DE102008042066A1

DE102008042066A1 - Zahnradpumpe

Info

Publication number: DE102008042066A1
Application number: DE200810042066
Authority: DE
Inventors: Friedrich Boecking
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2008-09-12
Filing date: 2008-09-12
Publication date: 2010-03-18

Abstract

Zahnradpumpe zur Versorgung der Einspritzpumpe einer Verbrennungsmaschine mit Treibstoff, umfassend ein mit einem Deckel (1) versehenes Gehäuse (2), in dem wenigstens ein um eine Achse rotierbares Zahnrad (3) aufgenommen ist und wobei zumindest in dem Zwischenraum zwischen dem mindestens einen Zahnrad (3) einerseits und dem Deckel (1) und Gehäuse (2) andererseits eine reibungsvermindernde Beschichtung vorgesehen ist, wobei die Beschichtung (5) an dem mindestens einen Zahnrad (3) und/oder einer damit unverdrehbar verbundenen Antriebswelle (6) vorgesehen ist und zumindest diejenigen Teile der Oberfläche des Zahnrades (3) und/oder der Antriebswelle (6) bedeckt, die unverdrehbare Bestandteile des Deckels (1) und/oder des Gehäuses (2) gleitend anliegend berühren.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung geht aus von einer Zahnradpumpe nach der Gattung des Anspruchs 1.
Stand der Technik
Eine solche Zahnradpumpe ist aus der DE 10 102 50 554 A1 bekannt. Das Gehäuse und der Deckel bestehen dabei aus einer Aluminium – Legierung und beide Teile sind auf denjenigen Flächen die in einem gleitenden Kontakt zu den in dem Gehäuse enthaltenen Zahnrädern stehen, mit einer galvanisch aufgebrachten Beschichtung aus einer Nickellegierung versehen. Beide Teile sind sehr großvolumig und kompliziert gestaltet. Die Erzeugung der Beschichtung ist demgemäss mit einem erheblichen technischen Aufwand verbunden.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Die erfindungsgemäße Zahnrandpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat den Vorteil, dass sich der Aufwand bei der Herstellung erheblich vermindert. Dies liegt maßgeblich daran, dass die reibungsvermindernde Beschichtung im Tauchverfahren aufgebracht wird und dass der sich dabei ergebende der Anteil der mit einer reibungsvermindernden Beschichtung zu versehenden Flächen bezogen auf die unvermeidbar zugleich mit beschichteten Flächen, die während der bestimmungsgemäßen Verwendung einer Zahnradpumpe einer Reibungsbeanspruchung überhaupt nicht ausgesetzt sind, wesentlich vermindert. Bei dem Gehäuse und dem Deckel sind dies z. B. alle nach außen weisenden Oberflächen. Der sich bei der Herstellung ergebende Verbrauch an reibungsvermindernden Stoffen ist dadurch sehr viel kleiner als bei der Zahnrandpumpe nach dem Stand der Technik. Überraschender Weise wird dennoch ein ähnlich gutes Lauf- und Verschleißverhalten erzielt wie bei den Zahnradpumpen nach dem Stand der Technik.
In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung angegeben.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 2 Lässt sich die bei einer Verwendung in Kraftfahrzeugen erwünschte Korrosionsfestigkeit auf einfache Weise erzeugen.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 3 hat den Vorteil, dass sich der Deckel und das Gehäuse der Zahnradpumpe kostengünstig und mit hoher Maßhaltigkeit erzeugen lassen.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 4 hat den Vorteil, dass sich das wenigstens eine Zahnrad mit hoher Maßhaltigkeit kostengünstig erzeugen lässt.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 5 hat den Vorteil, dass die Antriebswelle nicht unbedingt einen Bestandteil der Zahnrandpumpe bilden muss. Es ist vielmehr auch möglich, eine rotierende Sekundärwelle zum Antrieb des wenigstens einen Zahnrades zu verwenden.
Die Ausgestaltung nach den Ansprüchen 6 und 7 hat den Vorteil, einen besonders guten Dauerhaftigkeit. Außerdem hat eine solcher Art erzeugte Beschichtung den Vorteil, dass die geschliffene und/oder geglättete Oberfläche stark von Mikroporen durchsetzt ist, in die sich reibungsvermindernde Schmierstoffe einlagern können. Die Notlaufeigenschaften werden dadurch verbessert.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 8 hat den Vorteil besonders guter Gleiteigenschaften in Verbindung mit einer schnellen und kostengünstigen Aufbringbarkeit der reibungsvermindernden Beschichtung.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 9 hat den Vorteil, dass die Lagerung beider Zahnräder weitgehend unabhängig von der Lagerung der Antriebswelle ist. Die Antriebswelle kann daher nachträglich eingefügt und gegebenenfalls auch ersetzt werden, ohne die gesamte Zahnradpumpe zu zerlegen.
Die Ausgestaltung nach Anspruch 9 hat den Vorteil, dass die Lagerung der Zahnräder bildenden Achsstummel zusammen mit dem Gehäuse bzw. dem Deckel in einem einzigen Arbeitsschritt erzeugt werden können, beispielsweise im Druckgießverfahren.
Zeichnung
Mehrere Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Zahnradpumpe längsgeschnittener Darstellung
2 die Zahnradpumpe nach 1 in quergeschnittener Darstellung
