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Zahnradpumpen

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Einsatz- und Anwendungsgebiete von Zahnradpumpen

Zahnradpumpen gelten als leistungsstarke Pumpen in der Industrie. Sie finden vor allem zum Pumpen von Flüssigkeiten im Bereich der Hydraulik ihren Einsatz. Beispielhafte Anwendungen finden sich für Baumaschinen und Nutzfahrzeuge, wie z.B. Bagger und Traktoren sowie industrielle Maschinen. Zahnradpumpen sind in der Lage, einen hohen Druck auszuhalten und werden gerne zur Förderung von Kühlflüssigkeiten eingesetzt und sind als sehr langlebige und robuste Pumpen bekannt. Zahnradpumpen habe aufgrund ihrer Eigenschaften ein sehr vielseitiges Einsatzgebiet:

  • Öl- und Kraftstoffpumpen in der Automobilproduktion
  • Wasserpumpen und Dosierpumpen in vielzähligen Branchen
  • Umwälzung von Kühlkreisläufen
  • hydraulische Kraftwandler (Baumaschinen, Traktoren, und in Handwerk und Industrie, insbesondere Fahrzeugbau)
  • Kautschukproduktion
  • Dosierpumpe in der Kunststoffindustrie (z.B. um Flüssigfarbe unter Druck in die Kunststoffschmelze zu dosieren)

Abhängig von ihrer Bauart finden Zahnradpumpen in unterschiedlichen Bereichen Ihre Anwendung:

  • Innenzahnradpumpe (Sichelpumpe) und Außenzahnradpumpe: Hydraulikanlagen, zähe und verunreinigte Flüssigkeiten mit mittlerem Betriebsdruck von bis zu 300 bar
  • Innenzahnringpumpe (Rotor- oder Eaton-Pumpe): Motorölpumpen
  • Schraubenverdichter bzw. Schraubenpumpe: Förderung von Flüssigkeiten mit hohen Temperaturen, z.B. in Bühnenhydraulik

Aufbau und Funktionsweise der Zahnradpumpe

Zahnradpumpen bestehen aus drei – in einigen Fällen auch vier – Hauptbestandteilen:

  • Pumpengehäuse mit Zu- und Ablauf
  • Antriebszahnrad
  • Zahnrad, das mit dem angetriebenen Zahnrad verzahnt ist
  • Ggf. Sichel (bei Innenzahnradpumpen)

Das Pumpengehäuse besteht aus einem Gehäuse mit zwei Deckeln. Die ineinander greifenden Zahnräder werden durch das Gehäuse eingeschlossen. Auf beiden Seiten des Pumpengehäuses der Zahnradpumpe befinden sich Öffnungen, eine an der Saugseite und die andere an der Druckseite.

Das Antriebszahnrad wird durch die aus der Welle, die aus dem Gehäuse herausführt, angetrieben. Durch die Drehung der Zahnräder wird die Flüssigkeit von außen von der Saug- zur Druckseite gefördert.

Zahnradpumpen gehören zu den Verdrängerpumpen und arbeiten also nach diesem Prinzip. Auf der einen Seite saugt die Pumpe die Flüssigkeit an und fördert sie mit einem linearen Druck Richtung Ablauf weiter.

Je nach Größe und Anordnung der Zahnräder unterscheidet man zwischen der bereits im Vorfeld genannten Innenzahnradpumpe, Außenzahnradpumpe, Zahnringpumpe und Schraubenpumpe.

Innenzahnrad- und Innenzahnringpumpen

Bei diesen beiden Pumpenarten, die sowohl einen ähnlich Aufbau aufweisen, als auch ähnlich funktionieren, laufen zwei Zahnräder exzentrisch. Das große Zahnrad befindet sich außen, das kleinere innen. Zwischen diesen befindet sich eine Sichel, die auch namensgebend für die Bezeichnung Sichelpumpe ist. In den Zahnlücken der beiden ineinander verzahnten Rotoren wird die Flüssigkeit befördert.

Anwendung finden diese innenverzahnten Zahnradpumpen vor allem in Bereichen, die einen ruhigen Lauf und geringe Pulsation benötigen. Es können hohe Saughöhen und hohe Differenzdrücke erzeugt werden, was in einen überdurchschnittlich hohen Gesamtwirkungsgrad resultiert.

Die Zahnringpumpe wird häufig auch nach ihrem Entwickler als Eaton-Pumpe bezeichnet. Bei dieser Pumpenbauart laufen die Zahnräder ebenfalls exzentrisch, wobei sich ein kleineres Zahnrad innen und ein größeres Zahnrad außen befindet. Das innere Zahnrad greift nur an einer Stelle in den Zahnring, so dass das Fördermedium durch einen Hohlraum transportiert wird, der auf der gegenüberliegenden Seite der Kraftübertragung entsteht. Die Gewichtskraft der Flüssigkeit und die Drehzahl des Laufrades beeinflussen Förderhöhe und Fördermenge, so dass hochviskose Medien beispielsweise aufgrund ihrer Eigenschaften keine große Förderhöhe oder Fördermenge erreichen.

Außenzahnradpumpen und Schraubenpumpen

Bei der Außenzahnradpumpe ist durch ihren einfachen Aufbau preiswert und robust.

In einem rechteckigen Gehäuse mit gegenüberliegenden, abgerundeten Seiten befinden sich nebeneinander zwei Zahnräder. An den abgerundeten Seiten befinden sich Zulauf und Ablauf. Wenn die ineinandergreifenden Zahnräder durch einen Motor angetrieben werden, entsteht ein Unterdruck, durch den die Flüssigkeit angesaugt wird. Der Transport des zu fördernden Mediums erfolgt in den Räumen zwischen Gehäuse und den Zähnen.

Außenverzahnte Zahnradpumpen finden Ihre Anwendung vorzugsweise als Chemiepumpen, sie können relativ hohen Drücken standhalten und eignen sich zur Förderung von aggressiven, niedrigviskosen und toxischen Flüssigkeiten.

Schraubenpumpen, die auch Schraubenverdichter genannt werden, 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. Durch den Einsatz der Schrauben sind höhere Arbeitsdrücke möglich und es erfolgt gleichzeitig eine Komprimierung des Gases.

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