Kolbenpumpe oder Membranpumpe? Funktion, Aufbau und Vergleich

Kolbenpumpen gehören zu den ältesten und vielseitigsten Pumpenbauarten. Sie erzeugen hohe Drücke und fördern sehr gleichmäßige Volumen pro Hub. In vielen Anwendungen der Industrie steht jedoch die Frage im Raum: Kolbenpumpe oder Membranpumpe? Dieser Ratgeber erklärt Funktion, Aufbau und Bauarten der Kolbenpumpe und zeigt, wann eine Druckluftmembranpumpe (AODD-Pumpe) die wirtschaftlichere Lösung ist.

Kurz erklärt: Eine Kolbenpumpe (englisch piston pump bzw. reciprocating pump) ist eine oszillierende Verdrängerpumpe. Ein Kolben bewegt sich in einem Zylinder hin und her, saugt beim Rückhub Flüssigkeit an und drückt sie beim Vorhub über ein Ventil in die Druckleitung.

Wie funktioniert eine Kolbenpumpe?

Das Funktionsprinzip der Kolbenpumpe – oft auch Hubkolbenpumpe genannt – beruht auf zwei Takten:

Saughub: Der Kolben bewegt sich aus dem Zylinder heraus. Im Zylinderraum entsteht Unterdruck, das Saugventil öffnet sich und Flüssigkeit strömt nach. Das Druckventil bleibt geschlossen.
Druckhub: Der Kolben fährt in den Zylinder hinein. Der Druck steigt, das Saugventil schließt, das Druckventil öffnet sich und das Medium wird in die Druckleitung verdrängt.

Weil pro Hub immer dasselbe Volumen verdrängt wird, ist die Fördermenge nahezu unabhängig vom Gegendruck. Der Förderstrom ist allerdings pulsierend – bei einfach wirkenden Pumpen stärker als bei doppelt wirkenden oder mehrzylindrigen Bauarten.

Aufbau einer Kolbenpumpe

Bauteil	Aufgabe
Zylinder	Arbeitsraum, in dem das Medium verdrängt wird
Kolben bzw. Plunger	Bewegliches Verdrängerelement
Kolbendichtung / Packung	Dichtet Kolben gegen Zylinder ab – Verschleißteil
Saug- und Druckventil	Rückschlagventile (Kugel, Teller oder Kegel), steuern die Strömungsrichtung
Antrieb	Elektromotor mit Kurbeltrieb, Druckluftmotor, Elektromagnet oder Handhebel

Bauarten im Überblick

Hubkolbenpumpe mit Kurbeltrieb

Der klassische Aufbau: Ein Motor treibt über Kurbelwelle und Pleuel den Kolben an. Mehrzylindrige Plungerpumpen erreichen sehr hohe Drücke, etwa in Hochdruckreinigern oder Prozessanlagen.

Pneumatische Kolbenpumpe

Hier bewegt ein Druckluftkolben direkt den Förderkolben. Über unterschiedliche Kolbenflächen entsteht ein Übersetzungsverhältnis: Die Pumpe erzeugt am Ausgang ein Vielfaches des Luftdrucks. Pneumatische Kolbenpumpen werden deshalb häufig für Fette, Dichtstoffe und Airless-Lackierungen eingesetzt.

Schwingkolben- bzw. Schwingankerpumpe

Ein Elektromagnet versetzt einen Anker mit Kolben in Schwingung – meist im Takt der Netzfrequenz. Schwingkolbenpumpen sind klein und günstig und finden sich z. B. in Kaffeevollautomaten, Reinigungsgeräten und Kleingeräten. Für den industriellen Dauerbetrieb mit Chemikalien sind sie in der Regel nicht ausgelegt.

Reihenkolbenpumpe

Mehrere Pumpenelemente sind in einer Reihe angeordnet und werden von einer Nockenwelle betätigt. Bekannt ist die Bauart vor allem aus der Kraftstoffeinspritzung von Dieselmotoren.

