DE10048242A1

DE10048242A1 - Zahnradförderpumpe und Verfahren zur Herstellung eines Deckelteils für diese

Info

Publication number: DE10048242A1
Application number: DE2000148242
Authority: DE
Inventors: Bodo Grebner
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-09-29
Filing date: 2000-09-29
Publication date: 2002-04-11

Abstract

Die Zahnradförderpumpe weist ein mehrteiliges Gehäuse auf (10, 12), in dem zwischen einem Gehäuseteil (10) und einem an diesem befestigten Deckelteil (12) eine Pumpenkammer (16) gebildet ist, in der ein rotierend angetriebenes Paar von an ihrem Außenumfang miteinander kämmender Zahnräder (18, 20) angeordnet ist. Durch eine Stirnseite (34) des Deckelteils (12) wird die Pumpenkammer (16) in Richtung der Drehachsen (23, 25) der Zahnräder (18, 20) begrenzt. Das Deckelteil (12) weist in einem Ausgangszustand vor Befestigung am Gehäuseteil (10) an seiner Stirnseite (34) zumindest bereichsweise eine konvexe Wölbung auf und die Stirnseite (34) weist eine geschliffene Oberfläche auf. Das Deckelteil (12) wird nach einem Verfahren hergestellt, gemäß dem das Deckelteil (12) durch eine auf seiner der Stirnseite (34) gegenüberliegenden Seite wirkende anziehende magnetische Kraft elastisch verformt wird und in diesem Zustand die Stirnseite (34) mittels einer Planschleifvorrichtung eben geschliffen wird. Nach Entfernung der magnetischen Kraft ergibt sich die konvexe Wölbung der Stirnseite (34).

Description

Stand der Technik

Die Erfindung geht aus von einer Zahnradförderpumpe und von einem Verfahren zur Herstellung eines Deckelteils für diese nach der Gattung des Anspruchs 1.

Eine solche Zahnradförderpumpe ist durch die DE 196 38 332 A1 bekannt. Diese Zahnradförderpumpe weist ein Gehäuse auf, in dem zwischen einem Gehäuseteil und einem Deckelteil eine Pumpenkammer gebildet ist, in der ein rotierend angetriebenes Paar von an ihrem Außenumfang miteinander kämmender Zahnräder angeordnet ist. Die Zahnräder fördern ein Fördermedium aus einem Ansaugraum entlang zwischen dem Außenumfang der Zahnräder und Umfangswänden der Pumpenkammer gebildeten Förderkanälen in einen Druckraum. Durch das Deckelteil wird die Pumpenkammer in Richtung der Drehachsen der Zahnräder begrenzt. Zwischen den Stirnseiten der Zahnräder und dem Deckelteil ist einerseits ein geringer Abstand erforderlich, um eine Drehbewegung der Zahnräder mit möglichst geringer Reibung zu ermöglichen. Andererseits sollte der Abstand zwischen den Stirnseiten der Zahnräder und dem Deckelteil möglichst gering sein, da durch diese die Förderkanäle abgedichtet werden und die durch einen zwischen den Stirnseiten der Zahnräder und dem Deckelteil vorhandenen Spalt abfließende Leckmenge zur Erzielung eines guten Wirkungsgrads der Zahnradförderpumpe möglichst gering sein soll. Bei der Befestigung des Deckelteils kann sich dieses elastisch verformen, wobei dessen ursprünglich ebene den Zahnrädern zugewandte Stirnseite eine kokave Wölbung erhält, was zur Folge hat, daß sich der Spalt zwischen den Stirnseiten der Zahnräder und dem Deckelteil vergrößert. Hierdurch wird der Wirkungsgrad der Zahnradförderpumpe verschlechtert.

