Orbitalmotor — Funktion, Aufbau und Auswahl
Der Orbitalmotor ist ein langsam laufender Hydraulikmotor, der nach dem Gerotor- oder Geroller-Prinzip arbeitet. Ein exzentrisch umlaufender Innenrotor setzt Drucköl in Drehmoment um — bei hohen Drehmomenten und vergleichsweise geringen Drehzahlen. Typische Anwendungen sind Förderbänder, Hydrolenkungen, Mähwerke, Bohrgeräte und Winden; bei Partbase sind verschiedene Schluckvolumina, Wellenausführungen und Anschlussvarianten für offene und geschlossene Kreisläufe verfügbar.
Funktionsprinzip eines Orbitalmotors
Ein Orbitalmotor nutzt einen Gerotor- oder Geroller-Verdrängersatz. Ein Innenzahnrad läuft exzentrisch in einem feststehenden Außenring mit einem Zahn mehr. Durch diese Bewegung entstehen wandernde Verdrängerkammern, in die das Drucköl über eine Steuerscheibe oder ein Tellerventil eingespeist wird. Der Innenrotor vollführt eine kombinierte Rotations- und Orbitalbewegung; das erzeugte Drehmoment wird über eine Kardanwelle auf die Abtriebswelle übertragen. Daraus ergibt sich ein hohes Anlaufmoment und ein gleichmäßiger Lauf bis in niedrige Drehzahlbereiche. Gegenüber Zahnrad- oder Axialkolbenmotoren liefert der Orbitalmotor mehr Drehmoment pro Bauvolumen, jedoch bei begrenzter Maximaldrehzahl. Die Steuerung erfolgt je nach Bauart über Scheibenventil, Tellerventil oder rollengeführte Disk-Valve-Steuerung.
Aufbau und Bauformen
Ein Orbitalmotor besteht aus Gehäuse, Verdrängersatz, Steuerventil, Kardanwelle und gelagerter Abtriebswelle. Kleine Baureihen wie OMM oder OML sind kompakt ausgeführt mit zylindrischer Welle Ø 16 mm. Mittlere Baugrößen wie OMP oder OMR arbeiten mit Schluckvolumen von rund 50 bis 400 cm³ und SAE-A-Flanschen. Große Baureihen wie OMS, OMT und OMV verwenden Tellerventilsteuerung, rollenbestückte Zahnradsätze und Kegelrollenlager für hohe radiale und axiale Belastungen. Verbreitete Merkmale im Überblick:
- Schluckvolumen typischerweise 8 bis 800 cm³ pro Umdrehung
- Betriebsdrücke bis 240 bar dauerhaft, Spitzen bis 350 bar
- Wellenausführungen zylindrisch, konisch oder mit Keilprofil
- Flansche nach SAE A, SAE B oder 4-Loch-Frontflansch
- Einsatztemperatur etwa −40 °C bis +90 °C im Dauerbetrieb
Auswahlkriterien für die Anwendung
Die Auslegung richtet sich nach Drehmoment, Drehzahl, Volumenstrom und Betriebsdruck. Aus dem benötigten Drehmoment ergibt sich das Schluckvolumen; aus der Zieldrehzahl der erforderliche Pumpenförderstrom. Zu beachten sind die zulässige Radial- und Axialkraft an der Welle, da diese in Lenkungen oder Radantrieben hoch ausfallen kann. Für geschlossene Kreisläufe eignen sich Motoren mit Leckölanschluss und hohem zulässigen Rücklaufdruck. Ölviskosität und Filtration beeinflussen die Leckage im Verdrängersatz direkt. Bei sicherheitsrelevanten Antrieben ergänzen Lasthalteventile, Schockventile oder eine Lamellenbremse den Motor. Passende Steuerblöcke, Filter, Druckspeicher sowie Verschraubungs- und Messtechnik sind bei den auf Partbase gelisteten Herstellern verfügbar.
Abgrenzung zu anderen Hydraulikmotorbauarten
Orbitalmotoren konkurrieren je nach Anforderung mit Radialkolben-, Axialkolben- und Zahnradmotoren. Radialkolbenmotoren erreichen höhere Drehmomente und eignen sich für sehr niedrige Drehzahlen, sind aber größer und teurer. Axialkolbenmotoren arbeiten bei höheren Drehzahlen und Drücken mit besserem volumetrischen Wirkungsgrad, benötigen jedoch aufwendigere Steuerung und Filterung. Zahnradmotoren sind günstiger und robuster gegenüber Ölverschmutzung, liefern aber deutlich weniger Drehmoment pro Bauvolumen. Der Orbitalmotor bietet den besten Kompromiss aus Baugröße, Drehmomentdichte und Kosten für den mittleren Leistungsbereich in der Mobilhydraulik.
Typische Einsatzfelder
Orbitalmotoren werden dort eingesetzt, wo hohes Drehmoment bei niedriger Drehzahl direkt am Verbraucher benötigt wird. Kompakter Bauraum und einfache Montage machen sie für viele Antriebsaufgaben in der Mobilhydraulik geeignet.
Einsatzbereich | Typische Funktion | Geeignete Baureihe |
|---|---|---|
Landmaschinen | Mähwerksantrieb, Förderschnecke | OMP, OMR |
Baumaschinen | Lenkung, Lüfterantrieb | OMP, OMS |
Förder- und Hebetechnik | Rollenantrieb, Winde | OMS, OMT |
Forstmaschinen | Sägeketten- und Greiferantrieb | OMR, OMH |
Schwermaschinenbau | Walz- und Umformantriebe | OMT, OMV |
Wartung und Ersatzteile
Die Lebensdauer eines Orbitalmotors hängt von Ölqualität, Filtration und thermischer Belastung ab. Eine Filterfeinheit von 10 bis 25 µm sowie ein Wassergehalt unter 0,1 Prozent sind in den meisten Anwendungen anzustreben. Typische Verschleißteile sind Wellendichtring, Lagersatz, Steuerscheibe und O-Ringe; viele Hersteller bieten dafür konfektionierte Dichtungssätze an. Geräusch- oder Drehmomentverlust deutet meist auf einen verschlissenen Verdrängersatz oder eine eingelaufene Steuerscheibe hin. Druckmessungen im Service lassen sich über Messpunkte mit Stecknippeln direkt an den Motoranschlüssen durchführen. Bei sicherheitsrelevanten Antrieben empfiehlt sich der periodische Test von Lasthalteventilen sowie eine Sichtprüfung der Welle auf Riefen und Leckage.
