EP0831232B1 - Zahnradpumpe - Google Patents
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- EP0831232B1 EP0831232B1 EP97114968A EP97114968A EP0831232B1 EP 0831232 B1 EP0831232 B1 EP 0831232B1 EP 97114968 A EP97114968 A EP 97114968A EP 97114968 A EP97114968 A EP 97114968A EP 0831232 B1 EP0831232 B1 EP 0831232B1
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- housing
- drive shaft
- feed pump
- gearwheel
- wall
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C15/00—Component parts, details or accessories of machines, pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C2/00 - F04C14/00
- F04C15/0057—Driving elements, brakes, couplings, transmission specially adapted for machines or pumps
- F04C15/0061—Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04C2/00—Rotary-piston machines or pumps
- F04C2/08—Rotary-piston machines or pumps of intermeshing-engagement type, i.e. with engagement of co-operating members similar to that of toothed gearing
- F04C2/082—Details specially related to intermeshing engagement type machines or pumps
- F04C2/086—Carter
Definitions
- the invention relates to a feed pump according to the genus of Claim 1.
- Such a feed pump is known from FR-A-1 299 342.
- This Feed pump has a rotatingly driven in a pump chamber Pair of intermeshing gears on which a pumped medium an intake space connected to a storage tank along one between the end face of the gears and the peripheral wall of the Promote pumping chamber formed delivery channel in a pressure chamber.
- the Gears are each in one piece protruding into the housing mounted with the housing trained housing pin.
- a first one Housing pin has an axial through hole into which a drive shaft protrudes.
- the drive shaft protrudes from hers end of the housing out of the housing pin and is by means of a coupling member in the form of a wedge with a first on the first housing pin mounted gear rotatably connected.
- the Drive shaft can be positively connected via the wedge connection be connected to the first gear. Since the first gear on the first housing pin is mounted and by its connection with the drive shaft the torque is transmitted directly to it can have problems with the storage and drive of the first Gear due to manufacturing tolerances.
- the feed pump according to the invention with the features according to claim 1 has the advantage that the transmission of the torque from the drive shaft to the first gear through that as Coupling disc trained coupling member takes one Compensation of manufacturing tolerances enabled.
- the coupling member pressed into the gear preferably has a central recess into which a correspondingly shaped, axially protruding from the drive shaft shaped pin engages.
- the coupling member pressed onto the drive shaft preferably has three radially projecting projections (pegs) on the circumference, which engage in corresponding recesses in the internal gear diameter with little play.
- flats or recesses for example in the form of a round groove, are provided on the housing bearing journal, in which the lubricant (preferably fuel) can collect and then get into the plain bearing more easily, these flattenings preferably on the side of the housing journal remote from the pressure (suction side) are arranged.
- a radial bore in the gear wheel which opens into the inner wall surface from the tooth base between two teeth, also improves the penetration of the lubricant into the slide bearing, since the bore passes through the pressure zone (pressure chamber) with each gear wheel rotation, so that the lubricant is actively pressed into the slide bearing becomes.
- the feed pump according to the invention as a fuel feed pump for delivering fuel from a storage tank to a fuel injection pump of an internal combustion engine is particularly suitable, but can also be used for delivering other liquid media. Further advantages and advantageous embodiments of the subject matter of the invention can be found in the description, the drawing and the claims.
- FIG. 1 shows a view of the closed cover side of the feed pump with the representation of the position of the gears and the inlet and outlet openings
- FIG. 2 shows a sectional view of the first embodiment of the feed pump rotated by 90 ° with respect to FIG. 1, in which the coupling member is pressed onto the drive shaft
- Figure 3 is a partial view of the first gear from Figure 2 in a first view
- Figure 4 shows the gear of Figure 3 in a second sectional view
- Figure 5 is a partial view of the coupling member from Figure 2
- the 6 shows a second embodiment of the feed pump, in which the coupling member is pressed into the inner wall of the gearwheel
- FIG. 1 shows a view of the closed cover side of the feed pump with the representation of the position of the gears and the inlet and outlet openings
- FIG. 2 shows a sectional view of the first embodiment of the feed pump rotated by 90 ° with respect to FIG. 1, in which the coupling member is pressed onto the drive shaft
- Figure 3 is a partial view of
- FIG. 7 shows an individual part of the coupling member from FIG. 6, and FIG. 8 shows an enlarged detail from the gearwheels of FIGS. 2 and 6, showing the radial bore
- FIG. 9 shows a third embodiment in a simplified manner Eighth sectional view in the area of the connection gearwheel / housing bearing journal, in which a bevel is provided on the housing journal
- FIG. 10 shows a fourth exemplary embodiment analogous to the illustration in FIG. 9, in which a round groove is incorporated in the housing journal.
