WO2020120732A1 - Method for producing at least one component of a pump assembly - Google Patents

Method for producing at least one component of a pump assembly Download PDF

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WO2020120732A1
WO2020120732A1 PCT/EP2019/085062 EP2019085062W WO2020120732A1 WO 2020120732 A1 WO2020120732 A1 WO 2020120732A1 EP 2019085062 W EP2019085062 W EP 2019085062W WO 2020120732 A1 WO2020120732 A1 WO 2020120732A1
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pump
around
component
pump body
gear
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PCT/EP2019/085062
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Angela MASTAI
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Robert Bosch Gmbh
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F02M—SUPPLYING COMBUSTION ENGINES IN GENERAL WITH COMBUSTIBLE MIXTURES OR CONSTITUENTS THEREOF
    • F02M37/00—Apparatus or systems for feeding liquid fuel from storage containers to carburettors or fuel-injection apparatus; Arrangements for purifying liquid fuel specially adapted for, or arranged on, internal-combustion engines
    • F02M37/0011—Constructional details; Manufacturing or assembly of elements of fuel systems; Materials therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
    • B22F1/102—Metallic powder coated with organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
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    • B22F10/18—Formation of a green body by mixing binder with metal in filament form, e.g. fused filament fabrication [FFF]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F3/10—Sintering only
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    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y80/00—Products made by additive manufacturing
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Definitions

  • the present invention relates to a method for producing one or more components of a pump unit.
  • the present invention also relates to a pump unit for the supply of fuel, preferably diesel, and a component thereof
  • the present invention relates to a pump unit which comprises a high-pressure pump, in the present case a piston pump, in order to supply fuel to an internal combustion engine; and a gear pump to supply the fuel from a tank to the piston pump.
  • a high-pressure pump in the present case a piston pump
  • a gear pump to supply the fuel from a tank to the piston pump.
  • the gear pump has a pump body that includes a cup body that is delimited by a substantially flat bottom wall and also delimited by a shaped side wall and is closed by a lid that is attached in contact with the side wall parallel to the bottom wall.
  • the pump body is also provided with two bearing journals which protrude from the bottom wall of the cup body to the cover and have respective longitudinal axes which are parallel to one another and perpendicular to the bottom wall.
  • the pump body has an inlet for the fuel in the gear pump and an outlet for the fuel from the gear pump and accommodates two gear wheels in its interior, which are connected to one another and rotatably mounted on the bearing journal.
  • One of the gears is fixed at an angle to a gear shaft which extends through the bottom wall of the pump body and protrudes axially from the respective bearing journal.
  • the gear shaft of the gear pump is connected at an angle to a drive shaft of the piston pump by a connecting device which comprises a first connecting element which is connected at an angle to the gear shaft and a second connecting element which is connected at an angle to the drive shaft and the first connecting element.
  • the cup body and the cover of the pump body are made of a die-cast aluminum alloy and are then subjected to machining operations in machine tools;
  • the gears and the connecting elements of the connecting device are made of sintered steel;
  • the gear shaft is made of cold-rolled steel and is then subjected to machining operations in machine tools.
  • the aim of the present invention is to provide a method for producing one or more components of a pump unit, which method should allow the disadvantages of the prior art to be at least partially overcome and at the same time should be simple and economical to implement.
  • Another object of the present invention is to implement a pump unit for supplying fuel, preferably diesel, and a component of the pump unit which should allow the disadvantages of the prior art to be at least partially overcome and at the same time simple and economical to implement should be.
  • a pump unit, a component and a method are implemented as claimed in the independent claims below and, preferably, in any of the claims which are directly or indirectly dependent on the independent claims.
  • Figure 1 is a first schematic cross-sectional view of a preferred embodiment
  • Figure 2 is a second schematic cross-sectional view of the pump assembly of Figure 1 with parts removed for clarity;
  • Figure 3 is an exploded perspective view of a detail of the
  • Pump unit of Figure 1 and 2 is; With reference to FIGS. 1 and 2, 1 in its entirety denotes a pump unit for the supply of fuel, preferably diesel, from a tank (not shown) to an internal combustion engine (not shown), in the present case a diesel internal combustion engine.
  • fuel preferably diesel
  • the pump unit 1 comprises a high-pressure pump 2 for supplying the fuel to the internal combustion engine (not shown) and one
  • the high-pressure pump 2 is a piston pump, which is provided with a pump body 4, which comprises a housing 5, which has a central hole 6, which has a longitudinal axis 7, and also at least one lateral hole 8
  • Each hole 8 is closed by a head part 10 which is arranged in contact with the housing 5 and has an extension 11 which projects into the interior of the hole 8 coaxially to the axis 9.
  • the head part 10 has a central hole 12, which is created through the head part 10 coaxial to the axis 9, and comprises a widened part 13 and a narrow part 14, which are aligned with one another along the axis 9.
  • the part 14 faces the hole 6 and defines a cylinder 15 of the pump 2 into which a movable piston 16 slidably engages under the thrust of an actuator 17 with a straight forward reciprocating movement which has a stroke for sucking the fuel into the cylinder 15 and a hub for
  • Compression of the fuel contained within the cylinder 15 includes.
  • the device 17 comprises a tubular sleeve 18 which slidably engages in the interior of the hole 8 coaxially with the axis 9 and extends around the cylinder 15 and has an annular inner flange 19 which projects radially from an inner surface of the sleeve 18 and divides the sleeve 18 into two cylindrical parts 20, 21, of which the part 20 faces the hole 6.
  • the device 17 also has a plunger 22, the one
  • connecting block 23 having a substantially cylindrical shape, which is blocked by an interference fit inside the part 20, is arranged in contact with the flange 19 and carries a tappet roller 24.
  • the roller 24 protrudes from the block 23 to the hole 6 and is rotatably connected to the block 23 in order to rotate with respect to the block about its own longitudinal axis 25 which is substantially perpendicular to the axis 9.
  • the flange 19 carries an annular plate 26 which extends around the piston 16, is inserted into the interior of the part 21 of the sleeve 18 coaxially to the axis 9 and has a circumferential outer edge which axially faces the flange 19 and a circumferential one inner edge which axially faces a head of the piston 16.
  • the device 17 also includes a compression spring 27, which is mounted between the extension 11 and the sleeve 18 coaxial to the axis 9 and is pushed between the head part 10 and the plate 26, around the plate 26 in contact with the flange 19 and the roller 24 in To shift and normally maintain contact with a cam 28 provided on an outer surface of an intermediate part of a drive shaft 29 which is fitted through the hole 6 to rotate about the axis 7 with respect to the housing 5.
  • each cylinder 15 The supply of fuel to the interior of each cylinder 15 is selectively controlled by an associated intake valve 30 of known type, while the supply of fuel from each cylinder 15 to the (not shown)
  • Internal combustion engine is selectively controlled by an associated pressure valve 31 of a known type. As shown in Figure 3, the low pressure pump 3 or
  • Feed pump is a gear pump that includes a pump body 32 that is attached to the pump body 4 and in turn includes a cup body 33 that is delimited by a bottom wall 34 that is substantially flat and perpendicular to the axis 7 and by a shaped side wall 35 that extends around axis 7.
  • the cup body 33 is closed by a cover 36 which is mounted in contact with the wall 35 parallel to the wall 34.
  • the pump body 32 has an inlet 37 for the fuel in the pump 3 and an outlet 38 for the fuel from the pump 3 and is also provided with two tubular bearing journals 39, 40 which protrude from the wall 34 and have respective longitudinal axes 41, which are parallel to each other and perpendicular to wall 34.
  • the pin 39 has a length less than a distance between the wall 34 and the cover 36, while the pin 40 has a length that is substantially equal to a distance between the wall 34 and the cover 36.
  • the pump body 32 takes a pair of cylindrical gears inside
  • One of the gears 42 is angularly fixed with a free end of a gear shaft
  • the shafts 29 and 43 are fixed to each other by an angle
  • Connection device 44 connected to each other, which is a first
  • connecting element 45 which is connected at an angle to shaft 43
  • second connecting element 46 which is connected at an angle to the shaft 29 and the element 45.
  • the cover 36 faces the gears 42.
  • a method for producing one or more components of the pump unit 1 is provided.
  • the method includes: a printing phase during which a 3D printer produces an intermediate product that is substantially the shape of the component on an enlarged scale, using a metal powder coated with a plastic binder; and a sintering phase during which the intermediate product is subjected to sintering so that the component is obtained.
  • the component is selected from the group consisting of: the cup body 33, the lid 36, one of the gears 42, the gear shaft 43, the first connecting element 45 and the second connecting element 46 (and a combination thereof).
  • the component is selected from the group consisting of: the cup body 33, the lid 36 and one of the gears 42 (and a combination thereof).
  • the component is selected from the group consisting of: the
  • Cup body 33 the lid 36 (and a combination thereof).
  • the method according to the present invention allows components of the pump assembly 1 to be obtained with a surprisingly high density and in a simple and quick manner.
  • the component (s) obtained in this way have a density of at least around 95% (in particular at least around 97%; especially at least around 99%).
  • the method according to the invention allows the risk of fluid leaks from the inside of the pump body 32 to be noticeably reduced.
  • the method according to the invention also allows the costly and complex phases of the turning and degreasing to be eliminated.
  • the fact that the intermediate product has the same shape as the component on an enlarged scale means that the intermediate product has larger dimensions compared to the component, but that the proportions between the individual parts of the intermediate product are essentially equal to the proportions between the corresponding parts of the Component.
  • the enlarged scale is from around 15% (from around 19%) to around 25% (up to around 21%) compared to the dimension of the component.
  • the metal powder comprises (consists of) particles which comprise (in particular consist of) at least one metal.
  • the particles of the metal powder are at least partially coated with a plastic binder.
  • this includes
  • Metal powder is in particular made of) an element selected from the group consisting of: iron, titanium, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, manganese, carbon, silicon, sulfur, copper (and a combination thereof). More specifically, the metal powder (in particular is made of) comprises an element selected from the group consisting of: iron, aluminum, nickel, Chromium, molybdenum, manganese, carbon, silicon, sulfur, copper (and a combination thereof).
  • the metal powder comprises a material selected from the group consisting of: steel (in particular made of stainless steel), aluminum, silicon, manganese, nickel, molybdenum, sulfur, chromium, Copper (and a combination thereof).
  • the metal powder (in particular is made of) comprises a material selected from the group consisting of: steel (in particular made of stainless steel), aluminum, silicon, nickel,
  • the metal powder (especially made of) comprises stainless steel, especially 303 stainless steel and / or 17-4 stainless steel.
  • the material (is in
  • the component produced is selected in particular from the cup body 33 and the lid 36.
  • the material comprises from around 82 (in particular from around 85; especially from around 86) to around 91 (in particular up to around 90; especially up to around 88) percent by weight compared to
  • Total weight of the material of aluminum from around 8 (in particular from around 11) to around 15 (in particular up to around 13) percent by weight compared to the total weight of the material of silicon; from around 0.1 (in particular from around 0.5) to around 3 (in particular up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of copper.
