Innenzahnradpumpe
Eine Innenzahnradpumpe ist eine rotierende Verdrängerpumpe, die Flüssigkeiten mithilfe zweier ineinandergreifender Zahnräder transportiert. Bei einer Innenzahnradpumpe läuft ein kleineres Außenzahnrad (Leerlaufrad) in einem größeren Innenzahnrad (Rotor bzw. Hohlrad mit Innenverzahnung). Durch die Drehbewegung bilden sich geschlossene Förderkammern, durch die das Medium von der Saug- zur Druckseite transportiert wird. Innenzahnradpumpen kommen vor allem in Hydrauliksystemen, in der Chemie, Lebensmitteltechnik sowie in Schmier- und Kraftstoffsystemen zum Einsatz.
Wie funktioniert eine Innenzahnradpumpe?
Das Funktionsprinzip der Innenzahnradpumpe basiert auf dem Verdrängerprinzip und durchläuft drei verschiedene Phasen:
- Ansaugphase: Sobald sich das Antriebsrad dreht, vergrößert sich auf der Saugseite der Raum zwischen den Zahnflanken. Dadurch entsteht ein Unterdruck, der das Fördermedium in die sich öffnenden Zwischenräume der Zahnräder zieht.
- Transportphase: Das Medium wird in den Zahnräumen eingeschlossen und entlang der Gehäusewand zur Druckseite transportiert. Eine sichelförmige Trennwand zwischen den Zahnrädern verhindert, dass die Flüssigkeit zurückströmt.
- Druckphase: Auf der Druckseite greifen die Zahnräder erneut ineinander. Dadurch verringert sich das Volumen zwischen den Zähnen, das Medium wird verdrängt und unter Druck aus der Pumpe gepresst. Dadurch ergibt sich ein gleichmäßiger Volumenstrom mit vergleichsweise wenig Pulsationen.
Vor- und Nachteile einer Innenzahnradpumpe
| Vorteile | Nachteile |
|---|---|
| gleichmäßige und pulsationsarme Förderung, leise im Betrieb | höherer Wartungsaufwand |
| geeignet für hochviskose Medien | teurer in der Anschaffung |
| geringes Gewicht | empfindlich gegenüber Feststoffpartikeln im Medium |
| selbstansaugend | begrenzte maximale Drehzahlen im Vergleich zu anderen Pumpentypen |
| lange Lebensdauer | bei sehr niedriger Viskosität geringerer volumetrischer Wirkungsgrad möglich |
Außenzahnradpumpe vs. Innenzahnradpumpe: So unterscheiden sie sich
Der Unterschied liegt vor allem im Aufbau: Bei der Außenzahnradpumpe sind die Zahnräder gleich groß und greifen von außen ineinander. Die Innenzahnradpumpe nutzt hingegen ein kleineres Innenzahnrad und ein größeres Außenzahnrad. Dadurch laufen sie in die gleiche Richtung. Bei Außenzahnradpumpen rotieren die Zahnräder in entgegengesetzte Richtungen.
Daher werden beide Zahnradpumpen en auch für verschiedene Einsatzzwecke genutzt:
- Außenzahnradpumpen: Geeignet für niedrig- bis mittelviskose Flüssigkeiten und sehr hohe Druckverhältnisse, werden vor allem in mobilen Hydrauliksystemen eingesetzt (z. B. Baumaschinen).
- Innenzahnradpumpe: Ideal für den Transport hochviskoser und empfindlicher Medien in stationären Hydraulikanwendungen (z. B. Hydraulikpresse).
Wie hoch ist der Druck einer Innenzahnradpumpe?
Je nach Modell und Anwendungsbereich wird eine Innenzahnradpumpe üblicherweise im Mittel- bis Hochdruckbereich eingesetzt. Ihr Druck liegt dabei meistens zwischen 150 und 300 bar. Dabei handelt es sich jedoch in erster Linie um Orientierungswerte, da der tatsächliche Druck von verschiedenen Faktoren abhängt:
- Viskosität des Mediums,
- Einlassdruck
- Drehzahl
- technische Konstruktion der Pumpe