DE102022213154A1 - Grinding wheel, method for grinding a running spindle, running spindle, method for producing a spindle pump stage and spindle pump stage - Google Patents

Grinding wheel, method for grinding a running spindle, running spindle, method for producing a spindle pump stage and spindle pump stage Download PDF

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Kai-Axel Eichler
Johannes Deichmann
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe (6) zum Schleifen einer Laufspindel (4) für eine Spindelpumpenstufe, wobei die Schleifscheibe (6) in einer Ebene (51), in der die Rotationsachse (61) der Schleifscheibe (6) liegt, einen Schleifbereich (65) mit einer konkaven, stetig verlaufenden Kontur umfasst, wobei die Kontur des Schleifbereichs mindestens einen Radiuswert umfasst. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Schleifen einer Laufspindel (4), eine Laufspindel (4), ein Verfahren zur Herstellung einer Spindelpumpenstufe (3) und Spindelpumpenstufe (3).The invention relates to a grinding wheel (6) for grinding a running spindle (4) for a spindle pump stage, wherein the grinding wheel (6) comprises a grinding region (65) with a concave, continuously extending contour in a plane (51) in which the rotation axis (61) of the grinding wheel (6) lies, wherein the contour of the grinding region comprises at least one radius value. The invention further relates to a method for grinding a running spindle (4), a running spindle (4), a method for producing a spindle pump stage (3) and spindle pump stage (3).

Description

Technisches GebietTechnical area

Die Erfindung betrifft eine Schleifscheibe, ein Verfahren zum Schleifen einer Laufspindel, eine Laufspindel, Verfahren zur Herstellung einer Spindelpumpenstufe und Spindelpumpenstufe.The invention relates to a grinding wheel, a method for grinding a running spindle, a running spindle, a method for producing a spindle pump stage and a spindle pump stage.

Stand der TechnikState of the art

Die Druckschrift DE 101 29 341 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines Spindelpumpenstufenprofils einer Spindel.The publication DE 101 29 341 A1 discloses a method for producing a spindle pump stage profile of a spindle.

Die Druckschrift DE 20 2014 010 877 U1 offenbart eine zweispindelige Schraubenspindelpumpe in einflutiger Bauweise.The publication DE 20 2014 010 877 U1 reveals a twin-screw pump in single-flow design.

Nachteilig an den Vorrichtungen im Stand der Technik ist insbesondere, dass scharfe Kanten am Profil einer Spindel einer Spindelpumpenstufe während des Betriebs der Spindelpumpenstufe einem unerwünscht hohen Verschleiß unterliegen. Dies führt zu Werkstoffpartikeln, die sich aufgrund des Verschleißes von der Spindel lösen und in das zu fördernde Fluid gelangen. Dadurch können mit dem Fluid zu versorgende Verbraucher oder Komponenten des Fluidsystems, zudem die Spindelpumpenstufe gehört, geschädigt werden. Zudem unterliegen Schleifscheiben zur Herstellung von Spindeln einem hohen Verschleiß und müssen regelmäßig nachgeschliffen werden.A particular disadvantage of the prior art devices is that sharp edges on the profile of a spindle of a spindle pump stage are subject to undesirable high levels of wear during operation of the spindle pump stage. This leads to material particles that become detached from the spindle due to wear and enter the fluid to be pumped. This can damage consumers that are to be supplied with the fluid or components of the fluid system, to which the spindle pump stage belongs. In addition, grinding wheels used to manufacture spindles are subject to high levels of wear and must be regularly reground.

Darstellung der Erfindung, Aufgabe, Lösung, VorteileDescription of the invention, task, solution, advantages

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine alternative Schleifscheibe bereitzustellen, welche sich insbesondere durch seine Einfachheit und ihren geringeren Verschleiß auszeichnet. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Schleifen einer Laufspindel bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Laufspindel bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Spindelpumpenstufe bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe besteht darin, eine Spindelpumpenstufe bereitzustellen.It is the object of the present invention to provide an alternative grinding wheel which is particularly characterized by its simplicity and its lower wear. A further object is to provide a method for grinding a running spindle. A further object is to provide a running spindle. A further object is to provide a method for producing a spindle pump stage. A further object is to provide a spindle pump stage.

Die Aufgabe hinsichtlich der Schleifscheibe wird durch eine Schleifscheibe mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst.The object with regard to the grinding wheel is achieved by a grinding wheel having the features of claim 1.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Schleifscheibe zum Schleifen einer Laufspindel für eine Spindelpumpenstufe, wobei die Schleifscheibe in einer Ebene, in der die Rotationsachse der Schleifscheibe liegt, einen Schleifbereich mit einer konkaven, stetig verlaufenden Kontur umfasst, wobei die Kontur des Schleifbereichs mindestens einen Radiuswert umfasst.One embodiment of the invention relates to a grinding wheel for grinding a running spindle for a spindle pump stage, wherein the grinding wheel comprises, in a plane in which the axis of rotation of the grinding wheel lies, a grinding region with a concave, continuously extending contour, wherein the contour of the grinding region comprises at least one radius value.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Schleifscheibe in der Ebene, in der die Rotationsachse der Schleifscheibe liegt, einen Querschnitt aufweist, der einen Schleifscheibenkopf mit zwei Schleifscheibenschultern umfasst, wobei der Übergang von mindestens einer der Schleifscheibenschultern zum Schleifscheibenkopf der Schleifbereich ausgebildet ist, der insbesondere bei einem Schleifprozess zur Herstellung oder zum Schleifen einer Laufspindel, die Kontur des Laufspindelübergangs definiert.It is particularly advantageous if the grinding wheel has a cross-section in the plane in which the axis of rotation of the grinding wheel lies, which comprises a grinding wheel head with two grinding wheel shoulders, wherein the transition from at least one of the grinding wheel shoulders to the grinding wheel head forms the grinding region which defines the contour of the running spindle transition, in particular in a grinding process for producing or grinding a running spindle.