  • the material in particular consists of) (stainless / m) steel, nickel, copper and molybdenum.
  • the product produced at least) one of the gear wheels 42 (and / or the connecting element 45 and / or the connecting element 46).
  • the material comprises from around 90 (in particular from around 92; especially from around 93) to around 97 (especially from around 96; especially from around 95) percent by weight compared to
  • Total weight of material (stainless steel); from around 1 (in particular from around 3) to around 7 (in particular up to around 5) percent by weight compared to the total weight of the material of nickel; from around 0.1 (in particular from around 0.5) to around 3 (especially up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of copper; and from around 0.1 (in particular from around 0.4) to around 1 (especially up to around 0.7) percent by weight compared to the total weight of the material in molybdenum.
  • the material in particular consists of) steel (case-hardening steel), manganese, sulfur and chromium.
  • the product produced is in particular the gear shaft 43.
  • the material comprises from around 92 (in particular from around 94; especially from around 96) to around 99 (especially from around 98; especially from around 97) percent by weight compared to
  • Total weight of the material of steel (in particular case hardening steel); from around 0.5 (especially from around 1) to around 3 (especially from around 2)
  • Weight percent compared to the total weight of the material in chromium from around 0.5 (in particular from around 1) to around 3 (especially up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of sulfur.
  • the case hardening steel has a carbon content of up to 0.20 (percent by weight compared to the total weight of the steel).
  • the case hardening steel has a content of 0.13 (in particular 0.15) to 0.19 (in particular 0.17)
  • the metal powder comprises an alloy selected from the group consisting of: aluminum and silicon (and copper); (stainless / m) steel, nickel and copper (and molybdenum); and steel (case hardening steel), manganese, sulfur and chrome.
  • the metal powder (consists in particular of) an alloy selected from the group consisting of: aluminum, silicon and copper; (stainless / m) steel, nickel and copper (and molybdenum).
  • the metal powder specifically comprises (consists in particular of) an alloy of: aluminum, silicon and copper.
  • these alloys when used in the method according to the present invention, it is in any case possible to obtain a component with high density (even over 99%).
  • these alloys also include non-metallic elements and / or elements for which the behavior (when they were subjected to the method) was not predictable.
  • the steel comprises (in particular consists of) stainless steel, in particular stainless steel 303 and / or stainless steel 17-4.
  • the metal powder coated with plastic binder is extruded during the molding phase, so that the intermediate product is created.
  • the metal powder is held in the interior of the plastic binder. More precisely, the particles of the metal powder are connected to one another by the plastic binder after the molding phase.
  • the intermediate product is produced during the molding phase by forming successive layers of the metal powder coated with plastic binder.
  • each layer essentially has a thickness of around 0.01 mm (in particular around 0.02 mm; especially around 0.04 mm) to around 0.1 mm (especially up to around 0.08 mm; especially up to around 0) , 06 mm).
  • the plastic binder comprises (is) a polymer. More specifically, the plastic binder is selected such that it binds the particles of the metal powder together and can be eliminated during the sintering phase. More precisely, the plastic binder can be processed (and modeled) by extrusion.
  • this includes
  • Metal powder consists of) particles that have dimensions (i.e. diameter) that are less than or equal to 0.01 mm, in particular less than or equal to 0.005 mm, especially less than or equal to 0.001 mm.
  • the dimensions of the particles are measured as average diameter D (v, 0.5), measured with a laser granulometer - in particular using a Mastersizer Microplus Ver.2.19 laser granulometer (Malvern Instruments ® Ltd).
  • the method comprises a cleaning phase which at least partially follows the molding phase and takes place at least partially before the sintering phase and during which
  • the liquid is an essentially (pH) neutral
  • the liquid is Novaclean N from Henkel ® .
  • the method comprises a drying phase during which at least part of the liquid is removed from the intermediate product.
  • the product is dried with a passivation product (e.g.
  • Prevox7400 from Henkel ® treated.
  • heat is added to the intermediate product during the sintering phase, so that the component is obtained.
  • the plastic binder is eliminated in this way
  • the metal melts (more precisely, the particles comprising at least one metal fuse together), so that the component is obtained.
  • the intermediate product is placed in a heating chamber (sintering furnace) during the sintering phase, in which a temperature (at least during part of the sintering phase) is at least 700 ° C. (in particular at least 800 ° C.).
  • the temperature in the heating chamber during the sintering phase is up to 1100 ° C (in particular up to 1050 ° C; especially up to 1000 ° C).
  • a pressure below 0.5 bar is maintained in the heating chamber during the sintering phase (or at least a part thereof). More specifically, during the sintering phase (or at least part of it) in the
  • Heat chamber a pressure above 0.01 bar (especially above 0.05 bar)
  • the method (in particular the molding and sintering phases) is carried out by generative production by atomic diffusion (Atomic Diffusion Additive Manufacturing), as in CAMPBELL, R.I. and WÜHLERS, T., 2017. Markforged: Taking a different approach to metal Additive Manufacturing. Metal AM, 3 (2), pp.113-115.
  • atomic diffusion Atomic Diffusion Additive Manufacturing
  • the component having a density of at least around 95% (in particular at least around 97%; specifically at least around 99%).
  • the density is to be understood as measured according to the standard EN ISO 12154: 2104.
  • Percent density is calculated by measuring the density of the component (as described above) and comparing it to the density of an object made of the same material (and with the same volume) with essentially no porosity.
  • a component for the pump unit 1 is provided which was obtained in accordance with the first aspect of the present invention.
  • Pump unit 1 offered that contains at least one component with a density of at least around 95% (in particular at least around 97%; especially at least around 99%).
  • a pump unit 1 which contains at least one component which, according to the first aspect of the
  • the component is selected from the group consisting of: the cup body 33, the cover 36, one of the gears 42, the
  • the component is selected from the group consisting of: the cup body 33, the lid 36, one of the gears 42, the first connecting element 45 and the second
  • Connector 46 (and a combination thereof).
  • the component is selected from the group consisting of: the
  • Cup body 33 the lid 36 (and a combination thereof).
  • the component (is made of) comprises the material determined above with regard to the first aspect of the present invention.
  • the material is selected from the group consisting of: iron, titanium, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, manganese, carbon, silicon, sulfur, copper (and one
  • the material comprises an element selected from the group consisting of: iron, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, manganese, carbon, silicon, sulfur, copper (and a combination thereof).
  • the material is selected from the group consisting of: steel (especially stainless steel), aluminum, silicon, manganese, nickel, sulfur, chromium, copper (and a combination thereof).
  • the metal powder (in particular is made of) comprises a material selected from the group consisting of: steel (in particular made of stainless steel), aluminum, silicon, nickel, molybdenum, copper and a combination thereof.
  • the material (is in
  • the component is selected in particular from the cup body 33 and the lid 36.
  • the material comprises from around 82 (in particular from around 85; especially from around 86) to around 91 (in particular up to around 90; especially up to around 88) percent by weight compared to
  • Total weight of the material of aluminum of around 8 (especially around 11) up to around 15 (in particular up to around 13) percent by weight compared to the total weight of the material of silicon; from around 0.1 (in particular from around 0.5) to around 3 (especially up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of copper.
  • the material in particular consists of) (stainless / m) steel, nickel, copper and molybdenum.
  • the component is (at least) one of the gear wheels 42 (and / or the connecting element 45 and / or the connecting element 46).
  • the material comprises from around 90 (in particular from around 92; especially from around 93) to around 97 (especially from around 96; especially from around 95) percent by weight compared to
  • the material in particular consists of) steel (case-hardening steel), manganese, sulfur and chromium.
  • the component is in particular the gear shaft 43.
  • the material comprises from around 92 (in particular from around 94; especially from around 96) to around 99 (especially from around 98; especially from around 97) percent by weight compared to
  • the material comprises (in particular) an alloy selected from the group consisting of: aluminum and silicon (and copper); (stainless) steel, nickel and copper (and molybdenum); and steel (case hardening steel), manganese, sulfur and chrome.
  • the material specifically includes (is in particular) an alloy selected from the group consisting of: aluminum, silicon and copper; and (stainless) steel, nickel and copper (and molybdenum).
  • the material specifically includes (is in particular) an alloy of: aluminum, silicon and copper.
  • the steel (especially made of) is made of stainless steel, especially 303 stainless steel and / or 17-4 stainless steel.
  • the material is an alloy of aluminum, silicon and copper (also note the percentages given above in this regard), the material has a density of at least 2.2 g / cm 3 (in particular at least 2.4 g / cm 3 ; specifically at least 2.6 g / cm 3 ). More specifically, in these cases the material has a density of up to 2.8 g / cm 3 (in particular up to 2.7 g / cm 3 ).
  • the material is an alloy of (stainless) steel, nickel, copper and molybdenum (the percentages given above are also taken into account), the material has a density of at least 6 g / cm 3
  • the material has a density of up to 7.5 g / cm 3 (in particular up to 6.9 g / cm 3 ).
  • the material is an alloy of steel (case hardening steel), manganese, sulfur and chromium (the percentages given above are also taken into account), the material has a density of at least 7 g / cm 3
  • the material has a density of up to 8 g / cm 3 (in particular up to 7.9 g / cm 3 ).
  • the content of the references (articles, books, patent applications, etc.) cited in this text are given in full here. In particular, the references mentioned are incorporated here as a reference.

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Abstract

The invention relates to a method for producing at least one component of a pump assembly, wherein the method comprises: a pressure phase, during which a 3D printer produces an intermediate product, which substantially has the shape of the component at an enlarged scale, wherein a metal powder coated with a plastic binding agent is used; and a sintering phase, during which the intermediate product is subjected to sintering, such that the component is obtained, wherein the component has a surprisingly high density.

Description

Beschreibung description
Titel title
VERFAHREN ZUR ERZEUGUNG VON MINDESTENS EINEM BAUTEIL EINES METHOD FOR PRODUCING AT LEAST ONE COMPONENT OF ONE
PUMPENAGGREGATES PUMPING UNITS
Stand der Technik State of the art
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verfahren zur Erzeugung von einem oder mehreren Bauteilen eines Pumpenaggregates. The present invention relates to a method for producing one or more components of a pump unit.
Die vorliegende Erfindung betrifft außerdem ein Pumpenaggregat für die Zufuhr von Kraftstoff, vorzugsweise Diesel, und einen Bauteil dieses The present invention also relates to a pump unit for the supply of fuel, preferably diesel, and a component thereof
Pumpenaggregates. Pump unit.
Im Besonderen betrifft die vorliegende Erfindung ein Pumpenaggregat, das eine Hochdruckpumpe umfasst, im vorliegenden Fall eine Kolbenpumpe, um Kraftstoff einem Verbrennungsmotor zuzuführen; und eine Zahnradpumpe, um den Kraftstoff von einem Tank der Kolbenpumpe zuzuführen. In particular, the present invention relates to a pump unit which comprises a high-pressure pump, in the present case a piston pump, in order to supply fuel to an internal combustion engine; and a gear pump to supply the fuel from a tank to the piston pump.
