Pompe à piston radial

Une pompe à pistons radiaux est une pompe volumétrique robuste qui génère une pression élevée pouvant atteindre 1 000 bars dans les systèmes hydrauliques. Les pistons se déplacent radialement en étoile autour de l’arbre d’entraînement, aspirent le liquide et le refoulent avec un débit volumétrique. Les ingénieurs l’apprécient pour son refoulement à faibles pulsations dans les applications B2B exigeantes telles que les machines de construction.

Structure de la pompe à pistons radiaux

Les pompes à pistons radiaux sont basées sur un principe compact qui permet une densité de puissance élevée. Le cœur est constitué d’un bloc-cylindres avec des alésages radiaux dans lesquels plusieurs pistons – souvent plus de cinq – sont disposés en étoile. Un arbre d’entraînement excentrique entraîne le rotor et génère la course du piston.

Les pistons glissent dans les cylindres et s’appuient soit à l’intérieur, soit à l’extérieur. Dans la version avec appui interne des pistons, la pression agit via l’arbre d’entraînement, tandis que dans la version avec appui externe, le corps de pompe presse les pistons vers l’intérieur. Une chambre d’aspiration recueille l’huile hydraulique, une plaque de soupape commande l’entrée et la sortie. Le corps en acier à paroi épaisse protège contre les charges élevées et intègre des canaux pour les côtés aspiration et refoulement.

Des fabricants tels que Bosch Rexroth ou Moog adaptent la conception à des exigences spécifiques. Une bague de roulement se déplace de manière excentrique pour réguler le volume de course. Les joints et les roulements garantissent une longue durée de vie à des vitesses de rotation allant jusqu’à 3000 tr/min.

• Corps de pompe: supporte tous les composants, évacue la pression.
• Rotor et piston: exécutent le processus de refoulement.
• Élément de commande: permet de réguler le volume.

Cette conception réduit considérablement les forces axiales sur l’arbre et diminue également l’usure.

Fonctionnement d’une pompe à pistons radiaux

L’arbre d’entraînement tourne et déplace le rotor de manière excentrique. Les pistons se déplacent radialement vers l’extérieur, augmentent le volume du cylindre et créent une dépression. L’huile hydraulique s’écoule depuis la chambre d’aspiration. Lors de la course de retour, les pistons refoulent le liquide, la pression augmente rapidement.

Chaque piston passe par une phase d’aspiration et une phase de pression décalées, ce qui permet d’obtenir un débit régulier sans fortes pulsations. Le sens de refoulement est radial, de l’intérieur vers l’extérieur. Les soupapes dans la plaque s’ouvrent et se ferment automatiquement en fonction de la pression différentielle.

Lors de la régulation, un servomoteur déplace l’excentrique. Le volume de course diminue ou augmente, le débit s’adapte. Certains modèles inversent le flux en se déplaçant au-delà de la position zéro. Ce mécanisme garantit un contrôle précis dans les circuits fermés.

Les ingénieurs testent le fonctionnement sur des bancs d’essai où la pression et le couple sont mesurés en temps réel. Les techniciens s’assurent ainsi que la pompe fonctionne de manière stable sous charge.

Avantages des pompes à pistons radiaux

Les pompes à pistons radiaux convainquent par leurs atouts dans les applications exigeantes. Elles atteignent des pressions allant jusqu’à 1 000 bars avec un rendement élevé, même à des vitesses de rotation faibles à partir de 500 tr/min. Les faibles pulsations ménagent les composants en aval tels que les soupapes et les cylindres.

Leur conception compacte s’adapte aux salles des machines exiguës et leur disposition radiale élimine les forces axiales sur l’arbre. Cela prolonge leur durée de vie. De plus, elles régulent le volume en continu, ce qui permet d’économiser de l’énergie.

• Haute pression sans perte de puissance.
• Faible pulsation, idéal pour les systèmes sensibles.
• Longue durée de vie grâce à une construction robuste.