- the feed pump according to the invention shown in FIGS. 1 to 10 in various sections and views is inserted into a feed line (not shown) from a storage tank to a fuel injection pump for internal combustion engines.
- the first exemplary embodiment of the feed pump shown in FIGS. 1 and 2 has a pump chamber 3 in its housing 1, in which a rotatingly driven pair of meshing gears is arranged.
- a first gearwheel 5, which is located in the exemplary embodiment, is rotatably driven by means of an external drive element 7 (not shown in more detail) and transmits this rotary movement via a spur toothing to a second gearwheel 9 meshing with the first gearwheel 5.
- the gearwheels 5, 9 thereby divide the pump chamber 3 their tooth engagement in two sections, of which a first section forms an intake chamber 11 and a second section forms a pressure chamber 13.
- the suction chamber 11 is connected to the pressure chamber 13 via a delivery channel 15 formed between the tooth grooves on the end faces of the first and second gear wheels 5, 9 and the upper and lower peripheral wall of the pump chamber 3.
- the suction chamber 11 and the pressure chamber 13 each have a connection opening in the wall of the pump housing 1, via which the suction chamber 11 is connected to a suction line, not shown, from the storage tank and the pressure chamber 13 to a delivery line, also not shown, to the suction chamber of the fuel injection pump.
- connection opening in the suction chamber 11 forms an inlet opening 17 and the connection opening in the pressure chamber 13 forms an outlet opening 19, which are arranged in a housing cover 21 which closes the pump chamber 3.
- the gear wheels 5, 9 are mounted on housing pins which project into the interior of the pump housing 1 and which are formed in one piece with the pump housing 1.
- a first housing pin 23 located at the bottom forms a bearing pin receiving the first gear wheel 5
- a second housing pin 25 located at the top forms a bearing pin receiving the second gear wheel 9.
- the first housing pin 23 has an axial through bore 27, in which a drive shaft 29 is guided, which is connected in a rotationally locking manner to the drive element 7 at its end facing away from the housing cover 21.
- the drive shaft 29 protrudes from the bore 27 of the first housing pin 23 into a coupling member 31 to the first gear 5, via which the rotary movement of the drive shaft 29 is transmitted to the gear 5.
- 5 in the first exemplary embodiment is designed as a clutch disc 31, which is pressed onto the drive shaft 29 with its radial inner wall and which preferably has three radially projecting projections 33 on its outer circumference. With these formations 33, the clutch disc protrudes into corresponding recesses 35 on the inner wall surface of the first gearwheel 5 shown enlarged in FIGS. 3 and 4 and thus establishes a positive connection between the clutch disc 31 and the first gearwheel 5.
- the clutch disc 231 shown enlarged in FIG. 7, is now pressed with its outer circumferential wall into the inner wall diameter of the first gear 5 at its end on the cover side.
- the clutch disc 231 consists of a metal, preferably steel ring 41, in the interior of which a disk-shaped elastomer part 37 is pressed.
- a preferably square-shaped recess 39 is incorporated, into which a correspondingly shaped pin 43 protrudes axially from the drive shaft 29 and thus establishes a positive connection between the clutch disc 231 and the drive shaft 29.
- a radial bore 51 is provided in both gear wheels 5, 9, which starts from the tooth base 53 extends between two adjacent teeth of the gear wheels 5, 9 to the inner end wall 55 of the gear wheels 5, 9 and thus supplies the slide bearing points 57 with lubricant.
- a flattening 61 is also provided on the housing pin 25 in the third exemplary embodiment shown in a detail in FIG. 9, which is arranged on the side of the housing pin 25 facing away from the pressure chamber 13 of the feed pump and in that can collect the lubricant.
- FIG. 10 shows a fourth exemplary embodiment analogous to FIG. 9, in which, instead of the flat 61, a round-groove-shaped recess 63 is arranged on the side of the housing bearing journal 25 facing away from the pressure chamber, in which the lubricant can collect.
- the first housing pin 23, which is designed as a hollow axis, likewise has a flattened portion 61 or recess 63 on its suction chamber side 11, in a manner not shown, analogous to FIGS. 9 and 10.
- the feed pump according to the invention works in the following way.
- the drive shaft 29 is preferably driven to rotate in proportion to the speed of an internal combustion engine to be supplied.
- the drive shaft 29 transmits the rotary movement via the coupling member 31, (clutch disc 231) to the first gear 5, which in turn drives the second gear 9 meshing with it.
