Wasserstrahlschneiden Hochdruckpumpen erzeugen bedarfsgerecht scharfes Wasser

Autor / Redakteur: Franz Trieb / Annedore Munde

Hoch- und Höchstdruckpumpen haben ihre Zuverlässigkeit bereits unter Beweis gestellt, so auch beim Wasserstrahlschneiden. Die Entwicklung zeigt in Richtung höhere Betriebsdrücke. Doch zwischen dem konkreten Anwendungsfall, dem Verbrauch an Abrasivmittel und dem Verschleiß gilt es, eine Balance zu finden.

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Typische Hochdruckpumpe mit einem Betriebsdruck von 4000 bar, einer Fördermenge von 3,8 l/min und einer Leistung von 37 kW in offener Ausführung und mit Schallschutzgehäuse. Bild: BHDT
Typische Hochdruckpumpe mit einem Betriebsdruck von 4000 bar, einer Fördermenge von 3,8 l/min und einer Leistung von 37 kW in offener Ausführung und mit Schallschutzgehäuse. Bild: BHDT
( Archiv: Vogel Business Media )

Anwendung finden Hoch- und Höchstdruckpumpen nicht nur beim klassischen Einsatz als Druckerzeuger für das Wasserstrahlschneiden, sondern auch als Pumpen für die Einspritzung und Dosierung von Peroxiden in LDPE-Anlagen (Low Density Polyethylene) bis etwa 3500 bar, für die Druckprüfung von Ventilen und Komponenten in der chemischen und petrochemischen Industrie bis 5500 bar wie auch für die sogenannte Autofrettage (Höchstdruckverfahren, bei dem meist dickwandige Zylinder mit Innendruck über die Elastizitätsgrenze des Materials belastet werden, dies führt zur Standzeiterhöhung des Bauteils) mit Betriebsdrücken bis 12000 bar und teilweise auch noch darüber. Wie bereits erwähnt, liegt die Hauptanwendung von Hochdruckpumpen auf dem Gebiet des Wasserstrahlschneidens.

Abrasivmittel erweitert Möglichkeiten beim Wasserstrahlschneiden

Seit Anfang der 70er Jahre wird das Schneiden mit dem puren Wasserstrahl angewendet. Von Anfang bis Mitte der 80er Jahre gab es einen Innovationsschub. Dem reinen Wasserstrahl wurde noch Abrasivmittel, wie beispielsweise Granatsand, beigemengt. Mit dem sogenannten Wasserabrasivstrahl konnte die Schneidleistung vervielfacht werden.

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Damit eröffnete sich auch ein wesentlich größeres Anwendungsgebiet. Konnten mit dem Wasserstrahl lediglich Papier, Leder, Kunststoffe, Schaumstoffe und Lebensmittel geschnitten werden, ist der Wasserabrasivstrahl imstande, außer Korund und Diamant nahezu alle Materialien zu trennen. Dabei liegt die Anwendungsgrenze in Bezug auf Materialdicke bei etwa 300 mm. In den letzten Jahren hat sich das Wasserstrahl- und Wasserabrasivstrahlschneiden als fester Bestandteil in der Fertigungstechnik etabliert und erobert sich nahezu täglich neue Einsatzgebiete.

Verschiedene Antriebskonzepte entscheiden über den Einsatz

Das Herzstück jeder Wasserstrahlschneidanlage ist unangefochten die Hochdruckpumpe. Kamen ursprünglich nur Pumpen zum Einsatz, die nach dem sogenannten Druckübersetzerprinzip arbeiteten, werden bereits seit mehreren Jahren auch schon direkt angetriebene Hochdruckpumpen (Dreikolbenpumpenprinzip) eingesetzt. Für die Anwendung beim Wasserstrahl- und Wasserabrasivstrahlschneiden gibt es bei den Pumpen grundsätzlich drei Antriebskonzepte:

  • konventionelle Druckübersetzer,
  • gephaste Druckübersetzer und
  • direkt angetriebene Pumpen.

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