Bei der erfindungsgemäßen Schleifscheibe handelt es sich vorzugsweise um eine Schleifscheibe zur Herstellung einer Laufspindel.The grinding wheel according to the invention is preferably a grinding wheel for producing a running spindle.

Die Kontur des Schleifbereichs erstreckt sich vorzugsweise um 360° um die Rotationsachse der Schleifscheibe.The contour of the grinding area preferably extends 360° around the axis of rotation of the grinding wheel.

Die besagte Ebene verläuft insbesondere diametral durch die Schleifscheibe. Vorzugsweise bilden auch die Schleifscheibenschultern und der Schleifscheibenkopf weitere Schleifbereiche. In einem solchen Fall handelt es sich bei dem Schleifbereich, der durch den Übergang von mindestens einer der Schleifscheibenschultern zum Schleifscheibenkopf ausgebildet ist, um den ersten Schleifbereich und bei den anderen Schleifbereichen, die Schleifscheibenschultern und den Schleifscheibenkopf betreffend, um die weiteren Schleifbereiche. Es ist zweckmäßig, wenn der Durchmesser der Schleifscheibe größer ist als die Dicke der Scheibe. Der Durchmesser der Scheibe wird vorzugsweise quer, insbesondere senkrecht zur Rotationsachse der Schleifachse gemessen. Die Dicke der Scheibe wird vorzugsweise in Erstreckungsrichtung der Rotationsachse gemessen.The said plane runs in particular diametrically through the grinding wheel. Preferably, the grinding wheel shoulders and the grinding wheel head also form further grinding areas. In such a case, the grinding area formed by the transition from at least one of the grinding wheel shoulders to the grinding wheel head is the first grinding area and the other grinding areas, relating to the grinding wheel shoulders and the grinding wheel head, are the further grinding areas. It is expedient if the diameter of the grinding wheel is greater than the thickness of the wheel. The diameter of the wheel is preferably measured transversely, in particular perpendicularly to the axis of rotation of the grinding axis. The thickness of the wheel is preferably measured in the direction of extension of the axis of rotation.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Schleifbereichs oder des ersten Schleifbereichs mindestens einen zweiten Radiuswert umfasst. Mit anderen Worten besitzt die Kontur einen veränderlichen Radiuswert. Hierdurch sind bei einem Verfahren zum Schleifen einer Laufspindel für eine Spindelpumpenstufe mittels einer derartigen Schleifscheibe unterschiedliche Formen einer Kontur eines Laufspindelübergangs der Laufspindel ausbildbar.A preferred embodiment is characterized in that the contour of the grinding region or of the first grinding region comprises at least a second radius value. In other words, the contour has a variable radius value. As a result, in a method for grinding a running spindle for a spindle pump stage, different shapes of a contour of a running spindle transition of the running spindle can be formed using such a grinding wheel.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der kleinste Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs oder der mindestens eine Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs einem Mehrfachen eines Abrichtradius eines Abrichtkörpers entspricht, mit dem die Kontur des Schleifbereichs hergestellt worden ist.A further preferred embodiment is characterized in that the smallest radius value of the contour of the grinding area or the at least one radius value of the contour of the grinding area corresponds to a multiple of a dressing radius of a dressing body with which the contour of the grinding area was produced.

Je kleiner der mindestens eine Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs oder der kleinste Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs ist, desto höher ist der Verschleiß der Schleifscheibe. Daher führt ein größerer Radiuswert zu einem geringeren Verschleiß.The smaller the at least one radius value of the contour of the grinding area or the smallest The larger the radius value of the contour of the grinding area, the higher the wear of the grinding wheel. Therefore, a larger radius value leads to less wear.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn der mindestens eine Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs oder der kleinste Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs maximal 2 mm beträgt. Alternativ ist es denkbar, dass der mindestens eine Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs oder der kleinste Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs maximal 1,5 mm, 1,2 mm, 1,0 mm, 0,8 mm, 0,5 mm, 0,3 mm, 0,2 mm, 0,1 mm, 0,05 mm oder 0,02 mm aufweist. Darüber hinaus ist es bevorzugt, wenn der mindestens eine Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs oder der kleinste Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs mindestens 0,01 mm, 0,04 mm, 0,09 mm, 0,19 mm, 0,25 mm, 0,4 mm, 0,6 mm, 0,9 mm, 1,0 mm, 1,3 mm oder 1,5 mm entspricht. Umso höher der mindestens eine Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs oder der kleinste Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs ist, desto niedriger ist der auftretende Verschleiß an dieser Stelle der Schleifscheibe.It is particularly advantageous if the at least one radius value of the contour of the grinding area or the smallest radius value of the contour of the grinding area is a maximum of 2 mm. Alternatively, it is conceivable that the at least one radius value of the contour of the grinding area or the smallest radius value of the contour of the grinding area has a maximum of 1.5 mm, 1.2 mm, 1.0 mm, 0.8 mm, 0.5 mm, 0.3 mm, 0.2 mm, 0.1 mm, 0.05 mm or 0.02 mm. In addition, it is preferred if the at least one radius value of the contour of the grinding area or the smallest radius value of the contour of the grinding area corresponds to at least 0.01 mm, 0.04 mm, 0.09 mm, 0.19 mm, 0.25 mm, 0.4 mm, 0.6 mm, 0.9 mm, 1.0 mm, 1.3 mm or 1.5 mm. The higher the at least one radius value of the contour of the grinding area or the smallest radius value of the contour of the grinding area, the lower the wear occurring at this point on the grinding wheel.

