Innenzahnradpumpe — Aufbau, Funktion und Auswahl
Die Innenzahnradpumpe gehört zu den rotierenden Verdrängerpumpen und wird vor allem in Hydraulikaggregaten mit hohen Anforderungen an Laufruhe und gleichmäßigen Volumenstrom eingesetzt. Charakteristisch sind das ineinandergreifende Ritzel-Hohlrad-Paar und die sichelförmige Trennwand, die Saug- und Druckseite voneinander abgrenzen. Gegenüber der Außenzahnradpumpe arbeitet sie pulsationsärmer und leiser, was sie für Pressen, Spritzgießmaschinen und Werkzeugmaschinen qualifiziert.
Aufbau und Bauteile der Innenzahnradpumpe
Eine Innenzahnradpumpe besteht aus einem außenverzahnten Ritzel, das exzentrisch in einem innenverzahnten Hohlrad läuft. Zwischen beiden Zahnrädern sitzt eine sichelförmige Trennwand, die den Saug- vom Druckraum trennt. Das Ritzel wird über die Antriebswelle angetrieben und treibt seinerseits das Hohlrad an; beide Zahnräder drehen sich in dieselbe Richtung. Die Lagerung erfolgt über Gleitlager, die durch das Fördermedium geschmiert werden. Axiale und radiale Spalte sind eng toleriert und bestimmen den volumetrischen Wirkungsgrad maßgeblich. Bei kompensierten Bauformen sorgen druckbelastete Axialscheiben für einen automatischen Spaltausgleich, der den Wirkungsgrad auch bei hohen Drücken stabil hält. Typische Werkstoffe sind gehärteter Stahl für Verzahnung und Welle sowie Aluminium oder Grauguss für das Gehäuse.
Funktionsweise und Förderverhalten
Das Funktionsprinzip folgt dem Verdrängerprinzip in drei Phasen. In der Ansaugphase vergrößert sich das Volumen zwischen Ritzel und Hohlrad, sobald die Zähne außer Eingriff gehen; der entstehende Unterdruck zieht das Hydrauliköl in die Zahnlücken. In der Transportphase wird das Medium entlang der Sichel von der Saug- zur Druckseite befördert. In der Druckphase kommen die Zähne wieder in Eingriff, das Volumen verkleinert sich, und das Öl wird verdrängt. Daraus resultiert ein nahezu gleichmäßiger Volumenstrom mit geringer Druckpulsation. Die Innenzahnradpumpe eignet sich auch für hochviskose Medien und arbeitet selbstansaugend. Drehzahl, Schluckvolumen und Betriebsdruck bestimmen den Förderstrom in Litern pro Minute.
Vergleich mit anderen Pumpentypen
Die Innenzahnradpumpe zeichnet sich durch Laufruhe und gleichmäßigen Volumenstrom aus. Im Vergleich zur Außenzahnradpumpe und zur Kolbenpumpe ergeben sich Unterschiede in Geräuschpegel, Druckbereich und Verschleißverhalten, die für die Auswahl relevant sind.
Kriterium | Innenzahnradpumpe | Außenzahnradpumpe | Kolbenpumpe |
|---|---|---|---|
Geräuschpegel | niedrig | mittel bis hoch | mittel |
Pulsation | gering | höher | höher |
Druckbereich | bis ca. 300 bar | bis ca. 250 bar | bis ca. 700 bar |
Viskositätstoleranz | breit, auch hochviskos | mittel | gering bis mittel |
Empfindlichkeit Verschmutzung | höher | robuster | sehr hoch |
Anschaffungskosten | höher | niedriger | am höchsten |
Auswahlkriterien für die Innenzahnradpumpe
Förderstrom, Betriebsdruck, Drehzahl und Mediumsviskosität sind die zentralen Auswahlparameter. Anbauflansch, Wellenende, Drehrichtung und die zulässige Saugdruckhöhe müssen mit der Anlage abgeglichen werden. Für stationäre Hydraulikaggregate sind druckkompensierte Bauformen mit hohem volumetrischem Wirkungsgrad sinnvoll. Bei Schmier- und Kühlmittelanwendungen reichen oft Pumpen mit niedrigeren Druckstufen.
- Geforderten Volumenstrom Q in l/min und Betriebsdruck p in bar festlegen
- Schluckvolumen V in cm³/U passend zur Antriebsdrehzahl wählen
- Viskositätsbereich des Hydrauliköls und Betriebstemperatur prüfen
- Anbauflansch nach ISO oder SAE und Wellenform abgleichen
- Drehrichtung, Drehzahlbereich und zulässige Saugverhältnisse berücksichtigen
- Filterklasse und Reinheitsklasse nach ISO 4406 einplanen
Einsatzgebiete in der Industriehydraulik
Innenzahnradpumpen werden überall dort eingesetzt, wo geringe Geräuschemission und stabile Volumenströme gefragt sind: hydraulische Pressen, Spritzgießmaschinen, Werkzeugmaschinen, Prüfstände und Pumpenaggregate für Spannvorrichtungen. In der Schmiertechnik fördern sie Getriebe- und Lageröl; in der Verfahrenstechnik eignen sie sich für viskose Medien. Auch in Aufzugshydrauliken sind sie verbreitet, weil der gleichmäßige Volumenstrom feinfühlige Bewegungen ermöglicht. Im Sortiment bei Partbase stehen Pumpen von Bosch Rexroth, Hawe und Hydac für offene Kreisläufe sowie Sonderbauformen für niedrigviskose Medien zur Verfügung. Enerpac-Komponenten ergänzen das Angebot für Hochdruckanwendungen.