Les acheteurs techniques les choisissent pour les applications où la fiabilité est primordiale.

Inconvénients et défis

La conception complexe augmente les coûts par rapport aux pompes à engrenages. Les boîtiers à parois épaisses et les joints précis rendent la fabrication complexe. Les impuretés dans l’huile usent les pistons plus rapidement, car les tolérances sont étroites.

Les couples élevés nécessitent des entraînements puissants et la hauteur de construction dépasse parfois celle des pompes à pistons axiaux. La maintenance nécessite des connaissances spécialisées, car le démontage prend beaucoup de temps.

Néanmoins, les avantages l’emportent dans les applications haut de gamme.

Applications typiques dans le secteur B2B

Les pompes à pistons radiaux sont utilisées lorsque des pressions élevées et un débit précis sont requis. Dans les engins de chantier tels que les excavatrices ou les chargeuses sur pneus, elles alimentent les systèmes de transmission et de direction. Les presses utilisées dans la production exploitent leur montée en pression stable pour le formage et le poinçonnage.

Les responsables de production les utilisent dans les machines-outils, par exemple dans les machines de moulage par injection. L’hydraulique mobile bénéficie de leur capacité d’inversion. Les exploitants d’installations dans l’industrie sidérurgique apprécient leur longévité sous charge continue.

HK Hydraulik répare ces pompes sur des bancs d’essai modernes et garantit leur pleine fonctionnalité.

Comparaison avec d’autres pompes hydrauliques

Les pompes à pistons radiaux se distinguent par leur conception radiale et leur puissance de pression. Voici un aperçu:

Les pompes à pistons axiaux sont plus plates, mais conviennent mieux aux pressions plus faibles. Les pompes à engrenages marquent des points grâce à leur simplicité, mais perdent en termes de pulsation.

Caractéristiques techniques et possibilités de régulation

Les pompes à pistons radiaux classiques fournissent des débits volumétriques de 10 à 250 l/min à des vitesses de rotation de 500 à 3000 tr/min. La pression dépend du nombre de pistons et de la course – les modèles Hawe atteignent une pression continue de 700 bars.

La régulation s’effectue de manière mécanique-hydraulique ou électrique. Un actionneur déplace la bague de roulement et ajuste le volume du piston en continu. La régulation de pression limite automatiquement la pression de sortie.

Des normes telles que ISO 10771 définissent les procédures d’essai pour les pompes volumétriques. Les fabricants fournissent des fiches techniques avec une précision de 0, 1 % pour la mesure du couple.

Entretien et réparation des pompes à pistons radiaux

Les techniciens de maintenance vérifient régulièrement les pompes à pistons radiaux pour détecter les fuites et l’usure. Les défauts fréquents sont dus à la cavitation ou à la saleté: les pistons se coincent, les joints tombent en panne.

La maintenance comprend:

1. la vidange d’huile conformément aux instructions du fabricant
2. Contrôle des filtres et lubrification des roulements.
3. Mesure des vibrations pour une détection précoce.

Lors des réparations, les experts démontent le boîtier, remplacent les pistons et effectuent des tests sur des bancs d’essai. Les bancs d’essai simulent une charge pouvant atteindre 500 bars et 1 000 l/min, et enregistrent les données sous forme numérique. Les exploitants d’installations minimisent ainsi les pannes.

Normes et standards pour les pompes à pistons radiaux

La norme ISO 10771 régit les essais des pompes à pistons, la norme DIN EN ISO 3019-1 définit les exigences générales. La norme VDE 0113 complète les exigences en matière de régulation électrique. Les fabricants certifient leurs produits selon ces normes afin de garantir leur interopérabilité.

Les étudiants apprennent ces normes pendant leur formation afin de dimensionner les systèmes en toute sécurité.

Les pompes à pistons radiaux dominent les systèmes hydrauliques exigeants grâce à leur puissance. Les techniciens et les acheteurs misent sur elles lorsque la pression et la précision comptent.