Die Zahnradpumpe weist einen Pumpenkörper auf, der einen Tassenkörper umfasst, der von einer im Wesentlichen ebenen Bodenwand begrenzt ist und außerdem von einer geformten Seitenwand begrenzt ist und von einem Deckel verschlossen ist, der in Kontakt mit der Seitenwand parallel zur Bodenwand angebracht wird. The gear pump has a pump body that includes a cup body that is delimited by a substantially flat bottom wall and also delimited by a shaped side wall and is closed by a lid that is attached in contact with the side wall parallel to the bottom wall.
Der Pumpenkörper ist außerdem mit zwei Lagerzapfen versehen, die von der Bodenwand des Tassenkörpers zum Deckel ragen und jeweilige zueinander parallele und zur Bodenwand senkrechte Längsachsen aufweisen. Der Pumpenkörper weist schließlich einen Eingang für den Kraftstoff in die Zahnradpumpe und einen Ausgang für den Kraftstoff aus der Zahnradpumpe auf und nimmt in seinem Inneren zwei Zahnräder auf, die miteinander verbunden und drehbar auf den Lagerzapfen aufgezogen sind. The pump body is also provided with two bearing journals which protrude from the bottom wall of the cup body to the cover and have respective longitudinal axes which are parallel to one another and perpendicular to the bottom wall. Finally, the pump body has an inlet for the fuel in the gear pump and an outlet for the fuel from the gear pump and accommodates two gear wheels in its interior, which are connected to one another and rotatably mounted on the bearing journal.
Eines der Zahnräder ist winkelfest mit einer Getriebewelle verbunden, die sich durch die Bodenwand des Pumpenkörpers erstreckt und axial aus dem jeweiligen Lagerzapfen ragt. One of the gears is fixed at an angle to a gear shaft which extends through the bottom wall of the pump body and protrudes axially from the respective bearing journal.
Die Getriebewelle der Zahnradpumpe ist winkelfest mit einer Antriebswelle der Kolbenpumpe durch eine Verbindungsvorrichtung verbunden, die ein erstes Verbindungselement umfasst, das winkelfest mit der Getriebewelle verbunden ist, und ein zweites Verbindungselement, das winkelfest mit der Antriebswelle und dem ersten Verbindungselement verbunden ist. The gear shaft of the gear pump is connected at an angle to a drive shaft of the piston pump by a connecting device which comprises a first connecting element which is connected at an angle to the gear shaft and a second connecting element which is connected at an angle to the drive shaft and the first connecting element.
Im Allgemeinen sind der Tassenkörper und der Deckel des Pumpenkörpers aus einer druckgegossenen Aluminiumlegierung gefertigt und werden anschließend Bearbeitungen zur Spanabnahme in Werkzeugmaschinen unterzogen; die Zahnräder und die Verbindungselemente der Verbindungsvorrichtung sind aus Sinterstahl gefertigt; und die Getriebewelle ist aus kaltgewalztem Stahl gefertigt und wird anschließend Bearbeitungen zur Spanabnahme in Werkzeugmaschinen unterzogen. In general, the cup body and the cover of the pump body are made of a die-cast aluminum alloy and are then subjected to machining operations in machine tools; the gears and the connecting elements of the connecting device are made of sintered steel; and the gear shaft is made of cold-rolled steel and is then subjected to machining operations in machine tools.
Die bekannten Pumpenaggregate der oben beschriebenen Art weisen einige Nachteile auf, die hauptsächlich von der Tatsache herrühren, dass das The known pump units of the type described above have some disadvantages, mainly due to the fact that
Druckgussverfahren für den Tassenkörper und den Deckel des Pumpenkörpers, das Sinterverfahren für die Zahnräder und die Verbindungselemente, das Die casting process for the cup body and the cover of the pump body, the sintering process for the gears and the connecting elements, the
Kaltwalzverfahren für die Getriebewelle und die erwähnten Bearbeitungen zur Spanabnahme in Werkzeugmaschinen relativ hohe Kosten für die Erzeugung des Pumpenaggregates mit sich bringen. Cold rolling processes for the transmission shaft and the machining operations mentioned above for chip removal in machine tools involve relatively high costs for the production of the pump unit.
Außerdem weisen die Materialien des Tassenkörpers und des Deckels des Pumpenkörpers, der Zahnräder und der Verbindungselemente der In addition, the materials of the cup body and the cover of the pump body, the gears and the connecting elements have the
Verbindungsvorrichtung eine relativ hohe Porosität auf, die einerseits die korrekte fluiddichte Verbindung zwischen dem Tassenkörper und dem Deckel Connection device on a relatively high porosity, on the one hand, the correct fluid-tight connection between the cup body and the lid
beeinträchtigen und andererseits die Ermüdungsfestigkeit reduzieren und daher das Bruchrisiko der Zahnräder und der Verbindungselemente erhöhen kann. impair and on the other hand reduce the fatigue strength and therefore increase the risk of breakage of the gears and the connecting elements.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Verfahren zur Erzeugung von einem oder mehreren Bauteilen eines Pumpenaggregates zu bieten, wobei diese Verfahren erlauben soll, die Nachteile des Stands der Technik zumindest teilweise zu überwinden, und gleichzeitig einfach und wirtschaftlich zu implementieren sein soll. The aim of the present invention is to provide a method for producing one or more components of a pump unit, which method should allow the disadvantages of the prior art to be at least partially overcome and at the same time should be simple and economical to implement.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Pumpenaggregat zu realisieren, um Kraftstoff, vorzugsweise Diesel, zuzuführen, und einen Bauteil des Pumpenaggregates, die erlauben sollen, die Nachteile des Stands der Technik zumindest teilweise zu überwinden, und gleichzeitig einfach und wirtschaftlich zu implementieren sein sollen. Another object of the present invention is to implement a pump unit for supplying fuel, preferably diesel, and a component of the pump unit which should allow the disadvantages of the prior art to be at least partially overcome and at the same time simple and economical to implement should be.
Gemäß der vorliegenden Erfindung werden ein Pumpenaggregat, ein Bauteil und eine Verfahren realisiert, wie in den nachfolgenden unabhängigen Ansprüchen und, vorzugsweise, in einem beliebigen der direkt oder indirekt von den unabhängigen Ansprüchen abhängigen Ansprüche beansprucht. According to the present invention, a pump unit, a component and a method are implemented as claimed in the independent claims below and, preferably, in any of the claims which are directly or indirectly dependent on the independent claims.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben, die davon ein nicht beschränkendes Ausführungsbeispiel darstellen, wobei: The invention will now be described with reference to the accompanying drawings, which illustrate a non-limiting embodiment thereof, in which:
Figur 1 eine erste schematische Querschnittsansicht einer bevorzugten Figure 1 is a first schematic cross-sectional view of a preferred
Ausführungsform des Pumpenaggregates gemäß der vorliegenden Erfindung ist, wobei Teile zwecks Klarheit entfernt wurden; Embodiment of the pump assembly according to the present invention, with parts removed for clarity;
Figur 2 eine zweite schematische Querschnittsansicht des Pumpenaggregates von Figur 1 mit der Klarheit halber entfernten Teilen ist; Figure 2 is a second schematic cross-sectional view of the pump assembly of Figure 1 with parts removed for clarity;
Figur 3 eine perspektivische Explosionsansicht eines Details des Figure 3 is an exploded perspective view of a detail of the
Pumpenaggregates von Figur 1 und 2 ist; Unter Bezugnahme auf Figur 1 und 2 wird mit 1 in seiner Gesamtheit ein Pumpenaggregat für die Zufuhr von Kraftstoff, vorzugsweise Diesel, von einem (nicht dargestellten) Tank zu einem (nicht dargestellten) Verbrennungsmotor angegeben, im vorliegenden Fall einem Diesel-Verbrennungsmotor. Pump unit of Figure 1 and 2 is; With reference to FIGS. 1 and 2, 1 in its entirety denotes a pump unit for the supply of fuel, preferably diesel, from a tank (not shown) to an internal combustion engine (not shown), in the present case a diesel internal combustion engine.
Das Pumpenaggregat 1 umfasst eine Hochdruckpumpe 2 für die Zufuhr des Kraftstoffes zum (nicht dargestellten) Verbrennungsmotor und eine The pump unit 1 comprises a high-pressure pump 2 for supplying the fuel to the internal combustion engine (not shown) and one
Niederdruckpumpe 3 oder Vorzufuhrpumpe, um den Kraftstoff vom (nicht dargestellten) Tank der Pumpe 2 zuzuführen. Low pressure pump 3 or feed pump to supply the fuel to the pump 2 from the tank (not shown).
Die Hochdruckpumpe 2 ist eine Kolbenpumpe, die mit einem Pumpenkörper 4 versehen ist, der ein Gehäuse 5 umfasst, das ein mittiges Loch 6 aufweist, das eine Längsachse 7 hat, und außerdem mindestens ein seitliches Loch 8 The high-pressure pump 2 is a piston pump, which is provided with a pump body 4, which comprises a housing 5, which has a central hole 6, which has a longitudinal axis 7, and also at least one lateral hole 8
(normalerweise mehrere gleichmäßig um die Achse 7 verteilte Löcher 8) aufweist, das eine quer zur Achse 7 verlaufende Längsachse 9 hat und sich radial zum Äußeren des Gehäuses 5 ab dem Loch 6 erstreckt. (normally a plurality of holes 8 evenly distributed around the axis 7), which has a longitudinal axis 9 running transversely to the axis 7 and extends radially to the outside of the housing 5 from the hole 6.
Jedes Loch 8 ist von einem Kopfteil 10 verschlossen, der in Kontakt mit dem Gehäuse 5 angeordnet ist, und einen Fortsatz 11 aufweist, der in das Innere des Loches 8 koaxial zur Achse 9 ragt. Each hole 8 is closed by a head part 10 which is arranged in contact with the housing 5 and has an extension 11 which projects into the interior of the hole 8 coaxially to the axis 9.
Der Kopfteil 10 weist ein mittiges Loch 12 auf, das durch den Kopfteil 10 koaxial zur Achse 9 geschaffen ist, und umfasst einen verbreiterten Teil 13 und einen engen Teil 14, die zueinander entlang der Achse 9 ausgerichtet sind. The head part 10 has a central hole 12, which is created through the head part 10 coaxial to the axis 9, and comprises a widened part 13 and a narrow part 14, which are aligned with one another along the axis 9.
