Außenzahnradpumpen: Betrieb, Merkmale und Vorteile Dezember 2, 2024 Was ist eine Außenzahnradpumpe? Außenzahnradpumpen sind eine Art von rotierenden Verdrängerpumpen, die auf das späte sechzehnte Jahrhundert zurückgehen. Sie wurden oft von Wasserrädern angetrieben, da sie die einfache Rotation von Zahnrädern zum Fördern von Flüssigkeiten nutzen können. Außenzahnradpumpen haben sich zur einfachsten und häufigsten Art von rotierenden Verdrängerpumpen entwickelt. Typischerweise haben Außenzahnradpumpen zwei Zahnräder auf separaten Wellen, wobei eine Welle mit einem Motor verbunden ist. Die Antriebsarten, die Größe und die Konstruktionsmaterialien sind je nach Branche und Anwendung sehr unterschiedlich. Außenzahnradpumpen gibt es mit Fördermengen von 20 ml/min bis über 50 L/min, mit Drücken bis zu 500 bar. Schrägverzahnung einer Außenzahnradpumpe von Diener Precision Pumps Funktionsweise von Außenzahnradpumpen Die Funktionsweise einer Außenzahnradpumpe ist recht einfach. Zwei Zahnräder drehen sich innerhalb einer festen Hohlraumkammer. Die Abstände zwischen den rotierenden Zahnrädern und dem Hohlraum sind so gering wie möglich gehalten, damit sie die Flüssigkeit in die Pumpe ziehen können. Wenn sich die Zahnräder drehen, wirken die Zwischenräume zwischen den Zahnrädern wie kleine Kammern, die kleine Flüssigkeitsmengen um den Rand des Hohlraums bewegen. Wenn diese Kammern die Auslassseite der Pumpe erreichen, wird die Flüssigkeit ausgestoßen, da der Zahneingriff verhindert, dass sie zurück zur Einlassseite entweicht. Dieser Vorgang wird für jeden Zahn wiederholt, was zu einer sehr gleichmäßigen Förderung der Flüssigkeit führt. Flüssigkeitsstrom beim Eingriff der Zahnräder in einer Außenzahnradpumpe Zahnradtypen Die Zahnräder in einer Außenzahnradpumpe lassen sich im Allgemeinen in drei Kategorien einteilen: Stirnräder, Schrägverzahnungen und Fischgräten. Stirnrad: Stirnräder haben Zähne, die parallel zur Zahnradachse verlaufen, und werden meist in Anwendungen eingesetzt, bei denen die Flüssigkeit Schmiereigenschaften aufweist und/oder die Pumpe in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung arbeitet. Schrägverzahnt: Die Zähne in einer Schrägzahnradpumpe sind im Verhältnis zur Welle leicht angewinkelt (normalerweise 3-10 Grad). Durch diese Schrägstellung greifen die ineinander greifenden Zahnräder während der Drehung allmählich ineinander, was die Lebensdauer erhöht und die Geräuschentwicklung verringert. Die ausgezeichneten selbstansaugenden Eigenschaften eines Schrägzahnrads sind denen eines Stirnrads ähnlich. Fischgrät: Bei Fischgrätenzahnrädern sind die Schrägungswinkel in der Regel V-förmig, wodurch die Axialkraft ausgeglichen wird. Diese Zahnräder sind teurer in der Herstellung und werden in der Regel in Kraftübertragungssystemen und/oder Hochdruck-Hydraulikpumpen eingesetzt. Zahnräder in einer Außenzahnradpumpe können stirn-, schräg- oder fischgrätenförmig sein. Vorteile einer Außenzahnradpumpe Außenzahnradpumpen arbeiten mit einem hohen hydraulischen Wirkungsgrad und sind sehr kompakt. Sie können im Vorwärts- und Rückwärtsgang arbeiten, sind selbstansaugend und haben daher eine hohe Trockenhebefähigkeit. Fördermenge und Druck sind direkt proportional zur Drehzahl und liefern einen gleichmäßigen, impulsfreien Förderstrom. Sie können ein breites Spektrum an Flüssigkeitsviskositäten über einen relativ hohen Temperaturbereich fördern. Eine wichtige Unterkategorie von Zahnradpumpen sind magnetisch gekoppelte Zahnradpumpen. Diese Pumpen haben keine dynamische Dichtung, was zu einer langen Lebensdauer ohne das Risiko einer externen Leckage führt. Limitations of an External Gear Pump Außenzahnradpumpen sind auf interne Lager angewiesen, um die Zahnräder zu tragen. Die Flüssigkeit schmiert die Kontaktflächen, so dass die Pumpen nicht über einen längeren Zeitraum „trocken“ betrieben werden sollten. Die engen internen Abstände, die die Pumpen so effizient machen, können beschädigt