DE102004030321A1 - Toothed wheel pump for supplying lubricating oil to an I.C. engine comprises a pump housing made from die cast aluminum and toothed wheels made from a highly alloyed aluminum-silicon alloy containing copper - Google Patents

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Abstract

Toothed wheel pump comprises a pump housing made from die cast aluminum and toothed wheels made from a highly alloyed aluminum-silicon alloy with 1-2 % copper. The toothed wheels are produced in a powder metallurgical manner.

Description

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe, insbesondere für die Schmierölversorgung eines Verbrennungsmotors.The The invention relates to a gear pump, in particular for the lubricating oil supply an internal combustion engine.

Zahnradpumpen für die Schmierölversorgung eines Verbrennungsmotors sollen den Ölbedarf desselben sicherstellen und weisen dazu üblicherweise eine Fördermengenregelungseinrichtung auf. Vorzugsweise sind diese Zahnradpumpen als Außenzahnrad-Ölpumpen mit einer axialen Zahnradverschiebung ausgebildet, wie es beispielsweise in der DE 100 43 942 A1 oder der DE 101 44 693 A1 beschrieben ist. Eine solche Zahnradpumpe weist zwei in einem Gehäuse angeordnete und miteinander kämmende Zahnräder auf, von denen das eine drehfest mit einer Antriebswelle verbunden und stirnseitig vom Gehäuse eingeschlossen und das andere als Antriebszahnrad Bestandteil einer Verschiebeeinheit ist. Die Zahnräder sind dabei aus Stahl gefertigt. Um das Gewicht der Zahnradpumpen zu senken, was insbesondere im Fahrzeugbau von Bedeutung ist, ist es bekannt, das Pumpengehäuse anstelle von Stahl aus einem Leichtmetall-Druckguss zu fertigen. Allerdings treten dabei leistungsmindernde Spaltverluste auf.Gear pumps for the lubricating oil supply of an internal combustion engine to ensure the same oil consumption and have this usually on a flow control device. Preferably, these gear pumps are designed as external gear oil pumps with an axial gear shift, as for example in the DE 100 43 942 A1 or the DE 101 44 693 A1 is described. Such a gear pump has two arranged in a housing and intermeshing gears, one of which rotatably connected to a drive shaft and the front side enclosed by the housing and the other as a drive gear is part of a displacement unit. The gears are made of steel. In order to reduce the weight of the gear pumps, which is particularly important in vehicle construction, it is known to manufacture the pump housing instead of steel from a light metal die-cast. However, performance-reducing gap losses occur.

Gegenstand der DE 100 53 664 A1 ist eine mechanische kinetische (Reibungs-)Vakuumpumpe mit einem Rotor, der aus einer in bekannter Weise pulvermetallurgisch hergestellten Aluminium-Legierung besteht, deren Hauptlegierungsbestandteil Kupfer mit einem bevorzugten Anteil von 3 bis 7 Gew.-% ist. Diese Legierung ist so eingestellt, dass diese eine erhöhte Warm – und Zeitstandsfestigkeit aufweist. Ebenso kann der Rotor aus einer Magnesium-Legierung mit angepassten Legierungsbestandteilen bestehen. Der Vorteil des Einsatzes einer solchen Legierung für einen Rotor liegt vor allem im Wegfall der sehr aufwändigen spanenden Bearbeitung.Subject of the DE 100 53 664 A1 is a mechanical kinetic (friction) vacuum pump with a rotor consisting of an aluminum alloy powder metallurgically produced in a known manner, the main alloying constituent of which is copper with a preferred proportion of 3 to 7% by weight. This alloy is adjusted to provide increased hot and creep strength. Likewise, the rotor may consist of a magnesium alloy with adapted alloy components. The advantage of using such an alloy for a rotor lies above all in the elimination of the very complex machining.