Vorteile der Erfindung

Die erfindungsgemäße Zahnradförderpumpe mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 hat demgegenüber den Vorteil, daß durch die im Ausgangs zustand konvexe Wölbung der die Pumpenkammer begrenzenden Stirnseite des Deckelteils nach dessen Befestigung am Gehäuseteil infolge der Verformung des Deckelteils dessen Stirnseite zumindest annähernd eben angeordnet ist und somit zuverlässig ein definierter Abstand zwischen der Stirnseite des Deckelteils und den Stirnseiten der Zahnräder erreicht werden kann. Dies ermöglicht einen hohen Wirkungsgrad der Zahnradförderpumpe. Das Verfahren gemäß Anspruch 3 ermöglicht eine einfache Herstellung der konvexen Wölbung der Stirnseite des Deckelteils.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zahnradförderpumpe bzw. des Verfahrens zur Herstellung von deren Deckelteil angegeben.

Zeichnung

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen Fig. 1 eine Zahnradförderpumpe in einem Querschnitt, Fig. 2 ein Deckelteil der Zahnradförderpumpe in nicht montiertem Ausgangszustand,

Fig. 3 die Herstellung des Deckelteils und Fig. 4 einen Formverlauf einer Stirnseite des Deckelteils.

Beschreibung des Ausführungsbeispiels

In Fig. 1 ist eine Zahnradförderpumpe dargestellt, die beispielsweise zum Fördern von Kraftstoff aus einem Vorratsbehälter zu einer Kraftstoffhochdruckpumpe oder einer Kraftstoffeinspritzpumpe einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs dient. Die Brennkraftmaschine ist eine selbstzündende Brennkraftmaschine und der Kraftstoff, der durch die Zahnradförderpumpe gefördert wird, ist Dieselkraftstoff. Die Zahnradförderpumpe weist ein mehrteiliges Gehäuse auf, das ein Gehäuseteil 10 und ein an diesem befestigtes Deckelteil 12 aufweist. Das Gehäuseteil 10 weist eine Vertiefung 14 auf, die mit dem Deckelteil 12 abgedeckt ist, wodurch vom Gehäuseteil 10 und dem Deckelteil 12 in der Vertiefung 14 eine Pumpenkammer 16 begrenzt wird. In der Pumpenkammer 16 ist ein Paar an ihrem Außenumfang miteinander kämmender Zahnräder 18, 20 angeordnet, von denen das Zahnrad 18 rotierend angetrieben wird. Die Zahnräder 18, 20 sind auf Lagerzapfen 22, 24 jeweils um eine Drehachse 23, 25 drehbar gelagert. Die Zahnradförderpumpe weist eine aus dem Gehäuseteil 10 ragende Antriebswelle 26 auf, die drehfest mit dem Zahnrad 18 verbunden ist und die in nicht dargestellter Weise beispielsweise mit einer Welle der Brennkraftmaschine verbunden ist und über diese angetrieben wird.

Das Zahnrad 18 wird beim Betrieb der Zahnradförderpumpe rotierend angetrieben und überträgt diese Drehbewegung über eine Stirnverzahnung auf das ebenfalls mit einer Stirnverzahnung versehene, mit dem Zahnrad 18 an seinem Außenumfang kämmende Zahnrad 20. Die Zahnräder 18, 20 teilen dabei die Pumpenkammer 16 in zwei Teilbereiche, von denen ein erster Teilbereich einen Ansaugraum und ein zweiter Teilbereich einen Druckraum bilden. Der Ansaugraum ist über je einen zwischen den Zahnnuten an den Umfangsflächen der Zahnräder 18, 20 und der oberen und unteren Umfangswand der Pumpenkammer 16 gebildeten Förderkanal 32 mit dem Druckraum verbunden. Der Ansaugraum weist eine Verbindung mit einem Anschluß für eine zum Vorratsbehälter führende Ansaugleitung auf und der Druckraum weist eine Verbindung mit einem Anschluß für eine zur Kraftstoffhochdruckpumpe oder zur Kraftstoffeinspritzpumpe führende Förderleitung auf.

