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Stufenlose Plungerpumpen

Während die Ölhydraulik, dank der Schmierwirkung des Öls, die Realisierung von Verstellpumpen, vorwiegend Axialpumpen, problemlos möglich macht, ergaben sich bisher bei Fluiden ohne Schmierwirkung, wie Wasser, unüberwindbare Hürden, zumal auch, mit Ausnahme bei Hochdruckreinigern der unteren Leistungsklasse, das Axialprinzip mit Taumelscheibe nicht anwendbar ist. Zur Anwendung kommt das Prinzip der radialen Kolben- oder Plungeranordnung in Reihe, angetrieben über eine Kurbelwelle und dafür fand man bisher keine Lösung einer stufenlosen Verstellmöglichkeit. Ausnahme natürlich die Frequenzverstellung des E-Motors, wobei natürlich mit der Reduzierung der Drehzahl die verfügbare Energie entsprechend schwindet. Beim Antrieb mittels Verbrennungsmotor hat man nur die Möglichkeit einer sehr eingeschränkten Drehzahländerung immer im Gleichschritt mit einer Leistungsminderung. Um dieser Leistungsminderung des Dieselmotors zu begegnen, baut man zum Beispiel in den USA bei den sogenannten „Frac Pump“ achtstufige automatische Schaltgetriebe ein.

Der Trend auch die letzte Energieeinsparmöglichkeit aus zu reizen, immer ohne auf die Gesamtleistung zu verzichten, führt dazu, selbst die ölhydraulischen Verstellpumpen zusätzlich mit frequenzgeregelten Motor an zu treiben. Also trotz Frequenzregelung ist die zusätzliche Verstellmöglichkeit bei Kolbenpumpen gefragt, bei Plungerpumpen nicht möglich.

Dieser Nachteil gehört nun der Vergangenheit an:

Video mit Funktionsprinzip:http://www.youtube.com/watch?v=k8azJmw_fII

Video mit hydraulischer Verstellung:  http://www.youtube.com/watch?v=zCYIsgD2MFU

Der Clou: Um die Rollen unter den Wippen zu verstellen braucht es sehr wenig und dazu gleichbleibende Kraft, egal wie stark die Pumpe belastet wird. Denn bei jedem Saughub sind die Rollen entlastet, und nur während dieser Phase erfolgt die Verstellung. Im ersten Video  übernehmen Federn an den Rollen die Verstellung, im zweiten Video  geschieht die Verstellung durch ein federbelastetes Steuerventil das je nach Druck in der Druckleitung reagiert und dafür sorgt, dass das verfügbare Drehmoment des Antriebsmotors voll genützt wird.

Diese fast kraftlose, von der Belastung unabhängige Verstellmöglichkeit können  selbst die ölhydraulischen Verstellpumpen nicht bieten. So kann unsere Regelung sehr preiswert ausfallen, ob nun durch kleine Schrittmotoren, ob durch Handverstellung, ob durch Hydraulik, oder wie auch immer.

Unser Prinzip taugt natürlich auch für Höchstdrücke . Der Kompressibilität des Wassers kann man leicht begegnen, indem man den Pumpenkopf, im Falle unserer Videos, absenkt, wobei für eine kraftlose Absenkung oder Anhebung der Rückschlag der Saugventile kurzzeitig unterbrochen wird.

Was eine Realisierung bringen würde:

Um den Bedürfnissen der Kunden gerecht zu werden, bieten die Hersteller von Plungerpumpen eine fein abgestufte Modellvielfalt an, sie es in Druck-, sei es in Förderleistungsstufen. Wenige Modelle nach unserem Prinzip ersetzen so einen Teil der umfangreichen Modellvarianten mit entsprechender geringerer Lagerhaltung und verlangen vom Kunden dass er sich nicht a priori für eine Leistungsstufe festlegt.

Weiterhin können bei Lizenznahme bestehende Pumpenköpfe, Kurbelwellen und Lager verwendet werden. Eine Neukonstruktion könnte aber auch Vorteile bringen. Bei herkömmlicher Bauart ist der Konstrukteur zwischen einer geringen Auswahl von Kompromissen gefangen, unsere Bauart erlaubt eine Vielzahl von Optimierungen, beginnend bei der Kurbelwelle dessen Ausschlag optimal gewählt werden kann.