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die in 1 dargestellte Zahnradpumpe dient zur Versorgung der Einspritzpumpe einer Verbrennungskraftmaschine mit Treibstoff. Sie umfasst ein mit einem mit einem Deckel 1 versehenes Gehäuse 2, in dem wenigstens ein um eine Achse rotierbares Zahnrad 3 aufgenommen ist, wobei zumindest in dem Zwischenraum zwischen dem mindestens einen Zahnrad 3 einerseits und dem Deckel 1 und Gehäuse 2 andererseits eine reibungsvermindernde Beschichtung vorgesehen ist. Die Beschichtung 5 ist an dem mindestens einen Zahnrad 3 und/oder einer damit unverdrehbar verbundenen Antriebswelle 6 angebracht und bedeckt zumindest diejenigen Teile der Oberfläche des Zahnrades 3 und/oder der Antriebswelle 6, die unverdrehbare Bestandteile des Deckels 1 und/oder des Gehäuses 2 gleitend anliegend berühren. Dies sind vor allem die Innenumfangsfläche der Zahnradbohrung, die als Gleitlager dient, und die beiden axialen Stirnflächen des mindestens einen Zahnrads, die das Gehäuse 2 und den Deckel 1 gleitend anliegend berühren. Außerdem können die Zähne des wenigstens einen Zahnrades die Innenumfangsfläche der Pumpenkammer des Gehäuses gleitend anliegend berühren, um eine unerwünschte Rückströmung von Kraftstoff zu vermeiden. Damit verbleiben lediglich die Zahnflanken der Zähne, die nicht in unmittelbarem Reibungskontakt zu Bestandteilen des Gehäuses 2 oder des Deckels 1 stehen. Auch dort treten jedoch z. Tl. Reibungskräfte auf, wenn zwei Zahnräder über die Zähne mit einander in Eingriff stehen und kämmen. Auch eine dort angebrachte Beschichtung dienet daher überwiegend der Produktverbesserung. Daher ist es von Vorteil, die Zahnräder in Ihrer Gesamtheit in den Beschichtungsprozess einzubeziehen und alle Oberflächenbereiche zu beschichten, was z. B. in Tauchprozessen sehr einfach erfolgen kann. Dennoch werden keine unnötigen Beschichtungssubstanzen verschwendet.
Das mindestens eine Zahnrad und die Welle sind durch die Beschichtung in Bezug auf das Gehäuse und/oder den Deckel leicht verdrehbar. Ein Festfressen oder erhöhter Verschleiß wurden auch in Dauertests überraschend nicht beobachtet. Außerdem lässt sich die Beschichtung mit großer Maßhaltigkeit problemlos erzeugen und damit eine gute Pumpenleistung erhalten, ohne dass es besonderen Aufwandes bedarf.
Der Deckel 1 und das Gehäuse 2 bestehen aus Aluminium. Beide Teile, d. h. der Deckel 1 und/oder das Gehäuse 2 aus bestehen Druckguss und sind von hoher Maßhaltigkeit.
Das mindestens eine Zahnrad 3 besteht aus Aluminium, Stahl oder Sinterstahl. Vorliegend sind zwei miteinander kämmende Zahnräder vorhanden, die paarweise aus demselben Material bestehen.
Das mindestens eine Zahnrad 3 ist durch eine Antriebswelle 6 in eine Drehbewegung versetzbar, die den Deckel 1 senkrecht durchdringt. Die Antriebswelle 6 ist in einer Lagerung relativ verdrehbar aufgenommen, die in dem Achsstummel 2.1 des Gehäuse 2 enthalten ist.
Die Beschichtung 5 besteht bei dem in 1 gezeigten Ausführungsbeispiel aus einer galvanisch erzeugten Nickellegierung. Sie hat eine nachträglich geglättete Oberfläche die von feinverteilten Mikroporen unterbrochen ist. In die Mikroporen ist ein Schmierstoff eingebettet. Die Oberfläche kann zum Zwecke der Glättung geschliffen und/oder poliert ausgebildet sein. Als Alternative dazu kommt eine Beschichtung 5 in Betracht, die aus PTFE oder Polyetheretherketon besteht. Derartige Beschichtungen werden nach einer mechanischen und/oder chemischen Vorbehandlung als Dispersion aufgebracht und anschließend einer Temperaturbehandlung unterzogen, wobei sich eine kontinuierlich durchgehende Oberfläche ergibt so wie eine feste Haftung an dem mindestens einen Zahnrad 3 und/oder der Antriebswelle.
Bei der Bauform nach 1 sind zwei Zahnräder 3, 4 mit Stirnverzahnungen vorhanden, die miteinander kämmen, wobei beide Zahnräder 3, 4 zumindest anteilig auf Achsstummeln 2.1 des Gehäuses 2 verdrehbar gelagert sind. Wird eines der Zahnräder 3 in eine Drehbewegung versetzt, dann wird das damit über die Stirnverzahnung in Eingriff stehende, andere Zahnrad 4 automatisch mit in die Rotationsbewegung einbezogen, wobei sich eine entgegengesetzte Umlaufrichtung ergibt. Die Antriebswelle 6 ist durch einen Mitnehmerring 6.1 unverdrehbar mit dem Zahnrad 3 verbunden. Das Zahnrad 3 folgt daher den Drehbewegungen der Antriebswelle 6.
2 zeigt die radial nach außen weisenden Zähne der beiden Zahnräder, die die Innenwandung der Pumpenkammer dabei in besonders engem Abstand passieren, mit der Folge, dass der in den Zahnlücken enthaltene Treibstoff der Drehbewegung der Zahnräder 3, 4 in Umfangsrichtung folgt und von der Saugkammer 7 zur Druckammer 8 der Zahnradpumpe gelangt.
Auf den einander zugewandten Seiten greifen die Zähne der beiden Zahnräder 3, 4 durch das Kämmen in einander ein, wodurch dort Volumen verdrängt wird. Dieses Volumen kann nicht von der Druckkammer 8 zur Saugkammer 7 zurückfließen und es wird dadurch in den Druckstutzen 8.1 eingepresst und von dort der nicht dargestellten Einspitzpumpe zugeführt. Der Ansaugstutzen 7.1 ist mit einem Treibstofftank verbunden, z. B. mit dem Treibstofftank eines Kraftfahrzeuges.
Die Achsstummel 2.1 bilden einen einstückigen Bestandteil des Gehäuses 2. Sie sind zusammen mit dem Gehäuse in einem Druckgussverfahren erzeugt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