Vorzugsweise weist die Kontur des Schleifbereichs lediglich einen konstanten Radiuswert auf. Hierdurch kann sich jedoch ein Laufspindelübergang mit mehr als einem Radiuswert in einer Ebene quer zur Erstreckungsrichtung des Spindelzahns der Laufspindel ergeben.Preferably, the contour of the grinding area has only one constant radius value. However, this can result in a running spindle transition with more than one radius value in a plane transverse to the direction of extension of the spindle tooth of the running spindle.

Es ist besonders bevorzugt, wenn der kleinste Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs oder der mindestens eine Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs mindestens dem 1,5fachen, dem zweifachen, dem dreifach, dem vier- oder fünffachen des Abrichtradius des Abrichtkörpers entspricht.It is particularly preferred if the smallest radius value of the contour of the grinding area or the at least one radius value of the contour of the grinding area corresponds to at least 1.5 times, twice, three times, four times or five times the dressing radius of the dressing body.

Bei dem Abrichtkörper handelt es sich vorzugsweise um ein Werkzeug mit einer höheren Härte als die Schleifscheibe. Darüber hinaus ist es zu bevorzugen, wenn der Abrichtkörper nach einem Verschleiß oder bei der Herstellung der Schleifscheibe zum Einsatz kommt. Hierbei ist es bevorzugt, wenn der Abrichtkörper durch einen Schleifprozess den Schleifscheibenkopf, die Schleifscheibenschultern und/oder den Schleifbereich ausbildet.The dressing body is preferably a tool with a higher hardness than the grinding wheel. It is also preferable if the dressing body is used after wear or during the manufacture of the grinding wheel. It is preferred if the dressing body forms the grinding wheel head, the grinding wheel shoulders and/or the grinding area through a grinding process.

Ferner ist es bevorzugt, wenn der Abrichtradius des Abrichtkörpers, den mittels eines Schleifprozesses mit dem Abrichtkörper minimal herstellbaren Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs entspricht.Furthermore, it is preferred if the dressing radius of the dressing body corresponds to the minimum radius value of the contour of the grinding area that can be produced by means of a grinding process with the dressing body.

Die Aufgabe hinsichtlich des Verfahrens zum Schleifen einer Laufspindel für eine Spindelpumpenstufe wird durch ein Verfahren zum Schleifen einer Laufspindel für eine Spindelpumpenstufe, wobei die Laufspindel mindestens einen spiralförmig verlaufenden Laufspindelzahn aufweist, wobei der mindestens eine Laufspindelzahn eine Abtriebsflanke, einen Laufspindelübergang und eine Laufspindelzahnkopffläche umfasst, wobei der Laufspindelübergang einen Übergang von der Abtriebsflanke zur Laufspindelzahnkopffläche bildet, umfassend mindestens den Schritt, Schleifen einer, in einer Ebene quer zur Erstreckungsrichtung des mindestens einen Laufspindelzahns, konvexen, stetig verlaufenden Kontur des Laufspindelübergangs mittels des Schleifbereichs der Schleifscheibe, wobei der Laufspindelübergang mindestens einen Laufspindelübergangsradiuswert aufweist, gelöst.The object with regard to the method for grinding a running spindle for a spindle pump stage is achieved by a method for grinding a running spindle for a spindle pump stage, wherein the running spindle has at least one spiral running spindle tooth, wherein the at least one running spindle tooth comprises an output flank, a running spindle transition and a running spindle tooth tip surface, wherein the running spindle transition forms a transition from the output flank to the running spindle tooth tip surface, comprising at least the step of grinding a convex, continuously running contour of the running spindle transition in a plane transverse to the direction of extension of the at least one running spindle tooth by means of the grinding region of the grinding wheel, wherein the running spindle transition has at least one running spindle transition radius value.

Bei der Schleifscheibe handelt es sich insbesondere um die erfindungsgemäße Schleifscheibe.The grinding wheel is in particular the grinding wheel according to the invention.

Bei der Abtriebsflanke handelt es sich insbesondere um eine Flanke des mindestens einen Laufspindelzahns, die in antriebsübertragenden Kontakt mit einer Antriebsflanke einer Treibspindel steht oder bringbar ist. Im Betrieb wird das Drehmoment der antreibenden Treibspindel mittels der Antriebsflanke der Treibspindel auf die Abtriebsflanke der Laufspindel und somit auf die Laufspindel übertragen.The output flank is in particular a flank of at least one running spindle tooth that is or can be brought into drive-transmitting contact with a drive flank of a drive spindle. During operation, the torque of the driving drive spindle is transmitted by means of the drive flank of the drive spindle to the output flank of the running spindle and thus to the running spindle.

Bei der Laufspindelzahnkopffläche handelt es sich insbesondere um eine Fläche des mindestens einen Laufspindelzahns, die radial außen, beabstandet von einer oder der Laufspindelrotationsachse der Laufspindel und abgewandt von der Laufspindelrotationsachse angeordnet ist.The running spindle tooth head surface is in particular a surface of the at least one running spindle tooth which is arranged radially outward, spaced from one or the running spindle rotation axis of the running spindle and facing away from the running spindle rotation axis.

Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Kontur des Laufspindelübergangs mindestens zwei Laufspindelübergangsradiuswerte aufweist.It is also preferable if the contour of the running spindle transition has at least two running spindle transition radius values.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Ebene, in der die Kontur des Laufspindelübergangs verläuft, senkrecht zur Erstreckungsrichtung des mindestens einen Laufspindelzahns verläuft.Furthermore, it is advantageous if the plane in which the contour of the running spindle transition runs runs perpendicular to the direction of extension of the at least one running spindle tooth.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Laufspindel einen, zwei oder drei, insbesondere parallel zueinander verlaufende, Laufspindelzähne aufweist. In all diesen Fällen weist jeder der Laufspindelzähne die Ausgestaltung mit dem Laufspindelübergangsradius auf.It is particularly advantageous if the running spindle has one, two or three running spindle teeth, in particular running parallel to one another. In all these cases, each of the running spindle teeth has the design with the running spindle transition radius.