Nachdem sich die Pumpen nach unserem Patent bis auf Null Förderleistung  regulieren lassen, könnte oder kann der Bypass überflüssig werden. Ein Überdruckventil würde reichen.

Können wir endlich der Ölhydraulik Marktanteile abringen?

Sie werden sich sicherlich wundern, wenn Sie unter unseren Produkten Holzspalter finden, die im geschlossenen Kreislauf über Hochdruckreiniger mit Wasser, wie es aus der Leitung kommt, angetrieben werden. Wunderlich ist nicht, dass dies technisch möglich ist, sondern dass die Klarwasserhydraulik erfolgreich und bezahlbar !!! in einer Maschine des Massenwarenmarktes zur Anwendung kommt der zudem aus Asien mit Billigprodukten überschwemmt wird. Die Mär, dass Klarwasserhydraulik unbezahlbar ist, haben wir so als Lüge entlarvt. Wenn Sie näher auf unsere Forstmaschinen eingehen, und deren Vielseitigkeit, Handlichkeit, Leistung und Spaltgeschwindigkeit mit den Maschinen unserer Wettbewerber, die ja auch alle im Web zu finden sind, vergleichen, dann erkennen Sie die weite Überlegenheit der Klarwasserhydraulik, denn sie bietet, was technisch und aus physikalischen Gründen mit Öl niemals möglich wäre. Weiteres im Kapitel " Antworten zur Technik"

So kann Klarwasserhydraulik, wenn vernünftige Komponenten im Angebot stehen, der Ölhydraulik schon bei der Neuanschaffung preislich  die Stirn bieten, ist in den Folgekosten weit überlegen, so auch dank der Dünnflüssigkeit in der Energieeinsparung, wichtiger denn je.

Gesamte Fluidik der Antriebstechnik muss überdacht werden

Holzspalter sind im Grunde Pressen, und wenn Wasserhydraulik dort so viele Vorteile bietet, dann lassen sich diese Vorteile auf unzählige weitere Maschinen übertragen.

Irrweg Ölhydraulik:

Welchen Sinn macht es, wenn man eine Stellpumpe zusätzlich mit drehzahlvariablen frequenzgesteuerten  Motoren antreibt und diese Kombination als ultimativen Kick in der Energieeinsparung anbietet und  hochlobt, und man weiterhin die wegen seiner Dünnflüssigkeit merklich  energiesparsamere Klarwasserhydraulik außer Acht lässt? 

Nicht nur dies, wir zitieren den Fachartikel  "Trotz spezieller Komponentenauslegung kann sich die Wasserhydraulik lohnen" der Zeitschrift Maschinenmarkt 29.06.2009 | Autor / Redakteur: Andrea Alfieri / Josef-Martin Kraus:

".......Die geringere Kompressibilität und Viskosität von Wasser tragen wesentlich zur Verbesserung der Energieübertragungseffizienz sowie der Verfahr- und Positionsgenauigkeit von Hydraulikzylindern bei....."

Als Hersteller von Hochdruckpumpen sind Ihnen diese Vorteile sicherlich bekannt, auch dass man die Nachteile wie Rost und fehlende Schmierwirkung, sie beweisen es mit Ihren Hochdruckreinigern, umgehen kann.

Hier stellt sich die Frage, auf was der gesamte Maschinenbau eigentlich noch wartet um die Ölhydraulik durch die Klarwasserhydraulik zu ersetzen?

Unsere Botschaft an alle Pumpenhersteller

Wie sie aus unseren Seiten entnehmen können, haben wir uns auf die Fertigung von wasserfesten Zylindern spezialisiert die nur einen Bruchteil herkömmlicher rostfreier Zylinder kosten. Dazu sind wir in der Lage,  diese Zylinder in allen beliebigen Durchmessern  und Wandstärken an zu bieten, so dass diese auch mit sehr hohen Drücken beaufschlagt werden können und so die geringe Kompressibilität des Wassers voll genutzt werden kann. Diese Fertigung werden wir in Zukunft weiter ausbauen , weiter automatisieren und rationalisieren und um uns nicht mit all zu vielen Innovationen zu übernehmen, wollen wir die Verstellpumpen nicht selbst bauen sondern nur in Lizenzen vergeben.

