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29,50 €ISBN 978-3-8440-7743-8Paperback154 Seiten76 Abbildungen227 g21 x 14,8 cmDeutschDissertation
Dezember 2020
Florian Schoemacker
Erweiterung der Einsatzgrenzen von wasserhydraulischen Kolbenpumpen
Kompakte wasserhydraulische Kolbenpumpen sind nach dem Stand der Technik als selbstgeschmierte Maschinen ausgeführt, deren zulässiger Druckbereich 210 bar aufgrund der hohen Lasten in den tribologischen Kontakten in der Praxis nicht übersteigt. Für Hochdruckanwendungen werden hingegen Plungerpumpen verwendet, deren Bauraumbedarf um eine Größenordnung über dem Bedarf von selbstgeschmierten Pumpen liegt. Daher gilt es die Lücke zu schließen und für die Wasserhydraulik kompakte Pumpen für Hochdruck zu entwickeln.
Um den Druckbereich von selbstgeschmierten wasserhydraulischen Kolbenpumpen abschätzen zu können und den Kontakt zwischen Kolbengleitschuh und Schrägscheibe der Auslegung zugänglich zu machen, wird ein Simulationsmodell zur Berechnung des Drucks im Schmiermedium anhand der Reynolds-Gleichung aufgebaut. Dieses Modell wird mit der Berechnung der Deformation der elastischen Gegenkörper kombiniert. Damit eignet sich das Modell zur Simulation von Gleitpartnern aus Kunststoff, die in der Wasserhydraulik üblich sind.
Weiterhin wird eine Radialkolbenmaschine mit innovativer Medientrennung entwickelt. Dazu wird zunächst ein geeignetes Triebwerk ausgelegt. Zur Abgrenzung der Medientrennung werden Möglichkeiten nach dem Stand der Technik aufgezeigt und die innovative Medientrennung vorgestellt. Diese wird für die Pumpe im Rahmen der Simulation untersucht und aus den Erkenntnissen ein Funktionsmuster abgeleitet.
Zur Erprobung des Funktionsmusters wird ein Komponentenprüfstand aufgebaut und die Medientrennung messtechnisch zugänglich gemacht. Die Ergebnisse fließen in ein Redesign des innovativen Funktionsprinzips ein.
Um den Druckbereich von selbstgeschmierten wasserhydraulischen Kolbenpumpen abschätzen zu können und den Kontakt zwischen Kolbengleitschuh und Schrägscheibe der Auslegung zugänglich zu machen, wird ein Simulationsmodell zur Berechnung des Drucks im Schmiermedium anhand der Reynolds-Gleichung aufgebaut. Dieses Modell wird mit der Berechnung der Deformation der elastischen Gegenkörper kombiniert. Damit eignet sich das Modell zur Simulation von Gleitpartnern aus Kunststoff, die in der Wasserhydraulik üblich sind.
Weiterhin wird eine Radialkolbenmaschine mit innovativer Medientrennung entwickelt. Dazu wird zunächst ein geeignetes Triebwerk ausgelegt. Zur Abgrenzung der Medientrennung werden Möglichkeiten nach dem Stand der Technik aufgezeigt und die innovative Medientrennung vorgestellt. Diese wird für die Pumpe im Rahmen der Simulation untersucht und aus den Erkenntnissen ein Funktionsmuster abgeleitet.
Zur Erprobung des Funktionsmusters wird ein Komponentenprüfstand aufgebaut und die Medientrennung messtechnisch zugänglich gemacht. Die Ergebnisse fließen in ein Redesign des innovativen Funktionsprinzips ein.
Schlagwörter: Wasserhydraulik; Pumpe; Medientrennung
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