Es ist bevorzugt, wenn der mindestens eine spiralförmig verlaufende Laufspindelzahn eine konstante Steigung aufweist. Mit anderen Worten weist der spiralförmige Verlauf des mindestens einen Laufspindelzahns eine konstante Steigung auf.It is preferred if the at least one spiral-shaped running spindle tooth has a constant pitch. In other words, the spiral course of the at least one running spindle tooth has a constant pitch.

Bevorzugterweise handelt es sich bei dem mit der Laufspindel zu fördernden Fluid um eine Flüssigkeit, insbesondere Öl, Kühlmittel, Kraftstoff oder ein Reinigungsmittel. Daher ist es bevorzugt, wenn die Laufspindel resistent gegen die jeweilige Flüssigkeit ausgebildet ist, zu dessen Förderung sie ausgebildet ist.Preferably, the fluid to be conveyed by the spindle is a liquid, in particular oil, coolant, fuel or a cleaning agent. It is therefore preferred if the spindle is designed to be resistant to the particular liquid it is designed to convey.

Die Aufgabe bezüglich der Laufspindel wird dadurch gelöst, dass eine Laufspindel für eine Spindelpumpenstufe, hergestellt gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Schleifen einer Laufspindel für eine Spindelpumpenstufe, bereitgestellt wird.The object with regard to the running spindle is achieved in that a running spindle for a spindle pump stage, manufactured according to the inventive method for grinding a running spindle for a spindle pump stage, is provided.

Auch ist es zu bevorzugen, wenn die Laufspindel aus einem Metall, vorzugsweise einem Stahl, insbesondere einem Edelstahl, besteht. Hierdurch wird eine besondere Langlebigkeit sichergestellt. Besonders bevorzugt ist es, wenn es sich bei einem der zuvor genannten Werkstoffe um einen gegenüber Kraftstoffen korrosionsbeständigen Werkstoff handelt.It is also preferable if the spindle is made of a metal, preferably steel, especially stainless steel. This ensures a particularly long service life. It is particularly preferred if one of the aforementioned materials is a material that is corrosion-resistant to fuels.

Die Aufgabe bezüglich dem Verfahren zur Herstellung einer Spindelpumpenstufe wird durch ein Verfahren zur Herstellung einer Spindelpumpenstufe, wobei die Spindelpumpenstufe ein Spindelpumpenstufengehäuse, eine Treibspindel und eine Laufspindel umfasst, wobei die Laufspindel gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Schleifen einer Laufspindel für eine Spindelpumpenstufe hergestellt ist, wobei die Form oder der Verlauf der Kontur des Laufspindelübergangs durch das Schleifen des Laufspindelübergangs mittels der Schleifscheibe derart ausgebildet wird, dass ein Bypass-Kanalquerschnitt eines Bypass-Kanals der Spindelpumpenstufe, der quer zur Erstreckungsrichtung des Bypass-Kanals verläuft durch das Spindelpumpenstufengehäuse, die Treibspindel und den Laufspindelübergang begrenzt ist, minimal wird, gelöst. Alternativ hierzu kann der Bypass-Kanalquerschnitt 30%, 20%, 10%, 5%, 1% größer ausgebildet sein als der mittels dieser Schleifscheibe minimal herstellbare Bypass-Kanalquerschnitt. So wird die Verlustleistung der Spindelpumpenstufe reduziert, da die Förderverlustleistung der Spindelpumpenstufe umso geringer, je kleiner der Bypass-Kanalquerschnitt ist.The object relating to the method for producing a spindle pump stage is achieved by a method for producing a spindle pump stage, wherein the spindle pump stage comprises a spindle pump stage housing, a drive spindle and a running spindle, wherein the running spindle is produced according to the inventive method for grinding a running spindle for a spindle pump stage, wherein the shape or the course of the contour of the running spindle transition is formed by grinding the running spindle transition using the grinding wheel in such a way that a bypass channel cross section of a bypass channel of the spindle pump stage, which runs transversely to the direction of extension of the bypass channel and is limited by the spindle pump stage housing, the drive spindle and the running spindle transition, is minimal. Alternatively, the bypass channel cross section can be 30%, 20%, 10%, 5%, 1% larger than the minimum bypass channel cross section that can be produced using this grinding wheel. This reduces the power loss of the spindle pump stage, since the smaller the bypass channel cross-section, the lower the delivery loss of the spindle pump stage.

Darüber hinaus ist es vorteilhaft, wenn die Ebene, in der der Bypass-Kanalquerschnitt des Bypass-Kanals der Spindelpumpenstufe liegt, senkrecht zur Erstreckungsrichtung des Bypass-Kanals oder senkrecht Strömungsrichtung einer durch den Bypass-Kanals strömbaren Bypass-Strömung verläuft.Furthermore, it is advantageous if the plane in which the bypass channel cross-section of the bypass channel of the spindle pump stage lies runs perpendicular to the direction of extension of the bypass channel or perpendicular to the flow direction of a bypass flow that can flow through the bypass channel.

Der hier beschriebene Bypass-Kanalquerschnitt ist in Fachkreisen ebenfalls als Blasloch bekannt.The bypass channel cross-section described here is also known in professional circles as a blowhole.

