DE10048242A1

DE10048242A1 - Gear wheel pump has a housing having a base which is slightly convex

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

The pump housing has an upper part (10) and a base (12) with the pump gears (18,20) sandwiched between driven by a shaft (26) on bearings (22,24) forming a suction cavity (16) at the meshing teeth and an outlet pressure cavity (14). Bolts (36) clamp the assembly. Sealing of the chambers is achieved by an upward deformation of the base by electromagnetic action during the manufacturing grinding operation which also reduces friction on the gear wheels.

Description

State of the art

Die Erfindung geht aus von einer Zahnradförderpumpe und von einem Verfahren zur Herstellung eines Deckelteils für diese nach der Gattung des Anspruchs 1.The invention relates to a gear pump and a method for manufacturing a cover part for this according to the preamble of claim 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.Such a gear pump is by DE 196 38 332 A1 known. This gear pump has a housing in which between a housing part and a cover part Pump chamber is formed in which a rotating driven pair of each other on their outer circumference meshing gears is arranged. Promote the gears a medium from a suction chamber along between the Outer periphery of the gears and peripheral walls of the pump chamber formed delivery channels in a pressure chamber. By the The cover part becomes the pump chamber in the direction of the axes of rotation of gears limited. Between the end faces of the Gears and the cover part is a small one hand Distance required to allow the gears to rotate to allow as little friction as possible. on the other hand should be the distance between the end faces of the gears and the cover part should be as small as possible, because the Delivery channels are sealed and sealed by an intermediate the end faces of the gears and the cover part Gap leakage amount to achieve a good Efficiency of the gear pump should be as low as possible should. When attaching the cover part this can deform elastically, its original level being the Front face facing gears receives a cocave curvature, with the result that the gap between the End faces of the gears and the cover part enlarged. This increases the efficiency of the gear pump deteriorated.

Advantages of the invention

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.The gear pump according to the invention with the features according to claim 1 has the advantage that the in the initial state convex curvature of the pump chamber delimiting end face of the cover part according to the latter Attachment to the housing part due to the deformation of the Cover part of its end face at least approximately flat is arranged and thus reliably a defined distance between the end face of the cover part and the end faces the gears can be reached. This enables one high efficiency of the gear pump. The procedure according to claim 3 enables easy production of convex curvature of the front of the cover part.

In den abhängigen Ansprüchen sind vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Zahnradförderpumpe bzw. des Verfahrens zur Herstellung von deren Deckelteil angegeben.In the dependent claims are advantageous Refinements and developments of the invention Gear pump or the method for producing whose cover part specified.

drawing

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, An embodiment of the invention is shown in the drawing and explained in more detail in the following description. In the drawings Fig. 1 shows a gear pump in a cross section, Fig. 2 shows a cover part of the gear pump in the unassembled state output,

Fig. 3 die Herstellung des Deckelteils und Fig. 4 einen Formverlauf einer Stirnseite des Deckelteils. Fig. 3 shows the manufacture of the cover part and Fig. 4 shows a shape of an end face of the cover part.

Description of the embodiment

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.In Fig. 1, a gear pump is shown, for example, a motor vehicle is used for delivering fuel from a storage tank to a high-pressure fuel pump or a fuel injection pump of an internal combustion engine. The internal combustion engine is a self-igniting internal combustion engine and the fuel that is delivered by the gear pump is diesel fuel. The gear pump has a multi-part housing which has a housing part 10 and a cover part 12 fastened thereon. The housing part 10 has a recess 14 which is covered with the cover part 12 , whereby a pump chamber 16 is delimited by the housing part 10 and the cover part 12 in the recess 14 . In the pump chamber 16 a pair of meshing gears 18 , 20 are arranged on their outer circumference, by which the gear 18 is driven in rotation. The gear wheels 18 , 20 are each mounted on bearing journals 22 , 24 so as to be rotatable about an axis of rotation 23 , 25 . The gear pump has a drive shaft 26 protruding from the housing part 10 , which is connected in a rotationally fixed manner to the gear 18 and which is connected in a manner not shown, for example to a shaft of the internal combustion engine and is driven by the latter.

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.The gear 18 is driven in rotation during operation of the gear pump and transmits this rotary movement via a spur gear to the gear 20, which is also provided with a spur gear and meshes with the gear 18 on its outer circumference. The gearwheels 18 , 20 divide the pump chamber 16 into two partial areas, a first partial area of which forms an intake space and a second partial area forms a pressure space. The intake chamber is each connected via a between the tooth grooves on the circumferential surfaces of the gears 18, 20 and the upper and lower peripheral wall of the pump chamber 16 formed delivery channel 32 to the pressure chamber. The intake space has a connection to a connection for an intake line leading to the storage container, and the pressure space has a connection to a connection for a delivery line leading to the high-pressure fuel pump or to the fuel injection pump.