Der Teil 14 ist zum Loch 6 gewandt und definiert einen Zylinder 15 der Pumpe 2, in den ein beweglicher Kolben 16 unter dem Schub einer Betätigungsvorrichtung 17 mit einer geradlinigen Hin- und Herbewegung gleitend greift, die einen Hub zur Ansaugung des Kraftstoffes in den Zylinder 15 und einen Hub zur The part 14 faces the hole 6 and defines a cylinder 15 of the pump 2 into which a movable piston 16 slidably engages under the thrust of an actuator 17 with a straight forward reciprocating movement which has a stroke for sucking the fuel into the cylinder 15 and a hub for
Kompression des im Inneren des Zylinders 15 enthaltenen Kraftstoffes umfasst. Compression of the fuel contained within the cylinder 15 includes.
Die Vorrichtung 17 umfasst eine röhrenförmige Muffe 18, die gleitend in das Innere des Loches 8 koaxial zur Achse 9 greift, sich um den Zylinder 15 erstreckt und einen ringförmigen inneren Flansch 19 aufweist, der radial von einer Innenfläche der Muffe 18 ragt und die Muffe 18 in zwei zylindrische Teile 20, 21 teilt, von denen der Teil 20 dem Loch 6 zugewandt ist. The device 17 comprises a tubular sleeve 18 which slidably engages in the interior of the hole 8 coaxially with the axis 9 and extends around the cylinder 15 and has an annular inner flange 19 which projects radially from an inner surface of the sleeve 18 and divides the sleeve 18 into two cylindrical parts 20, 21, of which the part 20 faces the hole 6.
Die Vorrichtung 17 weist außerdem einen Stößel 22 auf, der einen The device 17 also has a plunger 22, the one
Verbindungsblock 23 mit im Wesentlichen zylindrischer Form umfasst, der durch Übermaßpassung im Inneren des Teils 20 blockiert ist, im Kontakt mit dem Flansch 19 angeordnet ist und eine Stößelrolle 24 trägt. Includes connecting block 23 having a substantially cylindrical shape, which is blocked by an interference fit inside the part 20, is arranged in contact with the flange 19 and carries a tappet roller 24.
Die Rolle 24 ragt aus dem Block 23 zum Loch 6 und ist drehbar mit dem Block 23 verbunden, um sich im Hinblick auf den Block um eine eigene Längsachse 25 zu drehen, die im Wesentlichen senkrecht zur Achse 9 ist. The roller 24 protrudes from the block 23 to the hole 6 and is rotatably connected to the block 23 in order to rotate with respect to the block about its own longitudinal axis 25 which is substantially perpendicular to the axis 9.
Der Flansch 19 trägt einen ringförmigen Teller 26, der sich um den Kolben 16 erstreckt, in das Innere des Teils 21 der Muffe 18 koaxial zur Achse 9 eingefügt ist und einen umlaufenden äußeren Rand aufweist, der axial dem Flansch 19 zugewandt ist, und einen umlaufenden inneren Rand, der axial einem Kopf des Kolbens 16 zugewandt ist. The flange 19 carries an annular plate 26 which extends around the piston 16, is inserted into the interior of the part 21 of the sleeve 18 coaxially to the axis 9 and has a circumferential outer edge which axially faces the flange 19 and a circumferential one inner edge which axially faces a head of the piston 16.
Die Vorrichtung 17 umfasst außerdem eine Druckfeder 27, die zwischen dem Fortsatz 11 und der Muffe 18 koaxial zur Achse 9 angebracht ist und zwischen den Kopfteil 10 und den Teller 26 geschoben ist, um den Teller 26 in Kontakt zum Flansch 19 und die Rolle 24 in Kontakt zu einem Nocken 28 zu verschieben und normalerweise zu halten, der auf einer Außenfläche eines Zwischenteils einer Antriebswelle 29 geschaffen ist, die durch das Loch 6 angebracht ist, um sich im Hinblick auf das Gehäuse 5 um die Achse 7 zu drehen. The device 17 also includes a compression spring 27, which is mounted between the extension 11 and the sleeve 18 coaxial to the axis 9 and is pushed between the head part 10 and the plate 26, around the plate 26 in contact with the flange 19 and the roller 24 in To shift and normally maintain contact with a cam 28 provided on an outer surface of an intermediate part of a drive shaft 29 which is fitted through the hole 6 to rotate about the axis 7 with respect to the housing 5.
Die Zufuhr des Kraftstoffes in das Innere jedes Zylinders 15 wird selektiv von einem dazugehörigen Ansaugventil 30 bekannter Art kontrolliert, während die Zufuhr des Kraftstoffes von jedem Zylinder 15 zum (nicht dargestellten) The supply of fuel to the interior of each cylinder 15 is selectively controlled by an associated intake valve 30 of known type, while the supply of fuel from each cylinder 15 to the (not shown)
Verbrennungsmotor selektiv von einem dazugehörigen Druckventil 31 bekannter Art kontrolliert wird. Gemäß der Darstellung in Figur 3 ist die Niederdruckpumpe 3 oder Internal combustion engine is selectively controlled by an associated pressure valve 31 of a known type. As shown in Figure 3, the low pressure pump 3 or
Vorzufuhrpumpe eine Zahnradpumpe, die einen Pumpenkörper 32 umfasst, der am Pumpenkörper 4 befestigt ist und seinerseits einen Tassenkörper 33 umfasst, der von einer Bodenwand 34, die im Wesentlichen eben und senkrecht zur Achse 7 ist, und von einer geformten Seitenwand 35 begrenzt wird, die sich um die Achse 7 erstreckt. Feed pump is a gear pump that includes a pump body 32 that is attached to the pump body 4 and in turn includes a cup body 33 that is delimited by a bottom wall 34 that is substantially flat and perpendicular to the axis 7 and by a shaped side wall 35 that extends around axis 7.
Der Tassenkörper 33 wird von einem Deckel 36 verschlossen, der in Kontakt mit der Wand 35 parallel zur Wand 34 angebracht ist. The cup body 33 is closed by a cover 36 which is mounted in contact with the wall 35 parallel to the wall 34.
Der Pumpenkörper 32 weist einen Eingang 37 für den Kraftstoff in die Pumpe 3 und einen Ausgang 38 für den Kraftstoff aus der Pumpe 3 auf und ist außerdem mit zwei röhrenförmigen Lagerzapfen 39, 40 versehen, die von der Wand 34 ragen und jeweilige Längsachsen 41 aufweisen, die zueinander parallel und senkrecht zur Wand 34 sind. The pump body 32 has an inlet 37 for the fuel in the pump 3 and an outlet 38 for the fuel from the pump 3 and is also provided with two tubular bearing journals 39, 40 which protrude from the wall 34 and have respective longitudinal axes 41, which are parallel to each other and perpendicular to wall 34.
Der Zapfen 39 weist eine geringere Länge als ein Abstand zwischen der Wand 34 und dem Deckel 36 auf, während der Zapfen 40 eine Länge aufweist, die im Wesentlichen gleich zu einem Abstand zwischen der Wand 34 und dem Deckel 36 ist. The pin 39 has a length less than a distance between the wall 34 and the cover 36, while the pin 40 has a length that is substantially equal to a distance between the wall 34 and the cover 36.
Der Pumpenkörper 32 nimmt in seinem Inneren ein Paar zylindrische ZahnräderThe pump body 32 takes a pair of cylindrical gears inside
42 auf, die miteinander verbunden und drehbar auf den Zapfen 39 42 which are connected to one another and rotatable on the pin 39
beziehungsweise 40 aufgezogen sind, um sich um die jeweiligen Achsen 41 zu drehen. or 40 are wound to rotate about the respective axes 41.
Eines der Zahnräder 42 ist winkelfest mit einem freien Ende einer GetriebewelleOne of the gears 42 is angularly fixed with a free end of a gear shaft
43 verbunden, die sich durch Wand 34 erstreckt und axial aus dem Zapfen 39 ragt. 43 connected, which extends through wall 34 and protrudes axially from the pin 39.
Die Wellen 29 und 43 sind winkelfest zueinander durch eine The shafts 29 and 43 are fixed to each other by an angle
Verbindungsvorrichtung 44 miteinander verbunden, die ein erstes Connection device 44 connected to each other, which is a first
Verbindungselement 45 umfasst, das winkelfest mit der Welle 43 verbunden ist, und ein zweites Verbindungselement 46, das winkelfest mit der Welle 29 und dem Element 45 verbunden ist. Comprises connecting element 45, which is connected at an angle to shaft 43, and a second connecting element 46, which is connected at an angle to the shaft 29 and the element 45.
Im Besonderen ist der Deckel 36 den Zahnrädern 42 zugewandt. In particular, the cover 36 faces the gears 42.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine Verfahren zur Erzeugung von einem oder mehreren Bauteilen des Pumpenaggregates 1 geboten. According to a first aspect of the present invention, a method for producing one or more components of the pump unit 1 is provided.
Die Verfahren umfasst: eine Druckphase, während der ein 3D-Drucker ein Zwischenprodukt erzeugt, das im Wesentlichen die Form des Bauteils in vergrößertem Maßstab aufweist, wobei ein mit einem Kunststoffbindemittel beschichtetes Metallpulver verwendet wird; und eine Sinterphase, während der das Zwischenprodukt einer Sinterung unterzogen wird, sodass das Bauteil erhalten wird. The method includes: a printing phase during which a 3D printer produces an intermediate product that is substantially the shape of the component on an enlarged scale, using a metal powder coated with a plastic binder; and a sintering phase during which the intermediate product is subjected to sintering so that the component is obtained.
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise wird das Bauteil aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: dem Tassenkörper 33, dem Deckel 36, einem der Zahnräder 42, der Getriebewelle 43, dem ersten Verbindungselement 45 und dem zweiten Verbindungselement 46 (und einer Kombination davon). Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen wird das Bauteil aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: dem Tassenkörper 33, dem Deckel 36 und einem der Zahnräder 42 (und einer Kombination davon). In einigen spezifischen Fällen wird das Bauteil aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: dem Advantageously, but not necessarily, the component is selected from the group consisting of: the cup body 33, the lid 36, one of the gears 42, the gear shaft 43, the first connecting element 45 and the second connecting element 46 (and a combination thereof). According to some non-limiting embodiments, the component is selected from the group consisting of: the cup body 33, the lid 36 and one of the gears 42 (and a combination thereof). In some specific cases, the component is selected from the group consisting of: the
Tassenkörper 33, dem Deckel 36 (und einer Kombination davon). Cup body 33, the lid 36 (and a combination thereof).
Im Versuch wurde beobachtet, dass die Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung erlaubt, Bauteile des Pumpenaggregates 1 mit einer überraschend hohen Dichte und auf einfache und schnelle Weise zu erhalten. Im Besonderen weisl/en der/die auf diese Weise erhaltene/n Bauteil/e eine Dichte von mindestens rund 95 % (insbesondere mindestens rund 97 %; speziell mindestens rund 99 %) auf. Was den Tassenkörper 33 und den Deckel 36 betrifft, sei zu beachten, dass die erfindungsgemäße Verfahren erlaubt, das Risiko von Fluidlecks aus dem Inneren des Pumpenkörpers 32 spürbar zu reduzieren. It was observed in the experiment that the method according to the present invention allows components of the pump assembly 1 to be obtained with a surprisingly high density and in a simple and quick manner. In particular, the component (s) obtained in this way have a density of at least around 95% (in particular at least around 97%; especially at least around 99%). With regard to the cup body 33 and the lid 36, it should be noted that the method according to the invention allows the risk of fluid leaks from the inside of the pump body 32 to be noticeably reduced.