werden, wenn harte Feststoffe hindurchgehen. Diese engen Abstände ermöglichen es der Pumpe auch, hohe Einlassvakua zu erzeugen, die, wenn sie nicht überwacht werden, zu Kavitationsschäden an den Innenflächen führen können. Die sorgfältige Berücksichtigung der Konstruktionsmöglichkeiten der Pumpe ist entscheidend für einen erfolgreichen Betrieb. Wird die Pumpe zu langsam gedreht, kann die Flüssigkeit nicht die Grenzschichten bilden, die für eine geringe Reibung und eine längere Lebensdauer erforderlich sind. Wird der erforderliche Spielraum für die Wärmeausdehnung nicht berücksichtigt, kann es bei hohen Temperaturen zu Problemen kommen. Eine Außenzahnradpumpe erhöht im Falle einer Verstopfung weiterhin den Druck in der Pumpe, so dass eine Überwachung des Drucks in der Pumpe dringend empfohlen wird, um Schäden an der Pumpe und/oder dem System zu vermeiden. Zahnradpumpen werden nicht für den Einsatz mit thixotropen Flüssigkeiten empfohlen. DPP-Ingenieure stehen zur Verfügung, um Sie bei diesen und anderen Überlegungen zu beraten. Konstruktionswerkstoffe Wie die folgende Liste zeigt, können Zahnradpumpen aus einer Vielzahl von Materialien gebaut werden. Eine überlegene Lebensdauer und optimierte Kosten können durch die genaue Abstimmung der Konstruktionsmaterialien auf die Flüssigkeit erreicht werden. Während Außenzahnradpumpen üblicherweise aus Gusseisen hergestellt werden, können diese Pumpen dank neuerer Materialien auch Flüssigkeiten wie Schwefelsäure, Natriumhypochlorit, Eisenchlorid, Natriumhydroxid und Hunderte anderer korrosiver Flüssigkeiten verarbeiten. Äußere Teile (Kopf, Gehäuse, Halterung) – Eisen, Sphäroguss, Stahl, Edelstahl, Hochlegierungen, Verbundwerkstoffe, PPS, ETFE Wellen – Stahl, Edelstahl, hochlegierte Werkstoffe, Aluminiumoxid-Keramik, PEEK Zahnräder – Stahl, Edelstahl, Hartmetalle, PTFE, PPS, PEEK Buchsen/Lager – Kohlenstoff, Bronze, Siliziumkarbid, Nadellager, PEEK, Wellendichtung – Packung, Lippendichtung, Bauteil-Gleitringdichtung, Magnetkupplung Was zeichnet qualitativ hochwertige Zahnradpumpen aus? Lange Lebensdauer Zahnradpumpen sind für ihre relativ lange Lebensdauer bekannt. Die richtige Anwendung ist jedoch von entscheidender Bedeutung. Deshalb bieten wir bei Diener Precision Pumps unseren Kunden stets umfassende Unterstützung, um die Konstruktion ihrer maßgeschneiderten Pumpe optimal auf ihre Anwendung abzustimmen. Zu den wichtigsten Konstruktionsaspekten gehören die richtige Lagergröße, ausreichende Schmierwege zwischen Lager und Welle, eine hohe Qualität der Verzahnung und die Auswahl des richtigen Zahnradmaterials. Aus Sicht der Anwendung ist es wichtig, dass die Art der Flüssigkeit, die Sauberkeit, der Druck, die Geschwindigkeit und die Temperatur berücksichtigt werden. Die Lebenserwartung einer Pumpe ist proportional zu all diesen Faktoren. Deshalb arbeitet unser Konstruktions- und Entwicklungsteam eng mit unseren Kunden zusammen, um die Konstruktion und die Eigenschaften der Pumpe zu optimieren und minimalen Verschleiß, lange Lebensdauer und optimale Leistung zu gewährleisten. Wiederholbare Leistung Die Zahnradpumpen von DPP werden mit Toleranzen im Mikrometerbereich gefertigt, wodurch eine zuverlässige, wiederholbare Leistung von Pumpe zu Pumpe gewährleistet wird. Dies ist besonders wichtig für Anwendungen, bei denen die Pumpe Fördermengen innerhalb eines engen Drehzahlbereichs liefern muss. Es ist auch wichtig für „Ein/Aus“-Anwendungen, bei denen die Pumpe für kurze Zeit auf hohe Drücke hochgefahren wird – zum Beispiel bei Hochdruck-Dosiervorgängen mit Ein/Aus-Zyklen. Auslaufsicher Die meisten Außenzahnradpumpen verwenden eine Wellendichtung, um Leckagen zu verhindern. Dichtungen sind ein Verschleißteil und damit ein lebensdauerbegrenzender Teil der Konstruktion. Die meisten Präzisionszahnradpumpen von Diener verwenden eine Magnetkupplung anstelle einer Dichtung, was eine breitere chemische Verträglichkeit und eine lange Lebensdauer gewährleistet.