Vorzugsweise ist die Form oder der Verlauf der Kontur des Laufspindelübergangs durch das Schleifen des Laufspindelübergangs mittels der Schleifscheibe derart ausgebildet wird, dass der Bypass-Kanalquerschnitt bei vorgegebenem Abrichtradius des Abrichtkörpers minimal ist oder wird. Alternativ hierzu kann der Bypass-Kanalquerschnitt 30%, 20%, 10%, 5%, 1% größer ausgebildet sein als der mittels dieser Schleifscheibe minimal herstellbare Bypass-Kanalquerschnitt.Preferably, the shape or the course of the contour of the spindle transition is formed by grinding the spindle transition using the grinding wheel in such a way that the bypass channel cross-section is or becomes minimal for a given dressing radius of the dressing body. Alternatively, the bypass channel cross-section can be 30%, 20%, 10%, 5%, 1% larger than the minimum bypass channel cross-section that can be produced using this grinding wheel.

Auch ist es zu bevorzugen, wenn der Bypass-Kanalquerschnitt maximal 0,1 mm2, 0,025 mm2, 0,01 mm2, 0,005 mm2 oder 0,002 mm2 beträgt. Hierdurch wird die Förderverlustleistung der Spindelpumpenstufe begrenzt.It is also preferable if the bypass channel cross-section is a maximum of 0.1 mm 2 , 0.025 mm 2 , 0.01 mm 2 , 0.005 mm 2 or 0.002 mm 2 . This limits the delivery loss of the spindle pump stage.

Die Aufgabe bezüglich der Spindelpumpenstufe wird durch eine Spindelpumpenstufe, hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung einer Spindelpumpenstufe, gelöst.The object with regard to the spindle pump stage is achieved by a spindle pump stage manufactured according to the inventive method for producing a spindle pump stage.

Vorzugsweise weist eine Fördervorrichtung eine derartige Spindelpumpenstufe auf. Hierbei kann es sich je nach Einsatzgebiet und Anwendung um eine Kraftstofffördervorrichtung, Ölfördervorrichtung, Kühlmittelfördervorrichtung oder eine Reinigungsmittelvorrichtung handeln.Preferably, a conveying device has such a spindle pump stage. Depending on the area of use and application, this can be a fuel conveying device, oil conveying device, coolant conveying device or a cleaning agent device.

Wenn im Rahmen der Offenbarung eine Ebene beschrieben wird, die quer zu einer Richtung oder einer Achse verläuft, dann ist es bevorzugt, wenn diese Ebene senkrecht zur besagten Ebene oder Achse verläuft.If, in the context of the disclosure, a plane is described which runs transversely to a direction or an axis, then it is preferred if this plane runs perpendicular to said plane or axis.

Besonders bevorzugt ist es, wenn ein Kraftfahrzeug eine derartige Spindelpumpenstufe oder eine derartige Fördervorrichtung aufweist.It is particularly preferred if a motor vehicle has such a spindle pump stage or such a conveying device.

Kurze Beschreibung der ZeichnungenShort description of the drawings

Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen detailliert erläutert. In den Zeichnungen zeigen:

  • 1 ein Kraftfahrzeug,
  • 2a ein Verfahren zur Herstellung einer Laufspindel,
  • 2b eine Schnittansicht A-A aus 2a,
  • 2c unterschiedliche Laufspindelübergangsradien,
  • 3a eine Spindelpumpenstufe,
  • 3b Detail-A der Spindelpumpenstufe aus 3a,
  • 4a eine Schleifscheibe, und
  • 4b Detail-B der Schleifscheibe aus 4a.
In the following, the invention is explained in detail using exemplary embodiments with reference to the drawings. In the drawings:
  • 1 a motor vehicle,
  • 2a a method for producing a spindle,
  • 2 B a sectional view AA from 2a ,
  • 2c different spindle transition radii,
  • 3a a spindle pump stage,
  • 3b Detail-A of the spindle pump stage from 3a ,
  • 4a a grinding wheel, and
  • 4b Detail B of the grinding wheel from 4a .

Bevorzugte Ausführung der ErfindungPreferred embodiment of the invention

Die 1 zeigt ein Kraftfahrzeug 1, umfassend eine Kraftstofffördervorrichtung 2, mit der Kraftstoff aus einem Kraftstofftank 21 zu einem Verbrennungsmotor 22 förderbar ist. Die Kraftstofffördervorrichtung 2 weist eine erfindungsgemäße Spindelpumpenstufe 3 mit einer erfindungsgemäßen Laufspindel 4 auf.The 1 shows a motor vehicle 1 comprising a fuel delivery device 2 with which fuel can be delivered from a fuel tank 21 to an internal combustion engine 22. The fuel delivery device 2 has a spindle pump stage 3 according to the invention with a running spindle 4 according to the invention.