- the delivery medium preferably fuel
- the intake chamber 11 is conveyed from the intake chamber 11 along the delivery channels 15 into the pressure chamber 13. This creates a negative pressure in the intake chamber 11, which is sufficient to draw in additional fuel from the storage tank via the intake line.
- the fuel pressure built up in the pressure chamber 13 causes fuel to be delivered via the outlet opening 19 into the delivery line to the fuel injection pump.
Description
Das in das Zahnrad eingepreßte Koppelglied weist dabei vorzugsweise eine zentrale Ausnehmung auf, in die ein entsprechend geformter, axial von der Antriebswelle vorstehender Formzapfen eingreift.
Das auf die Antriebswelle aufgepreßte Koppelglied weist vorzugsweise drei radial vorstehende Anformungen (Zapfen) am Umfang auf, die mit geringem Spiel in entsprechende Ausnehmungen im Zahnradinnendurchmesser eingreifen.
Ein weiterer Vorteil der Lagerung der Zahnräder auf nach innen kragenden Gehäusezapfen ist die Möglichkeit einer verbesserten Lagerschmierung. Dazu sind an den Gehäuse-Lagerzapfen Anflachungen oder Ausnehmungen, z.B. in Form einer Rundnut vorgesehen, in denen sich das Schmiermittel (vorzugsweise Kraftstoff) sammeln kann und dann leichter in das Gleitlager gelangt, wobei diese Anflachungen vorzugsweise auf der druckabgewandten Seite (Ansaugseite) der Gehäusezapfen angeordnet sind. Eine radiale Bohrung im Zahnrad, die vom Zahnfuß zwischen zwei Zähnen ausgehend in die Innenwandfläche mündet, verbessert zudem das Eindringen des Schmiermittels in das Gleitlager, da die Bohrung bei jeder Zahnradumdrehung die Druckzone (Druckraum) durchfährt, so daß das Schmiermittel aktiv in das Gleitlager gepreßt wird.
Dabei ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Förderpumpe als Kraftstoff-Förderpumpe zur Förderung von Kraftstoff aus einem Vorratstank zu einer Kraftstoffeinspritzpumpe einer Brennkraftmaschine besonders geeignet, kann aber auch zum Fördern anderer flüssiger Medien verwendet werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung sind der Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Es zeigen die Figur 1 eine Ansicht auf die geschlossene Deckelseite der Förderpumpe mit der Darstellung der Lage der Zahnräder und der Ein- und Auslaßöffnungen, die Figur 2 eine Schnittdarstellung des ersten Ausführungsbeispiels der gegenüber der Figur 1 um 90° gedrehten Förderpumpe, bei dem das Koppelglied auf die Antriebswelle aufgepreßt ist, die Figur 3 eine Einzelteildarstellung des ersten Zahnrades aus der Figur 2 in einer ersten Ansicht, die Figur 4 das Zahnrad der Figur 3 in einer zweiten geschnittenen Darstellung, die Figur 5 eine Einzelteildarstellung des Koppelgliedes aus der Figur 2, die Figur 6 ein zweites Ausführungsbeispiel der Förderpumpe, bei dem das Koppelglied in die Innenwand des Zahnrades eingepreßt ist, die Figur 7 eine Einzelteildarstellung des Koppelgliedes aus der Figur 6, die Figur 8 einen vergrößerten Ausschnitt aus den Zahnrädern der Figuren 2 und 6 mit Darstellung der Radialbohrung, die Figur 9 ein drittes Ausführungsbeispiel in einer vereinfachten Ausschnittdarstellung im Bereich der Verbindung ZahnradZahnrad/Gehäuselagerzapfen, bei dem am Gehäusezapfen ein Anschliff vorgesehen ist und die Figur 10 ein viertes Ausführungsbeispiel analog zur Darstellung der Figur 9, bei dem am Gehäusezapfen eine Rundnut eingearbeitet ist.
Dabei weist das in den Figuren 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel der Förderpumpe in ihrem Gehäuse 1 eine Pumpkammer 3 auf, in der ein rotierend angetriebenes Paar miteinander kämmender Zahnräder angeordnet ist.
Ein erstes im Ausführungsbeispiel untenliegendes Zahnrad 5 wird dabei mittels eines nicht genauer dargestellten externen Antriebselementes 7 rotierend angetrieben und überträgt diese Drehbewegung über eine Stirnverzahnung auf ein, mit dem ersten Zahnrad 5 kämmendes zweites Zahnrad 9. Die Zahnräder 5, 9 teilen dabei die Pumpkammer 3 durch ihren Zahneingriff in zwei Teilbereiche, von denen ein erster Teilbereich einen Ansaugraum 11 und ein zweiter Teil einen Druckraum 13 bilden.
