vxn n = Drehzahl (variabel) Moment M in Nm Druck Dp in bar Volumenstrom Q in l/min n nenn. n Dp bzw. M = f ( nnenn ( n max. V = Verdrängungsvolumen, gegeben durch die geometrischen Abmessungen M= Dp x V 2xpxh mech h mech = mech. Wirkungsgrad Drehzahl - Sprungantwort Je nach Anforderung an die Beschleunigungs - und die Bremszeit kommen verschiedene Frequenzumrichter - Bauarten und verschiedene Elektromotoren zum Einsatz. Beschleunigungszeit mit Rampenfunktion n Soll Komponenten: 1. Umrichter - Standard - Vektorgeregelt 2. Motor - Asynchron Standard - Asynchron Hauptspindel - AC - Servo - Drive Drehzahl n n Ist Zeittinms 1 -P -34 -D -1 / 9.6 2/6

3 2 Konstruktionsmerkmale Innenzahnradpumpe 2.2 Mittel- und Hochdruck-Innenzahnradpumpen QX Drücke bis 4 bar hohe Saugfähigkeit durch Spezial - verzahnung 2 - und 4 - Quadranten -fähig Größte Betriebssicherheit bei niederen Drehzahlen wird erreicht durch: ein - oder zweistufig - abhängig von der Druckhöhe Wärmeabfuhr durch externen Leckölanschluß Zwangsspülung der Gleitlager Option: Leckölanschluß 3 Auswahltabelle Innenzahnradpumpen 3.1 Hochdruck-Innenzahnradpumpe Baureihe QX 1) Druckbereich Allgemeine Konstruktionsmerkmale Die leise laufenden Innenzahnradpumpen eignen sich besonders für den drehzahlgeregelten Einsatz. Der ruhige Lauf und der pulsationsarme Förderstrom, auch bei niedrigen Drehzahlen, liefern die optimale Lösung. Verdrängungsvolumen Drehzahl Typ Druckbereich in bar (bei n > 7 min - 1 ) Drehmoment 3) Leistungsaufnahme min max Dauerdruck Spitzendruck 2) cm 3 /U min - 1 bar bar Nm KW 2,4 QX ,8 25,1 36 QX ,4 32,4 5) QX ,2 Drehzahl für Druckhaltebetrieb (Q=l/min) 39,3 QX ,5 5,6 3 QX ,9 63,7 QX ,9 8,2 QX , 11, 23 QX ,8 124,8 QX ,2 163, 18 QX ,1 21,3 18 QX ,6 249,2 17 QX ,5 1 -P -34 -D -1 / 9.6 3/6

4 3.1.2 Druckbereich 3 Verdrängungsvolumen Drehzahl Typ Druckbereich in bar (bei n > 7 min - 1 ) Drehmoment 3) Leistungsaufnahme min max Dauerdruck Spitzendruck 2) cm 3 /U min - 1 bar bar Nm KW 2,4 QX ,4 25,1 36 QX ,5 5) 32,4 QX ,2 Drehzahl für Druckhaltebetrieb (Q=l/min) 39,3 QX ,8 5,6 3 QX , 63,7 QX ,6 8,2 QX ,6 11, 23 QX , 124,8 QX ,5 163, 18 QX ,2 21,3 18 QX ,9 249,2 17 QX , 1) andere Volumenströme siehe QX -Prospekt P21, alternativ kann auch die Baureihe QT eingesetzt werden (Prospekt ) 2) max. 2 sek/min, jedoch nicht mehr als 1% ED 3) theoretischer Wert bei Dauerdruck 4) bei Dauerdruck und Drehzahl n = 145 min - 1 5) entspricht der Drehzahl zum Ausgleich der inneren Leckage - abhängig von Druck und zeitlich begrenzt 4 Kennlinien 4.1 minimale Drehzahlen abhängig vom Druck 3 Druck p in bar intermittierender Betrieb nach Rückfrage Dauerbetrieb P -34 -D -1 / 9.6 4/6

5 4.2 Beispiel zur Belastbarkeit einer Bucher-Innenzahnradpumpe bei drehzahlveränderbaren Antrieben Zeit für Druckhaltebetrieb (Q = l/min) abhängig von Druck, Zyklus und Pumpentype. Pumpe QX53-63 mit separaten Leckölanschluß gemessen bei: Viskosität 2 mm 2 /s Volumenstrom in l min - 1 Druck p in bar Druckhaltebetrieb Q=l/min Zeittins 5 Anwendungsbeispiele Kunststoffspritzgiessmaschinen Gummi -Pressen Blecharbeitungsmaschinen Altpapierpressen 1 -P -34 -D -1 / 9.6 5/6

6 BUCHER HYDRAULICS Deutschland Telefon Fax Frankreich Telefon Fax Niederlande Grossbritannien Telefon Telefon Fax Fax USA Telefon Fax Schweiz Telefon Fax Italien Telefon Fax Wir behalten uns das Recht auf technische Änderungen vor. Österreich Telefon Fax China Telefon Fax Produkt Center Aufzugshydraulik Telefon Fax P -34 -D -1 / 9.6 6/6

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