Ursachen ungewöhnlicher Geräusche in Hydraulikpumpen und Kontrollmethoden

Pumpen in hydraulischen Antriebssystemen — darunter Zahnrad-, Kolben- und Axialkolbenpumpen — erzeugen aufgrund ihres Funktionsprinzips während der Zirkulation naturgemäß einen bestimmten Geräuschpegel. Ungewöhnliche Geräusche, die vom normalen Rhythmus des Systems abweichen oder ihren Charakter verändern, gehören jedoch zu den deutlichsten akustischen Signalen für ein beginnendes Problem im Hydraulikkreislauf. Für einen erfahrenen Wartungstechniker oder Außendienstingenieur ist das Pumpengeräusch ein leistungsfähiges Diagnosewerkzeug, mit dem sich bereits vor der Demontage eingrenzen lässt, ob Kavitation, Lufteintritt oder ein mechanischer Defekt die Ursache ist.

Drei Hauptkategorien ungewöhnlicher Geräusche und ihre mechanische Bedeutung

Pumpengeräusche lassen sich entsprechend ihrem akustischen Charakter in drei Hauptkategorien einteilen:

1. Kavitationsanzeichen: „Kies-/metallisches Rasselgeräusch“

Kavitation entsteht, wenn der absolute Druck am Sauganschluss der Pumpe unter den Dampfdruck des Hydrauliköls fällt. In der Flüssigkeit bilden sich mikroskopisch kleine Gas- oder Dampfblasen; sobald sie in den Hochdruckbereich der Pumpe gelangen, kollabieren sie innerhalb von Millisekunden. Diese Mikroimplosionen erzeugen eine starke Schallwelle im System.

• Geräuschcharakter: Ein hartes, kontinuierliches und hochfrequentes Rasseln, das klingt, als würde Kies in die Pumpe geschüttet oder trockener Sand darin zirkulieren.
• Hauptursachen: Ein zu enger oder zu langer Saugschlauch, Engstellen in den Verschraubungen der Saugleitung, ein nicht vollständig geöffnetes Tankauslassventil (T-Ventil), bei Kälte übermäßig zäh gewordenes Öl oder ein verstopfter Saugfilter. Das Kollabieren der Blasen kann mikroskopisch kleine Partikel aus Metalloberflächen herauslösen, Pitting verursachen und die Pumpe allmählich verschleißen.

2. Anzeichen für Lufteintritt: „Brummen / unregelmäßiges Mahlgeräusch“

Lufteintritt beziehungsweise Aeration unterscheidet sich von Kavitation dadurch, dass atmosphärische Luft durch Undichtigkeiten in der Saugleitung oder infolge eines zu niedrigen Ölstands im Tank direkt in das System gezogen wird.

• Geräuschcharakter: Ein tieferes, unregelmäßiges und teilweise unterbrochenes Brummen oder Mahlgeräusch. Bei Lufteintritt ist Schaumbildung im Hydrauliköltank sichtbar, der Systemdruck wird instabil und die Zylinderstufen fahren ruckartig und unterbrochen aus.
• Hauptursachen: Lose Schellen am Saugschlauch, verschlissene Pumpenwellendichtungen oder ein Ölstand unterhalb der Mindestmarke, wodurch sich im Tank ein Wirbel bildet und Luft angesaugt wird.

3. Anzeichen eines strukturellen mechanischen Defekts: „Rhythmisches Klopfen / metallisches Reiben“

Dies ist die kritischste Geräuschkategorie und tritt auf, wenn mechanische Teile im Inneren der Pumpe strukturell beschädigt sind.

• Geräuschcharakter: Rhythmisches Klopfen, Knacken oder starkes metallisches Reiben, synchron zur Motordrehzahl und zur Rotation der Pumpenwelle. Die Geräuschintensität nimmt mit der Belastung des Systems zu.
• Hauptursachen: Lagerschäden, Verformungen der Zahnradoberflächen, eine verbogene Pumpenwelle oder ein großer Fremdkörper, der in das System gelangt und den inneren Mechanismus beschädigt. In diesem Zustand muss das System sofort gestoppt werden; andernfalls können die inneren Schäden zunehmen und sich Metallspäne über die Hydraulikleitungen verteilen, wodurch auch Zylinder und Ventile beschädigt werden.

Übersicht der akustischen Diagnose und Maßnahmenmatrix

Fazit

Das Geräusch einer Hydraulikpumpe ist ein unmittelbarer Indikator für den Systemzustand. Das Sauberhalten der in den Pumpenkatalogen angegebenen Ölwarn- beziehungsweise Leckagebohrungen, die Einhaltung der Toleranzen der Saugleitung und die korrekte frühzeitige Analyse ungewöhnlicher Geräusche gehören zu den wirksamsten Maßnahmen der Betriebsüberwachung, um zu verhindern, dass sich ein durch einfaches Nachziehen eines Schlauchs lösbares Problem zu einem schweren Systemschaden entwickelt.