Hydraulikpumpen-Kavitation: Ursachen, Erkennung und Vorbeugung

Kavitation tritt auf, wenn das Fluid in einer Hydraulikpumpe einem plötzlichen Druckanstieg ausgesetzt wird. Dabei bilden sich Blasen, die beim Zusammenfallen die Pumpenkomponenten zerstören können. Kavitation ist ein ernsthaftes Problem, das unbedingt vermieden werden muss. Tritt sie auf, gibt es Maßnahmen zur Schadensbegrenzung und Wiederinbetriebnahme.

Was ist Hydraulikpumpen-Kavitation?

Kavitation entsteht durch Luftturbulenzen im Fluid, verursacht durch plötzliche Drehzahländerungen der Pumpe. Diese Turbulenzen führen zur Verdampfung des Fluids und Blasenbildung. Die Blasen wachsen, bis sie kollabieren – dabei entsteht Kavitation.

Wie entsteht Kavitation in Hydraulikpumpen?

Kavitation tritt besonders bei hoher Drehzahl auf. Die im Pumpraum eingeschlossene Luft wird so heiß und druckreich, dass sie verdampft. Die entstehenden Gasblasen kollabieren schlagartig und erzeugen starke Druckstöße – eine explosive Implosion, die Pumpe und Komponenten beschädigen oder zum Totalausfall führen kann.

Wie lässt sich Kavitation verhindern oder reduzieren?

Hauptursachen sind falsche Schmierung, konstruktive Mängel und unzureichende Kühlung. Richtige Schmierung bedeutet: korrektes Öl und korrekter Ölstand. Konstruktive Fehler führen zu Überlastung und vorzeitigem Ausfall. Eine verbesserte Kühlung des Hydrauliksystems reduziert Kavitation.

Regelmäßige Wartung nach Herstellervorgaben beugt vor: Ölstand prüfen, Inspektionen durchführen, Verschleißteile tauschen.

In manchen Fällen lässt sich Kavitationsschaden durch einen Stoßdämpfer beheben, der Frequenz und Schwere der Blasenimplosionen reduziert.

Kavitation: Blasenbildung in Flüssigkeiten und Gasen

Kavitation schadet Pumpen, weil sich Blasen im Fluidstrom bilden und beim Kollabieren große Schäden anrichten.

Eine Ursache: Fluidteilchen werden so klein, dass sie den Strömungsweg nicht mehr intakt durchlaufen – etwa bei Erhitzung und Verdampfung.

Eine weitere häufige Ursache: Hohe Pumpendrehzahlen erzeugen mikroskopische Blasen, die unter eigenem Gewicht kollabieren.

Maßnahmen zur Kavitationsvermeidung

Bewährte Methoden:

• Hochwertiges Hydrauliköl (minderwertiges Öl schäumt und fördert Kavitation)
• Richtiges Bypassen – Fluid wird um kavitationsgefährdete Bereiche geleitet
• Druckspeicher (Surge Tank) als Puffer für Notfälle
• Niedrigere Pumpendrehzahl
• Korrekt eingestellte Spannvorrichtungen
• Anti-Kavitations-Vorrichtungen

Ursachen der Hydraulikpumpen-Kavitation

Plötzliche Druckschwankungen im Förderfluid lösen Kavitation aus. Quellen: Drehzahl- oder Volumenstromänderungen, Temperaturdifferenzen zwischen Pumpenauslass und Umgebung.

Häufigste Ursache: Abrupte Änderung von Fördergeschwindigkeit oder -volumen. Steigt der Volumenstrom schlagartig, sinkt der Druck im Pumpenzylinder unter den Dampfdruck des Fluids. Teile verdampfen, Gasdruck steigt, weitere Verdampfung folgt – ein Teufelskreis, der rasch zur Kavitation führt.

Weitere Ursache: Temperaturdifferenz zwischen Pumpenauslass und Umgebung. Wird Fluid von kalt in warm gefördert, dehnt es sich aus (Flüssigkeit → Gas). Der Druckanstieg lässt Blasen entstehen, die durch Differenzdrücke platzen.

Kavitation verursacht diverse Probleme an Ihrer Maschine.

Weitere Kavitationsursachen

• Mechanisch: Hohe Geschwindigkeiten, plötzliche Druckänderungen, scharfe Kanten an beweglichen Teilen
• Chemisch: Wasserdampf, Luftmoleküle, organische Moleküle im Fluid
• Kavitation kann in jedem Hydrauliksystem auftreten, ist aber bei hohen Geschwindigkeiten und niedrigen Drücken am wahrscheinlichsten
• Schwerwiegende Folgen: Pumpenausfall und Geräteschäden

Fazit

Eine der häufigsten Ursachen ist Lufteinschluss: Luft gerät zwischen Fluid und Pumpenlaufrad, erzeugt extreme Reibung und kann die Pumpe beschädigen oder zerstören. Bei Anzeichen wie erhöhtem Geräuschpegel, sinkendem Wirkungsgrad oder anderen Kavitationssymptomen: Sofort handeln und überschüssige Luft aus dem System entfernen.