Die 2a zeigt die erfindungsgemäße Laufspindel 4, die hier in der X-Y-Ebene 51 angeordnet ist. Zu erkennen ist die Laufspindelrotationsachse 45, eine Abtriebsflanke 41, eine Laufspindelzahnkopffläche 43 und eine Abtriebsrückflanke 44 des Laufspindelzahns 46. An einem Übergang von der Abtriebsflanke 41 zu der Laufspindelzahnkopffläche 43 ist ein Laufspindelübergang 42 ausgebildet. Durch diesen Laufspindelübergang 42, insbesondere dessen Kontur, wird im Vergleich zu einer an dieser Stelle angeordneten scharfen Kante, ein unerwünschter Verschleiß während des Betriebs der Laufspindel 4 in einer Spindelpumpenstufe verhindert. Insgesamt verlaufen in dieser Ausführungsform drei Laufspindelzähne 46 spiralförmig und parallel zueinander um die Laufspindelrotationsachse 45 in X- Richtung. Die Laufspindel 4 ist teilweise als Schnittdarstellung in der X-Y-Ebene 51 dargestellt. Darüber hinaus ist eine erfindungsgemäße Schleifscheibe 6 in stark vereinfachter Form mit ihrer Rotationsachse 61 und ihrer Schleifscheibenbewegungsrichtung 62 während des Herstellungsverfahrens der Laufspindel 4 dargestellt. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Laufspindel 4 oder der erfindungsgemäßen Spindelpumpenstufe, rotiert die Schleifscheibe 6 um ihre Rotationsachse 61, wobei die Laufspindel 4 um ihre Laufspindelrotationsachse 45 rotiert und wobei die Schleifscheibe 6 relativ zur Laufspindel 4 in die Schleifscheibenbewegungsrichtung 62 bewegt wird. Hierbei wird mittels der Schleifscheibe 6 die Kontur der Laufspindelzähne 46, insbesondere des Laufspindelübergangs 42, geschliffen. Darüber hinaus zeigt die 2a einen Schnittverlauf A-A durch einen Laufspindelzahn 46 der dargestellten Laufspindel 4, wobei der Schnittverlauf zur Erstreckungsrichtung des Laufspindelzahns 46 verläuft.The 2a shows the running spindle 4 according to the invention, which is arranged here in the XY plane 51. The running spindle rotation axis 45, an output flank 41, a running spindle tooth head surface 43 and an output rear flank 44 of the running spindle tooth 46 can be seen. A running spindle transition 42 is formed at a transition from the output flank 41 to the running spindle tooth head surface 43. This running spindle transition 42, in particular its contour, prevents undesirable wear during operation of the running spindle 4 in a spindle pump stage, in comparison to a sharp edge arranged at this point. In total, in this embodiment, three running spindle teeth 46 run spirally and parallel to one another around the running spindle rotation axis 45 in the X direction. The running spindle 4 is shown partially as a sectional view in the XY plane 51. In addition, a grinding wheel 6 according to the invention is shown in a highly simplified form with its rotation axis 61 and its grinding wheel movement direction 62 during the manufacturing process of the running spindle 4. In the inventive method for manufacturing the running spindle 4 according to the invention or the spindle pump stage according to the invention, the grinding wheel 6 rotates about its rotation axis 61, the running spindle 4 rotates about its running spindle rotation axis 45 and the grinding wheel 6 is moved relative to the running spindle 4 in the grinding wheel movement direction 62. The contour of the running spindle teeth 46, in particular the running spindle transition 42, is ground by means of the grinding wheel 6. In addition, the 2a a cutting path AA through a running spindle tooth 46 of the running spindle 4 shown, wherein the cutting path runs in the direction of extension of the running spindle tooth 46.

Die 2b zeigt die Schnittansicht A-A des Schnittverlaufs A-A aus der 2a. Es handelt sich um eine Schnittansicht durch einen der Laufspindelzähne 46 der Laufspindel aus 2a. Zu erkennen ist die Abtriebsflanke 41, die mittels des Laufspindelübergangs 42 in die Laufspindelzahnkopffläche 43 übergeht. Bei der Laufspindelzahnkopffläche 43 handelt es sich um eine Fläche des Laufspindelzahns 46, die der Laufspindelrotationsachse oder wie hier dargestellt, der X-Y-Ebene 51 abgewandt ist. Zudem ist die Laufspindelzahnkopffläche 43 radial, d. h. wie hier dargestellt, in Z-Richtung von der Laufspindelrotationsachse beabstandet.The 2 B shows the section view AA of the section line AA from the 2a . This is a sectional view through one of the spindle teeth 46 of the spindle from 2a . The output flank 41 can be seen, which merges into the running spindle tooth tip surface 43 by means of the running spindle transition 42. The running spindle tooth tip surface 43 is a surface of the running spindle tooth 46 that faces away from the running spindle rotation axis or, as shown here, the XY plane 51. In addition, the running spindle tooth tip surface 43 is spaced radially, ie, as shown here, in the Z direction, from the running spindle rotation axis.

Die 2c zeigt eine detaillierte Ansicht der Kontur des Laufspindelübergangs 42, der hier als durchgängige Linie dargestellt ist. Ferner sind zum Vergleich die Konturen von zwei alternativen Laufspindelübergängen 42 mit jeweils einer anderen Form gestrichelt dargestellt. Alle drei Konturen der Laufspindelübergänge 42 weisen jeweils den gleichen kleinsten Radiuswert und sind mit Schleifscheiben hergestellt worden, die mit demselben Abrichtkörper hergestellt worden sind. Es ist ersichtlich, dass die Form der Kontur des Laufspindelübergangs 42 bei gleichen kleinsten Radiuswert der Kontur des Laufspindelübergangs 42 maßgeblich den Querschnitt des Bypasskanals bestimmt.The 2c shows a detailed view of the contour of the running spindle transition 42, which is shown here as a continuous line. Furthermore, the contours of two alternative running spindle transitions 42, each with a different shape, are shown in dashed lines for comparison. All three contours of the running spindle transitions 42 each have the same smallest radius value and were produced with grinding wheels that were produced with the same dressing body. It is clear that the shape of the contour of the running spindle transition 42, with the same smallest radius value of the contour of the running spindle transition 42, largely determines the cross-section of the bypass channel.

