DE10006629C2 - Plastic gear wheel for a gear pump and method for its production - Google Patents

Plastic gear wheel for a gear pump and method for its production

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    • F05C2225/12Polyetheretherketones, e.g. PEEK

Description

Die Erfindung betrifft ein Zahnrad aus Kunststoff für eine Zahnradpumpe, dessen Radkörper eine Außen- oder eine Innenverzahnung aufweist, deren Zähne wenigstens einen, zumindest von einer Zahnstirnseite aus zugänglichen Zahnhohlraum aufweisen nebst einem Verfahren zu dessen Herstellung. The invention relates to a gear wheel made of plastic for a Gear pump, the wheel body of an outer or one Has internal teeth, the teeth of which have at least one, accessible at least from one face of the tooth Have tooth cavity in addition to a method for the same Production.

Zahnräder in dieser Ausbildung für Zahnradpumpen sind bekannt (DE 298 10 548 U1). Gears in this training for gear pumps are known (DE 298 10 548 U1).

Durch die Hohlausbildung der Zähne solcher aus Kunststoff gespritzten Zahnräder konnte neben einer gleichwandigen Zahngestaltung das Radgewicht erheblich vermindert sowie durch Einsatz spezieller Kunststoffe für die Zahnradfertigung eine hohe Radstandzeit erzielt werden.The hollow design of the teeth made of plastic sprayed gears could be next to an equal wall Tooth design significantly reduced the wheel weight as well Use of special plastics for gear manufacturing long wheel life can be achieved.

Es hat sich aber gezeigt, dass bei Einsatz von mit solchen Zahnrädern ausgestatteten Zahnradpumpen zur Förderung und Druckbeaufschlagung von Motorenöl in Kraftfahrzeugmotoren die Hohlausbildung der Radzähne zu nicht tolerierbaren Planschverlusten führen kann. However, it has been shown that when using such Gear pumps equipped for pumping and conveying Pressurizing engine oil in automotive engines Hollow formation of the wheel teeth to intolerable Splashing losses can result.

Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, solche Zahnräder derart weiterzubilden, dass Planschen von zu fördernden Medien vermieden wird. It is therefore an object of the invention to provide such gears to further train that splashing of media to be funded is avoided.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Zahnhohlräume mit einem temperatur- und medienbeständigen Füllmaterial mit geringem spezifischem Gewicht ausgefüllt sind.This object is achieved in that the Tooth cavities with a temperature and media resistant Filling material filled with a low specific weight are.

Werden die Zahnhohlräume mittels eines temperatur- und medienbeständigen Füllmaterials ausgefüllt, so ist es hierfür günstig, in diese Kunststoff einzuschäumen, wozu sich beispielsweise Silikonschaum anbietet. Ebenso ist es möglich, für Radkörper und Füllmaterial gleiche oder unterschiedliche Kunststoffe zu verwenden. Im ersteren Falle kann beispielsweise Polyetheretherketon (PEEK) und im zweiten Falle für den Radkörper Polyetheretherketon (PEEK) und für das Füllmaterial Polyester (PES) verwendet werden. Des Weiteren ist es denkbar, als Füllmaterial mit Keramikmehl gepaartem Kunststoff zu verwenden.Are the tooth cavities by means of a temperature and filled in media-resistant filling material, so it is for this cheap to foam into this plastic for what offers silicone foam, for example. It is also possible same or different for wheel center and filler material To use plastics. In the former case  for example polyether ether ketone (PEEK) and in the second case for the wheel center polyether ether ketone (PEEK) and for the Filler material polyester (PES) can be used. Furthermore it is conceivable as a filling material paired with ceramic flour To use plastic.

Günstigerweise wird man hierbei das Ausfüllen der Zahnhohlräume mit Füllmaterial unmittelbar nach dem Spritzen des Radkörpers innerhalb des Spritzwerkzeuges vornehmen (2K- Technik).Conveniently, you will be filling in the Tooth cavities with filling material immediately after spraying the wheel body within the injection mold (2K- Technology).

Dabei ist es bei mit Förderzahnrädern ausgerüsteten Vakuumpumpen und Kompressoren bereits bekannt, die miteinander in Eingriff kommenden Zähne dieser Zahnräder hohl auszubilden und die Zahnhohlräume stirnseitig zu verschließen. Hierzu sind jedoch an die Radstirnseiten speziell anzubringende Stirnwandabdeckungen vorgesehen, was entsprechenden technischen Aufwand erfordert (US-2,944,732; GB 316.295 A).It is in those equipped with conveyor gears Vacuum pumps and compressors are already known to work together engaging teeth of these gears hollow and to close the tooth cavities at the end. For this are however, to be attached specifically to the wheel end faces End wall covers provided what corresponding technical effort required (US 2,944,732; GB 316.295 A).

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, wobei dieses einen Axialschnitt durch den Radkörper zeigt.In the drawing is an embodiment of the invention shown, this an axial section through the Wheel center shows.

Der in der Zeichnung gezeigte, aus Kunststoff, beispielsweise PEEK, gespritzte Radkörper 20 eines erfindungsgemäßen Innenzahnrades für Zahnradpumpen weist eine Nabe 22 sowie einen Zahnkranz 24 mit beispielsweise fünf Zähnen 26 auf, der die Nabe 22 mit radialem Abstand umschließt.The wheel body 20 shown in the drawing, injection molded from plastic, for example PEEK, of an internal gear for gear pumps according to the invention has a hub 22 and a ring gear 24 with, for example, five teeth 26 , which surrounds the hub 22 at a radial distance.

