Zahnradpumpen: Anwendungen

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Was ist/sind Zahnradpumpen? Definition:
➡ Die Zahnradpumpe ist eine langlebige und sehr robuste Pumpe, die Flüssigkeiten fördert und einen kraftübertragenden Antrieb bei Hydraulik Motoren ermöglicht. Zahnradpumpen gehören zur Gruppe der Verdrängerpumpen und kommen unter anderem als Öl- oder Kraftstoffpumpe in Autos oder als hydraulischer Kraftwandler in der Industrie zum Einsatz. Sie eignen sich für Anwendungen, die eine gleichmäßige Förderung und Dosierung von schmieriger und viskoser Flüssigkeit verlangen. Diese Art von Pumpe kann mittlere Drücke bis 300 bar standhalten.

Synonym(e): gear pump



Aufbau und Funktion der Zahnradpumpe

Funktion und Aufbau der Zahnradpumpe erklärt von A. Wendt

Die technisch leicht umzusetzenden Zahnradpumpen bestehen aus drei oder ggf. vier Bauteilen:

  1. Pumpengehäuse mit Zu- und Ablauf
  2. Antriebszahnrad
  3. Zahnrad, welches mit dem angetriebenen Zahnrad verzahnt ist
  4. ggf. Sichel (bei Innenzahnradpumpen)

Da Zahnradpumpen zu den Verdrängerpumpen gehören, arbeiten sie logischerweise nach dem Verdrängerprinzip. Dabei saugt die Pumpe auf der einen Seite die Flüssigkeit an und fördert sie Richtung Austrittsseite mit einem linearen Druck weiter. Aus diesem Grundprinzip haben sich verschiedene Bauarten ergeben:

  • Innenzahnradpumpen (Sichelpumpen)
  • Innenzahnringpumpen (Rotor- oder Eaton-Pumpen)
  • Außenzahnradpumpen
  • Schraubenpumpen (Schraubenverdichter)

Nicht zu verwechseln sind Zahnradpumpen mit Verzahnmaschinen.

Innenzahnrad- und Innenzahnringpumpen

Diese beiden Pumpenarten funktionieren ähnlich und verfügen ebenfalls über einen ähnlichen Aufbau. Anders als bei der Kreiselpumpe laufen bei der Innenzahnradpumpe zwei Zahnräder exzentrisch (unterschiedliche Mittelpunkte). Zwischen dem großen Zahnrad außen und dem kleineren Innenzahnrad befindet sich eine Sichel, weswegen sie auch den Namen Sichelpumpe trägt. Die beiden Rotoren, welche sich ineinander verzahnen, fördern Flüssigkeit in den Zahnlücken. Innenverzahnte Zahnradpumpen sind vor allem für Anwendungen, die eine geringe Pulsation und einen ruhigen Lauf benötigen, nützlich. Mithilfe dieser Pumpenart werden große Saughöhen und hohe Differenzdrücke generiert, was einen überdurchschnittlich hohen Gesamtwirkungsgrad zur Folge hat.

Die Zahnringpumpe heißt nach ihrem Entwickler auch Eaton-Pumpe und ist ebenfalls exzentrisch. Es handelt sich hierbei um ein kleineres Zahnrad innen und einem größeren Zahnring außen. Das Innenzahnrad greift nur an einer Stelle in den Zahnring, sodass auf der gegenüberliegenden Seite der Kraftübertragung ein Hohlraum entsteht, durch den das Fördermedium transportiert wird. Förderhöhe und Fördermenge sind von der Gewichtskraft der Flüssigkeit und der Drehzahl des Laufrades abhängig und variieren daher stark. Hochviskose Medien können beispielsweise keine große Förderhöhe oder Fördermenge erreichen. Die Fördermenge wird in Liter pro Minute (l/min) angegeben. Meist treibt ein Dienststrommotor die Zahnradpumpe an.

Außenzahnradpumpen und Schraubenpumpen

Die Außenzahnradpumpe hält sich an ein ganz anderes Funktionsprinzip. In diesem Fördersystem befinden sich zwei Zahnräder nebeneinander in einem rechteckigen Gehäuse mit gegenüberliegenden, abgerundeten Seiten. An den beiden abgerundeten Seiten sind auch Zu- und Ablauf zu finden. Die gleich großen Zahnräder laufen in der Rotationsbewegung aufeinander zu und greifen ineinander. Wenn der Motor die Zahnräder antreibt, entsteht ein Unterdruck, der die Flüssigkeit ansaugt. Nachfolgend wird sie zwischen Gehäuse und Zahnrädern gefördert, indem sich die Zahnräder gegenseitig mit Flüssigkeit auffüllen und so eine gleichmäßige Pumpenförderung ermöglicht wird. Jedoch hat diese Pumpenart auch eine Schwachstelle: Zwischen der Zahnradspitzen und der Gehäusewand entstehen Leckströme, die von der Präzision der Bauausführung, der Temperatur, der Dichte und dem Transportmedium abhängen. Außenverzahnte Zahnradpumpen werden vor allem zur Förderung von aggressiven, niedrigviskosen und toxischen Flüssigkeiten eingesetzt und können relativ hohen Drücken standhalten. Deswegen gehören sie zu der Gruppe der Chemiepumpen.

Schraubenpumpen, die auch Schraubenverdichter heißen, funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip. Wie der Name schon sagt, kommen bei Schraubenpumpen aber anstatt der Zahnräder Schrauben mit einer Gewindesteigerung zum Einsatz, die schrägverzahnt ineinander greifen. So kann diese Art Zahnradpumpe höhere Arbeitsdrücke aushalten, komprimiert das Gas jedoch gleichzeitig.

Anwendungs- und Einsatzgebiete

  • Öl- und Kraftstoffpumpen in der Automobilproduktion
  • Wasserpumpen und Dosierpumpen in vielzähligen Branchen
  • hydraulische Kraftwandler in Baumaschinen, Traktoren
  • Handwerk
  • Kautschukproduktion

Jede Art von Zahnradpumpen wird aber jeweils zusätzlich in anderen Bereichen eingesetzt:

  1. Die unsensible Schraubenpumpe wird vor allem für die Förderung von Flüssigkeit mit hohen Temperaturen und wegen der geringen Geräuschentwicklung in Bühnen Hydraulik benutzt
  2. Da Zahnradpumpen allgemein sehr robust sind, können sie sogar zähe und verunreinigte Flüssigkeiten mit mittlerem Betriebsdruck von bis zu 300 bar fördern. Der Druck ist dabei maßgeblich von der Last abhängig: Je schwerer die Last, desto größer die Drücke
  3. Zahnringpumpen hingegen sind am häufigsten als Motorölpumpen (Zahnradmotoren) vertreten.

Marktübersicht

Relvante Unternehmen für Zahnradpumpen sind Axflow, Linn, Verder (Verdergear), Witte, Gather