Nicht nur, wir streben auch eine Symbiose mit den Pumpenherstellern an. Dank der technischen Vorteile der Klarwasserhydraulik, dank der Umweltfreundlichkeit und der Energiesparmöglichkeit gegenüber der Ölhydraulik, dank unseren preiswerten Zylindern ist die Zeit mehr als reif, dass die Ölhydraulik durch die Klarwasserhydraulik ersetzt wird. Gelingt es uns, in Zusammenarbeit mit Ihnen, auch nur 10 % der Marktanteile der Ölhydraulik ab zu ringen, dann sind das immerhin, weltweit gesehen, Gesamtumsätze von über einer Milliarde Euro. Wer will schon auf solche Marktchancen verzichten?

Das Potential dürfte aber weit höher liegen und es könnte so kommen, dass alle Hersteller von Hoch- und Höchstdruckpumpen auf Jahre wegen Überlastung nicht das liefern können was der Markt haben möchte und so gegeneinander nicht im Wettbewerb stehen. Allein kommen natürlich diesbezügliche Voraussetzungen nicht. Wir wollen hier keine Spekulationen anstellen und durch Verschwörungstheorien erklären, warum es der Öllobby bisher immer gelungen ist, dass keine Schule, ob Hochschule oder Fachschule beim Lehrfach Fluidik die Klarwasserhydraulik mit einbezogen hat, dass Professoren und Dozenten sich nicht darum gekümmert haben, dass bei Fluidikkongressen nur Falschmeldungen verbreitet wurden, und in diesem Sinn auch die Medien ihren Teil dazu beigetragen haben. Vergeblich haben wir uns bemüht, über Fachmedien für Klarheit zu sorgen, so haben sich bisher auch die VDI-nachrichten immer geweigert das Thema Klarwasserhydraulik ins rechte Licht zu rücken.

Möglicherweise auch ein Glücksfall, denn die europäische Presse lesen auch die Asiaten,die Fachzeitschrift "Fluid " hat sogar  eine Chinesische Ausgabe, und so haben wir in Europa, immer wenn der Wille vorhanden ist,  immer noch die Chance in Führung zu gehen.

Zum Widerwillen der Medien muss natürlich  gesagt werden, dass ohne den Namen zu nennen, ein Konzern schon vor fast über 20 Jahren die Klarwasserhydraulik mit viel Echo über die Medien propagiert hat, konkret aber dabei nur ein sehr bescheidenes und kaum brauchbares Zylinder- und Pumpenprogramm anbot, und dazu untragbar unbezahlbar. Medien wurden regelrecht durch redaktionelle Berichterstattung für kostenlose Werbung missbraucht und das hatte natürlich Folgen für die Zukunft.

Wir laden nun alle Hersteller von Hochdruckpumpen, die neben der Reinigungsanwendung auch in der Klarwasserhydraulik eine Chance für die Zukunft sehen, ein, auf Ihren Webseiten, auf Messen, in ihren Werbebroschüren und über den beratenden Dienst die Wahrheit über die Klarwasserhydraulik zu verkünden, irgend wann werden sich die Medien, die Schulen, die Lehrpersonen dem nicht entziehen können. Oder wollen wir zulassen, dass Asiaten in der Ausschöpfung der Klarwasserhydraulik uns zuvor kommen? Es wäre nicht das erste Mal, dass eine hier entwickelte Technik verloren geht.

Osmotische Entsalzun

Osmotische Entsalzung durch erneuerbarer Energie.

Ein Anwendungsfall für die Zukunft, und wer dem nachgeht, kann auf reichliche Fördergelder setzen.Um Entsalzungsanlagen nach den Prinzip der Umkehrosmose durch erneuerbare Energie an zu treiben, wird zur Zeit über Windkraftanlagen zuerst Strom produziert der dann die Hochdruckpumpen antreibt die das Salzwasser auf 80 bar bringen. Der Umweg über Strom kostet viel Geld und auch Energie.

