Öl ist das typische Fördermedium einer Zahnradpumpe. Es schmiert Zahnräder und Lager, und die Pumpe fördert es gleichmäßig und pulsationsarm. Ob Schmieröl, Wärmeträgeröl oder Heizöl, für die Auswahl zählen vor allem zwei Werte.
Die Viskosität legt fest, mit welcher Drehzahl die Pumpe laufen darf. Die Temperatur bestimmt, welche Wellenabdichtung und welche Werkstoffe infrage kommen. Dieser Ratgeber zeigt Ihnen die Richtwerte von Linn-Pumpen und welche Betriebsdaten Sie für die Auslegung bereithalten sollten.
Warum Zahnradpumpen gut zu Öl passen
Linn-Pumpen fertigt Außenzahnradpumpen. Zwei Zahnräder kämmen im Gehäuse, nehmen das Öl in den Zahnlücken mit und schieben es zur Druckseite. Wie das im Detail funktioniert, erklärt der Beitrag Was ist eine Zahnradpumpe. Den Unterschied zur Innenzahnradpumpe finden Sie im Beitrag Innenzahnradpumpe oder Außenzahnradpumpe.
Für Öl spricht vor allem seine Schmierwirkung. Die Gussausführungen von Linn-Pumpen sind für saubere, schmierende Flüssigkeiten ausgelegt, und genau das sind die meisten Öle. Typische Medien sind Mineralöle, synthetische Öle, biologisch abbaubare Öle und Pflanzenöle, Schmierstoffe sowie Diesel und Heizöl. Feststoffe und abrasive Bestandteile darf das Öl nicht enthalten.
Die Pumpen sind selbstansaugend. Trockenlauf ist trotzdem nicht zulässig, denn die Pumpe braucht das Medium zur Schmierung. Füllen Sie die Pumpe deshalb vor der ersten Inbetriebnahme mit Öl.
Die Viskosität bestimmt die Drehzahl
Je zähflüssiger ein Öl ist, desto langsamer muss die Zahnradpumpe laufen. Bei zu hoher Drehzahl füllen sich die Zahnlücken nicht mehr vollständig und die tatsächliche Fördermenge sinkt.
Linn-Pumpen nennt dafür feste Richtwerte. Bei 1.450 min⁻¹, also mit einem vierpoligen Motor, gelten bis 250 mm²/s für die kleinen Baugrößen F1 und F2 und bis 350 mm²/s für F3 bis F5. Mit rund 1.000 min⁻¹ sind bis 1.500 mm²/s möglich, mit 700 min⁻¹ bis 2.500 mm²/s. Höhere Viskositäten bis 20.000 mm²/s erfordern Drehzahlen von 500 bis 200 min⁻¹. Diese Bereiche legt Linn-Pumpen nur nach technischer Rücksprache aus.
Maßgeblich ist die Viskosität im kältesten Betriebszustand. Öl wird bei niedriger Temperatur deutlich zäher. Läuft eine Anlage kalt an, muss die Pumpe auch diesen Zustand beherrschen. Geben Sie bei der Anfrage deshalb die Viskosität bei minimaler Temperatur und bei Betriebstemperatur an.
Für hochviskose Öle von 2.500 bis 20.000 mm²/s gibt es die Getriebemotor-Ausführung G. Ein Stirnrad-Getriebemotor senkt die Pumpendrehzahl, damit das zähe Öl die Zahnlücken zuverlässig füllt. Liegt die Viskosität darunter, reicht meist ein langsamer laufender Standardmotor, zum Beispiel ein achtpoliger.
Auch sehr dünnflüssige Öle haben eine Grenze. Unterhalb von 35 mm²/s sinkt der zulässige Höchstdruck. Die Leistungsangaben in den Datenblättern von Linn-Pumpen beziehen sich auf Hydrauliköl mit 35 mm²/s bei 50 °C. Insgesamt deckt die Baureihe F Viskositäten von 1,4 bis 20.000 mm²/s ab.
Temperatur und Wellenabdichtung passend wählen
Die Temperatur des Öls entscheidet vor allem über die Wellenabdichtung. Im Standard dichtet ein Radialwellendichtring aus NBR die Antriebswelle ab. Er ist für Medientemperaturen von −10 °C bis 60 °C ausgelegt.
Für heißere Öle stehen andere Dichtungen zur Wahl. FKM-Dichtringe und Gleitringdichtungen sind bis 150 °C einsetzbar, PTFE-Dichtringe und Stopfbuchs-Graphit-Packungen bis 200 °C. Die Graphit-Packung ist nicht für Edelstahlpumpen vorgesehen.
Neben der Temperatur zählt der Zulaufdruck an der Welle. Ein Radialwellendichtring in Standardausführung ist für freie Ansaugung gedacht. Fließt das Öl mit Vordruck zu, braucht es eine Hochdruckvariante bis 3 bar oder eine Gleitringdichtung bis 15 bar. Dieser Wert betrifft die Saugseite und nicht den Druck, den die Pumpe erzeugt.