Weitere Sinteraluminium-Legierungen sind beispielsweise in der WO 96/34991 und der EP 0 466 120 B1 beschrieben. Die DE 40 34 637 C2 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines porösen Sinterkörpers aus Aluminium bzw. Aluminium-Legierungspulver und einem Pulver, das mit dem Aluminium bzw. der Aluminium-Legierung ein Eutektikum bildet. Auch in der DE 198 02 501 A1 ist eine Sinteraluminium-Legierung und ein Verfahren zur Herstellung eines Sinterkörpers aus einer solchen beschrieben. Die DE 689 12 518 T2 offenbart eine wärmebeständige, verschleißbeständige und hochfeste Aluminium-Silizium-Legierung und deren Verwendung für Zylinderbuchsen, und auch die DE 691 22 678 T2 hat schließlich gesinterte Aluminium-Legierungen zur Herstellung gesinterter Formkörper und gesinterte Aluminium-Legierungen zum Gegenstand. Danach werden als Zusätze zu Rein-Aluminium- bzw. Aluminium-Legierungspulvern auch elementares Silizium, Aluminium-Silizium-Legierungen mit übereutektischen Si-Gehalten, mit und ohne weiteren Gehalten von Cu, Mg oder Mn, verwendet.Further sintered aluminum alloys are described, for example, in WO 96/34991 and US Pat EP 0 466 120 B1 described. The DE 40 34 637 C2 discloses a method for producing a porous sintered body of aluminum alloy powder and a powder which forms a eutectic with the aluminum and the aluminum alloy, respectively. Also in the DE 198 02 501 A1 For example, a sintered aluminum alloy and a method for producing a sintered body from such is described. The DE 689 12 518 T2 discloses a heat-resistant, wear-resistant and high-strength aluminum-silicon alloy and its use for cylinder liners, and also the DE 691 22 678 T2 Finally, the subject of the invention is sintered aluminum alloys for the production of sintered shaped bodies and sintered aluminum alloys. Thereafter, elemental silicon, aluminum-silicon alloys having hypereutectic Si contents, with and without further contents of Cu, Mg or Mn, are used as additives to pure aluminum or aluminum alloy powders.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Zahnradpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 so zu gestalten, dass deren Leistung verbessert ist.task The invention is a gear pump according to the preamble of Claim 1 to be designed so that their performance is improved.

Diese Aufgabe wird bei einer Zahnradpumpe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen kennzeichnende Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen aufgeführt.These Task is in a gear pump according to the preamble of the claim 1 solved by its characterizing features. Advantageous embodiments are in the subclaims listed.

Die Erfindung besteht darin, dass bei einer Zahnradpumpe, die ein Pumpengehäuse und eine in diesem ausgebildete Pumpenkammer aufweist, in der ein Niederdruckbereich und ein Hochdruckbereich ausgebildet und zwischen diesen Bereichen miteinander kämmende Zahnräder angeordnet sind, das Pumpengehäuse aus Aluminium-Druckguss und die Zahnräder aus einer pulvermetallurgisch hergestellten, höherlegierten Aluminium-Silizium-Legierung mit 1 bis 2 Gew.-% Kupfer bestehen. Diese Al-Si-Legierung ist sehr verschleißfest und weist gegenüber einer schmelzmetallurgisch hergestellten Al-Si-Legierung einen erheblich höheren Elastizitätsmodul auf. Dieser liegt bei 90000 N/mm2 gegenüber dem der Normallegierung von 70000 N/mm2. Die Legierung ist dabei so eingestellt, dass die Zahnräder im wesentlichen den gleichen Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen wie der das Pumpengehäuse bildende Aluminium-Druckguss, so dass zwischen den Zahnrädern und dem Pumpengehäuse im Betriebstemperaturbereich von bis zu 150°C und den üblichen Drücken auf der Druckseite von 3,5 bis 4,5 bar auch bei höheren Drehzahlen keine oder im wesentlichen keine Spaltverluste durch eine Vergrößerung der zwischen diesen gegebenen Spalte auftreten. Diese Werkstoffpaarung führt somit zu einer Verringerung der Spaltverluste und damit zu einer Leistungsverbesserung. Weitere Vorteile sind der Wegfall der spanenden Bearbeitung zur Herstellung der Zahnräder sowie eine Gewichtsreduzierung, der im Fahrzeugbau eine besondere Bedeutung zukommt.The invention is that in a gear pump having a pump housing and a pump chamber formed therein in which a low-pressure region and a high-pressure region are formed and intermeshing gears are disposed between these areas, the pump housing made of die-cast aluminum and the gears of a made of powder metallurgy, higher alloyed aluminum-silicon alloy with 1 to 2 wt .-% copper. This Al-Si alloy is very wear-resistant and has a considerably higher modulus of elasticity than an Al-Si alloy produced by fusion metallurgy. This is 90000 N / mm 2 over that of the normal alloy of 70000 N / mm 2 . The alloy is adjusted so that the gears have substantially the same coefficient of thermal expansion as the pump housing forming aluminum die-casting, so that between the gears and the pump housing in the operating temperature range of up to 150 ° C and the usual pressures on the pressure side of , 5 to 4.5 bar even at higher speeds no or substantially no gap losses occur by an increase in the given between these column. This combination of materials thus leads to a reduction of the gap losses and thus to an improvement in performance. Further advantages are the elimination of machining for the production of gears and a weight reduction, which is of particular importance in vehicle construction.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert. Die zugehörigen Zeichnungen zeigen:The Invention is based on an embodiment explained. The associated Drawings show:

1: eine Außen-Zahnradpumpe mit Fördermengenregelung, schematisch, und 1 : an external gear pump with flow control, schematic, and

2: ein Vergleichsdiagramm des volumetrischen Wirkungsgrades (Durchsatzes) einer Zahnradpumpe mit Zahnrädern aus Stahl und solchen aus einer pulvermetallurgisch hergestellten Aluminium-Silizium-Cu-Legierung. 2 FIG. 2: a comparison diagram of the volumetric efficiency (throughput) of a gear pump with gears made of steel and those made of a powder-metallurgically produced aluminum-silicon-copper alloy.

Die in 1 dargestellte Zahnradpumpe weist eine am Pumpengehäuse 1 und einem Pumpendeckel 2, beide gefertigt aus Aluminium-Druckguss, gelagerte Antriebswelle 3 mit einem drehfest an dieser angeordneten Antriebszahnrad 4 auf, das pulvermetallurgisch hergestellt ist und aus einer Aluminium-Silizium-Legierung mit 10 Gew.-% Si und 1,5 Gew.-% Cu (Sinterlegierung) besteht. Dieses Antriebszahnrad 4 ist an seinen Stirnseiten vom Pumpengehäuse 1 und dem Pumpendeckel 2 eingeschlossen und axial positioniert. Mit dem Antriebszahnrad 4 kämmt ein Abtriebszahnrad 5, das ebenfalls aus der genannten Sinterlegierung besteht und mit einem Federkolben 6 eine Verschiebeeinheit 7 bildet, die auf einer am Pumpengehäuse 1 und am Pumpendeckel 2 gehalterten Abtriebswelle 8 verschiebbar angeordnet ist, wobei das Abtriebszahnrad 6 drehbar auf der Abtriebswelle 8 gelagert ist. Der Federkolben 6, durch eine am Pumpendeckel 2 abgestützte Druckfeder 9 beaufschlagt, liegt am Abtriebszahnrad 5 an, ist jedoch nicht drehbar, so dass das Abtriebszahnrad 5 bei einer Drehbewegung an diesem gleitet. Auf seiner der Druckfeder 9 abgewandten Stirnseite bildet das Abtriebszahnrad 5 mit der Gehäusewandung eine erste Druckkammer 10 und der Federkolben 6 mit der Gehäusewandung und dem Pumpendeckel 2 eine zweite Druckkammer 11 aus. Die Position der Verschiebeeinheit 7 in Bezug zum Antriebszahnrad 4 wird durch die Differenz der in den beiden Druckkammern 10 und 11 auf die Verschiebeeinheit wirkenden Druckkräfte bestimmt.In the 1 illustrated gear pump has a pump housing 1 and a pump cover 2 , both made of die-cast aluminum, mounted drive shaft 3 with a non-rotatably mounted on this drive gear 4 which is powder metallurgically produced and consists of an aluminum-silicon alloy with 10 wt .-% Si and 1.5 wt .-% Cu (sintered alloy). This drive gear 4 is on its front sides of the pump housing 1 and the pump cover 2 enclosed and positioned axially. With the drive gear 4 meshes with a driven gear 5 , which also consists of said sintered alloy and with a spring piston 6 a displacement unit 7 which forms on one on the pump housing 1 and on the pump cover 2 supported output shaft 8th slidably disposed, wherein the output gear 6 rotatable on the output shaft 8th is stored. The spring piston 6 , through one on the pump cover 2 supported compression spring 9 acted upon, is located on the output gear 5 but is not rotatable, so that the output gear 5 slides at a rotational movement of this. On his the compression spring 9 opposite end face forms the output gear 5 with the housing wall, a first pressure chamber 10 and the spring piston 6 with the housing wall and the pump cover 2 a second pressure chamber 11 out. The position of the displacement unit 7 in relation to the drive gear 4 is determined by the difference in the two pressure chambers 10 and 11 determined on the displacement unit acting compressive forces.

