Axialkolbenmotor — Bauformen, Auswahl und Einsatz
Der Axialkolbenmotor wandelt hydraulischen Druck in eine Drehbewegung an der Abtriebswelle um. Mehrere Kolben sind parallel zur Wellenachse angeordnet und stützen sich gegen eine Schrägscheibe oder eine schräggestellte Welle ab. Das Sortiment bei Partbase umfasst Baureihen von Bosch Rexroth und Hawe als Konstant- und Verstellmotoren für offene und geschlossene Kreisläufe.
Funktionsprinzip und Aufbau
Ein Axialkolbenmotor arbeitet nach dem Verdrängerprinzip. Drucköl wird über eine Steuerscheibe in die Zylinderbohrungen geleitet und drückt die Kolben gegen eine geneigte Fläche. Die schräge Anordnung erzeugt eine seitliche Kraftkomponente, die die Zylindertrommel und damit die Abtriebswelle in Rotation versetzt. Auf der Niederdruckseite verdrängen die zurücklaufenden Kolben das Öl in den Tank oder den Niederdruckkreis. Zentrale Bauteile sind Triebwelle, Zylindertrommel mit Kolben, Gleitschuhe, Schrägscheibe oder Schrägachse sowie die Steuerscheibe. Der Wirkungsgrad steigt mit präziser Fertigung der Gleitflächen. Ein Leckölanschluss führt internes Spülöl ab und kühlt die Lagerstellen.
Schrägachsen- und Schrägscheibenbauart
Bei der Schrägscheibenbauart liegt die Zylindertrommel koaxial zur Welle; die Kolben stützen sich über Gleitschuhe an einer geneigten Scheibe ab. Diese Bauform ist kompakt und eignet sich für hohe Drehzahlen. Bei der Schrägachsenbauart ist die Zylindertrommel gegenüber der Welle abgewinkelt. Der größere Schwenkwinkel ermöglicht höhere Anlaufwirkungsgrade und Drehmomente. Verstellmotoren ändern den Schwenkwinkel im Betrieb und passen Schluckvolumen sowie Drehmoment an die Lastsituation an. Konstantmotoren haben einen festen Schwenkwinkel. Beide Varianten arbeiten in offenen und geschlossenen Kreisläufen.
- Schrägscheibenbauart: kompakte Bauform, hohe Drehzahlen, gleichmäßiges Drehmoment
- Schrägachsenbauart: größerer Schwenkwinkel, höherer Anlaufwirkungsgrad, hohes Drehmoment
- Konstantmotor: festes Schluckvolumen, einfache Steuerung
- Verstellmotor: stufenlose Anpassung von Drehzahl und Drehmoment
Typische Baureihen von Bosch Rexroth
Die folgende Tabelle zeigt zentrale Baureihen aus dem Bosch-Rexroth-Programm mit typischen Kennwerten für die Auswahl in Industrie- und Mobilanwendungen. Konstantmotoren wie A2FM und A2FE eignen sich für Fahr- und Drehantriebe mit festem Übersetzungsverhältnis. Verstellmotoren wie A6VM und A10VM kommen zum Einsatz, wenn der Drehzahl- und Drehmomentbereich groß sein muss — etwa in Fahrantrieben mit Kriech- und Fahrgang.
Baureihe | Bauart | Schluckvolumen | Nenndruck |
|---|---|---|---|
A2FM | Schrägachse, Konstantmotor | 5 – 1000 ccm/U | bis 315 bar |
A2FE | Schrägachse, Konstantmotor | 28 – 355 ccm/U | bis 400 bar |
A6VM | Schrägachse, Verstellmotor | 28 – 1000 ccm/U | bis 400 bar |
A10FM | Schrägscheibe, Konstantmotor | 18 – 63 ccm/U | bis 280 bar |
A10VM | Schrägscheibe, Verstellmotor | 28 – 85 ccm/U | bis 280 bar |
Auswahlkriterien für die Anwendung
Vor der Auswahl sind das benötigte Drehmoment, die Drehzahl und der Betriebsdruck zu klären. Aus Schluckvolumen und Druck ergibt sich das theoretische Drehmoment, aus Schluckvolumen und Volumenstrom die Drehzahl. Zu prüfen ist, ob ein offener oder geschlossener Kreislauf vorliegt und ob der Motor im Vier-Quadranten-Betrieb arbeiten soll. Weitere Kriterien sind Anbauflansch, Wellenende, Anschlussbild der Arbeitsleitungen, Spül- und Speisedruckventil sowie integrierte Bremsventile. Temperaturbereich des Hydrauliköls und zulässige Viskosität sind ebenfalls zu beachten. Für Mobilanwendungen werden Drehzahlsensor und Lamellenbremse häufig gefordert. Bei verstellbaren Motoren ist die Verstelleinrichtung — hydraulisch, elektrisch oder mechanisch — vorab festzulegen.
Anwendungsfelder im Industrie- und Mobileinsatz
Axialkolbenmotoren decken einen weiten Leistungsbereich ab. Im mobilen Einsatz treiben sie Fahrwerke von Baumaschinen, Radladern, Erntemaschinen und Forstmaschinen an. In Winden und Seilbahnen liefern Schrägachsenmotoren das Anlaufmoment unter Last. Im stationären Bereich finden sie sich in Pressen, Spritzgießmaschinen, Walzwerken und Prüfständen. Im Stahlwasserbau bewegen sie Schleusentore und Wehrverschlüsse. Auf Bohrinseln steuern kleine Verstellmotoren die Thruster zur Positionshaltung; maritime Antriebe nutzen die hohe Leistungsdichte und Robustheit. Für diese Anwendungen sind Baureihen von Bosch Rexroth und Hawe bei Partbase verfügbar, ergänzt durch Zubehör wie Filter von Hydac und Verschraubungen von Stauff.