Der Ansaugraum 11 ist dabei über je einen zwischen den Zahnnuten an den Stirnflächen des ersten und zweiten Zahnrades 5, 9 und der oberen und unteren Umfangswand der Pumpkammer 3 gebildeten Förderkanal 15 mit dem Druckraum 13 verbunden. Zudem weisen der Ansaugraum 11 und der Druckraum 13 jeweils eine Anschlußöffnung in der Wand des Pumpengehäuses 1 auf, über die der Ansaugraum 11 mit einer nicht dargestellten Ansaugleitung vom Vorratstank und der Druckraum 13 mit einer ebenfalls nicht dargestellten Förderleitung zum Saugraum der Kraftstoffeinspritzpumpe verbunden ist. Dabei bildet die Anschlußöffnung in den Ansaugraum 11 eine Einlaßöffnung 17 und die Anschlußöffnung in den Druckraum 13 eine Auslaßöffnung 19, die in einem, die Pumpkammer 3 verschließenden Gehäusedeckel 21 angeordnet sind.
Die Zahnräder 5, 9 sind auf in das Innere des Pumpengehäuses 1 ragenden Gehäusezapfen gelagert, die einteilig mit dem Pumpengehäuse 1 ausgebildet sind. Dabei bildet ein erster untenliegender Gehäusezapfen 23 einen das erste Zahnrad 5 aufnehmenden Lagerzapfen und ein zweiter obenliegender Gehäusezapfen 25 einen das zweite Zahnrad 9 aufnehmenden Lagerzapfen.
Der erste Gehäusezapfen 23 weist eine axiale Durchgangsbohrung 27 auf, in der eine Antriebswelle 29 geführt ist, die an ihrem dem Gehäusedeckel 21 abgewandten Ende drehschlüssig mit dem Antriebselement 7 verbunden ist. An ihrem dem Antriebselement 7 fernen Ende ragt die Antriebswelle 29 aus der Bohrung 27 des ersten Gehäusezapfens 23 in ein Koppelglied 31 zum ersten Zahnrad 5, über das die Drehbewegung der Antriebswelle 29 auf das Zahnrad 5 übertragen wird.
Dabei ist dieses in der Figur 5 näher dargestellte Koppelglied im ersten Ausführungsbeispiel als Kupplungsscheibe 31 ausgebildet, die mit ihrer radialen Innenwand auf die Antriebswelle 29 aufgepreßt ist und die an ihrem Außenumfang vorzugsweise drei radial vorstehende Anformungen 33 aufweist. Mit diesen Anformungen 33 ragt die Kupplungsscheibe in entsprechende Ausnehmungen 35 an der Innenwandfläche des in den Figuren 3 und 4 vergrößert dargestellten ersten Zahnrades 5 und stellt so eine formschlüssige Verbindung zwischen der Kupplungsscheibe 31 und dem ersten Zahnrad 5 her.
Das in den Figuren 6 und 7 dargestellte zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich zum ersten Ausführungsbeispiel in der Art des Kopppelgliedes zwischen der Antriebswelle 29 und dem ersten Zahnrad 5.
Dabei ist die in der Figur 7 vergrößert dargestellte Kupplungsscheibe 231 nunmehr mit ihrer Außenumfangswand in den Innenwanddurchmesser des ersten Zahnrades 5 an dessen deckelseitigem Ende eingepreßt. Die Kupplungsscheibe 231 besteht dabei aus einem Metall-, vorzugsweise Stahlring 41, in dessen Inneres ein scheibenförmiges Elastomerteil 37 eingepreßt ist. In diesem Elastomerteil 37 ist eine vorzugsweise vierkantförmige Ausnehmung 39 eingearbeitet, in die ein entsprechend geformter, axial von der Antriebswelle 29 vorstehender Zapfen 43 hineinragt und so eine formschlüssige Verbindung zwischen der Kupplungsscheibe 231 und der Antriebswelle 29 herstellt.
Die Schmierung der Lagerstellen der Zahnräder 5, 9 auf den Gehäusezapfen 23, 25 erfolgt durch das Fördermedium, wozu, wie in den Figuren 6 und 8 dargestellt, eine radiale Bohrung 51 in beiden Zahnrädern 5, 9 vorgesehen ist, die sich ausgehend vom Zahnfuß 53 zwischen zwei benachbarten Zähnen der Zahnräder 5, 9 bis an die Innendwand 55 der Zahnräder 5, 9 erstreckt und so die Gleitlagerstellen 57 mit Schmierstoff versorgt.