Die Zähne 26 weisen jeweils einen von einer der Radkörperstirnseiten aus zugänglichen Hohlraum 32 auf. Die erläuterte Konstruktion erlaubt eine dünnwandige Ausbildung von Nabe 22 und Zahnkranz 24 und ein dementsprechend geringes Gewicht des Radkörpers 20, der sich somit materialsparend fertigen läßt.The teeth 26 each have a cavity 32 accessible from one of the wheel body end faces. The construction described allows a thin-walled design of the hub 22 and ring gear 24 and a correspondingly low weight of the wheel body 20 , which can thus be manufactured in a material-saving manner.

Um trotz dünnwandiger Ausbildung des Zahnkranzes 24 den Zähnen 26 im Flankenbereich ausreichende Festigkeit zu verleihen, ist innerhalb jedes Zahnhohlraumes 32 im Übergangsbereich der einander gegenüberliegenden Zahnflanken tangential zur Nabe 22 wenigstens ein den gegenseitigen Flankenabstand überbrückender Stützsteg 38 vorgesehen, der vorzugsweise in der Zahnlängsmitte angeordnet ist. 40 bezeichnet eine Nabeninnenverzahnung zur drehfesten Anordnung des Innenzahnrades auf einer Pumpenwelle.In order to give the teeth 26 sufficient strength in the flank area despite the thin-walled design of the toothed ring 24, at least one supporting web 38 bridging the mutual flank spacing and preferably arranged in the center of the tooth length is provided within each tooth cavity 32 in the transition area of the opposing tooth flanks tangential to the hub 22 . 40 denotes a hub internal toothing for the rotationally fixed arrangement of the internal gear on a pump shaft.

Die einseitig geschlossenen Zahnhohlräume 32 des Radkörpers 20 sind mit einem temperatur- und medienbeständigen Füllmaterial 66 ausgeschäumt. Dabei kann es sich beispielsweise um den gleichen Kunststoff handeln, aus dem der Radkörper 20 gespritzt ist, wobei sich durch das Aufschäumen des Kunststoffes das Volumengewicht beträchtlich vermindern lässt. The tooth cavities 32 of the wheel body 20, which are closed on one side, are filled with a temperature and media-resistant filling material 66 . This can be, for example, the same plastic from which the wheel body 20 is injection molded, whereby the volume weight can be considerably reduced by foaming the plastic.

Das Füllmaterial kann jedoch auch gegenüber demjenigen des Radkörpers 20 verschieden sein, wobei insbesondere auch eine Mischung eines aufzuschäumenden Kunststoffes mit Keramikmehl oder dergleichen vorgesehen sein kann.However, the filler material can also differ from that of the wheel body 20 , in particular a mixture of a plastic to be foamed with ceramic flour or the like can also be provided.

Die Ausbildung des Radkörpers 20 kann von der beschriebenen abweichen und beispielsweise derjenigen des eine Außenverzahnung aufweisenden Zahnrades nach den Fig. 1 und 2 des DE 298 10 548 U1 entsprechen.The design of the wheel body 20 can deviate from that described and, for example, correspond to that of the toothed wheel having external teeth according to FIGS. 1 and 2 of DE 298 10 548 U1.

Claims (7)

1. Zahnrad aus Kunststoff für eine Zahnradpumpe, dessen Radkörper (20) eine Außen- oder eine Innenverzahnung aufweist, deren Zähne (26) wenigstens einen, zumindest von einer Zahnstirnseite aus zugänglichen Zahnhohlraum (32) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnhohlräume (32) mit einem temperatur- und medienbeständigen Füllmaterial (66) mit geringem spezifischem Gewicht ausgeschäumt sind.1. Gear made of plastic for a gear pump, the wheel body ( 20 ) of which has external or internal teeth, the teeth ( 26 ) of which have at least one tooth cavity ( 32 ) accessible from at least one end face of the tooth, characterized in that the tooth cavities ( 32 ) are filled with a temperature and media resistant filling material ( 66 ) with a low specific weight.
2. Zahnrad nach Ansprüch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial ( 66 ) geschäumter Kunststoff ist. 2. Gear according to claims 1, characterized in that the filling material ( 66 ) is foamed plastic.
3. Zahnrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Radkörper ( 20 ) und Füllmaterial ( 66 ) aus dem gleichen Kunststoff bestehen. 3. Gear according to claim 2, characterized in that the wheel body ( 20 ) and filler material ( 66 ) consist of the same plastic.
4. Zahnrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass Radkörper ( 20 ) und Füllmaterial ( 66 ) aus Polyetheretherketon (PEEK) bestehen. 4. Gear according to claim 3, characterized in that the wheel body ( 20 ) and filler material ( 66 ) consist of polyether ether ketone (PEEK).
5. Zahnrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Radkörper ( 20 ) aus Polyetheretherketon (PEEK) und das Füllmaterial ( 66 ) aus Polyester (PES) bestehen. 5. Gear according to claim 2, characterized in that the wheel body ( 20 ) made of polyether ether ketone (PEEK) and the filling material ( 66 ) made of polyester (PES).
6. Zahnrad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Füllmaterial ( 66 ) aus mit Keramikmehl gepaartem Kunststoff besteht. 6. Gear according to claim 2, characterized in that the filling material ( 66 ) consists of plastic paired with ceramic flour.
7. Verfahren zur Herstellung eines Zahnrades nach einem der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass unmittelbar nach Spritzen des Radkörpers ( 20 ) im Spritzwerkzeug dessen Zahnhohlräume ( 32 ) mit Füllmaterial ( 66 ) ausgefüllt werden. 7. The method for producing a gear according to one of the preceding claims 2 to 6, characterized in that immediately after spraying the wheel body ( 20 ) in the injection mold, the tooth cavities ( 32 ) are filled with filler material ( 66 ).
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