Die größte Ausstellergruppe auf der ACHEMA zeigt Pumpen und Kompressoren. Nun gibt es Pumpen ja schon recht lange - wohl kaum ein Laie würde darin Hightech oder komplette Neuheiten vermuten. Trotzdem kommen jedes Jahr einige hundert neue Modelle auf den Markt. Warum ist das so, und wer braucht all diese verschiedenen Pumpen?

Pumpen gehören zu den am häufigsten eingesetzten Komponenten im Anlagenbau. Einer Faustregel zufolge kommt bei der BASF in Ludwigshafen auf jeden Mitarbeiter eine Pumpe - und im BASF-Werk in Ludwigshafen arbeiten rund 20.000 Menschen! Diese Pumpen erfüllen ganz unterschiedliche Zwecke. Die meisten befördern Substanzen von A nach B. Diese Substanzen können dünn- oder zähflüssig sein. Manche enthalten Feststoffe und sind eher Schlämme als Flüssigkeiten. Die Stoffe in den Rohren dürfen beim Kontakt mit der Pumpe nicht verunreinigt werden. Einige Substanzen sind aggressiv und greifen z. B. Dichtungsmaterialien an.

Manche Pumpen müssen sehr hohe Drücke erzeugen, andere sehr gleichmäßige. Manche müssen hohe Temperaturen aushalten - und so weiter und so fort. Andere Pumpen sollen Gase befördern oder sie entfernen, sprich niedrige Drücke oder sogar ein Vakuum erzeugen. Wenn man sich vor Augen führt, wie viele verschiedene Anwendungen es gibt und wie unterschiedlich die Anforderungen im Einzelnen sind, dann ist es nicht mehr verwunderlich, dass es derart viele und immer wieder neue Pumpen gibt.

Wie funktionieren Pumpen?

Die einfachste Art von Pumpe, die ihr sicher alle kennt, ist der Blasebalg . Man kann unmittelbar beobachten, wie er funktioniert: Wenn man die Hebel auseinanderbewegt, wird der Luftsack auseinandergezogen; dadurch strömt Luft hinein. Dann wird der Sack wieder zusammengepresst, und die Luft strömt heraus. Dabei wird beim Blasebalg ein- und dieselbe Öffnung als Luftein- und -auslass benutzt. Vor allem im Mittelalter wurden Blasebalge in Schmieden verwendet, um die Glut in der Feuerstelle auf die richtige Temperatur zu bringen.

Komplizierter als der Blasebalg ist schon die Fahrradpumpe. Der Kolben wird hochgezogen, und dadurch strömt Luft durch ein Ventil in die Pumpe. Wird die Luft durch den Kolben wieder herausgedrückt, geschieht dies durch eine andere Öffnung. Solche Kolbenpumpen wurden schon vor über 2000 Jahren von den Griechen erfunden und vor allem zur Wasserbeförderung verwendet. Später wurden sie dann z. B. beim Bau von Dampflokomotiven eingesetzt. Sie sind mechanisch sehr einfach zu konstruieren, haben allerdings einige Nachteile. Der Gravierendste ist, dass das Pumpen stoßweise erfolgt. Der Druck wird kurzfristig stark erhöht, dann fällt er wieder ab. Das ist für viele Vorgänge in Fabriken, wo Flüssigkeiten ganz gleichmäßig strömen sollen, ungeeignet. Ein Ausweg ist es, mehrere Kolbenpumpen parallel zu betreiben und etwas zeitversetzt arbeiten zu lassen. Dann gibt es zwar immer noch Druckschwankungen, aber die sind weit weniger stark.

Solche Kolbenpumpen, die im Grunde genauso funktionieren wie eure Fahrradpumpe, werden tatsächlich in der Industrie eingesetzt. Das geschieht heutzutage vor allem da, wo man besonders hohen Druck erzeugen möchte. Will man verhindern, dass das beförderte Gut in die Pumpe kommt (weil sich dort z.B. Körnchen absetzen könnten, die die Pumpe kaputt machen), kann man eine Membran davor spannen, die die Mechanik der Pumpe vom Inneren der Rohrleitung abtrennt, die Druckimpulse aber weitergibt. Auch Gase lassen sich mit solch einer Membranpumpe sehr gut transportieren.

Etwas "eleganter" ist die Schlauchpumpe , die in der nebenstehenden Abbildung  einmal von der Seite und einmal von vorne gezeigt wird. Das Rad in der Mitte dreht sich, so, dass die Auswölbungen den Schlauch quetschen und das Fördergut durch ihn hindurch drücken. Die Vorteile dieser Pumpe sind unter anderem eine gleichmäßigere Förderung im Vergleich zur Kolbenpumpe (aber auch hier pulsiert der Druck immer noch), die einfache Reinigung und dass sich dadurch, dass der Schlauch dauernd in Bewegung ist, keine Körnchen an seiner Oberfläche absetzen können. Ein großer Nachteil der Schlauchpumpe ist allerdings, dass der Schlauch durch das ständige Quetschen sehr schnell kaputt geht und deshalb oft ausgewechselt werden muss. Diese Pumpen können in ganz verschiedenen Bereichen eingesetzt werden. Pumpen mit ganz dünnen Schläuchen werden z. B. in Herz-Lungen-Maschinen verwendet. Größere Schlauchpumpen kommen bei der Getränkeherstellung oder auch zur Beförderung von Beton zum Einsatz.

Wie kann man nun aber Flüssigkeiten mit Hilfe einer Pumpe gleichmäßig strömen lassen?
Das geschieht mit einer so genannten Kreiselpumpe . Auch wenn es sich zunächst komisch anhört, kann man ihre Funktionsweise sehr gut mit einer Kaffeetasse vergleichen. Rührt man mit einem Löffel in der Tasse, wird der Kaffee von der Mitte aus am Rand nach oben steigen. Dabei steigt der Kaffee um so höher empor, je schneller man mit dem Löffel rührt. Durch das Rühren werden Fliehkräfte wirksam und es entsteht eine Strömung in der Tasse. Im Gehäuse der Kreiselpumpe dreht sich natürlich kein Löffel. Dort ist ein mit Schaufeln besetztes Laufrad angebracht, das sich dreht und die einströmende Flüssigkeit auf eine Kreisbahn nach außen zwingt, wie man in der Abbildung an der Seite sehen kann. Dadurch wird am Auslass genug Druck erzeugt, um die Flüssigkeit ununterbrochen durch die Rohre zu pumpen. Durch das hintereinander Schalten mehrerer solcher Pumpen kann man die Flüssigkeiten sehr hoch hinauf befördern. Kreiselpumpen sind beliebt und werden sehr häufig verwendet. Sie werden z. B. in Wasserwerken eingesetzt oder auch von der Feuerwehr zur Beförderung des Löschwassers. Zum Befördern von Gasen sind sie allerdings nicht geeignet.