Um die Schmierung an den Gleitlagerstellen 57 weiter zu verbessern, ist bei dem in der Figur 9 in einem Ausschnitt dargestellten dritten Ausführungsbeispiel zudem eine Anflachung 61 am Gehäusezapfen 25 vorgesehen, die an der dem Druckraum 13 der Förderpumpe abgewandten Seite des Gehäusezapfens 25 angeordnet ist und in der sich das Schmiermittel sammeln kann.
Die Figur 10 zeigt ein viertes Ausführungsbeispiel analog zur Figur 9, bei dem an Stelle der Anflachung 61 eine rundnutförmige Ausnehmung 63 an der druckraumabgewandten Seite des Gehäuselagerzapfens 25 angeordnet ist, in der sich das Schmiermittel sammel kann.
Der als Hohlachse ausgebildeten ersten Gehäusezapfen 23 weist dabei in nicht näher dargestellter Weise analog zu den Figuren 9 und 10 ebenfalls eine Anflachung 61 oder Ausnehmung 63 auf seiner Saugraumseite 11 auf.
Dabei ist es mit der erfindungsgemäßen Lagerausbildung der Zahnräder 5, 9 möglich, die an den Zahnrädern 5, 9 angreifenden Querkräfte direkt in das Gehäuse 1 der Förderpumpe einzuleiten, so daß die Antriebswelle 29 lediglich das Antriebsdrehmoment übertragen muß und auf eine zusätzliche Achse zur Lagerung des zweiten getriebenen Zahnrades 9 verzichtet werden kann.
Claims (7)
- Förderpumpe mit einem in einer Pumpkammer (3) rotierend angetriebenen Paar miteinander kämmender Zahnräder (5,9), die ein Fördermedium aus einem mit einem Vorratstank verbundenen Ansaugraum (11) entlang einem zwischen der Stirnfläche der Zahnräder (5,9) und der Umfangswand der Pumpkammer (3) gebildeten Förderkanal (15) in einen Druckraum (13) fördern, wobei die Zahnräder (5,9) jeweils auf einem in das Gehäuse (1) der Förderpumpe ragenden, einteilig mit dem Gehäuse (1) ausgebildeten Gehäusezapfen (23,25) gelagert sind, wobei ein erster Gehäusezapfen (23) eine axiale Durchgangsbohrung (27) aufweist, in die eine Antriebswelle (29) hineinragt, wobei die Antriebswelle (29) an ihrem gehäuseinneren Ende aus dem Gehäusezapfen (23) ragt und mittels eines Koppelgliedes drehschlüssig mit einem ersten auf dem ersten Gehäusezapfen (23) gelagerten Zahnrad (5) verbunden ist, wobei die Antriebswelle (29) formschlüssig über das Koppelglied mit dem ersten Zahnrad (5) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Koppelglied als Kupplungsscheibe (31;231) ausgebildet ist, die auf die Antriebswelle (29) aufgepreßt oder in die Innenwand des ersten Zahnrads (5) eingepreßt ist und die mit dem anderen Teil erstes Zahnrad (5) oder Antriebswelle (29) formschlüssig verbunden ist.
- Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (31) mit ihrer Innenwandfläche auf die Antriebswelle (29) aufgepreßt ist und an ihrer äußeren Umfangsfläche eine Vielzahl, vorzugsweise drei, von radial nach außen vorstehenden Anformungen (33) aufweist, die in entsprechende Ausnehmungen (35) an der Innenfläche des ersten Zahnrads (5) eingreifen.
- Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungsscheibe (231) mit ihrer Umfangswand in die Innenwand des ersten Zahnrads (5) eingepresst ist und eine schlitzförmige Ausnehmung (39) in ihrer Stirnwand (37) aufweist, in die ein entsprechend geformter, axial von der Antriebswelle (29) vorstehender Formzapfen (43) eingreift.
- Förderpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die die schlitzförmige Ausnehmung (29) aufweisende Stirnwandscheibe (37) aus einem elastischen Material besteht, die in einen, in das erste Zahnrad (5) eingepreßten Metallring (41) eingesetzt ist.
- Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnräder (5,9) eine radiale Bohrung (51) aufweisen, die ausgehend vom Zahnfuß (53) zwischen zwei benachbarten Zähnen in die Wand (55) des Innendurchmessers mündet.
- Förderpumpe nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäusezapfen (23, 25) Anflachungen (61) oder Ausnehmungen (63) an ihrer Umfangswand aufweisen.
- Förderpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anflachungen (61) oder Ausnehmungen (63) an der dem Druckraum (13) abgewandten Seite der Gehäusezapfen (23, 25) angeordnet sind.
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