Die erste Druckkammer 10 ist über ein pulsbreitenmoduliertes Magnetventil 12 mit der zweiten Druckkammer 11 verbunden, das über einen mit der ersten Druckkammer 10 verbundenen Druckumwandler 13 mit einem mit diesem gekoppelten Steuergerät 14 wirkverbunden ist. Im Steuergerät 14 ist ein Kennfeld abgelegt, das die Beziehung zwischen dem jeweiligen durch den Druckumwandler 13 an das Steuergerät 14 übermittelten elektrischen Signal und dem Steuersignal für das Magnetventil 12 enthält, so dass jedem gemessenen Druckwert, der in ein elektrisches Signal umgewandelt wird, ein bestimmter elektrischer Impuls für das Magnetventil 12 zugeordnet ist.The first pressure chamber 10 is via a pulse width modulated solenoid valve 12 with the second pressure chamber 11 connected, the one with the first pressure chamber 10 connected pressure converter 13 with a coupled with this controller 14 is actively connected. In the control unit 14 is stored a map that shows the relationship between each through the pressure converter 13 to the control unit 14 transmitted electrical signal and the control signal for the solenoid valve 12 contains, so that each measured pressure value, which is converted into an electrical signal, a certain electrical pulse for the solenoid valve 12 assigned.

Zwischen dem Eingang E der Zahnradpumpe im Anordnungsbereich des Antriebszahnrades 4, an dem ein Öldruck von im wesentlichen 1 bar anliegt, und dem Ausgang A im Anordnungsbereich des Abtriebszahnrades 5, für den ein Soll-Öldruck von 3,5 bar bis 4,5 bar vorbestimmt ist, ist ein Überdruckventil 15 angeordnet, das dazu dient, in der Druckkammer 10 einen maximalen Druck in Höhe von etwa 5 bar zuzulassen. Des Weiteren ist die zweite Druckkammer 11 über eine im Pumpendeckel 2 ausgebildete Druckausgleichsleitung 16 mit einer als Drossel wirkenden Leitungseinengung 17 versehen, die mit dem Eingang E verbunden ist und die einem Druckausgleich dient.Between the input E of the gear pump in the arrangement region of the drive gear 4 , to which an oil pressure of substantially 1 bar is applied, and the output A in the arrangement region of the output gear 5 , for which a target oil pressure of 3.5 bar to 4.5 bar is predetermined, is a pressure relief valve 15 arranged, which serves, in the pressure chamber 10 allow a maximum pressure of about 5 bar. Furthermore, the second pressure chamber 11 over one in the pump cover 2 trained pressure compensation line 16 with a throttle restriction acting as line throttle 17 provided, which is connected to the input E and which serves to equalize the pressure.