Was die Zahnräder 42 angeht, sei zu beachten, dass die erfindungsgemäße Verfahren erlaubt, das Bruchrisiko spürbar zu reduzieren und die As far as the gears 42 are concerned, it should be noted that the method according to the invention makes it possible to noticeably reduce the risk of breakage and the
Ermüdungsfestigkeit der Zahnräder zu steigern. To increase the fatigue strength of the gears.
Was die Getriebewelle 43 betrifft, sei zu beachten, dass die erfindungsgemäße Verfahren auch erlaubt, die kostspieligen und komplexen Phasen des Drehens und Entfettens zu eliminieren. With regard to the transmission shaft 43, it should be noted that the method according to the invention also allows the costly and complex phases of the turning and degreasing to be eliminated.
Die Tatsache, dass das Zwischenprodukt dieselbe Form wie das Bauteil in vergrößertem Maßstab hat, bedeutet, dass das Zwischenprodukt größere Abmessungen im Vergleich zum Bauteil hat, aber dass die Maßverhältnisse zwischen den einzelnen Teilen des Zwischenprodukts im Wesentlichen gleich zu den Maßverhältnissen zwischen den entsprechenden Teilen des Bauteils sind. The fact that the intermediate product has the same shape as the component on an enlarged scale means that the intermediate product has larger dimensions compared to the component, but that the proportions between the individual parts of the intermediate product are essentially equal to the proportions between the corresponding parts of the Component.
Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen beträgt der vergrößerte Maßstab von rund 15 % (von rund 19 %) bis rund 25 % (bis rund 21 %) im Vergleich zur Abmessung des Bauteils. According to some non-limiting embodiments, the enlarged scale is from around 15% (from around 19%) to around 25% (up to around 21%) compared to the dimension of the component.
Im Besonderen umfasst (besteht) das Metallpulver (aus) Teilchen, die mindestens ein Metall umfassen (im Besonderen daraus bestehen). Die Teilchen des Metallpulvers sind zumindest teilweise mit einem Kunststoffbindemittel beschichtet. In particular, the metal powder comprises (consists of) particles which comprise (in particular consist of) at least one metal. The particles of the metal powder are at least partially coated with a plastic binder.
Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen umfasst das In some non-limiting embodiments, this includes
Metallpulver (ist im Besonderen aus) ein(em) Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Eisen, Titan, Aluminium, Nickel, Chrom, Molybdän, Mangan, Kohlenstoff, Silizium, Schwefel, Kupfer (und einer Kombination davon). Genauer gesagt umfasst das Metallpulver (ist im Besonderen aus) ein(em) Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Eisen, Aluminium, Nickel, Chrom, Molybdän, Mangan, Kohlenstoff, Silizium, Schwefel, Kupfer (und einer Kombination davon). Metal powder (is in particular made of) an element selected from the group consisting of: iron, titanium, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, manganese, carbon, silicon, sulfur, copper (and a combination thereof). More specifically, the metal powder (in particular is made of) comprises an element selected from the group consisting of: iron, aluminum, nickel, Chromium, molybdenum, manganese, carbon, silicon, sulfur, copper (and a combination thereof).
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Metallpulver (ist im Besonderen aus) ein(em) Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Stahl (im Besonderen aus rostfreiem Stahl), Aluminium, Silizium, Mangan, Nickel, Molybdän, Schwefel, Chrom, Kupfer (und einer Kombination davon). Advantageously, but not necessarily, the metal powder (is in particular made of) comprises a material selected from the group consisting of: steel (in particular made of stainless steel), aluminum, silicon, manganese, nickel, molybdenum, sulfur, chromium, Copper (and a combination thereof).
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Metallpulver (ist im Besonderen aus) ein(em) Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Stahl (im Besonderen aus rostfreiem Stahl), Aluminium, Silizium, Nickel, Advantageously, but not necessarily, the metal powder (in particular is made of) comprises a material selected from the group consisting of: steel (in particular made of stainless steel), aluminum, silicon, nickel,
Molybdän, Kupfer und einer Kombination davon. Molybdenum, copper and a combination thereof.
Gemäß einigen nicht beschränkenden Varianten umfasst das Metallpulver (ist im Besonderen aus) rostfreiem Stahl, im Besonderen rostfreiem Stahl 303 und/oder rostfreiem Stahl 17-4. According to some non-limiting variants, the metal powder (especially made of) comprises stainless steel, especially 303 stainless steel and / or 17-4 stainless steel.
Gemäß spezifischen Ausführungsformen umfasst das Material (ist im According to specific embodiments, the material (is in
Besonderen aus) Aluminium und Silizium (und Kupfer). In diesen Fällen wird der erzeugte Bauteil im Besonderen unter dem Tassenkörper 33 und dem Deckel 36 ausgewählt. Especially made of) aluminum and silicon (and copper). In these cases, the component produced is selected in particular from the cup body 33 and the lid 36.
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Material von rund 82 (insbesondere von rund 85; speziell von rund 86) bis rund 91 (insbesondere bis rund 90; speziell bis rund 88) Gewichtsprozent im Vergleich zum Advantageously, but not necessarily, the material comprises from around 82 (in particular from around 85; especially from around 86) to around 91 (in particular up to around 90; especially up to around 88) percent by weight compared to
Gesamtgewicht des Materials an Aluminium; von rund 8 (insbesondere von rund 11) bis rund 15 (insbesondere bis rund 13) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Silizium; von rund 0,1 (insbesondere von rund 0,5) bis rund 3 (im insbesondere bis rund 2) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Kupfer. Total weight of the material of aluminum; from around 8 (in particular from around 11) to around 15 (in particular up to around 13) percent by weight compared to the total weight of the material of silicon; from around 0.1 (in particular from around 0.5) to around 3 (in particular up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of copper.
Als Alternative oder zusätzlich umfasst das Material (besteht im Besonderen aus) (rostfreien/m) Stahl, Nickel, Kupfer und Molybdän. In diesen Fällen ist im Besonderen das erzeugte Produkt (mindestens) eines der Zahnräder 42 (und/oder das Verbindungselement 45 und/oder das Verbindungselement 46). As an alternative or in addition, the material (in particular consists of) (stainless / m) steel, nickel, copper and molybdenum. In these cases, In particular, the product produced (at least) one of the gear wheels 42 (and / or the connecting element 45 and / or the connecting element 46).
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Material von rund 90 (insbesondere von rund 92; speziell von rund 93) bis rund 97 (insbesondere bis rund 96; speziell bis rund 95) Gewichtsprozent im Vergleich zum Advantageously, but not necessarily, the material comprises from around 90 (in particular from around 92; especially from around 93) to around 97 (especially from around 96; especially from around 95) percent by weight compared to
Gesamtgewicht des Materials an (rostfreiem Stahl); von rund 1 (insbesondere von rund 3) bis rund 7 (insbesondere bis rund 5) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Nickel; von rund 0,1 (insbesondere von rund 0,5) bis rund 3 (insbesondere bis rund 2) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Kupfer; und von rund 0,1 (insbesondere von rund 0,4) bis rund 1 (insbesondere bis rund 0,7) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Molybdän. Total weight of material (stainless steel); from around 1 (in particular from around 3) to around 7 (in particular up to around 5) percent by weight compared to the total weight of the material of nickel; from around 0.1 (in particular from around 0.5) to around 3 (especially up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of copper; and from around 0.1 (in particular from around 0.4) to around 1 (especially up to around 0.7) percent by weight compared to the total weight of the material in molybdenum.
Als Alternative oder zusätzlich enthält das Material (besteht im Besonderen aus) Stahl (Einsatzstahl - case-hardening Steel), Mangan, Schwefel und Chrom. In diesen Fällen ist das erzeugte Produkt im Besonderen die Getriebewelle 43. As an alternative or in addition, the material (in particular consists of) steel (case-hardening steel), manganese, sulfur and chromium. In these cases, the product produced is in particular the gear shaft 43.
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Material von rund 92 (insbesondere von rund 94; speziell von rund 96) bis rund 99 (insbesondere bis rund 98; speziell bis rund 97) Gewichtsprozent im Vergleich zum Advantageously, but not necessarily, the material comprises from around 92 (in particular from around 94; especially from around 96) to around 99 (especially from around 98; especially from around 97) percent by weight compared to
Gesamtgewicht des Materials an Stahl (im Besonderen Einsatzstahl); von rund 0,5 (insbesondere von rund 1) bis rund 3 (insbesondere bis rund 2) Total weight of the material of steel (in particular case hardening steel); from around 0.5 (especially from around 1) to around 3 (especially from around 2)
Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Chrom; von rund 0,5 (insbesondere von rund 1) bis rund 3 (insbesondere bis rund 2) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Schwefel. Weight percent compared to the total weight of the material in chromium; from around 0.5 (in particular from around 1) to around 3 (especially up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of sulfur.
Im Besonderen weist der Einsatzstahl einen Gehalt bis 0,20 (Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Stahls) an Kohlenstoff auf. Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen weist der Einsatzstahl einen Gehalt von 0,13 (insbesondere von 0,15) bis 0,19 (insbesondere bis 0,17) In particular, the case hardening steel has a carbon content of up to 0.20 (percent by weight compared to the total weight of the steel). According to some non-limiting embodiments, the case hardening steel has a content of 0.13 (in particular 0.15) to 0.19 (in particular 0.17)
Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Stahls an Kohlenstoff auf. Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen umfasst allgemeiner gesagt das Metallpulver (besteht im Besonderen aus) eine(r) Legierung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Aluminium und Silizium (und Kupfer); (rostfreien/m) Stahl, Nickel und Kupfer (und Molybdän); und Stahl (Einsatzstahl), Mangan, Schwefel und Chrom. Insbesondere umfasst das Metallpulver (besteht im Besonderen aus) eine(r) Legierung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Aluminium, Silizium und Kupfer; (rostfreien/m) Stahl, Nickel und Kupfer (und Molybdän). Das Metallpulver umfasst speziell (besteht im Besonderen aus) eine(r) Legierung aus: Aluminium, Silizium und Kupfer. Weight percent compared to the total weight of the steel on carbon. More generally, according to some non-limiting embodiments, the metal powder (in particular consists of) comprises an alloy selected from the group consisting of: aluminum and silicon (and copper); (stainless / m) steel, nickel and copper (and molybdenum); and steel (case hardening steel), manganese, sulfur and chrome. In particular, the metal powder (consists in particular of) an alloy selected from the group consisting of: aluminum, silicon and copper; (stainless / m) steel, nickel and copper (and molybdenum). The metal powder specifically comprises (consists in particular of) an alloy of: aluminum, silicon and copper.
