Innere vs. äußere Zahnradpumpe: Welche hydraulische Bauart passt?

Innenzahnradpumpe vs. Außenzahnradpumpe Die Auswahl beginnt mit der Geometrie. Eine Außenzahnradpumpe verwendet zwei ähnliche, außenverzahnte Zahnräder, die ineinandergreifen. Eine Innenzahnradpumpe platziert ein kleineres Außenzahnrad in einem größeren, innenverzahnten Ring, üblicherweise mit einem sichelförmigen Trennelement dazwischen. Beide sind Verdränger-Rotationspumpen, aber ihr Strömungsweg, ihre Bauform, ihr Geräuschverhalten, ihre Medientoleranz, ihr Ansaugverhalten, ihr Wartungsansatz und die verfügbaren hydraulischen Ausführungen unterscheiden sich. Keine der beiden Anordnungen ist universell besser. Vergleichen Sie für eine hydraulische Anwendung die Herstellerangaben zu Druck, Drehzahl, Viskosität, Temperatur, Verdrängungsvolumen, Wirkungsgrad, Verschmutzung und Montage am tatsächlichen Betriebspunkt – statt allgemeiner Aussagen, die aus Prozesspumpen-Anwendungen übernommen wurden.

Wie eine Außenzahnradpumpe Öl fördert

Das Antriebsrad treibt ein Zwischenrad in einem passgenauen Gehäuse an. Wenn sich die Zähne am Einlass trennen, vergrößert sich das Kammervolumen und Öl strömt ein. Die Flüssigkeit wird an der Außenseite beider Zahnräder zwischen den Zahnlücken und dem Gehäuse transportiert. Am Auslass greifen die Zahnräder wieder ineinander, wodurch das Volumen verringert und Öl in den Druckanschluss verdrängt wird. Die Eingriffszone verhindert, dass Öl direkt durch die Mitte fließt.

Äußere hydraulische Zahnradpumpen werden wegen ihrer kompakten Bauweise, relativ wenigen Teile, ihres konstanten Verdrängungsvolumens und ihrer unkomplizierten Integration geschätzt. Ihr Fördervolumen weist eine periodische Komponente im Zusammenhang mit dem Zahneingriff auf, und der Druck erzeugt Lager- und Gehäusebelastungen, die die Konstruktion aufnehmen muss. Die tatsächliche Leistung hängt stark vom axialen Spiel, dem Lagerzustand, dem Gehäueverschleiß, der Viskosität des Öls, der Drehzahl und dem Differenzdruck ab.

Wie eine Innenzahnradpumpe Öl fördert

Das kleinere Antriebszahnrad rotiert exzentrisch im inneren Hohlrad. Wenn sich die Zähne trennen, vergrößern sich die Hohlräume und nehmen Flüssigkeit auf. Öl wandert um den sichelförmigen Trennkörper in den Zwischenräumen der beiden Zahnräder. Wenn die Zähne wieder ineinandergreifen, verringert sich das Kammervolumen und die Flüssigkeit tritt durch den Auslass aus. Die Sichel trennt die Saug- und Druckseite bei Konstruktionen, die diese Anordnung nutzen.

Der längere, gleichmäßigere Eingriff kann bei entsprechenden Konstruktionen eine pulsationsarme und relativ ruhige Arbeitsweise unterstützen. Interne Zahnradmechanismen werden auch in Prozesspumpen für viskose Flüssigkeiten eingesetzt, das bedeutet jedoch nicht, dass jede industrielle Innenzahnradpumpe für mobile Hydraulikdrücke geeignet ist. Vergewissern Sie sich, dass es sich bei dem genauen Produkt um eine Hydraulikpumpe mit geeigneten Lagern, Werkstoffen, Dichtungen, Anschlüssen und Leistungsdaten handelt.

Praxisvergleich für Hydraulikkäufer

Die Druckbeständigkeit lässt sich nicht aus der Zahnart ableiten.

Suchergebnisse behaupten oft, dass eine bestimmte Zahnradanordnung immer höheren Druck erzeugt. Diese Abkürzung ist unsicher. Die Druckfestigkeit ist eine Eigenschaft der gesamten Pumpe: Zahnform, Wellen- und Lagerbelastungen, Gehäusesteifigkeit, Seitenkompensation, Werkstoffe, Befestigungselemente, Dichtungen, Schmierung, Drehzahl, Fördermedium, Lastspiel und Prüfnorm sind von Bedeutung. Vergleichen Sie Dauer-, Aussetz- und Spitzenwerte des jeweiligen Herstellers, einschließlich der zulässigen Dauer und Wiederholung von Spitzenwerten.