Zu Beginn der Ölförderung durch die Zahnradpumpe entspricht der Öldruck in den beiden Druckkammern 10 und 11 dem eingangsseitigen Saugdruck von etwa 1 bar, die Verschiebeeinheit 7 mit dem Abtriebszahnrad 5 ist durch die Druckfeder 9 in Richtung der stirnseitigen Gehäusewandung der Druckkammer 10 verschoben, so dass die Eingriffsbreite B des Abtriebszahnrades 5 mit dem Antriebszahnrad 4 minimal ist. Das Magnetventil 12 ist minimal geöffnet. Infolge der Ölförderung durch das Antriebszahnrad 4 steigt der Öldruck P1 in der Druckkammer 10 und am Ausgang A der Zahnradpumpe an, verbunden mit einer Verschiebung der Verschiebeeinheit 7 in Richtung der Druckkammer 11 und einer weiteren Erhöhung des Fördervolumens. Übersteigt der Öldruck P1 am Ausgang A den vorbestimmten Soll-Öldruck, ist also das Fördervolumen zu groß, erfolgt über den Druckumwandler 13 und die Steuereinheit 14 eine Vergrößerung der Durchgangsöffnung des Magnetventils 12, wodurch der Öldruck P2 in der Druckkammer 11 zunimmt. Die Verschiebeeinheit 7 mit dem Abtriebszahnrad 4 wird in Richtung der Druckkammer 10 verschoben, wodurch die Eingriffsbreite B der beiden Zahnräder 4 und 5 verringert wird. Damit verbunden ist eine Verringerung des Fördervolumens und damit auch des Öldruckes P1 in der Druckkammer 10 und am Ausgang A.At the beginning of the oil extraction by the gear pump corresponds to the oil pressure in the two pressure chambers 10 and 11 the inlet-side suction pressure of about 1 bar, the displacement unit 7 with the output gear 5 is through the compression spring 9 in the direction of the end-side housing wall of the pressure chamber 10 shifted, so that the engagement width B of the output gear 5 with the drive gear 4 is minimal. The solenoid valve 12 is minimally open. As a result of oil extraction by the drive gear 4 the oil pressure P1 in the pressure chamber increases 10 and at the output A of the gear pump, connected to a displacement of the displacement unit 7 in the direction of the pressure chamber 11 and a further increase in the volume of funding. If the oil pressure P1 at the outlet A exceeds the predetermined desired oil pressure, that is to say the delivery volume is too great, via the pressure converter 13 and the control unit 14 an enlargement of the passage opening of the solenoid valve 12 , whereby the oil pressure P2 in the pressure chamber 11 increases. The displacement unit 7 with the output gear 4 is in the direction of the pressure chamber 10 shifted, whereby the engagement width B of the two gears 4 and 5 is reduced. This is associated with a reduction of the delivery volume and thus also the oil pressure P1 in the pressure chamber 10 and at exit A.

Die Druckausgleichsleitung mit der Drossel 17 bewirkt eine Verringerung des Öldruckes P2 und damit auch des Gesamtdruckes in der Druckkammer 11, so dass die Verschiebeeinheit 7 wieder nach deren Richtung verschoben wird. Dadurch wird die Eingriffsbreite B der beiden Zahnräder 4 und 5 vergrößert, die das Öl-Fördervolumen pro Zahnradumdrehung bestimmt. Die geförderte Ölmenge steigt wieder und damit auch der Druck P1 in der Druckkammer 10 und an der Ausgangsseite A, wobei dieser Anstieg von der Drehzahl des Antriebszahnrades 4 mitbestimmt wird.The pressure compensation line with the throttle 17 causes a reduction of the oil pressure P2 and thus also the total pressure in the pressure chamber 11 so that the displacement unit 7 is moved back to the direction. As a result, the engagement width B of the two gears becomes 4 and 5 which determines the oil delivery volume per gear revolution. The amount of oil delivered increases again and thus also the pressure P1 in the pressure chamber 10 and at the output side A, this increase being from the speed of the drive gear 4 is determined.

Wird ausgangsseitig eine große Öl-Fördermenge abverlangt, muss der Öldruck in der Druckkammer 10 rasch ansteigen. Dazu signalisiert der Druckgeber 9, dass der Öldruck P1 an der Ausgangsseite A zu gering ist. Über das Steuergerät wird die Durchgangsöffnung des Magnetventils 12 verringert, wodurch der Druck P2 nicht mehr in dem Maße wie der Druck P1 steigt, und die Verschiebeeinheit 7 bewegt sich unter Vergrößerung der Eingriffsbreite B der beiden Zahnräder 4 und 5 weiter in Richtung der Druckkammer 11 und bewirkt eine Erhöhung des Fördervolumens und des Öldrucks P1.If the output side requires a large oil flow, the oil pressure in the pressure chamber must be 10 rise rapidly. The pressure transmitter signals 9 in that the oil pressure P1 on the outlet side A is too low. About the controller, the passage opening of the solenoid valve 12 decreases, whereby the pressure P2 does not increase as much as the pressure P1, and the displacement unit 7 moves under magnification of the engagement width B of the two gears 4 and 5 continue in the direction of the pressure chamber 11 and causes an increase in För volume and oil pressure P1.