Die 3a zeigt stark vereinfacht eine erfindungsgemäße Spindelpumpenstufe, die eine erfindungsgemäße Laufspindel 4 und eine Treibspindel 7 umfasst. Die Laufspindel 4 und die Treibspindel 7 sind rotatorisch in einem Spindelpumpenstufengehäuse gelagert, welches in der 3a der Einfachheit halber nicht dargestellt ist. Bei der Ansicht der 3a handelt es sich um eine Schnittansicht in der Y-Z-Ebene 52. Zu sehen sind die Treibspindelzähne 76 der Treibspindel 7 sowie die Laufspindelzähne 46 der Laufspindel 4. Ferner ist die Treibspindelrotationsrichtung 53 zu sehen. Das Detail-A zeigt einen Antriebskontakt zwischen einer Antriebsflanke eines Treibspindelzahns 76 und einer Abtriebsflanke eines Laufspindelzahns 46, wodurch das Drehmoment der Treibspindel 7 mittels hydraulischer Kopplung auf die Laufspindel 4 übertragen wird.The 3a shows a highly simplified version of a spindle pump stage according to the invention, which comprises a running spindle 4 according to the invention and a drive spindle 7. The running spindle 4 and the drive spindle 7 are rotatably mounted in a spindle pump stage housing, which is in the 3a is not shown for the sake of simplicity. When viewing the 3a This is a sectional view in the YZ plane 52. The drive spindle teeth 76 of the drive spindle 7 and the running spindle teeth 46 of the running spindle 4 can be seen. The drive spindle rotation direction 53 can also be seen. Detail A shows a drive contact between a drive flank of a drive spindle tooth 76 and an output flank of a running spindle tooth 46, whereby the torque of the drive spindle 7 is transmitted to the running spindle 4 by means of a hydraulic coupling.

Die 3b zeigt stark vereinfacht das Detail-A aus der 3a. Im Unterschied zur 3a ist das Spindelpumpenstufengehäuse 8 gestrichelt dargestellt. Zu sehen ist ein Bypasskanal 478, der durch das Spindelpumpenstufengehäuse 8, den Treibspindelzahn 76 und den Laufspindelzahn 46 in der dargestellten Y-Z-Ebene 52 begrenzt ist. Dieser Bypasskanal 478 mindert die Förderleistung der Spindelpumpenstufe. Umso größer der Querschnitt des Bypasskanal 478 ist, desto größer ist die Minderung der Förderleistung der Spindelpumpenstufe. Gleichzeitig ist der Querschnitt des Bypasskanals 478 abhängig vom Laufspindelübergang 42, insbesondere von der Form oder dem Verlauf der Kontur des Laufspindelübergangs 42.The 3b shows in a highly simplified way the detail A from the 3a . In contrast to 3a the spindle pump stage housing 8 is shown in dashed lines. A bypass channel 478 can be seen, which is limited by the spindle pump stage housing 8, the drive spindle tooth 76 and the running spindle tooth 46 in the YZ plane 52 shown. This bypass channel 478 reduces the delivery capacity of the spindle pump stage. The larger the cross section of the bypass channel 478, the greater the reduction in the delivery capacity of the spindle pump stage. At the same time, the cross section of the bypass channel 478 depends on the running spindle transition 42, in particular on the shape or the course of the contour of the running spindle transition 42.

Die 4a zeigt eine detaillierte Ansicht der Schleifscheibe 6 aus der 2a in einem Schnitt, der diametral durch die Schleifscheibe 6 verläuft. Zu erkennen ist die Rotationsachse 61 zu der die Schleifscheibe 6 rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Radial außen, im Bereich, der als Detail-B gekennzeichnet ist, ist ein Schleifscheibenkopf 64 ausgebildet, an den sich zwei Schleifscheibenschultern 63 jeweils axial anschließen. Mittels der Schleifscheibenschultern 63 werden während dem Herstellungsverfahren der Laufspindel die Laufspindelzahnkopfflächen geschliffen.The 4a shows a detailed view of the grinding wheel 6 from the 2a in a section that runs diametrically through the grinding wheel 6. The rotation axis 61 can be seen, to which the grinding wheel 6 is rotationally symmetrical. Radially on the outside, in the area marked as detail B, a grinding wheel head 64 is formed, to which two grinding wheel shoulders tern 63 each connect axially. The grinding wheel shoulders 63 are used to grind the spindle tooth tip surfaces during the manufacturing process of the spindle.

Die 4b zeigt das Detail-B der Schleifscheibe 6 aus 4a. An den Übergängen von den Schleifscheibenschultern 63 zu dem Schleifscheibenkopf 64 ist jeweils ein Schleifbereich 65 mit einer konkaven Kontur ausgebildet. Der Schleifbereich 65 bestimmt den Laufspindelübergang.The 4b shows the detail B of the grinding wheel 6 from 4a . A grinding area 65 with a concave contour is formed at the transitions from the grinding wheel shoulders 63 to the grinding wheel head 64. The grinding area 65 determines the running spindle transition.

Die unterschiedlichen Merkmale der einzelnen Ausführungsbeispiele können auch untereinander kombiniert werden. Die Ausführungsbeispiele der 1 bis 4b weisen insbesondere keinen beschränkenden Charakter auf und dienen der Verdeutlichung des Erfindungsgedankens.The different features of the individual embodiments can also be combined with each other. The embodiments of the 1 to 4b In particular, they are not restrictive in nature and serve to clarify the inventive concept.