Es wurde überraschenderweise festgestellt, dass es bei Verwendung dieser Legierungen bei der Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung auf jeden Fall möglich ist, einen Bauteil mit hoher Dichte zu erhalten (auch über 99 %). In diesem Zusammenhang sei bemerkt, dass diese Legierungen auch nicht metallische Elemente und/oder Elemente umfassen, für die das Verhalten (als sie der Verfahren unterzogen wurden) nicht vorhersehbar war. It has surprisingly been found that when these alloys are used in the method according to the present invention, it is in any case possible to obtain a component with high density (even over 99%). In this context it should be noted that these alloys also include non-metallic elements and / or elements for which the behavior (when they were subjected to the method) was not predictable.
Im Besonderen umfasst der Stahl (besteht im Besonderen aus) rostfreien/m Stahl, im Besonderen rostfreien/m Stahl 303 und/oder rostfreien/m Stahl 17-4. In particular, the steel comprises (in particular consists of) stainless steel, in particular stainless steel 303 and / or stainless steel 17-4.
Im Besonderen wird während der Formphase das mit Kunststoffbindemittel beschichtete Metallpulver stranggepresst, sodass das Zwischenprodukt geschaffen wird. In particular, the metal powder coated with plastic binder is extruded during the molding phase, so that the intermediate product is created.
Genauer gesagt wird das Metallpulver im Inneren des Kunststoffbindemittels festgehalten. Noch genauer gesagt sind die Teilchen des Metallpulvers nach der Formphase durch das Kunststoffbindemittel miteinander verbunden. More specifically, the metal powder is held in the interior of the plastic binder. More precisely, the particles of the metal powder are connected to one another by the plastic binder after the molding phase.
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise wird während der Formphase das Zwischenprodukt erzeugt, indem aufeinanderfolgende Schichten des mit Kunststoffbindemittel beschichteten Metallpulvers geformt werden. Im Advantageously, but not necessarily, the intermediate product is produced during the molding phase by forming successive layers of the metal powder coated with plastic binder. in the
Besonderen weist im Wesentlichen jede Schicht eine Dicke von rund 0,01 mm (insbesondere von rund 0,02 mm; speziell von rund 0,04 mm) bis rund 0,1 mm (insbesondere bis rund 0,08 mm; speziell bis rund 0,06 mm) auf. Im Besonderen umfasst (ist) das Kunststoffbindemittel ein Polymer. Genauer gesagt wird das Kunststoffbindemittel derart ausgewählt, dass es die Teilchen des Metallpulvers miteinander verbinden und während der Sinterphase eliminiert werden kann. Noch genauer gesagt kann das Kunststoffbindemittel durch Strangpressen bearbeitet (und modelliert) werden. In particular, each layer essentially has a thickness of around 0.01 mm (in particular around 0.02 mm; especially around 0.04 mm) to around 0.1 mm (especially up to around 0.08 mm; especially up to around 0) , 06 mm). In particular, the plastic binder comprises (is) a polymer. More specifically, the plastic binder is selected such that it binds the particles of the metal powder together and can be eliminated during the sintering phase. More precisely, the plastic binder can be processed (and modeled) by extrusion.
Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen umfasst das In some non-limiting embodiments, this includes
Metallpulver (besteht aus) Teilchen, die Dimensionen (d. h. Durchmesser) aufweisen, die kleiner oder gleich 0,01 mm, insbesondere kleiner oder gleich 0,005 mm, speziell kleiner oder gleich 0,001 mm sind. Metal powder (consists of) particles that have dimensions (i.e. diameter) that are less than or equal to 0.01 mm, in particular less than or equal to 0.005 mm, especially less than or equal to 0.001 mm.
Die Abmessungen der Teilchen werden als Durchschnittsdurchmesser D (v, 0.5) gemessen, gemessen mit einem Laser-Granulometer - im Besonderen unter Verwendung eines Laser-Granulometers Mastersizer Microplus Ver.2.19 (Malvern Instruments® Ltd). The dimensions of the particles are measured as average diameter D (v, 0.5), measured with a laser granulometer - in particular using a Mastersizer Microplus Ver.2.19 laser granulometer (Malvern Instruments ® Ltd).
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst die Verfahren eine Reinigungsphase, die zumindest teilweise auf die Formphase folgt und zumindest teilweise vor der Sinterphase erfolgt und während der das Advantageously, but not necessarily, the method comprises a cleaning phase which at least partially follows the molding phase and takes place at least partially before the sintering phase and during which
Zwischenprodukt mit einer (Reinigungs-) Flüssigkeit gereinigt wird. Im Intermediate product is cleaned with a (cleaning) liquid. in the
Besonderen ist die Flüssigkeit ein im Wesentlichen (pH-)neutrales In particular, the liquid is an essentially (pH) neutral
Reinigungsmittel. In einigen spezifischen Fällen ist die Flüssigkeit Novaclean N von Henkel®. Cleaning supplies. In some specific cases, the liquid is Novaclean N from Henkel ® .
Im Besonderen umfasst die Verfahren eine Trocknungsphase, während der zumindest ein Teil der Flüssigkeit vom Zwischenprodukt entfernt wird. In particular, the method comprises a drying phase during which at least part of the liquid is removed from the intermediate product.
Genauer gesagt wird gemäß einigen nicht beschränkenden Varianten das Produkt nach der Trocknungsphase mit einem Passivierungsprodukt (z. B. More specifically, according to some non-limiting variants, the product is dried with a passivation product (e.g.
Prevox7400 von Henkel®)behandelt. Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen wird während der Sinterphase dem Zwischenprodukt Wärme zugeführt, sodass das Bauteil erhalten wird. Prevox7400 from Henkel ® ) treated. According to some non-limiting embodiments, heat is added to the intermediate product during the sintering phase, so that the component is obtained.
Im Besonderen wird auf diese Weise das Kunststoffbindemittel eliminiert In particular, the plastic binder is eliminated in this way
(verbrannt), und das Metall schmilzt (genauer gesagt verschmelzen die Teilchen, die mindestens ein Metall umfassen, miteinander), sodass das Bauteil erhalten wird. (burned), and the metal melts (more precisely, the particles comprising at least one metal fuse together), so that the component is obtained.
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise, wird während der Sinterphase das Zwischenprodukt in eine Wärmekammer (Sinterofen) gelegt, in der eine Temperatur (zumindest während eines Teils der Sinterphase) von mindestens 700 °C (insbesondere mindestens 800 °C) herrscht. Advantageously, but not necessarily, the intermediate product is placed in a heating chamber (sintering furnace) during the sintering phase, in which a temperature (at least during part of the sintering phase) is at least 700 ° C. (in particular at least 800 ° C.).
Genauer gesagt, aber nicht notwendigerweise, beträgt während der Sinterphase die Temperatur in der Wärmekammer bis zu 1100 °C (insbesondere bis zu 1050 °C; speziell bis 1000 °C). More specifically, but not necessarily, the temperature in the heating chamber during the sintering phase is up to 1100 ° C (in particular up to 1050 ° C; especially up to 1000 ° C).
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise wird während der Sinterphase (oder zumindest eines Teils davon) in der Wärmekammer ein Druck unter 0,5 Bar (insbesondere unter 0,2 Bar; speziell unter 0,1 bar) beibehalten. Genauer gesagt, wird während der Sinterphase (oder zumindest eines Teils davon) in der Advantageously, but not necessarily, a pressure below 0.5 bar (in particular below 0.2 bar; especially below 0.1 bar) is maintained in the heating chamber during the sintering phase (or at least a part thereof). More specifically, during the sintering phase (or at least part of it) in the
Wärmekammer ein Druck über 0,01 Bar (insbesondere über 0,05 bar) Heat chamber a pressure above 0.01 bar (especially above 0.05 bar)
beibehalten. maintained.
Gemäß spezifischen und nicht beschränkenden Ausführungsformen wird die Verfahren (im Besonderen die Form- und Sinterphasen) durch Generative Herstellung durch atomare Diffusion (Atomic Diffusion Additive Manufacturing) durchgeführt, wie in CAMPBELL, R.l. und WÜHLERS, T., 2017, beschrieben. Markforged: Taking a different approach to metal Additive Manufacturing. Metal AM, 3 (2), S.113-115. According to specific and non-limiting embodiments, the method (in particular the molding and sintering phases) is carried out by generative production by atomic diffusion (Atomic Diffusion Additive Manufacturing), as in CAMPBELL, R.I. and WÜHLERS, T., 2017. Markforged: Taking a different approach to metal Additive Manufacturing. Metal AM, 3 (2), pp.113-115.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Bauteil für das According to one aspect of the present invention, a component for the
Pumpenaggregat 1 geboten, wobei das Bauteil eine Dichte von mindestens rund 95 % (insbesondere mindestens rund 97 %; speziell mindestens rund 99 %) aufweist. Pump unit 1 offered, the component having a density of at least around 95% (in particular at least around 97%; specifically at least around 99%).
Im Rahmen dieses Schriftstücks ist die Dichte als gemäß der Norm EN ISO 12154:2104 gemessen zu verstehen. In the context of this document, the density is to be understood as measured according to the standard EN ISO 12154: 2104.
Die prozentuelle Dichte wird berechnet, indem die Dichte des Bauteils (wie oben beschrieben) gemessen und mit der Dichte eines Gegenstandes aus demselben Material (und mit gleichem Volumen) im Wesentlichen ohne Porosität verglichen wird. Percent density is calculated by measuring the density of the component (as described above) and comparing it to the density of an object made of the same material (and with the same volume) with essentially no porosity.
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung (zusätzlich oder als Alternative zum vorhergehenden Aspekt) wird ein Bauteil für das Pumpenaggregat 1 geboten, der gemäß dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung erhalten wurde. According to one aspect of the present invention (in addition or as an alternative to the previous aspect), a component for the pump unit 1 is provided which was obtained in accordance with the first aspect of the present invention.
Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein According to another aspect of the present invention, a
Pumpenaggregat 1 geboten, das mindestens einen Bauteil mit einer Dichte von mindestens rund 95 % (insbesondere mindestens rund 97 %; speziell mindestens rund 99 %) enthält. Pump unit 1 offered that contains at least one component with a density of at least around 95% (in particular at least around 97%; especially at least around 99%).
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung (zusätzlich oder als Alternative zum vorhergehenden Aspekt) wird ein Pumpenaggregat 1 geboten, das mindestens einen Bauteil enthält, der gemäß dem ersten Aspekt der According to one aspect of the present invention (in addition or as an alternative to the previous aspect), a pump unit 1 is provided which contains at least one component which, according to the first aspect of the
vorliegenden Erfindung erhalten wurde. present invention was obtained.