Die Dichtung ist nicht der einzige Grenzwert. Die zulässige Temperatur der ganzen Pumpe ergibt sich aus allen verbauten Werkstoffen. Je nach Dichtungswerkstoff und Werkstoffpaarung reicht der Bereich der Baureihe F von −40 °C bis 200 °C. Die Umgebungstemperatur sollte zwischen −20 °C und 40 °C liegen, schlagartige Temperaturwechsel sind zu vermeiden.
Das Gehäuse der Gussausführung besteht aus Grauguss EN-GJL-250, Zahnräder und Wellen aus vergütetem und geschliffenem Einsatzstahl 16MnCr5. Gelagert sind die Wellen in Verbund-Gleitlagern. Sphäroguss EN-GJS-400-15 ist als Sonderausführung erhältlich.
Fördermenge und Druck richtig einordnen
Die Fördermenge hängt von der Baugröße und der Drehzahl ab. Jede Baugröße hat ein festes Fördervolumen pro Umdrehung. Daraus ergibt sich der theoretische Förderstrom.
Förderstrom in l/min = Fördervolumen in cm³/U × Drehzahl in min⁻¹ ÷ 1.000
In der Praxis liegt der Wert etwas darunter, weil ein Teil des Öls über die Spalte zurückströmt und sich die Zahnlücken nicht immer vollständig füllen. Mit steigendem Druck sinkt der Förderstrom.
Die Zahnrad-Flanschpumpen der Baureihe F decken Fördervolumen von 0,43 bis 86,8 cm³/U ab. Das entspricht bei 1.450 min⁻¹ etwa 0,6 bis 124 l/min. Der Druck reicht je nach Baugröße bis 100 bar.
Maximale Fördermenge und maximaler Druck sind Grenzwerte der Baureihe und kein gemeinsamer Betriebspunkt. Welcher Druck bei welcher Fördermenge möglich ist, hängt von Baugröße, Viskosität und Antrieb ab. Bei Motorpumpen begrenzt zusätzlich die Motorleistung den Betriebspunkt.
Auch die Leitungen spielen mit. Die Leistungsangaben gelten für höchstens 1,5 m/s Strömungsgeschwindigkeit in der Saugleitung und 4,5 m/s in der Druckleitung. Planen Sie die Saugleitung möglichst kurz und dicht.
Eine Zahnradpumpe fördert auch gegen einen geschlossenen Ausgang weiter, der Druck steigt dann stark an. Deshalb gehört eine Überdrucksicherung in jede Anlage. Die Ausführungen FU und DU haben dafür ein Überströmventil im Pumpendeckel. Es leitet das Öl intern von der Druckseite zur Saugseite zurück und dient als Sicherheitseinrichtung, nicht zur dauerhaften Druckregelung. Seine Obergrenze liegt bei 20 bar für die Baugrößen 1 bis 3 und bei 10 bar für die Baugrößen 4 und 5.
Für höhere Drücke oder eine Rückführung in den Tank gibt es das externe Druckbegrenzungsventil DB. Es ist bis 100 bar einstellbar und für Volumenströme bis 250 l/min ausgelegt. Einen Überblick gibt die Seite Ventile für Zahnradpumpen.
Wärmeträgeröl und Schmieröl im Dauerbetrieb
In Heiz- und Temperierkreisläufen fördert die Pumpe Wärmeträgeröl, oft auch Thermalöl genannt. Die Wellendichtung muss zur Betriebstemperatur passen und bleibt eine Verschleiß- und Wartungsstelle der Pumpe.
Eine Alternative ist die Zahnradpumpe mit Magnetkupplung FOM-MG. Sie überträgt das Drehmoment über eine MINEX-S-Magnetkupplung. Eine dynamische Wellendichtung gibt es nicht, der Pumpenraum ist nach außen hermetisch geschlossen. Damit entfällt die Wellendichtung als Verschleiß- und Wartungsstelle. Typische Medien sind Wärmeträgeröle sowie geruchsintensive oder gesundheitsgefährdende Flüssigkeiten.
Die FOM-MG fördert 0,6 bis 124 l/min bei 1.450 min⁻¹ und deckt Viskositäten von 1,4 bis 2.500 mm²/s ab. Die Motorleistung reicht von 0,25 bis 18,5 kW, das Datenblatt nennt Medientemperaturen von −15 °C bis 150 °C. Weil die Pumpe aus Grauguss besteht, ist sie nicht für Säuren und Laugen geeignet. Mehr zu diesem Einsatzbereich finden Sie auf der Seite Öle und Wärmeträgeröle.