Sinkt die Öl-Fördermenge und damit auch der Öldruck P1, weil sich beispielsweise die Drehzahl der Antriebswelle 4 verringert, wird die Durchgangsöffnung des Magnetventils 12 verkleinert, der Druck P2 verringert sich, und die Verschiebeeinheit 7 wird bei Vergrößerung der Eingriffsbreite B wieder in Richtung der Druckkammer 11 verschoben, wodurch die Öl-Fördermenge pro Umdrehung der Zahnräder 4 und 5 gesteigert wird.Decreases the oil flow and thus also the oil pressure P1, because, for example, the speed of the drive shaft 4 decreases, the passage opening of the solenoid valve 12 reduced, the pressure P2 decreases, and the displacement unit 7 becomes larger in the engagement width B again in the direction of the pressure chamber 11 shifted, reducing the oil flow per revolution of the gears 4 and 5 is increased.

In 2 ist der volumetrische Wirkungsgrad Eta Vol in Abhängigkeit von der Drehzahl n = r/min beim Maximaldruck von 5 bar und einer Betriebstemperatur der Zahnradpumpe von 100°C mit einem Pumpengehäuse 1 aus Aluminium-Druckguss bei der Verwendung von Zahnrädern aus Stahl und bei der Verwendung von aus der eingangs angeführten Aluminium-Silizium-Sinterlegierung gefertigten Zahnrädern 4 und 5 dargestellt, wobei sich die aus den unterschiedlichen Werkstoffen gefertigten Zahnräder gleichen. Es zeigt sich, dass der Wirkungsgrad Eta Vol mit den pulvermetallurgisch hergestellten Zahnrädern 4 und 5 aus der Al-Si-Cu-Legierung höher als der der Stahlzahnräder und weniger abhängig von der Drehzahl ist, wobei der Unterschied im unteren Drehzahlbereich erheblich ist. Der höhere Wirkungsgrad der Zahnräder aus der Al-Si-Cu-Legierung resultiert aus geringeren Spaltverlusten infolge des im wesentlichen gleichen Wärmedehnungsverhaltens der Zahnräder 4 und 5 und des Pumpengehäuses 1.In 2 is the volumetric efficiency Eta Vol as a function of the speed n = r / min at the maximum pressure of 5 bar and an operating temperature of the gear pump of 100 ° C with a pump housing 1 made of die-cast aluminum when using steel gears and with the use of gears made from the aluminum-silicon sintered alloy mentioned at the beginning 4 and 5 shown, with the gears made of different materials are the same. It turns out that the efficiency Eta Vol with the powder metallurgy produced gears 4 and 5 Al-Si-Cu alloy is higher than the steel gears and less dependent on the speed, the difference in the lower speed range being significant. The higher efficiency of the Al-Si-Cu alloy gears results from lower gap losses due to the substantially equal thermal expansion behavior of the gears 4 and 5 and the pump housing 1 ,

11
Pumpengehäusepump housing
22
Pumpendeckelpump cover
33
Antriebswelledrive shaft
44
Antriebszahnraddrive gear
55
Abtriebszahnradoutput gear
66
Federkolbenspring piston
77
Verschiebeeinheitdisplacement unit
88th
Abtriebswelleoutput shaft
99
Druckfedercompression spring
1010
Druckkammerpressure chamber
1111
Druckkammerpressure chamber
1212
Magnetventilmagnetic valve
1313
Druckumwandlertransduceres
1414
Steuergerätcontrol unit
1515
ÜberdruckventilPressure relief valve
1616
DruckausgleichsleitungPressure equalizing line
1717
Leitungseinengung (Drossel)Line narrowing (Throttle)
AA
Ausgangoutput
BB
Eingriffsbreitecontact width
Ee
Eingangentrance
PP
Gesamtdrucktotal pressure
P1P1
Öldruckoil pressure
P2P2
Öldruckoil pressure
Eta VolEta Vol
volumetrischer Wirkungsgrad (Durchsatz) volumetric Efficiency (throughput)
nn
Drehzahlrotation speed