BezugszeichenlisteList of reference symbols

11
KraftfahrzeugMotor vehicle
22
KraftstofffördervorrichtungFuel delivery device
2121
KraftstofftankFuel tank
2222
VerbrennungsmotorCombustion engine
33
SpindelpumpenstufeSpindle pump stage
44
LaufspindelRunning spindle
4141
AbtriebsflankeOutput flank
4242
LaufspindelübergangRunning spindle transition
4343
LaufspindelzahnkopfflächeSpindle tooth tip surface
4444
AbtriebsrückflankeOutput trailing edge
4545
LaufspindelrotationsachseRun spindle rotation axis
4646
LaufspindelzahnSpindle tooth
478478
BypasskanalBypass channel
5151
X-Y-EbeneX-Y plane
5252
Y-Z-EbeneY-Z plane
5353
TreibspindelrotationsrichtungDrive spindle rotation direction
66
SchleifscheibeGrinding wheel
6161
SchleifscheibenrotationsachseGrinding wheel rotation axis
6262
SchleifscheibenbewegungsrichtungGrinding wheel movement direction
6363
SchleifscheibenschulterGrinding wheel shoulder
6464
SchleifscheibenkopfGrinding wheel head
6565
SchleifbereichGrinding area
77
TreibspindelDrive spindle
7676
TreibspindelzahnDrive spindle tooth
88th
SpindelpumpenstufengehäuseSpindle pump stage housing

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 10129341 A1 [0002]DE 10129341 A1 [0002]
  • DE 202014010877 U1 [0003]DE 202014010877 U1 [0003]

Claims (7)

Schleifscheibe (6) zum Schleifen einer Laufspindel (4) für eine Spindelpumpenstufe, wobei die Schleifscheibe (6) in einer Ebene (51), in der die Rotationsachse (61) der Schleifscheibe (6) liegt, einen Schleifbereich (65) mit einer konkaven, stetig verlaufenden Kontur umfasst, wobei die Kontur des Schleifbereichs mindestens einen Radiuswert umfasst.Grinding wheel (6) for grinding a running spindle (4) for a spindle pump stage, wherein the grinding wheel (6) comprises a grinding region (65) with a concave, continuously extending contour in a plane (51) in which the rotation axis (61) of the grinding wheel (6) lies, wherein the contour of the grinding region comprises at least one radius value. Schleifscheibe nach Anspruch 1, wobei die Kontur des Schleifbereichs mindestens einen zweiten Radiuswert umfasst.Grinding wheel according to Claim 1 , wherein the contour of the grinding area comprises at least a second radius value. Schleifscheibe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der kleinste Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs oder der mindestens eine Radiuswert der Kontur des Schleifbereichs einem Mehrfachen eines Abrichtradius eines Abrichtkörpers entspricht, mit dem die Kontur des Schleifbereichs hergestellt worden ist.Grinding wheel according to one of the preceding claims, wherein the smallest radius value of the contour of the grinding area or the at least one radius value of the contour of the grinding area corresponds to a multiple of a dressing radius of a dressing body with which the contour of the grinding area was produced. Verfahren zum Schleifen einer Laufspindel (4) für eine Spindelpumpenstufe, wobei die Laufspindel (4) mindestens einen spiralförmig verlaufenden Laufspindelzahn (46) aufweist, wobei der mindestens eine Laufspindelzahn (46) eine Abtriebsflanke (41), einen Laufspindelübergang (42) und eine Laufspindelzahnkopffläche (43) umfasst, wobei der Laufspindelübergang (42) einen Übergang von der Abtriebsflanke (41) zur Laufspindelzahnkopffläche (43) bildet, umfassend mindestens den Schritt: - Schleifen einer, in einer Ebene quer zur Erstreckungsrichtung des mindestens einen Laufspindelzahns (46), konvexen, stetig verlaufenden Kontur des Laufspindelübergangs (42) mittels des Schleifbereichs (65) der Schleifscheibe (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kontur des Laufspindelübergangs (42) mindestens einen Laufspindelübergangsradiuswert aufweist.Method for grinding a running spindle (4) for a spindle pump stage, wherein the running spindle (4) has at least one spiral-shaped running spindle tooth (46), wherein the at least one running spindle tooth (46) comprises an output flank (41), a running spindle transition (42) and a running spindle tooth tip surface (43), wherein the running spindle transition (42) forms a transition from the output flank (41) to the running spindle tooth tip surface (43), comprising at least the step: - grinding a convex, continuously extending contour of the running spindle transition (42) in a plane transverse to the direction of extension of the at least one running spindle tooth (46) by means of the grinding region (65) of the grinding wheel (6) according to one of the preceding claims, wherein the contour of the running spindle transition (42) has at least one running spindle transition radius value. Laufspindel (4) für eine Spindelpumpenstufe, hergestellt gemäß dem Verfahren nach Anspruch 4.Idler spindle (4) for a spindle pump stage, manufactured according to the method according to Claim 4 . Verfahren zur Herstellung einer Spindelpumpenstufe (3), wobei die Spindelpumpenstufe ein Spindelpumpenstufengehäuse (8), eine Treibspindel (7) und eine Laufspindel (4) umfasst, wobei die Laufspindel (4) gemäß dem Verfahren nach Anspruch 4 hergestellt ist, wobei die Form der Kontur des Laufspindelübergangs (42) durch das Schleifen des Laufspindelübergangs (42) mittels der Schleifscheibe (6) derart ausgebildet wird, dass ein Bypass-Kanalquerschnitt eines Bypass-Kanals (478) der Spindelpumpenstufe, der quer zur Erstreckungsrichtung des Bypass-Kanals (478) verläuft durch das Spindelpumpenstufengehäuse (8), die Treibspindel (7) und den Laufspindelübergang (42) begrenzt ist, minimal wird.Method for producing a spindle pump stage (3), wherein the spindle pump stage comprises a spindle pump stage housing (8), a drive spindle (7) and a running spindle (4), wherein the running spindle (4) is manufactured according to the method according to Claim 4 is manufactured, wherein the shape of the contour of the running spindle transition (42) is formed by grinding the running spindle transition (42) by means of the grinding wheel (6) such that a bypass channel cross section of a bypass channel (478) of the spindle pump stage, which runs transversely to the direction of extension of the bypass channel (478) through the spindle pump stage housing (8), the drive spindle (7) and the running spindle transition (42), is minimal. Spindelpumpenstufe (3), hergestellt nach dem Verfahren gemäß Anspruch 6.Spindle pump stage (3), manufactured according to the process according to Claim 6 .
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