🛠️ Zahnradpumpen-Rechner

Zahnradpumpen sind die Arbeitstiere der Hydraulik- und Schmiertechnik. Zwei ineinander greifende Zahnräder transportieren das Öl in den Zahnzwischenräumen von der Saugseite zur Druckseite. Der Rechner nutzt den fundamentalen Zusammenhang Förderstrom = Fördervolumen × Drehzahl, wobei das Fördervolumen die je Umdrehung geförderte Menge in cm³/U ist. Der theoretische Förderstrom in Litern pro Minute ergibt sich aus Fördervolumen × Drehzahl / 1.000; der reale Wert liegt etwas niedriger, weil ein Teil des Öls durch die Spalte zurückleckt.

Beim Auslegen einer Hydraulikanlage kennen Sie meist den benötigten Förderstrom – um einen Zylinder mit bestimmter Geschwindigkeit zu bewegen oder einen Motor mit der richtigen Drehzahl zu versorgen. Rückwärts aus der Formel ergibt sich das erforderliche Fördervolumen, nach dem die Pumpe eingestuft wird: Eine Pumpe mit 12 cm³/U liefert bei 1.500 U/min theoretisch etwa 18 l/min, praktisch rund 17 l/min. Der Rechner arbeitet in beide Richtungen und bezieht den volumetrischen Wirkungsgrad automatisch ein. Die Antriebsleistung dazu ermitteln Sie mit dem Leistungsrechner.

Der theoretische Förderstrom ist Fördervolumen mal Drehzahl. Der volumetrische Wirkungsgrad ηv – typisch 88–96 % – berücksichtigt die innere Leckage durch die Zahnradspalte; der reale Förderstrom ist also theoretischer Förderstrom × ηv. Das Werkzeug löst wahlweise nach dem Förderstrom (bei bekanntem Fördervolumen und Drehzahl) oder nach dem Fördervolumen (bei Zielstrom und Drehzahl) und zeigt beide Werte nebeneinander.

Eine praktische Zusatzgröße ist die Antriebsleistung: Der Motor muss Druck × Förderstrom / 600 in Kilowatt liefern – oder Sie nutzen den Leistungsrechner mit denselben Eingaben. Eine Pumpe mit 20 l/min bei 150 bar benötigt vor Verlusten etwa 5 kW. Diese Zahl bestimmt die Motorgröße, die Kupplung und den Durchmesser der Saugleitung.

1. Wählen Sie, was Sie kennen: Fördervolumen und Drehzahl oder Zielförderstrom und Drehzahl.
2. Geben Sie das Fördervolumen in cm³/U oder den Förderstrom in l/min ein.
3. Tragen Sie die Betriebsdrehzahl in U/min ein.
4. Geben Sie den volumetrischen Wirkungsgrad ein (Standard 90 %).
5. Klicken Sie auf Berechnen für Förderstrom und erforderliche Antriebsleistung.

Was bedeutet Fördervolumen pro Umdrehung?

Das Fördervolumen ist die Fluidmenge, die die Pumpe bei einer vollen Umdrehung der Welle bewegt, üblicherweise in Kubikzentimetern pro Umdrehung (cm³/U). Multipliziert mit der Drehzahl ergibt sich der Förderstrom: 10 cm³/U bei 1.500 U/min liefern theoretisch 15 l/min.

Warum ist der tatsächliche Förderstrom niedriger als der theoretische?

Weil ein Teil des Fluids durch die Spalte zwischen Zahnrädern, Seitenplatten und Gehäuse zurückleckt. Diese Leckage heißt Schlupf; das Verhältnis von tatsächlichem zu theoretischem Förderstrom ist der volumetrische Wirkungsgrad, meist 88–96 %.

Zahnradpumpe oder Kolbenpumpe – welche wähle ich?

Zahnradpumpen sind einfach, günstig und unempfindlich gegen Verschmutzung – ideal für konstante Förderströme bis etwa 200 bar. Kolbenpumpen beherrschen höhere Drücke, verstellbare Fördervolumen und bessere Wirkungsgrade, kosten aber mehr und brauchen sauberes Öl. Wählen Sie nach Druck, Regelbedarf und Ölreinheit.

Was passiert, wenn ich die Zahnradpumpe zu schnell laufen lasse?

Überhöhte Drehzahl steigert Verschleiß, Geräusch und Kavitationsrisiko, und der Schlupf wächst. Jede Pumpe hat eine vom Hersteller festgelegte Höchstdrehzahl, je nach Größe und Saugbedingungen typisch 2.000–3.600 U/min. Bleiben Sie darunter.

Wie rechne ich l/min in gpm um?

Teilen Sie Liter pro Minute durch 3,785, um US-Gallonen pro Minute zu erhalten. Eine Pumpe mit 60 l/min liefert rund 15,9 gpm. Der Rechner akzeptiert für den Zielförderstrom beide Einheiten.

Gilt die Formel auch für den Hydraulikmotor?

Ja – umgekehrt gedacht: Ein Hydraulikmotor nimmt Q l/min auf und dreht mit n U/min, sein Verbrauch pro Umdrehung ist also Q/n. Motoren werden über dasselbe Fördervolumen klassifiziert; das Werkzeug funktioniert daher in beide Richtungen.

Der volumetrische Wirkungsgrad sinkt mit steigendem Druck, weil die Leckage durch die Zahnradspalte zunimmt. Für den ersten Entwurf rechnen Sie mit 90 % – das trifft die meisten neuen Industrie-Zahnradpumpen beim Nenndruck. Die Saugleitung muss ausreichend dimensioniert und gefüllt sein; Kavitation durch ungenügende Zuführung ist die häufigste Ursache vorzeitiger Zahnradpumpenschäden. Legen Sie die Pumpe immer für den maximalen Förderstrom aus, den das System je verlangt, und prüfen Sie, dass die Drehzahl im veröffentlichten Bereich der Pumpe liegt.