Wesentlich eleganter ist es, die Kolbenpumpen gleich mit den Windrädern zu koppeln. Dafür braucht es allerdings stufenlose Kolbenpumpen, und dafür haben wir nun die technische Lösung . Kolbenpumpen nach unserem Prinzip fangen gutwillig jegliche Windverhältnisse auf uns setzen Sie in konstanten Druck um egal ob lauer Wind oder Sturm die Flügel beaufschlagt. Dank der geringen Verstellkraft wird die Regelung sehr einfach und kostengünstig.

Weiterer Vorteil: Eine Kolbenpumpe fängt bei Stürmen und Windböen die Überlastung ab und dient am Ende auch als Bremse.

Vorteihafte Anwendung beim Hochdruckreinigen

Wir wollen hier näher auf die Vorteile beim Hochdruckwaschen eingehen und dem Trend Rechnung tragen, dass Drücke bis zu über 3000 bar das Sandstrahlen ersetzen. Sandstrahlen wird immer problematischer denn der Sand muss nicht nur angekauft, sondern auch als Sondermüll entsorgt werden. Nur, ein Hochdruckreiniger sollte universell sein, und nicht nur das Sandstrahlen  ersetzen, sondern allen Waschaufgaben gerecht werden, das dann ohne überdimensionierter Antriebsleistung.

Beispiele von Anwendungsfällen wo eine stufenlose Verstellpumpe von Vorteil sein kann.

Bei der Reinigung von Ställen sind nicht nur Drücke bis 200 bar gefragt, sondern vor allem große Wassermengen bei stark reduzierten Druck. Eine Frequenzregelung kann nur Druck und Förderleistung reduzieren. Um bei starker Druckreduzierung eine überaus große Schwemmleistung zu bekommen bedarf es dann neben der Frequenzregelung einer stufenlosen Verstellpumpe.

In einer Karosseriewerkstatt. Beim Entfernen von Lackschichten oder Rostnestern macht zwar der Winkelschleifer auf ebenen Flächen gute Dienste, versagt aber in Ecken und Vertiefungen. Da hilft dann nur Sandstrahlen  oder ein scharf gebündelter Wasserstrahl mit sehr hohen Druck aber geringer Wassermenge damit sich das Blech nicht verbiegt und Karosseriewerkstätten haben sicherlich weder die finanziellen Voraussetzungen noch ausreichenden Stromanschluss um gängige Höchstdruckpumpen zu betreiben. Da ist sicherlich unser Pumpensystem gefragt, das Höchstdruck bringt und gleichzeitig den üblichen Kärcher, Nilfik oder Kränzle ersetzt.

Malerbetriebe, Fassadenreiniger, Kanalreiniger und so weiter benötigen mobile Hochdruckreiniger die sich nicht nur ziehen, sondern auch heben lassen, und in der Anschaffung in einer noch vertretbaren Preisklasse zu finden sind. Um diesen Markt zu bedienen sind die Hersteller an marktgängigen Benzin- oder Dieselmotoren, die dank enormer Stückzahlen einen bezahlbaren Preis haben, gebunden. Bei diesen Motoren, die vorwiegend in Motorgeräten zum Einsatz kommen, liegt die Obergrenze bei knappe 10 kW.

Es gilt nun, diese verfügbare Energie voll zu nutzen, und gerade für solche Anwendungsfälle kommt unsere Verstellpumpe gelegen.

Weiterhin muss man, wenn das Wasser aus einer Hausleitung entnommen wird, berücksichtigen, dass die verfügbare Wassermenge sehr eingeschränkt sein kann eventuell nur 10 l/min.Diesem Problem begegnen leicht vorhin genannte Berufsgruppen. Entspricht die Zulaufmenge nicht der Sollmenge, dann setzt Kavitation der Pumpe arg zu.

Einleitung zum Zylinder- und Ventileprogramm

Erarbeitet haben wir uns unsere Glaubwürdigkeit nun nach über 12 Jahren Anwendung  der Klarwasserhydraulik in der rauen Forsttechnik und können zeigen, dass wir preislich der Ölhydsraulik die Stirn bieten können. Geboten wird zudem höchste Zuverlässigkeit, Wartungsarmut und Langlebigkeit.