Das Gehäuseteil 10 kann aus Metall bestehen, beispielsweise aus Leichtmetall wie Aluminium. Das Deckelteil 12 besteht aus ferromagnetischem Material, vorzugsweise aus Stahl, insbesondere gehärtetem Stahl. Die Pumpenkammer 16 wird in Richtung der Drehachsen 23, 25 der Zahnräder 18, 20 durch eine Stirnseite 34 des Deckelteils 12 begrenzt. Die Stirnseite 34 des Deckelteils 12 weist eine geschliffene Oberfläche auf, um eine geringe Reibung zwischen dieser und den dieser zugewandten Stirnseiten der Zahnräder 18, 20 zu erreichen. Das Deckelteil 12 ist mittels mehrerer über dessen Umfang verteilt, nahe dessen Randbereich angeordnete Schrauben 36 am Gehäuseteil 10 befestigt. Das Deckelteil 12 weist in seinem Randbereich Öffnungen 37 für den Durchtritt der Schrauben 36 auf. Bei der Befestigung des Deckelteils 12 am Gehäuseteil 10 mittels der Schrauben 36 kommt es zu einer elastischen Verformung des Deckelteils 12 derart, daß dessen Stirnseite 34 gegenüber dem nicht befestigten Ausgangszustand des Deckelteils 12 von den Stirnseiten der Zahnräder 18, 20 weg bewegt wird. Das Deckelteil 12 ist zumindest annähernd in Form einer zumindest im wesentlichen ebenen Platte ausgebildet.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß die Stirnseite 34 des Deckelteils 12 in dessen nicht am Gehäuseteil 10 befestigten Ausgangszustand zumindest in dem Bereich, der nach der Befestigung am Gehäuseteil 10 den Zahnrädern 18, 20 gegenüberliegt, eine konvexe Wölbung aufweist, die in Fig. 2 zur Verdeutlichung stark vergrößert dargestellt ist. Die konvexe Wölbung der Stirnseite 34 kann zumindest annähernd sphärisch oder zylinderförmig sein. In Fig. 4 ist der Verlauf der konvexen Wölbung der Stirnseite 34 des Deckelteils 12 in einem Querschnitt durch das Deckelteil 12 zwischen zwei Öffnungen 37 dargestellt. Die maximale Erhebung der konvexen Wölbung der Stirnseite 34 des Deckelteils 12 gegenüber einer Ebene beträgt einige Mikrometer, beispielsweise zwischen etwa 5 µm und 20 µm. Die maximale Erhebung ist in einem mittleren Bereich des Deckelteils 12 vorhanden. Bei der Befestigung des Deckelteils 12 am Gehäuseteil 10 mittels der Schrauben 36 verformt sich die Stirnseite 34 des Deckelteils 12 derart, daß deren konvexe Wölbung beseitigt oder zumindest verringert wird, so daß die Stirnseite 34 zumindest annähernd eben ist. Die Unterbrechungen der Linie in Fig. 4 sind durch die Öffnungen 37 des Deckelteils 12 bedingt, die nahe dessen Rändern angeordnet sind.

Nachfolgend wird ein Verfahren beschrieben, mit dem die Stirnseite 34 des Deckelteile 12 mit der konvexen Wölbung und geschliffener Oberfläche auf einfache Weise hergestellt werden kann. Das Deckelteil 12 wird dabei in herkömmlicher Weise soweit vorgefertigt, daß nur noch die Stirnseite 34 geschliffen zu werden braucht. Das Deckelteil 12 wird in einer Aufnahmevorrichtung 40 derart angeordnet, daß dessen Randbereich fixiert ist und dessen innerhalb des Randbereichs liegender mittlerer Bereich in einer Richtung senkrecht zur Stirnseite 34 frei beweglich ist. Die Fixierung des Deckelteils 22 an der Aufnahmevorrichtung 40 kann beispielsweise an vier oder mehreren Auflagepunkten 41 erfolgen, die vorzugsweise in den äußersten Randbereichen des Deckelteils 12 liegen. Auf der der Stirnseite 34 gegenüberliegenden Seite des Deckelteils 12 wird anschließend eine magnetische Kraft aufgebracht, durch die das Deckelteil 12 angezogen wird. Das Deckelteil 12 wird dabei elastisch verformt, derart, daß die Stirnseite 34 des Deckelteils 12 eine konkave Wölbung erhält. Das Deckelteil 12 ist in Fig. 3 mit gestrichelten Linien in einem nicht verformten ursprünglichen Zustand dargestellt. In Fig. 3 ist das Deckelteil 12 mit durchgezogenen Linien in einem durch die magnetische Kraft elastisch verformten Zustand dargestellt, in dem die Stirnseite 34 eben geschliffen wird.

