DE29500037U1

DE29500037U1 - Rohrförmiges Gehäuse insbesondere für eine Kraftstoffpumpe

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Publication number: DE29500037U1
Application number: DE29500037U
Authority: DE
Inventors: Rudolf Rutten
Original assignee: KORTENBACH VERWALTUNG
Current assignee: Kortenbach De GmbH
Priority date: 1995-01-03
Filing date: 1995-01-03
Publication date: 1995-02-23
Anticipated expiration: 2005-01-04

Description

Stenger, Watzke & Ring·: .«\ .: ."Ssmr-Friedrich-Ring ?o

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PATENTANWÄLTE

DIPL.-ING. WOLFRAM WATZKE

DIPL.-ING. HEINZ J. RING

DIPL.-ING. ULRICH CHRISTOPHERSEN

Unser Zeichen: 94 1353 DIPL.-ING. MICHAEL RAUSCH

DIPL.-ING. WOLFGANG BRINGMANN

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Kortenbach & Rauh GmbH & Co, KG european patent attorneys

Weyerstraße 277
42719 Solingen

Datum 2. Januar 1995

Rohrförmiaes Gehäuse insbesondere für eine Kraftstoffpumpe

Die Erfindung betrifft ein rohrförmiges Gehäuse für Pumpen, Motoren und dgl., insbesondere Kraftstoffpumpen, an dessen Innenwandung zur dichten Halterung zum Beispiel eines Lagerschildes eines Pumpenmotors eine den Innendurchmesser des Gehäuses bei gleichbleibendem Außendurchmesser vergrößernde Stufe ausgebildet ist.

Kraftstoffpumpen, aber auch andere Motoren, werden häufig in einstückigen rohrförmigen Gehäusen untergebracht, die beidseitig offene Zylinder darstellen, so daß die im Gehäuse unterzubringenden Pumpenteile, wie etwa ein Pumpenzylinder, ein Ventilblock, Federelemente und ein Motor, sowie elektrische Anschlüsse, Flüssigkeitsleitungen und mechanische Anschlüsse leicht eingebracht und fixiert werden können. Dabei weisen die bekannten rohrförmigen Gehäuse an ihrer Innenwandung zur dichten Halterung zum Beispiel eines Lagerschiides eines Pumpenzylinders an beiden offenen Seiten eine Abstufung auf. Pumpengehäuse dieser Art werden aus geschweißtem, abgelängtem Rohr hergestellt, wobei durch eine nachträgliche spanende Bearbeitung beidseitig je eine Stufe ausgebildet wird und die gewünschten Oberflächengüten und -abmessungen hergestellt werden. Hiermit ist ein großer Herstellungsaufwand verbunden, der in erheblicher Weise die Wirtschaftlichkeit und Vermarktbarkeit solcher Pumpengehäuse beeinträchtigt. Technisch ist nachteilig, daß durch die geschweißte Ausführung des Gehäuses nicht selten Undichtigkeiten auftreten und dadurch der Ausschuß vergrößert wird. Auch sind die durch die nachträgliche spanende Bearbeitung erzielbaren Genauigkeiten sowie Form- und Lagetoleranzen verbesserungsbedürftig, was sich beispielsweise daraus erhellt, daß sich der für die gewünschte Dichtigkeit

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erforderliche Kantenradius der Stufe durch Drehen nur herstellen läßt, wenn Drehstähle im Neuzustand verwendet werden. Die Doppelfunktion der Stufen, nämlich Halterung und Dichtigkeit der daran anliegenden Pumpenteile zu gewährleisten, ist nur durch aufwendige Bearbeitungen und Prüfungen sicherzustellen.

Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die bekannten Gehäuse und die Verfahren zu deren Herstellung technisch und wirtschaftlich verbesserungsbedürftig sind wegen der Nachteile, die sich durch die Verwendung geschweißten Rohres und anschließender spanender Bearbeitung ergeben, wozu eine Vielzahl aufeinanderfolgender Bearbeitungsschritte durchgeführt werden müssen und hohe maschinelle Aufwendungen erforderlich sind.

Der Erfindung liegt in Anbetracht dieses Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, unter Meidung der genannten Nachteil ein verbessertes Pumpengehäuse anzugeben, welches in einfacher Weise ohne spanende Bearbeitung herstellbar ist.