In der Umlauf- und Druckschmierung von Getrieben, Lagern oder Kompressoren läuft die Pumpe ebenfalls dauerhaft. Sehen Sie dafür einen Vorfilter vor der Pumpe und ein Sicherheitsventil vor. Soll sich die Fördermenge an den Bedarf anpassen, gelingt das über die Drehzahl, zum Beispiel mit einem Frequenzumrichter. Hinweise zur Auslegung finden Sie auf der Seite Schmierkreislauf.
Welche Ausführung zu Ihrer Anlage passt
Für Öle ist die Baureihe F in Guss die Grundlage. Die Ausführungen unterscheiden sich vor allem im Antrieb und im Einbau.
- Baureihe F als Pumpenkopf mit freiem Wellenende für Ihren eigenen Antrieb, als Ausführung D mit zusätzlichem Pumpenfuß
- Elektro-Zahnradpumpen FLM, FKM und FOM als fertige Motorpumpen von 0,12 bis 18,5 kW
- FAM für den Einbau in Behälter, der Pumpenkopf sitzt im Behälter und der Motor außen
- Getriebemotor-Ausführung G für hochviskose Öle mit niedriger Pumpendrehzahl
- Ausführung i mit direkt am Motor aufgesetztem Frequenzumrichter, wenn Sie die Fördermenge über die Drehzahl anpassen möchten
- FOM-MG mit Magnetkupplung, wenn die Wellendichtung als Verschleißstelle entfallen soll
Für korrosive Medien mit ausreichender Schmierung gibt es zusätzlich Edelstahl-Zahnradflanschpumpen aus 1.4571. Einen Überblick über alle Bauarten finden Sie auf der Seite Zahnradpumpen.
Diese Betriebsdaten brauchen wir für die Auslegung
Mit wenigen Angaben legt Linn-Pumpen die passende Pumpe für Ihr Öl aus. Halten Sie möglichst die folgenden Daten bereit.
- Ölsorte, am besten mit Datenblatt des Herstellers
- Viskosität bei minimaler Temperatur und bei Betriebstemperatur
- minimale und maximale Medientemperatur
- gewünschte Fördermenge in l/min
- Druck auf der Druckseite und Zulaufsituation, also freie Ansaugung oder Zulaufdruck
- Einbau, Antrieb und Stromversorgung
- Betriebsweise, zum Beispiel Dauerbetrieb im Kreislauf oder Umfüllen
Sie kennen nicht alle Werte? Tragen Sie ein, was bekannt ist. Fehlende Punkte klären wir gemeinsam mit Ihnen.
Pumpenauslegung anfragen. Senden Sie uns Ihre Betriebsdaten über das Formular Pumpenauslegung anfragen oder rufen Sie uns an unter 02355 9029-29. Wir legen die Pumpe für Ihren Betriebspunkt aus und melden uns zeitnah zurück.
Häufige Fragen zur Zahnradpumpe für Öl
Welche Zahnradpumpe eignet sich für Öl?
Für saubere, schmierende Öle eignen sich Außenzahnradpumpen in Gussausführung wie die Baureihe F von Linn-Pumpen. Sie fördern Medien von 1,4 bis 20.000 mm²/s. Welche Ausführung passt, hängt von Viskosität, Temperatur, Fördermenge und Antrieb ab.
Bis zu welcher Viskosität fördert eine Zahnradpumpe Öl?
Mit Getriebemotor und niedriger Drehzahl fördert eine Zahnradpumpe von Linn-Pumpen Öl bis 20.000 mm²/s. Mit einem vierpoligen Motor bei 1.450 min⁻¹ liegt die Grenze je nach Baugröße bei 250 oder 350 mm²/s. Werte über 2.500 mm²/s legt Linn-Pumpen nur nach technischer Rücksprache aus.
Welche Dichtung brauche ich für heißes Öl?
Bis 60 °C reicht der Radialwellendichtring aus NBR, für höhere Temperaturen sind FKM, PTFE, eine Gleitringdichtung oder eine Stopfbuchs-Graphit-Packung nötig. FKM und Gleitringdichtung sind bis 150 °C einsetzbar, PTFE und Graphit-Packung bis 200 °C. Die Grenze der ganzen Pumpe ergibt sich aber aus allen verbauten Werkstoffen.
Darf eine Zahnradpumpe für Öl trocken laufen?
Nein, Trockenlauf ist nicht zulässig. Die Pumpe braucht das Medium zur Schmierung. Sie ist zwar selbstansaugend, muss aber vor der ersten Inbetriebnahme mit Öl gefüllt werden.
Kann ich Wärmeträgeröl mit einer Zahnradpumpe fördern?
Ja, Wärmeträgeröl ist ein typisches Medium für Zahnradpumpen von Linn-Pumpen. Entscheidend sind eine Dichtung, die zur Betriebstemperatur passt, und die Viskosität beim Kaltstart. Soll die Wellendichtung als Wartungsstelle entfallen, bietet sich die FOM-MG mit Magnetkupplung an.