Eine Verdrängerpumpe fördert bei Betrieb kontinuierlich Volumen. Ein blockierter Auslass kann daher den Druck rasant ansteigen lassen, bis ein Entlastungspfad, eine Pumpenregelung, eine Antriebsbegrenzung oder ein mechanischer Defekt eingreift. Die University of Florida warnt davor, dass ein übermäßiger Förderdruck zu Pumpen- oder Leitungsschäden führen kann, in ihrer neutralen Diskussion über Verhalten von Verdrängerpumpen. Das Entlastungssystem muss die Komponente mit der niedrigsten Einstufung schützen.

Geräusch und Strömungspulsation: Vergleich des installierten Systems

Der Zahneingriff erzeugt diskrete Kammervorgänge. Diese Vorgänge interagieren mit Druck, Drehzahl, Steuerzeiten, Gehäusesteifigkeit, Montagekonstruktion, Schlauchlänge, Ventilimpedanz und mitgerissener Luft. Eine Innenzahnradpumpe wird möglicherweise wegen eines leiseren Betriebs ausgewählt, aber ein Katalogetikett allein kann keine Maschinengeräusche vorhersagen. Fordern Sie Schall- und Restwelligkeitsdaten an, die unter Bedingungen gemessen wurden, die dem beabsichtigten Betriebspunkt nahekommen.

Die Installation verändert ebenfalls das Ergebnis. Starre Paneele können körperschallübertragene Vibrationen abstrahlen. Ein gedrosselter Einlass kann Kavitationsgeräusche erzeugen, die mit Zahnkupplungsgeräuschen verwechselt werden. Eine falsche Wellenausrichtung kann Lager- und Kupplungsgeräusche hinzufügen. Messen Sie den Schall zusammen mit Einlassbedingungen, Drehzahl, Druck, Temperatur und Durchfluss, bevor Sie das Symptom dem Zahnraddesign zuschreiben.

Effizienz und Wärmeentwicklung

Der volumetrische Wirkungsgrad beschreibt, wie viel der theoretischen Verdrängung als Förderstrom abgegeben wird. Der mechanische Wirkungsgrad spiegelt Reibung und Drehmomentverlust wider. Der Gesamtwirkungsgrad kombiniert beide. Interne Leckagen neigen dazu, mit dem Druckunterschied und dem Spaltmaß zuzunehmen und bei höherer Viskosität abzunehmen, während die Reibung steigen kann, wenn das Öl zu viskos wird. Daher gibt es keinen einzelnen Wirkungsgradwert, der jede Temperatur und jeden Betriebspunkt repräsentiert.

Fordern Sie Leistungskennlinien oder Daten bei erwarteter Drehzahl, Druck, Viskosität und Temperatur an. Eine Pumpe, die an einem Nennpunkt effizient erscheint, kann sich bei Kaltstart, längerem Standby, Betrieb mit niedriger Drehzahl oder Hochtemperaturbetrieb anders verhalten. Der Vergleich des Texas A&M Turbomachinery Laboratory von Anwendungen von Verdränger- und Kreiselpumpen bestätigt, dass das Pumpenverhalten eher aus dem Funktionsprinzip und der Anwendung als allein aus dem Namen verstanden werden muss.

Fluiddynamische Viskosität und Einlassbedingungen

Beide Getriebearten benötigen einen ausreichenden absoluten Einlassdruck, um sich ausdehnende Kammern ohne Kavitation zu füllen. Höhere Viskosität erhöht den Einlassverlust; niedrigere Viskosität kann die Leckage erhöhen und die Schmierfilmstärke verringern. Kaltstart, Höhenlage, Behälterdruckbeaufschlagung, Leitungsdurchmesser, Bögen, Siebe, Filter und Pumpendrehzahl beeinflussen die Einlassreserve. Nutzen Sie die Viskositäts- und Einlassgrenzwerte des Herstellers anstelle einer allgemeinen bevorzugten Ölqualität.

Innenzahnrad-Prozesspumpen werden möglicherweise für hochviskose Flüssigkeiten beworben, während eine hydraulische Innenzahnradpumpe typischerweise für Hydrauliköl und einen definierten Betriebsbereich ausgelegt ist. Übertragen Sie keine Beständigkeitsangaben aus der Chemieprozesstechnik auf ein Hydraulikprodukt. Bestätigen Sie die Verträglichkeit von Elastomeren, Metallen, Beschichtungen, Schmierung und schwer entflammbaren Flüssigkeiten schriftlich.

Kontamination, Verschleiß und Praxiserkenntnisse

Harte Partikel können Zahnradflanken, Anlaufscheiben, Buchsen, sichelförmige Flächen und Gehäuse ritzen. Sobald das Spiel größer wird, nimmt die innere Leckage zu, insbesondere bei Betriebsdruck und -temperatur. Eine Pumpe kann bei einem nahezu blockierten Test immer noch Druck aufbauen, während sie unter Last den erforderlichen Volumenstrom nicht liefert. Erfassen Sie den Volumenstrom bei mehreren kontrollierten Drücken, anstatt ihn anhand eines lastfreien Eimer-Tests zu beurteilen.