Im Besonderen wird das Bauteil aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: dem Tassenkörper 33, dem Deckel 36, einem der Zahnräder 42, der In particular, the component is selected from the group consisting of: the cup body 33, the cover 36, one of the gears 42, the
Getriebewelle 43, dem ersten Verbindungselement 45 und dem zweiten Gear shaft 43, the first connecting element 45 and the second
Verbindungselement 46 (und einer Kombination davon). Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen wird das Bauteil aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: dem Tassenkörper 33, dem Deckel 36, einem der Zahnräder 42, dem ersten Verbindungselement 45 und dem zweiten Connector 46 (and a combination thereof). According to some non-limiting embodiments, the component is selected from the group consisting of: the cup body 33, the lid 36, one of the gears 42, the first connecting element 45 and the second
Verbindungselement 46 (und einer Kombination davon). In einigen spezifischen Fällen wird das Bauteil aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: dem Connector 46 (and a combination thereof). In some specific In cases, the component is selected from the group consisting of: the
Tassenkörper 33, dem Deckel 36 (und einer Kombination davon). Cup body 33, the lid 36 (and a combination thereof).
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Bauteil (ist aus) das/dem oben bestimmte/n Material im Hinblick auf den ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung. Advantageously, but not necessarily, the component (is made of) comprises the material determined above with regard to the first aspect of the present invention.
Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen wird das Material aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: Eisen, Titan, Aluminium, Nickel, Chrom, Molybdän, Mangan, Kohlenstoff, Silizium, Schwefel, Kupfer (und einer According to some non-limiting embodiments, the material is selected from the group consisting of: iron, titanium, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, manganese, carbon, silicon, sulfur, copper (and one
Kombination davon). Genauer gesagt umfasst das Material (ist im Besonderen aus) ein(em) Element, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Eisen, Aluminium, Nickel, Chrom, Molybdän, Mangan, Kohlenstoff, Silizium, Schwefel, Kupfer (und einer Kombination davon). Combination of these). More specifically, the material (is made of in particular) comprises an element selected from the group consisting of: iron, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, manganese, carbon, silicon, sulfur, copper (and a combination thereof).
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise wird das Material aus der Gruppe ausgewählt, bestehend aus: Stahl (im Besonderen aus rostfreiem Stahl), Aluminium, Silizium, Mangan, Nickel, Schwefel, Chrom, Kupfer (und einer Kombination davon). Advantageously, but not necessarily, the material is selected from the group consisting of: steel (especially stainless steel), aluminum, silicon, manganese, nickel, sulfur, chromium, copper (and a combination thereof).
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Metallpulver (ist im Besonderen aus) ein(em) Material, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Stahl (im Besonderen aus rostfreiem Stahl), Aluminium, Silizium, Nickel, Molybdän, Kupfer und einer Kombination davon. Advantageously, but not necessarily, the metal powder (in particular is made of) comprises a material selected from the group consisting of: steel (in particular made of stainless steel), aluminum, silicon, nickel, molybdenum, copper and a combination thereof.
Gemäß spezifischen Ausführungsformen umfasst das Material (ist im According to specific embodiments, the material (is in
Besonderen aus) Aluminium und Silizium (und Kupfer). In diesen Fällen wird das Bauteil im Besonderen unter dem Tassenkörper 33 und dem Deckel 36 ausgewählt. Especially made of) aluminum and silicon (and copper). In these cases, the component is selected in particular from the cup body 33 and the lid 36.
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Material von rund 82 (insbesondere von rund 85; speziell von rund 86) bis rund 91 (insbesondere bis rund 90; speziell bis rund 88) Gewichtsprozent im Vergleich zum Advantageously, but not necessarily, the material comprises from around 82 (in particular from around 85; especially from around 86) to around 91 (in particular up to around 90; especially up to around 88) percent by weight compared to
Gesamtgewicht des Materials an Aluminium; von rund 8 (insbesondere von rund 11) bis rund 15 (insbesondere bis rund 13) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Silizium; von rund 0,1 (insbesondere von rund 0,5) bis rund 3 (insbesondere bis rund 2) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Kupfer. Total weight of the material of aluminum; of around 8 (especially around 11) up to around 15 (in particular up to around 13) percent by weight compared to the total weight of the material of silicon; from around 0.1 (in particular from around 0.5) to around 3 (especially up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of copper.
Als Alternative oder zusätzlich enthält das Material (besteht im Besonderen aus) (rostfreien/m) Stahl, Nickel, Kupfer und Molybdän. In diesen Fällen ist im Besonderen das Bauteil (mindestens) eines der Zahnräder 42 (und/oder das Verbindungselement 45 und/oder das Verbindungselement 46). As an alternative or in addition, the material (in particular consists of) (stainless / m) steel, nickel, copper and molybdenum. In these cases, the component is (at least) one of the gear wheels 42 (and / or the connecting element 45 and / or the connecting element 46).
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Material von rund 90 (insbesondere von rund 92; speziell von rund 93) bis rund 97 (insbesondere bis rund 96; speziell bis rund 95) Gewichtsprozent im Vergleich zum Advantageously, but not necessarily, the material comprises from around 90 (in particular from around 92; especially from around 93) to around 97 (especially from around 96; especially from around 95) percent by weight compared to
Gesamtgewicht des Materials an (rostfreiem Stahl); von rund 1 (insbesondere von rund 3) bis rund 7 (insbesondere bis rund 5) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Nickel; von rund 0,1 (insbesondere von rund 0,5) bis rund 3 (insbesondere bis rund 2) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Kupfer; und von rund 0,1 (insbesondere von rund 0,4) bis rund 1 (insbesondere bis rund 0,7) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Molybdän. Total weight of material on (stainless steel); from around 1 (especially from around 3) to around 7 (especially from around 5) percent by weight compared to the total weight of the material of nickel; from around 0.1 (in particular from around 0.5) to around 3 (especially up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of copper; and from around 0.1 (in particular from around 0.4) to around 1 (especially up to around 0.7) percent by weight compared to the total weight of the material in molybdenum.
Als Alternative oder zusätzlich enthält das Material (besteht im Besonderen aus) Stahl (Einsatzstahl - case-hardening Steel), Mangan, Schwefel und Chrom. In diesen Fällen ist das Bauteil im Besonderen die Getriebewelle 43. As an alternative or in addition, the material (in particular consists of) steel (case-hardening steel), manganese, sulfur and chromium. In these cases, the component is in particular the gear shaft 43.
Vorteilhafterweise, aber nicht notwendigerweise umfasst das Material von rund 92 (insbesondere von rund 94; speziell von rund 96) bis rund 99 (insbesondere bis rund 98; speziell bis rund 97) Gewichtsprozent im Vergleich zum Advantageously, but not necessarily, the material comprises from around 92 (in particular from around 94; especially from around 96) to around 99 (especially from around 98; especially from around 97) percent by weight compared to
Gesamtgewicht des Materials an Stahl (Einsatzstahl); von rund 0,5 Total weight of the material of steel (case hardening steel); of around 0.5
(insbesondere von rund 1) bis rund 3 (insbesondere bis rund 2) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Chrom; von rund 0,5 (in particular from around 1) to around 3 (in particular up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of chromium; of around 0.5
(insbesondere von rund 1) bis rund 3 (insbesondere bis rund 2) Gewichtsprozent im Vergleich zum Gesamtgewicht des Materials an Schwefel. Gemäß einigen nicht beschränkenden Ausführungsformen umfasst allgemeiner gesagt das Material (ist im Besonderen) eine Legierung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Aluminium und Silizium (und Kupfer); (rostfreiem) Stahl, Nickel und Kupfer (und Molybdän); und Stahl (Einsatzstahl), Mangan, Schwefel und Chrom. Das Material umfasst (ist im Besonderen) speziell eine Legierung, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Aluminium, Silizium und Kupfer; und (rostfreiem) Stahl, Nickel und Kupfer (und Molybdän). Das Material umfasst (ist im Besonderen) speziell eine Legierung aus: Aluminium, Silizium und Kupfer. (in particular from around 1) to around 3 (in particular up to around 2) percent by weight compared to the total weight of the material of sulfur. More generally, according to some non-limiting embodiments, the material comprises (in particular) an alloy selected from the group consisting of: aluminum and silicon (and copper); (stainless) steel, nickel and copper (and molybdenum); and steel (case hardening steel), manganese, sulfur and chrome. The material specifically includes (is in particular) an alloy selected from the group consisting of: aluminum, silicon and copper; and (stainless) steel, nickel and copper (and molybdenum). The material specifically includes (is in particular) an alloy of: aluminum, silicon and copper.
Gemäß einigen nicht beschränkenden Varianten umfasst der Stahl (ist im Besonderen aus) rostfreiem Stahl, im Besonderen rostfreiem Stahl 303 und/oder rostfreiem Stahl 17-4. According to some non-limiting variants, the steel (especially made of) is made of stainless steel, especially 303 stainless steel and / or 17-4 stainless steel.
Wenn das Material eine Legierung aus Aluminium, Silizium und Kupfer (es seien auch die diesbezüglichen oben angeführten Prozentanteile beachtet) ist, weist das Material eine Dichte von mindestens 2,2 g/cm3 (insbesondere mindestens 2,4 g/cm3; speziell mindestens 2,6 g/cm3) auf. Genauer gesagt weist in diesen Fällen das Material eine Dichte bis 2,8 g/cm3 (insbesondere bis 2,7 g/cm3) auf. If the material is an alloy of aluminum, silicon and copper (also note the percentages given above in this regard), the material has a density of at least 2.2 g / cm 3 (in particular at least 2.4 g / cm 3 ; specifically at least 2.6 g / cm 3 ). More specifically, in these cases the material has a density of up to 2.8 g / cm 3 (in particular up to 2.7 g / cm 3 ).
Wenn das Material eine Legierung aus (rostfreiem) Stahl, Nickel, Kupfer und Molybdän (es seien auch die diesbezüglichen oben angeführten Prozentanteile beachtet) ist, weist das Material eine Dichte von mindestens 6 g/cm3 If the material is an alloy of (stainless) steel, nickel, copper and molybdenum (the percentages given above are also taken into account), the material has a density of at least 6 g / cm 3
(insbesondere mindestens 6,4 g/cm3; speziell mindestens 6,6 g/cm3) auf. (in particular at least 6.4 g / cm 3 ; especially at least 6.6 g / cm 3 ).
Genauer gesagt weist in diesen Fällen das Material eine Dichte bis 7,5 g/cm3 (insbesondere bis 6,9 g/cm3) auf. More specifically, in these cases the material has a density of up to 7.5 g / cm 3 (in particular up to 6.9 g / cm 3 ).
Wenn das Material eine Legierung aus Stahl (Einsatzstahl), Mangan, Schwefel und Chrom (es seien auch die diesbezüglichen oben angeführten Prozentanteile beachtet) ist, weist das Material eine Dichte von mindestens 7 g/cm3 If the material is an alloy of steel (case hardening steel), manganese, sulfur and chromium (the percentages given above are also taken into account), the material has a density of at least 7 g / cm 3
(insbesondere mindestens 7,5 g/cm3; speziell mindestens 7,7 g/cm3) auf. (in particular at least 7.5 g / cm 3 ; especially at least 7.7 g / cm 3 ).