Kolbendosierer und Kolbenmembranpumpe

Kolbendosierer fördern exakt definierte Volumen pro Hub und werden zum Dosieren eingesetzt. Bei der Kolbenmembranpumpe bewegt der Kolben eine Hydraulikflüssigkeit, die wiederum eine Membran auslenkt. So kommt das Fördermedium nicht mit dem Kolben in Berührung – typisch für Prozess-Dosierpumpen.

Kolbenluftpumpe

Die einfachste Form ist die Kolbenluftpumpe, etwa die Fahrradpumpe: Kolben, Zylinder und Rückschlagventil verdichten Luft statt Flüssigkeit. Das Prinzip ist dasselbe.

Anwendungen der Kolbenpumpe

Hochdruckanwendungen (Reinigung, Wasserstrahl, Prüfstände)
Präzises Dosieren von Additiven und Chemikalien
Fett- und Schmierstoffförderung, Dichtstoffe, Airless-Lackieren
Kraftstoffeinspritzung, Hydraulik

Kolbenpumpe oder Druckluftmembranpumpe – der Vergleich

Auch die Druckluftmembranpumpe ist eine oszillierende Verdrängerpumpe. Statt eines Kolbens arbeiten zwei Membranen, die das Medium vollständig vom Antrieb trennen. Wie das genau funktioniert, lesen Sie im Ratgeber Wie funktioniert eine Druckluftmembranpumpe?

Kriterium	Kolbenpumpe	Druckluftmembranpumpe
Erreichbarer Druck	Sehr hoch (je nach Bauart bis in den dreistelligen bar-Bereich)	Bis ca. Luftdruck; mit Hochdruckausführung 2:1 entsprechend höher
Dosiergenauigkeit	Sehr gut	Gut, aber druckabhängig
Abrasive Medien, Feststoffe	Kritisch – Kolbendichtung verschleißt	Gut geeignet, keine gleitenden Dichtungen im Medium
Trockenlauf	Meist nicht zulässig	Trockenlaufsicher
Gegen geschlossenen Schieber	Überdruckventil zwingend nötig	Pumpe bleibt einfach stehen
Selbstansaugend	Ja	Ja, auch trocken
Explosionsschutz	Abhängig vom Antrieb	Ohne Elektrik, ATEX-Ausführungen verfügbar
Wartung	Dichtungen, Ventile, Antrieb	Membranen und Ventile, einfach zu tauschen

Wann ist die Kolbenpumpe die bessere Wahl?

Wenn Sie sehr hohe Drücke benötigen oder auf den Milliliter genau dosieren müssen, ist eine Kolben- oder Kolbenmembranpumpe meist im Vorteil.

Wann ist die Druckluftmembranpumpe die bessere Wahl?

Für das Umfüllen, Fördern und Entleeren von Chemikalien, Lacken, Schlämmen, Abwasser oder viskosen Medien spielt die AODD-Pumpe ihre Stärken aus: keine Kolbendichtung im Medium, trockenlaufsicher, unempfindlich gegen Feststoffe und ohne Elektrik im Ex-Bereich einsetzbar.

Häufige Fragen

Was heißt Hubkolbenpumpe auf Englisch?

Üblich sind reciprocating piston pump oder kurz piston pump. Plungerpumpen heißen plunger pump.

Welchen Druck schafft eine Kolbenpumpe?

Das hängt von Bauart, Kolbendurchmesser und Antriebsleistung ab. Einfache Pumpen arbeiten mit wenigen bar, Plunger-Hochdruckpumpen mit mehreren hundert bar.

Ist eine Membranpumpe eine Kolbenpumpe?

Nein, beide sind aber oszillierende Verdrängerpumpen. Bei der Membranpumpe übernimmt eine flexible Membran die Aufgabe des Kolbens und trennt Medium und Antrieb hermetisch.

Sie sind unsicher, welche Pumpe zu Ihrem Medium passt? Nennen Sie uns Medium, Fördermenge und Förderhöhe – wir empfehlen Ihnen die passende Versamatic®-Druckluftmembranpumpe.

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