Bewahren Sie Filterrückstände, Ölproben, Gehäuse- oder Ablassrückstände (sofern zutreffend), Fotografien und Maßprüfungen zusammen auf. Bestimmen Sie, ob der Verschleiß gleichmäßig, abrasiv, adhesiv, korrosiv oder auf Einlassschäden zurückzuführen ist. Der alleinige Austausch von Zahnrädern in einem verschlissenen Gehäuse stellt das konstruktive Spiel möglicherweise nicht wieder her. Befolgen Sie die zugelassenen Reparaturgrenzen und Sauberkeitsvorschriften.

Wo jedes Layout üblicherweise passt

Außenzahnradpumpen werden häufig in mobilen Maschinen, landwirtschaftlichen Geräten, Hilfskreisläufen, Lenk- oder Schmierungsaufgaben sowie anderen Systemen mit Verdrängung eingesetzt, bei denen Kompaktheit und robuste Einfachheit von Bedeutung sind. Innenzahnrad-Hydraulikpumpen eignen sich für Industriemaschinen, Pressen, Werkzeugmaschinen und Systeme, bei denen geringer Lärm und eine gleichmäßige Förderung im Vordergrund stehen. Dies sind Tendenzen, keine Auswahlauslegungen.

Auch die Ausrichtung und die Anschlusskennzeichnung erfordern beim Austausch Sorgfalt. Ein Gehäuse kann in mehreren Drehrichtungen oder Anschlussanordnungen erhältlich sein, und das Umkehren der Wellendrehung ohne zugelassene Umrüstung kann Saug- und Druckseite auf die falschen Merkmale bringen. Notieren Sie vor dem Ausbau die Blickrichtung, den Wellendrehrichtungspfeil, die aktuellen Anschlussbezeichnungen und die Verrohrung der Maschine. Leiten Sie die Drehrichtung niemals nur von einem alten Foto ab.

Prance Hydraulic bietet eine Übersicht über die Zahnradpumpen-Produktfamilie und sein Platz unter Hydraulikpumpentechnologien. Verwandte Artikel erklären Hydraulische Zahnradpumpentypen, Überprüfung von Zahnradpumpen auf Leckagen, und Nachweis des Pumpenwirkungsgrads.

Anfrage-Checkliste

• Erforderliches Pumpenprinzip und Begründung für die Präferenz
• Verdrängung, Durchfluss und Drehzahlbereich
• Kontinuierlicher, intermittierender und Spitzendruck mit Zeitdauern
• Drehung von dem definierten Wellenende aus gesehen
• Welle, Flansch, Zentrierung, Anschlüsse und Bauraum
• Fluidtyp, Viskositäts-Temperatur-Bereich und Sauberkeitsziel
• Mindesteinlassdruck und Kaltstartbedingung
• Tastverhältnis, Rauschziel, zulässige Restwelligkeit und Umgebungsbedingungen
• Entlastungsanordnung, Antriebsleistung, Kupplung und Ausrichtverfahren
• Bestehender Modellcode, Fotos, Zeichnungen und Ersatzbeschränkungen

Lernvideo: Funktionsweise einer Zahninnenpumpe

Sieh dir die Animation der Innenzahnradpumpe auf YouTube an. Die Animation unterstützt das Konzeptlernen; sie erstellt keine Bewertungen für ein bestimmtes Produkt.

FAQ

Welche ist leiser, eine Innenzahnradpumpe oder eine Außenzahnradpumpe?

Innere Zahnradkonstruktionen werden oft wegen eines ruhigeren und leiseren Betriebs gewählt, aber das installierte Geräusch hängt von der genauen Pumpe, dem Betriebspunkt, den Einlassbedingungen, der Montage und dem Kreislauf ab. Vergleichen Sie gemessene Daten.

Kann eine Innenzahnradpumpe eine Außenzahnradpumpe direkt ersetzen?

Nicht nur nach Verdrängung. Prüfen Sie Welle, Flansch, Anschlüsse, Drehrichtung, Drehzahl, Druck, Viskosität, Regelung, Bauraum und Antriebsanforderungen.

Sind beide Typen Konstantverdränger?

Die gängigsten hydraulischen Außen- und Innenzahnstoffpumpen sind Konstantpumpen, aber überprüfen Sie stets die genaue Produktarchitektur.

Welche Zahnradpumpe bewältigt höheren Druck?

Die Gesamtauslegung bestimmt die Druckstufe. Leiten Sie diese nicht allein aus der internen oder externen Zahnradgeometrie ab.

Was führt dazu, dass eine Zahnradpumpe unter Druck den Förderstrom verliert?

Übermäßiges internes Spiel, Verschleiß, ungeeignete Viskosität, hohe Temperatur, Einlassprobleme, niedrige Drehzahl oder ein Bypass-Pfad können den geförderten Volumenstrom bei steigernder Last verringern.