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.The housing part 10 can consist of metal, for example of light metal such as aluminum. The cover part 12 consists of ferromagnetic material, preferably steel, in particular hardened steel. The pump chamber 16 is delimited in the direction of the axes of rotation 23 , 25 of the gear wheels 18 , 20 by an end face 34 of the cover part 12 . The end face 34 of the cover part 12 has a ground surface in order to achieve a low friction between it and the end faces of the gear wheels 18 , 20 facing it. The cover part 12 is fastened to the housing part 10 by means of a plurality of screws 36 arranged over its circumference and near its edge region. The cover part 12 has openings 37 in its edge region for the passage of the screws 36 . When the cover part 12 is fastened to the housing part 10 by means of the screws 36 , there is an elastic deformation of the cover part 12 in such a way that its end face 34 is moved away from the end faces of the gearwheels 18 , 20 relative to the non-fastened initial state of the cover part 12 . The cover part 12 is at least approximately in the form of an at least substantially flat plate.

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.According to the invention it is provided that the end face 34 of the cover part facing 12 in its non-fastened to the housing part 10 the initial state at least in the region which after the mounting on the housing part 10 the gears 18, 20, has a convex curvature, which in Fig. 2 for clarity is shown greatly enlarged. The convex curvature of the end face 34 can be at least approximately spherical or cylindrical. In FIG. 4 the curve of the convex curvature of the end face of the cover member 34 shown 12 in a cross-section through the cover part 12 between two openings 37. The maximum elevation of the convex curvature of the end face 34 of the cover part 12 relative to a plane is a few micrometers, for example between approximately 5 μm and 20 μm. The maximum elevation is present in a central area of the cover part 12 . When the cover part 12 is fastened to the housing part 10 by means of the screws 36 , the end face 34 of the cover part 12 deforms such that its convex curvature is eliminated or at least reduced, so that the end face 34 is at least approximately flat. The breaks in the line in FIG. 4 are caused by the openings 37 of the cover part 12 , which are arranged near the edges thereof.

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.A method is described below with which the end face 34 of the cover parts 12 with the convex curvature and ground surface can be produced in a simple manner. The cover part 12 is prefabricated so far in a conventional manner that only the end face 34 needs to be ground. The cover part 12 is arranged in a receiving device 40 in such a way that its edge region is fixed and its central region lying within the edge region is freely movable in a direction perpendicular to the end face 34 . The cover part 22 can be fixed to the receiving device 40 , for example, at four or more support points 41 , which are preferably located in the outermost edge regions of the cover part 12 . A magnetic force is then applied to the side of the cover part 12 opposite the end face 34 , by means of which the cover part 12 is attracted. The cover part 12 is elastically deformed in such a way that the end face 34 of the cover part 12 receives a concave curvature. The cover part 12 is shown in Fig. 3 with broken lines in an undeformed original state. In Fig. 3, the cover part 12 is shown with solid lines in a state elastically deformed by the magnetic force, in which the end face 34 is ground flat.

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.The magnetic force is preferably generated by an electromagnet 42 which is arranged near the cover part 12 . Then the end face 34 of the cover part 12 is ground flat by means of a face grinding device 44 , while the cover part 12 is deformed as a result of the magnetic force acting on it. Finally, the magnetic force is removed and the cover part 12 is removed from the holding device 40 . As a result of the reshaping of the cover part 12 into its original shape without the effect of the magnetic force, the end face 34 receives the required convex curvature.

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.The strength of the convex curvature of the end face 34 of the cover part 12 can be changed in a simple manner by the amount of the magnetic force. For this purpose, for example, the strength of the current flowing through the electromagnet 42 can be varied, with a higher magnetic force resulting with increasing current strength. As an alternative or in addition to this, the distance between the electromagnet 42 and the cover part 12 can be varied, with a higher magnetic force being obtained as the distance decreases.

Claims

1. Gear pump with a multi-part housing ( 10 , 12 ), in which a pump chamber ( 16 ) is formed between a housing part ( 10 ) and a cover part ( 12 ) attached thereto, in which a rotatingly driven pair of meshing with each other on its outer circumference Gears ( 16 , 20 ) are arranged, which convey a conveying medium along between the outer periphery of the gears ( 18 , 20 ) and peripheral walls of the pump chamber ( 16 ) formed conveying channels ( 32 ), the through an end face ( 34 ) of the cover part ( 12 ) Pump chamber ( 16 ) is limited in the direction of the axes of rotation ( 23 , 25 ) of the gear wheels ( 18 , 20 ), characterized in that the cover part ( 12 ) in an initial state before being attached to the housing part ( 10 ) on its end face ( 34 ) at least in some areas has a convex curvature and that the end face ( 34 ) has a ground surface.

2. Gear pump according to claim 1, characterized in that the cover part ( 12 ) consists of steel, in particular hardened steel.

3. A method for producing a cover part ( 12 ) of a gear pump according to claim 1 or 2, characterized in that the cover part ( 12 ) consists of ferromagnetic material and is fixed in its edge region that on the end face ( 34 ) opposite side of the cover part ( 12 ) an attractive magnetic force is applied to it, through which the cover part ( 12 ) is elastically deformed, that the end face ( 34 ) of the cover part ( 12 ) during the action of the magnetic force in the elastically deformed state by means of a face grinding device ( 44 ) is ground and that the magnetic force is then removed.

4. The method according to claim 3, characterized in that the magnetic force is generated by means of an electromagnet ( 42 ).