Klarwasserhydraulik ist noch nicht der Markt, als dass man ein reichliches Sortiment von Komponenten abrufbereit auf Lager halten könnte. Wir sagen "noch", denn die Zeit ist mehr als reif, von der Ölhydraulik  auf die Klarwasserhydraulik um zu satteln, zumal sich dank unserer Komponenten eine preisliche Pattsituation in der Erstinvestition  ergibt, die aber in den Folgekosten weit besser abschneiden. Nachdem Klarwasserhydraulik kein Lehrfach ist und so kaum jemand eine Ahnung hat und in der Lage ist, die konstruktiven Vorteile der Klarwasserhydraulik zu erkennen und aus zu kosten, hat es keinen Sinn, Kataloge mit Komponenten zu füllen,  wo sich dann, weil ohne Fundamentkenntnisse, niemand zurecht findet.  Durch Beratung und Zusammenarbeit kommen wir mit unseren Kunden gemeinsam zu einer Lösung und fertigen die Teil die dann genau auf die Bedürfnisse des Kunden zugeschnitten sind.

Vorteilhafte Anwendung beim Hochdruckreinigen

Wir wollen hier näher auf die Vorteile beim Hochdruckwaschen eingehen und dem Trend Rechnung tragen, dass Drücke bis zu über 3000 bar das Sandstrahlen ersetzen. Sandstrahlen wird immer problematischer denn der Sand muss nicht nur angekauft, sondern auch als Sondermüll entsorgt werden. Nur, ein Hochdruckreiniger sollte universell sein, und nicht nur das Sandstrahlen  ersetzen, sondern allen Waschaufgaben gerecht werden, das dann ohne überdimensionierter Antriebsleistung.

Beispiele von Anwendungsfällen wo eine stufenlose Verstellpumpe von Vorteil sein kann.

Bei der Reinigung von Ställen sind nicht nur Drücke bis 200 bar gefragt, sondern vor allem große Wassermengen bei stark reduzierten Druck. Eine Frequenzregelung kann nur Druck und Förderleistung reduzieren. Um bei starker Druckreduzierung eine überaus große Schwemmleistung zu bekommen bedarf es dann neben der Frequenzregelung einer stufenlosen Verstellpumpe.

In einer Karosseriewerkstatt. Beim Entfernen von Lackschichten oder Rostnestern macht zwar der Winkelschleifer auf ebenen Flächen gute Dienste, versagt aber in Ecken und Vertiefungen. Da hilft dann nur Sandstrahlen  oder ein scharf gebündelter Wasserstrahl mit sehr hohen Druck aber geringer Wassermenge damit sich das Blech nicht verbiegt und Karosseriewerkstätten haben sicherlich weder die finanziellen Voraussetzungen noch ausreichenden Stromanschluss um gängige Höchstdruckpumpen zu betreiben. Da ist sicherlich unser Pumpensystem gefragt, das Höchstdruck bringt und gleichzeitig den üblichen Kärcher, Nilfik oder Kränzle ersetzt.

Malerbetriebe, Fassadenreiniger, Kanalreiniger und so weiter benötigen mobile Hochdruckreiniger die sich nicht nur ziehen, sondern auch heben lassen, und in der Anschaffung in einer noch vertretbaren Preisklasse zu finden sind. Um diesen Markt zu bedienen sind die Hersteller an marktgängigen Benzin- oder Dieselmotoren, die dank enormer Stückzahlen einen bezahlbaren Preis haben, gebunden. Bei diesen Motoren, die vorwiegend in Motorgeräten zum Einsatz kommen, liegt die Obergrenze bei knappe 10 kW.

Es gilt nun, diese verfügbare Energie voll zu nutzen, und gerade für solche Anwendungsfälle kommt unsere Verstellpumpe gelegen.

Weiterhin muss man, wenn das Wasser aus einer Hausleitung entnommen wird, berücksichtigen, dass die verfügbare Wassermenge sehr eingeschränkt sein kann eventuell nur 10 l/min.Diesem Problem begegnen leicht vorhin genannte Berufsgruppen. Entspricht die Zulaufmenge nicht der Sollmenge, dann setzt Kavitation der Pumpe arg zu.