- DE 1010250554 A1 [0002]

Claims

Zahnradpumpe zur Versorgung der Einspritzpumpe einer Verbrennungskraftmaschine mit Treibstoff, umfassend mit einem mit einem Deckel (1) versehenes Gehäuse (2), in dem wenigstens ein um eine Achse rotierbares Zahnrad (3) aufgenommen ist und wobei zumindest in dem Zwischenraum zwischen dem mindestens einen Zahnrad (3) einerseits und dem Deckel (1) und Gehäuse (2) andererseits eine reibungsvermindernde Beschichtung vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) an dem mindestens einen Zahnrad (3) und/oder einer damit unverdrehbar verbundenen Antriebswelle (6) vorgesehen ist und zumindest diejenigen Teile der Oberfläche des Zahnrades (3) und/oder der Antriebswelle (6) bedeckt, die unverdrehbare Bestandteile des Deckels (1) und/oder des Gehäuses (2) des gleitend anliegend berühren.
Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1) und das Gehäuse (2) aus Aluminium bestehen.
Zahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (1) und/oder das Gehäuse (2) aus Druckguss bestehen.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zahnrad (3) aus Aluminium, Stahl oder Sinterstahl besteht.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Zahnrad (3) durch eine Antriebswelle (6) in eine Drehbewegung versetzbar ist, die den Deckel (1) senkrecht durchdringt.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) aus einer galvanisch erzeugten Nickellegierung besteht und eine geglättete Oberfläche hat.
Zahnradpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche geschliffen und/oder poliert ist.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (5) aus PTFE oder Polyetheretherketon besteht.
Zahnradpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Zahnräder (3, 4) mit Stirnverzahnungen vorhanden sind, die miteinander kämmen, dass beide Zahnräder (3, 4) zumindest anteilig auf Achsstummeln (2.1) des Gehäuses (2) verdrehbar gelagert sind.
Zahnradpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsstummel (2.1) einen einstückigen Bestandteil des Gehäuses (2) bilden.