Die magnetische Kraft wird vorzugsweise durch einen Elektromagneten 42 erzeugt, der nahe dem Deckelteil 12 angeordnet ist. Anschließend wird die Stirnseite 34 des Deckelteils 12 mittels einer Planschleifvorrichtung 44 plan geschliffen, während das Deckelteil 12 infolge der auf dieses wirkenden magnetischen Kraft verformt ist. Abschließend wird die magnetische Kraft entfernt und das Deckelteil 12 aus der Aufnahmevorrichtung 40 entnommen. Infolge der Rückverformung des Deckelteils 12 in seine ursprüngliche Form ohne die Wirkung der magnetischen Kraft erhält die Stirnseite 34 die erforderliche konvexe Wölbung.

Die Stärke der konvexen Wölbung der Stirnseite 34 des Deckelteils 12 kann auf einfache Weise durch die Höhe der magnetischen Kraft verändert werden. Hierzu kann beispielsweise die Stärke des den Elektromagneten 42 durchfließenden Stroms variiert werden, wobei mit zunehmender Stromstärke sich eine höhere magnetische Kraft ergibt. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der Abstand zwischen dem Elektromagneten 42 und dem Deckelteil 12 variiert werden, wobei sich mit abnehmendem Abstand eine höhere magnetische Kraft ergibt.

Claims

1. Zahnradförderpumpe mit einem mehrteiligen Gehäuse (10, 12), in dem zwischen einem Gehäuseteil (10) und einem an diesem befestigten Deckelteil (12) eine Pumpenkammer (16) gebildet ist, in der ein rotierend angetriebenes Paar von an ihrem Außenumfang miteinander kämmender Zahnräder (16, 20) angeordnet ist, die ein Fördermedium entlang zwischen dem Außenumfang der Zahnräder (18, 20) und Umfangswänden der Pumpenkammer (16) gebildeten Förderkanälen (32) fördern, wobei durch eine Stirnseite (34) des Deckelteils (12) die Pumpenkammer (16) in Richtung der Drehachsen (23, 25) der Zahnräder (18, 20) begrenzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (12) in einem Ausgangszustand vor Befestigung am Gehäuseteil (10) an seiner Stirnseite (34) zumindest bereichsweise eine konvexe Wölbung aufweist und daß die Stirnseite (34) eine geschliffene Oberfläche aufweist.

2. Zahnradförderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (12) aus Stahl, insbesondere gehärtetem Stahl besteht.

3. Verfahren zur Herstellung eines Deckelteils (12) einer Zahnradförderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckelteil (12) aus ferromagnetischem Material besteht und in seinem Randbereich fixiert wird, daß auf der der Stirnseite (34) gegenüberliegenden Seite des Deckelteils (12) eine anziehende magnetische Kraft auf dieses aufgebracht, durch die das Deckelteil (12) elastisch verformt wird, daß die Stirnseite (34) des Deckelteils (12) während der Wirkung der magnetischen Kraft in elastisch verformtem Zustand mittels einer Planschleifvorrichtung (44) eben geschliffen wird und daß anschließend die magnetische Kraft entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die magnetische Kraft mittels eines Elektromagneten (42) erzeugt wird.