Zylinder

Gegenüber unseren Wettbewerbern, die auch Zylinder für die Klarwasserhydraulik anbieten, können wir Preise bieten, die nur Bruchteile ausmachen. Enfach deshalb, weil wir nur für die Kontaktflächen dünnwandigen rostfreien Edelstahl verwenden, der Rest ist einfacher Baustahl.

 

Was grün lackiert ist, ist Baustahl.

 

Unser absolute Stärke sind unsere Zylinderrohre aus handelsüblichen Starkwandrohren in die wir eine dünnwandige rostfreie Edelstahlbüchse einziehe

Rohre die wir einziehen, auch bis

zu einem Durchmesser über 500mm.

Das  Problem unserer Wettbewerber, und warum ihre  Durchmesserauswahl und Wandstärke der Zylinder sehr bescheiden ist, und dazu nur die unteren Abmessungen abdeckt, hängt damit zusammen,  weil sie auf vollwandige rostfreie Rohre angewiesen sind und der Stahlhandel aus Kostengründen sich keine größere Lagerhaltung leisten kann.

        Feriges Zyinderrohr

           Sichtbar die herausragende 

             Edelstahlbüchse rostfrei

 

Nicht nur, dass wir uns auf preiswerte und hochwertige Zylinder spezialisiert haben, sondern wir haben auch unsere eigenen Dichtunen wenn die Dichtungen auch von namhafen Anbietern unsern  Ansprüchen für Lebensdauer nicht entsprechen.

 

Zylinderrohr mit Dichtung für

Niederdruck bis 12 bar.

Die Lippdichtung ist ein Spritzgussteil

aus preiswerten PE und damit

haben wir seit 30! Jahren beste

Erfahrung gemacht.

Ventile

Während Ölhydraulik die Magnetventile nur elektrisch ansteuern kann und das mit all den Problemen und Kosten die damit zusammenhängen, erfolgt die Ansteuerung der Klarwasserhydraulik durch einen sekundären Wasserkreislauf im Niederdruckbereich, wobei die Verteilung des Wassers  mittels Komponenten  wie sie auch in der Pneumatik zur Anwendung kommen, also Schläuche und Kupplungen, erfolgt. Die Befehle hingegen geben  Magnetventile des Niederdruckbereichs die sehr preiswert sind   weil sie in enormen Mengen produziert werden, da sie selbst in Haushaltsmaschinen wie Kaffee-oder Waschmaschinen eingebaut werden.

Weil in der Klarwasserhydraulik  nur Sitzventile in Frage kommen, gibt es keine schleichende Leckagen in den Ventile.  Da geht auch über ein Jahr kein Tropfen durch.

Während also die Magnetventile in einem Schaltkasten verstaut sind, verlassen diesen Schaltkasten zur Steuerung nicht Kalbel sondern Schläuche.

Das Niederdruckwasser stammt entweder aus der Hausleitung oder aus einem Druckreduzierventil das das Wasser aus der primärleitung entnimmt.

Druckreduzierventil

.

 

Steuerventil. Wei ein Sitzventil,

gibt es auch nicht die geringste

schleichende Leckage. Obwohlmit

einem Durchmesser von nur 30 mm,

für Hydraulikverständnisse sehr klein,

verkraftet dieses Ventil v 50 l/min

Wasserdurchfluss

.


 

Anwendugsbeispiele

Hebebühne:

Strom erreicht nur den kleinen Hochdruckreiniger rechts in der Ecke auf der roten Platte. Der Rest ist alles hydraulisch.

Im rechten Bild in der Mitte zwischen den beiden Zylindern das Ventil das die Ringleitung zur Sicherheitsleiste unter Druck hält.

Fällt der Druck, weil die Sicherheitsleiste ein Ventil öffnet und das Wasser ins Freie entweicht, bewirkt dieses Ventil, dass die Hebebühne sofort stehen bleibt. Ein weiteres Absenken der Bühne wird erst wieder freigegeben, wenn man sie zuvor anhebt.

Ölhydraulik wäre für diese Lösung viel zu dickflüssig und zu langsam in der Reaktion und man muss auf Elektrotechnik zurückgreifen.

 

 

 Die Ringleitung unter der Bühnenplattform.

 

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