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Zahnradpumpe für universelle Anwendung

Donnerstag, 27.05.2021 von Jürgen Vogel Zahnradpumpe für universelle Anwendung

Beim Test eines Stirlingmotors mit Wasserkühlung kam die Idee auf, anstelle eines Hochbehälters mit einer Fallhöhe von ca. 0,5 m und der sich damit ändernden Durchflussmenge aufgrund unterschiedlichen Füllstandes, eine Pumpe zu verwenden. Ich entschied mich für den Bau einer Zahnradpumpe.

Zwei baugleiche E-Motoren mit gleichen Zahnrädern (24 Zähne, Modul 0,3) und Wellen mit zwei Millimeter Durchmesser aus hartem, rostfreiem Stahl bestimmten die weiteren Abmessungen. Für das Gehäuse wurde Aluminium verwendet, die beiden Lagerschilde wurden aus Messing gefertigt. Die Bohrungen für die Zahnräder im Gehäuse und die Lagerbohrungen für die Wellen wurden auf der Drehmaschine in die Rohlinge gebohrt. Die äußeren Konturen wurden mit dem Teilgerät auf der Fräsmaschine hergestellt. Die Dichtflächen der Lagerschilde und des Gehäuses wurden mit feiner Ventilschleifpaste auf einer Glasplatte von Hand plan geschliffen, sodass bei der Montage auf ein Dichtmittel verzichtet werden konnte. Nach dem Einsetzen der Zahnräder mit ihren Wellen wurden alle drei Teile zusammengespannt und nach Anriss die sechs Bohrungen für die Verbindungsschrauben mit 1,6 mm Durchmesser gebohrt.

Gehäuse und vorderes Lagerschild wurden auf 2 mm Durchmesser ausgebohrt, das hintere Lagerschild wurde mit M2-Gewinden versehen. In den Hals des vorderen Lagerschildes ist ein O-Ring 2×1 eingesetzt. Er wird von der Überwurfmutter gehalten. Auf das Verstiften der drei Teile habe ich verzichtet. In die drei Lagerbohrungen für die kurzen Wellenenden sind Verschlussstopfen aus weichgeglühtem Messing eingesetzt und von innen mit einem Körnerschlag verstemmt. Bei der Montage sind die Teile nach Gefühl so auszurichten, dass sich die Zahnräder ohne Hakeln leicht drehen lassen.

Die Tests der Pumpe mit Wasser verliefen zu meiner Zufriedenheit und lieferten brauchbare Ergebnisse: 500 ml/min bei 6.300 U/min und 0,1-0,2 bar. Der nächste Test mit dünnflüssigem Fahrrad-Öl brachte eine Überraschung: ca. 300 ml/min bei 7.000 U/min und 2,5 bar, dem Ende der Manometerskala. Bei geschätzten 2,9 bar habe ich den Versuch abgebrochen, um das Manometer zu schonen. Ein weiterer Test mit Motorenöl 5W-30 brachte den Motor an seine Grenze. Die Drehzahlmessung erfolgt mit einem Fahrradcomputer, der direkt Umdrehungen pro Minuten anzeigen kann, allerdings bis maximal 1.800 U/min. Deshalb die improvisierte Zahnradübersetzung von1: 6 nur zur Messung.

Angetrieben wird die Pumpe von einem Motor der Igarashi Motor GmbH, N2738-48GF, Betriebsspannung 3-9 V, maximale Aufnahme 31 W, von „Conrad Electronic“.

Für Anfragen oder Anregungen bin ich über die Redaktion zu erreichen.

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