Die Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das Gehäuse ein durch Tiefziehen als Umformtechnik aus einer Ronde spanlos hergestelltes Tiefziehteil ist, wobei die Stufe durch Abstreckziehen über einen der Form und Dimensionierung der Stufe entsprechenden Innendorn ausgebildet ist. Hiermit wird erreicht, daß bei durchgehend gleichem Außendurchmesser in außerordentlich einfacher Weise eine Innenstufe größter Genauigkeit und Oberflächengüte ohne spanende Bearbeitung hergestellt werden kann und beispielsweise keinerlei Probleme bestehen, den in bevorzugter Ausführungsform gewünschten Innenradius von R < 0,2mm und eine Kantenfasung im Winkel von etwa 30° ohne zusätzlichen Bearbeitungsschritt einzustellen. Das erfindungsgemäß als Tiefziehteil vorliegende Pumpengehäuse bringt einen großen wirtschaftlichen Vorteil, da die Teilekosten im Vergleich zum Stand der Technik nur noch ein Drittel betragen, wobei die technische Qualität wesentlich verbessert ist, da mangels Schweißnaht nicht mit Undichtigkeiten gerechnet werden muß und die Herstellungsgenauigkeit vergrößert ist.

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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das Tiefziehteil ein beidseitig offener Zylinder, der in vorgegebenem Abstand an jeder offenen Seite die erfindungsgemäß spanlos hergestellte Abstufung aufweist. Bei gleichbleibendem Außendurchmesser stellt sich dabei im Abstufungsbereich eine verringerte Wandstärke bei vergrößertem Innendurchmesser gegenüber dem Zentralteil des Gehäuses ein. Hierbei ist im Vergleich zum Stand der Technik in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Form- und Lagetoleranzen kleiner sind, die erreichbaren Rauhtiefen kleiner sind und schließlich durch die Herstellung eine Materialverfestigung erreicht wird, die das Pumpengehäuse unempfindlicher gegen Beschädigungen beim Handling, also insbesondere bei der galvanischen Nachbehandlung oder beim Transport, macht.

Das rohrförmige Pumpengehäuse wird dadurch hergestellt, daß in Abkehr von der bisherigen Verfahrensweise in einer ersten Verfahrensstufe aus einer Metallronde durch Tiefziehen oder Tiefpressen in mehreren Schritten ein topfförmiger Hohlkörper erzeugt wird, daß dieser Hohlkörper in einer zweiten Verfahrensstufe an seinem freien Rand nach außen erweitert wird und der Topfboden entfernt wird, um einen beidseitig offenen Hohlzylinder bereitzustellen, daß sodann in die Erweiterung ein Innendorn eingesetzt wird, der in Form, Dimensionierung und Oberfläche an die spanlos zu erstellende Stufe angepaßt ist, und daß die Stufe an der Innenwandung des Hohlzylinders durch Abstreckziehen in mehreren Schritten über den Innendorn hergestellt wird und schließlich der Innendorn entfernt und das Gehäuse ggf. abgelängt wird. Vorzugsweise wird vor dem Ablängen auch die zweite offene Seite des Hohlzylinders erweitert und eine weitere Abstufung an der Innenwandung des Hohlzylinders durch Abstreckziehen in mehreren Schritten über den Innendorn hergestellt.

Vorteilhafterweise wird im Erweiterungsbereich gerade eine ausreichende Materialmenge für das anschließende Abstreckziehen bereitgestellt, um die Abstufung in gewünschter Länge und Wandstärke ohne Weiterbearbeitung herstellen zu können, wobei ein Verformungsgrad von etwa 50 % eingestellt wird. Vorzugsweise wird die Erweiterung V-förmig ausgebildet, es sei aber angemerkt, daß auch ein rechtwinkliges Aufweiten grundsätzlich möglich ist.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein Pumpengehäuse und verschiedene Verfahrensstufen zu seiner Herstellung schematisch dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 ein Kraftstoffpumpengehäuse im Schnitt,

Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt "Y" des Kraftstoffpumpen-Gehäuses der Fig. 1,

Fig. 3 einen vergrößerten Ausschnitt "X" des Kraftstoffpumpen-Gehäuses der Fig. 1,

Fig. 4 die stufenweise Herstellung eines Kraftstoffpumpen-Gehäuses gemäß Fig. 1 in Einzelansichten Fig. 4/1 bis Fig. 4/8, schematisch.