Genauer gesagt weist in diesen Fällen das Material eine Dichte bis 8 g/cm3 (insbesondere bis 7,9 g/cm3) auf. Wenn nicht ausdrücklich das Gegenteil angegeben ist, ist der Inhalt der Verweise (Artikel, Bücher, Patentanmeldungen usw.), die in diesem Text zitiert sind, hier zur Gänze angegeben. Im Besonderen sind die erwähnten Verweise hier als Referenz eingegliedert. More specifically, in these cases the material has a density of up to 8 g / cm 3 (in particular up to 7.9 g / cm 3 ). Unless expressly stated to the contrary, the content of the references (articles, books, patent applications, etc.) cited in this text are given in full here. In particular, the references mentioned are incorporated here as a reference.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Verfahren zur Erzeugung von mindestens einem Bauteil eines 1. Method for producing at least one component of a
Pumpenaggregates, wobei die Verfahren Folgendes umfasst: Pump assembly, the method comprising:
eine Druckphase, während der ein 3D-Drucker ein Zwischenprodukt erzeugt, das im Wesentlichen die Form des Bauteils in vergrößertem Maßstab aufweist, wobei ein mit einem Kunststoffbindemittel beschichtetes Metallpulver verwendet wird; und a printing phase during which a 3D printer produces an intermediate product which essentially has the shape of the component on an enlarged scale, using a metal powder coated with a plastic binder; and
eine Sinterphase, während der das Zwischenprodukt einer Sinterung unterzogen wird, sodass das Bauteil erhalten wird. a sintering phase during which the intermediate product is subjected to sintering so that the component is obtained.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei der während der Formphase das 2. The method of claim 1, wherein during the molding phase
Zwischenprodukt erzeugt wird, indem aufeinanderfolgende Schichten des mit Kunststoffbindemittel beschichteten Metallpulvers geformt werden. Intermediate product is produced by forming successive layers of the metal powder coated with plastic binder.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, die eine Reinigungsphase umfasst, die zumindest teilweise nach der Formphase und zumindest teilweise vor der Sinterphase erfolgt und während der das Zwischenprodukt mit einer Flüssigkeit gereinigt wird; und eine Trocknungsphase, während der zumindest ein Teil der Flüssigkeit vom Zwischenprodukt entfernt wird. 3. The method of claim 1 or 2, which comprises a cleaning phase, which takes place at least partially after the molding phase and at least partially before the sintering phase and during which the intermediate product is cleaned with a liquid; and a drying phase during which at least part of the liquid is removed from the intermediate.
4. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Metallpulver ein Metall umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Eisen, Titan, Aluminium, Nickel, Chrom, Molybdän, Mangan, Kohlenstoff,4. The method according to any one of the preceding claims, wherein the metal powder comprises a metal selected from the group consisting of: iron, titanium, aluminum, nickel, chromium, molybdenum, manganese, carbon,
Silizium, Schwefel, Kupfer und eine Kombination davon. Silicon, sulfur, copper and a combination of these.
5. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Metallpulver ein Material umfasst, ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Stahl, Aluminium, Silizium, Nickel, Molybdän, Kupfer und eine Kombination davon. 5. The method according to any one of the preceding claims, wherein the metal powder comprises a material selected from the group consisting of: steel, aluminum, silicon, nickel, molybdenum, copper and a combination thereof.
6. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Metallpulver ein Material umfasst (im Besonderen daraus besteht), ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: Aluminium, Silizium und Kupfer; Stahl(im Besonderen rostfreiem Stahl), Nickel und Kupfer und Molybdän; Stahl (im Besonderen Einsatzstahl), Mangan, Schwefel und Chrom. 6. The method according to any one of the preceding claims, wherein the metal powder comprises (in particular consists of) a material selected from the group consisting of: aluminum, silicon and copper; Steel (especially stainless steel), nickel and copper and molybdenum; Steel (in particular case hardening steel), manganese, sulfur and chrome.
7. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Bauteil aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Tassenkörper (33) eines Pumpenkörpers (32), einem Deckel (36) des Pumpenkörpers (32), einem Zahnrad (42), einer Getriebewelle (43), einem ersten Verbindungselement (45) und einem zweiten Verbindungselement (46). 7. The method according to any one of the preceding claims, wherein the component is selected from the group consisting of: a cup body (33) of a pump body (32), a cover (36) of the pump body (32), a gear (42) , a gear shaft (43), a first connecting element (45) and a second connecting element (46).
8. Verfahren nach einem beliebigen der vorhergehenden Ansprüche, bei der das Bauteil aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Tassenkörper (33) eines Pumpenkörpers (32), einem Deckel (36) des Pumpenkörpers (32), einem Zahnrad (42). 8. The method according to any one of the preceding claims, wherein the component is selected from the group consisting of: a cup body (33) of a pump body (32), a cover (36) of the pump body (32), a gear wheel (42) .
9. Pumpenaggregat für die Zufuhr von Kraftstoff, vorzugsweise Diesel, zu einem Verbrennungsmotor, wobei das Pumpenaggregat eine Hochdruckpumpe (2) für die Zufuhr von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor umfasst; und eine 9. Pump unit for the supply of fuel, preferably diesel, to an internal combustion engine, the pump unit comprising a high-pressure pump (2) for the supply of fuel to the internal combustion engine; and a
Zahnradpumpe (3) für die Zufuhr des Kraftstoffes zur Hochdruckpumpe (2); wobei die Zahnradpumpe (3) einen Pumpenkörper (32) und ein Paar Zahnräder (42) umfasst, die im Pumpenkörper (32) angebracht und miteinander verbunden sind, um sich um jeweilige Drehachsen (41) zu drehen, die im Wesentlichen parallel zueinander sind; Gear pump (3) for supplying the fuel to the high pressure pump (2); wherein the gear pump (3) comprises a pump body (32) and a pair of gears (42) mounted in and connected to the pump body (32) to rotate about respective axes of rotation (41) which are substantially parallel to each other;
der Pumpenkörper (32) einen Tassenkörper (33) umfasst, der von einer the pump body (32) comprises a cup body (33) which is formed by a
Bodenwand (34) und von einer Seitenwand (35) und einem Deckel (36) begrenzt wird, der in Kontakt mit der Seitenwand (35) angebracht ist, um den Bottom wall (34) and by a side wall (35) and a lid (36) which is mounted in contact with the side wall (35) to the
Pumpenkörper (32) zu verschließen; To close the pump body (32);
mindestens einer/s vom Tassenkörper (33), dem Deckel (36) des at least one / s from the cup body (33), the lid (36) of the
Pumpenkörpers (32) und von den Zahnrädern (42) eine Dichte von mindestens rund 95 %, insbesondere mindestens rund 97 % aufweist. Pump body (32) and of the gear wheels (42) has a density of at least around 95%, in particular at least around 97%.
10. Pumpenaggregat nach Anspruch 9, bei dem mindestens einer/s vom 10. Pump unit according to claim 9, wherein at least one / s from
Tassenkörper (33), dem Deckel (36) des Pumpenkörpers (32) und von den Zahnrädern (42) durch die Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche von 1 bis 8 erhalten wurde. Cup body (33), the lid (36) of the pump body (32) and from the gears (42) was obtained by the method according to any one of claims 1 to 8.
11. Bauteil für ein Pumpenaggregat, zum Beispiel für das Pumpenaggregat nach Anspruch 9 oder 10, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem Tassenkörper (33) eines Pumpenkörpers (32), einem Deckel (36) des 11. Component for a pump unit, for example for the pump unit according to claim 9 or 10, which is selected from the group consisting of: a cup body (33) of a pump body (32), a cover (36) of the
Pumpenkörpers (32) und einem Zahnrad (42); wobei das Bauteil eine Dichte von mindestens rund 95 %, insbesondere mindestens rund 97 % aufweist. Pump body (32) and a gear (42); wherein the component has a density of at least around 95%, in particular at least around 97%.
12. Bauteil nach Anspruch 11 und ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: dem Tassenkörper (33), dem Deckel (36). 12. The component according to claim 11 and selected from the group consisting of: the cup body (33), the lid (36).
13. Pumpenaggregat für die Zufuhr von Kraftstoff, vorzugsweise Diesel, zu einem Verbrennungsmotor, wobei das Pumpenaggregat eine Hochdruckpumpe (2) für die Zufuhr von Kraftstoff zum Verbrennungsmotor umfasst; und eine 13. Pump unit for the supply of fuel, preferably diesel, to an internal combustion engine, the pump unit comprising a high-pressure pump (2) for the supply of fuel to the internal combustion engine; and a
Zahnradpumpe (3) für die Zufuhr des Kraftstoffes zur Hochdruckpumpe (2); wobei die Zahnradpumpe (3) einen Pumpenkörper (32) und ein Paar Zahnräder (42) umfasst, die im Pumpenkörper (32) angebracht und miteinander verbunden sind, um sich um jeweilige Drehachsen (41) zu drehen, die im Wesentlichen parallel zueinander sind; Gear pump (3) for supplying the fuel to the high pressure pump (2); wherein the gear pump (3) comprises a pump body (32) and a pair of gears (42) mounted in and connected to the pump body (32) to rotate about respective axes of rotation (41) which are substantially parallel to each other;
der Pumpenkörper (32) einen Tassenkörper (33) umfasst, der von einer the pump body (32) comprises a cup body (33) which is formed by a
Bodenwand (34) und von einer Seitenwand (35) und einem Deckel (36) begrenzt wird, der in Kontakt mit der Seitenwand (35) angebracht ist, um den Bottom wall (34) and by a side wall (35) and a lid (36) which is mounted in contact with the side wall (35) to the
Pumpenkörper (32) zu verschließen; To close the pump body (32);
mindestens einer/s vom Tassenkörper (33), dem Deckel (36) des at least one / s from the cup body (33), the lid (36) of the
Pumpenkörpers (32) und von den Zahnrädern (42) durch die Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche von 1 bis 8 erhalten wurde. Pump body (32) and from the gears (42) was obtained by the method according to any one of claims 1 to 8.
14. Bauteil für ein Pumpenaggregat, zum Beispiel für das Pumpenaggregat nach Anspruch 13, der aus der Gruppe ausgewählt ist, bestehend aus: einem 14. Component for a pump unit, for example for the pump unit according to claim 13, which is selected from the group consisting of: one
Tassenkörper (33) eines Pumpenkörpers (32), einem Deckel (36) des Pumpenkörpers (32) und einem Zahnrad (42); wobei das Bauteil durch die Verfahren gemäß einem beliebigen der Ansprüche von 1 bis 8 erhalten wurde. Cup body (33) of a pump body (32), a cover (36) of the Pump body (32) and a gear (42); the component having been obtained by the methods according to any one of claims 1 to 8.
15. Bauteil nach Anspruch 14 und ausgewählt aus der Gruppe bestehend aus: dem Tassenkörper (33), dem Deckel (36). 15. The component according to claim 14 and selected from the group consisting of: the cup body (33), the lid (36).
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