Die Zahnradpumpe besteht im Prinzip aus drei Bauteilen: Gehäuse mit Zu- und Ablauf, sowie Zwei Zahnräder. Eins davon wird angetrieben. Die Zahnradpumpen werden häufig unterschieden in Außenzahnradpumpen und Innenzahnradpumpen. Wobei die häufigere Bauform dabei die Außenzahnradpumpe sein wird.
Vorteile von Zahnradpumpen
Der Aufbau der Außenzahnradpumpe ist bewusst einfach gehalten. Die Pumpe ist robust und relativ unempfindlich gegenüber Schmutz. Sie kann in einem großen Drehzahl- und Viskositätsbereich eingesetzt werden und ist darüberhinaus relativ preiswert.
Funktionsweise
Der für den Ansaugstrom erforderliche Unterdruck im Saugraum bildet sich durch Volumenvergrößerung, wenn jeweils ein Zahn und eine Zahnlücke außer Eingriff kommen. Im Druckraum tauchen Zähne und Zahnlücken wieder ineinander und verdrängen das Fluid Richtung Auslass, wobei der Volumenstrom einer Pulsation unterliegt.
Bei der Außenzahnradpumpe mit Evolventenverzahnung wird das zu fördernde Medium in den Räumen zwischen Zähnen und Gehäuse transportiert. Die Pumpe ist durch den einfachen Aufbau robust und preiswert.
Eine Zahnradpumpe fördert relativ gleichmäßig das zu pumpende Medium und kann mittlere Drücke bis ca. 200–300 bar aufbauen. Der Druck stellt sich wie in jedem hydraulischen System durch das Fördern des Mediums gegen eine Last ein.
Einsatzgebiete von Zahnradpumpen
Hier sind einige typische Anwendungen von Zahnradpumpen:
- Medizintechnik: In der Medizintechnik werden Zahnradpumpen beispielsweise verwendet, um Vergussmaterialien zuverlässig zu verarbeiten, z. B. zur Herstellung von künstlichen Lungen oder Dialysefiltern.
- Baumaschinen und Landmaschinen: Zahnradpumpen kommen in Baumaschinen, Traktoren und Hydraulikaggregaten zum Einsatz.
- Automobilindustrie: Als Ölpumpen oder Kraftstoffpumpen in Autos.
- Industrielle Anwendungen: Zahnradpumpen dienen als hydraulische Kraftwandler und eignen sich für gleichmäßige Förderung und Dosierung von schmierigen und viskosen Flüssigkeiten.
- Heizungsindustrie: Ebenfalls werden die Pumpen zur Förderung von Brennstoffen eingesetzt.
Die genaue Dosierung hängt übrigens auch von der Präzision der Zahnräder und der Steuerung der Rotationsgeschwindigkeit ab. Zahnradpumpen bieten den Vorteil einer relativ konstanten und pulsationsarmen Dosierung, was in vielen Anwendungen von Nutzen ist.
Berechnungsbeispiel
Die Pumpe hat laut Datenblatt eine Volumenstrom Q=14ccm/U, somit ist das annähernd das Fluid in dem Zahnraum pro einer Umdrehung.
Elektromotor 1000U/min * 14ccm = ca. 14l/min
Elektromotor 1500U/min * 14ccm = ca. 21l/min
Zur Innenzahnradpumpe
Eine Innenzahnradpumpe ist eine Maschine zur Förderung von Flüssigkeiten und zum kraftübertragenden Antrieb von Hydraulikmotoren. Sie besteht im Prinzip aus zwei Bauteilen: einem Gehäuse mit Zu- und Ablauf sowie zwei Zahnrädern. Das äußere Zahnrad (Hohlrad) ist innen verzahnt, während das innen laufende Ritzel kleiner ist. Das zu fördernde Medium wird in den Räumen zwischen den Zahnlücken der beiden Zahnräder gefördert. Innenzahnradpumpen sind vor allem für Anwendungen geeignet, die eine geringe Pulsation und einen ruhigen Lauf erfordern. Sie können große Saughöhen und hohe Differenzdrücke generieren, was zu einem überdurchschnittlich hohen Gesamtwirkungsgrad führt
Das treibende Zahnrad (Ritzel) läuft exzentrisch in der Innenverzahnung des äußeren Zahnradgehäuses.
Durch den sich im Volumen verändernden Verdrängungsraum zwischen den Zahnlücken wird das Medium gefördert. Die Innenzahnradpumpe ermöglicht nahezu pulsationsfreie Förderung von viskosen Flüssigkeiten und zeichnet sich durch einen hohen Wirkungsgrad aus.
Einsatzgebiete
In der Automobilindustrie werden Innenzahnradpumpen in Kraftstoffeinspritzsystemen verwendet, um den Treibstoff mit konstantem Druck zu liefern. Innenzahnradpumpen kommen auch in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie zum Einsatz, z. B. für den Transport von Sirup, Saft oder Schokolade.