Das in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung dargestellte rohrförmige Gehäuse 1 einer Kraftstoffpumpe stellt einen beidseitig offenen Hohlzylinder kreisförmigen Querschnitts dar, der einen durchgehend gleichen Außendurchmesser D^ aufweist. Das Gehäuse 1 besteht aus einem Zentralteil 2, der beidseitig in einen Abstufungsbereich 3 bzw. 4 übergeht, welcher in den Figuren 3 und 4 der Zeichnung in vergrößerter Darstellung gezeichnet ist. Der Innendurchmesser D| des Zentralbereichs vergrößert sich in den Abstufungsbereichen 3 bzw. 4 auf einen zwischen D^ und D| liegenden Mittelwert Dz, wobei sich entsprechend die Wandstärke in den Abstufungsbereichen 3 bzw. 4 auf etwa die Hälfte der Wandstärke des Zentralteils 2 reduziert.

Die Figuren 2 und 3 mit den Einzelheiten Y und X in vergrößerter Darstellung zeigen die Abstufungsbereiche 3 und 4 und verdeutlichen insbesondere, daß die benachbart zu den offenen Seiten des Gehäuses 1 vorgesehenen Stufen 5 und 6 rechtwinklig aus der Innenwandung des Gehäuses 1 herausgearbeitet sind, wobei ein Innenradius R 0,2max eingehalten werden muß, um im Fertigzustand an den Stufen 5, 6 anliegende und angepreßte Lagerschilde für Kraftstoffpumpenteile flüssigkeitsdicht ohne zusätzliche Dichtmittel zu halten.

Femer ist erkennbar, daß die Übergangskante zum Zentralteil 2 in einem Winkel von 30° angefast ist.

Die Herstellung des Gehäuses 1 erfolgt gemäß Fig. 4 der Zeichnung in verschiedenen Verfahrensschritten. Dabei wird ausgegangen von einer Metallronde 7, also einem ebenen kreisförmigen Blechteil, aus dem durch Anwendung des Tiefziehens als Umformtechnik ein topfförmiger Hohlkörper 8 gemäß der Darstellung in Fig. 4/1 erzeugt wird. Das Tiefziehen geht in an sich bekannter Weise derart vor sich, daß mittels eines vorgehenden Stempels und einen Ziehring die Ronde 7 gezogen wird und auf diese Weise ein Gefäß geformt wird, wobei sich während des Tiefziehens der Rondendurchmesser wie in der Zeichnung dargestellt - vom Ausgangsdurchmesser stetig verringert und gegen Ende des Ziehvorgangs den Stempeldurchmesser erreicht. Das Ziehen wird in mehreren Schritten vorgenommen, wobei dieser Vorgang durch Fig. 4/2 verdeutlicht ist.

in einer nächsten Verfahrensstufe wird sodann gemäß Fig. 4/3 der Zeichnung der freie Rand des topfförmigen Hohlkörpers 8 nach außen erweitert (Antulpen), wobei im bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Zeichnung eine V-Form für die Antulpung/Erweiterung 9 gewählt ist. Anschließend wird der Topfboden 10 durch Lochen entfernt, um eine beidseitig offene Hülse 11 gemäß Fig. 4/4 der Zeichnung auszubilden. Man kann davon ausgehen, daß sich durch diesen Tiefziehvorgang in mehreren Stufen bis zu diesem Verfahrensschritt die Materiaistärke im Mittel nicht ändert und daß daher die Oberfläche der Ausgangsronde 7 und der Hülse 11 etwa gleich groß sind. Aufgrund der Verformung hat sich bereits eine Verfestigung des Werkstoffes ergeben.

Die weitere Bearbeitung findet nun im Umformprozeß des Tiefziehens im Weiterschlag statt, wobei statt des ebenen Zuschnitts die im Anschlag vorgezogenen Hülse 11 als Ausgangsform verwendet wird. Zielsetzung ist es dabei, in einfacher Weise die Stufen 5 und 6 auszubilden, wobei das Ziehteil hierdurch gleichzeitig auf seine endgültige Länge gebracht wird. Der Vorgang des Tiefziehens im Weiterschlag ist als solcher bekannt und wird auch als Abstreckziehen bezeichnet, welches vorzugsweise in mehreren Schritten durch-

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geführt wird. Dabei wird ein Innendorn 12 in die Antulpung 9 gemäß Fig. 4/5 der Zeichnung von unten eingesetzt bzw. die Hülse 11 über einen solchen Innendorn gestülpt. Dieser ist in Form, Dimensionierung und Oberfläche an die spanlos zu erstellende Stufe 5 bzw. 6 angepaßt und weist somit einen in die Hülse 11 hineinragenden Zapfen 13 und einen Stempelteil 14 auf. Der Zapfen 13 hat einen Außendurchmesser, der auf den Innendurchmesser Dj der Hülse 11 abgestimmt ist, während der Stempelteil 14 einen Durchmesser besitzt, der dem Innendurchmesser D^ im Abstufungsbereich des fertigen Gehäuses 1 entspricht. Durch Form, Abmessung und Oberfläche ist der Innendorn 12 auf die im nachfolgenden Ziehvorgang herzustellenden Abstufungsbereiche 3 bzw. 4 abgestimmt. Mit einer nicht dargestellten Reduzierung wird nun in mehreren Stufen die weitere Umformung durchgeführt. Fig. 4/6 zeigt das Ergebnis. Die auf der einen Seite der Hülse 11 nunmehr ausgebildete Stufe 5 ist erkennbar.

Um auch die zweite Abstufung 6 auf der gegenüberliegenden Seite der Hülse 11 auszubilden, wird dort in einer Wiederholung der vorbeschriebenen Verfahrensschritte eine Antulpung 15 in V-Form vorgenommen und der Abstreckziehvorgang gemäß Fig. 4/7 wiederholt, um das fertige Gehäuse gemäß Fig. 4/8 herzustellen, welches an seinen beiden offenen Seite die gewünschten Abstufungsbereiche 3 und 4 gemäß Fig. 1 der Zeichnung aufweist.

Es ist selbstverständlich und daher nicht näher beschrieben, daß die in einem Arbeitsgang beim stufenweisen Umformen erreichbaren Durchmesserabnahmen abhängig vom Werkstoff, der Schmierung, der Werkzeuggestaltung und davon sind, ob der Werkstoff nach dem Anschlag geglüht wurde oder nicht. Obwohl in der obigen Beschreibung von einer Ronde aus Metall/Stah! ausgegangen ist, kann auch eine Herstellung des Gehäuses aus Kunststoff durch mechanisches Tiefziehen vorgenommen werden.

Bezuqszeichenliste

1	Gehäuse
2	Zentralteil
3	Abstufungsbereich
4	Abstufungsbereich
CJl	Stufe
6	Stufe
7	Ronde
8	topfförmiger Hohlkörper
9	Erweiterung bzw. Antulpung
10	Topfboden
11	Hülse
12	Innendorn
13	Zapfen
14	Stempelteil
15	Erweiterung/Antulpung
D\|	Innendurchmesser
da	Außendurchmesser
DZ	Abstufungsbereich
R	Innenradius

Claims

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1. Rohrförmiges Gehäuse für Pumpen, Motoren und dgl. insbesondere Kraftstoffpumpen, an dessen Innenwandung zur dichten Halterung z.B. eines Lagerschildes eines Pumpenmotors eine den Innendurchmesser (D|) des Gehäuses (1) bei gleichbleibendem Außendurchmesser (D^) vergrößernde Stufe (5 bzw. 6) ausgebildet ist,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Gehäuse (1) ein durch Tiefziehen als Umformtechnik aus einer Ronde (7) spanlos hergestelltes Tiefziehteil ist, wobei die Stufe (5 bzw. 6) durch Abstreckziehen über einen der Form und Dimensionierung der Stufe entsprechenden Innendorn (12) ausgebildet ist.

2. Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Tiefziehteil ein beidseitig offener Zylinder (Hülse 11) ist, der in vorgegebenem Abstand an jeder offenen Seite die durch Abstreckziehen ausgebildete Stufe (5 und 6) aufweist.

3. Gehäuse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stufe bzw. die Stufen (5 bzw. 6) einen Innenradius von R < 0,2mm haben und eine Kantenanfasung in einem Winkel von etwa 30° aufweisen.

4. Gehäuse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen gleichbleibenden Außendurchmesser (D^) und einen Innendurchmesser (D|) der im Abstufungsbereich (3 und 4) auf einen vergrößerten Innendurchmesser (Dz) unter Verringerung der Wandstärke erweitert ist.