Claims (4)

Zahnradpumpe, mit einem Pumpengehäuse und einer in diesem ausgebildeten Pumpenkammer, die einen Niederdruckbereich und einen Hochdruckbereich und zwischen diesen Bereichen angeordnete und miteinander kämmende Zahnräder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Pumpengehäuse (1) aus Aluminium-Druckguss gefertigt ist, und dass die Zahnräder (4, 5) aus einer höherlegierten Aluminium-Silizium-Legierung mit 1 bis 2% Kupfer bestehen und pulvermetallurgisch hergestellt sind.Gear pump, comprising a pump housing and a pump chamber formed in this, which has a low-pressure region and a high-pressure region and arranged between these regions and meshing gears, characterized in that the pump housing ( 1 ) is made of die-cast aluminum, and that the gears ( 4 . 5 ) consist of a higher alloyed aluminum-silicon alloy with 1 to 2% copper and are produced by powder metallurgy. Zahnradpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aluminium-Silizium-Legierung wenigstens im wesentlichen 10% Silizium enthält.Gear pump according to claim 1, characterized in that that the aluminum-silicon alloy contains at least substantially 10% silicon. Zahnradpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kupfergehalt 1,5% beträgt.Gear pump according to claim 1 or 2, characterized that the copper content is 1.5%. Verwendung von aus einer Aluminium-Silizium-Kupfer-Legierung mit 10 Gew.-% Si und 1,5 Gew.-% Cu pulvermetallurgisch hergestellten Zahnrädern (4, 5) in einer Zahnradpumpe mit Fördermengenregelung, deren Pumpengehäuse (1) aus Aluminium-Druckguss besteht und die eine die Fördermenge verändernde Verschiebeeinheit (7) aufweist, die zwischen einer ersten Druckkammer (10) und einer zweiten Druckkammer (11) verschiebbar angeordnet und in der Druckkammer (11) eine zusätzlich auf die Verschiebeeinheit (7) wirkende Druckfeder gehaltert ist, wobei die Druckkammer (10) über ein Regelventil (12) mit der Druckkammer (11) verbunden ist, das über einen mit der Druckkammer (10) verbundenen Druckumwandler (13) mit einem mit diesem gekoppelten Steuergerät (14) mit einem entsprechenden Kennfeld wirkverbunden ist und wobei zwischen der Druckkammer (11) und dem Eingang (E) der Zahnradpumpe eine Druckausgleichsleitung (16) mit einer Drossel (17) angeordnet ist.Use of gear wheels made of an aluminum-silicon-copper alloy with 10 wt .-% Si and 1.5 wt .-% Cu powder metallurgy ( 4 . 5 ) in a gear pump with flow control, the pump housing ( 1 ) is made of die-cast aluminum and a displacement unit ( 7 ), which between a first pressure chamber ( 10 ) and a second pressure chamber ( 11 ) arranged displaceably and in the pressure chamber ( 11 ) in addition to the displacement unit ( 7 ) acting compression spring is supported, wherein the pressure chamber ( 10 ) via a control valve ( 12 ) with the pressure chamber ( 11 ) connected via a with the pressure chamber ( 10 ) connected pressure transducer ( 13 ) with a coupled thereto control unit ( 14 ) is operatively connected to a corresponding map and wherein between the pressure chamber ( 11 ) and the input (E) of the gear pump, a pressure equalization line ( 16 ) with a throttle ( 17 ) is arranged.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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DE102006018124A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-25 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH & Co. KG Adjustable rotary pump with wear reduction
DE102010051830A1 (en) 2010-11-18 2012-05-24 Audi Ag Regulating oil pump for lubricating internal combustion engine of motor cars, has devices shifting toothed wheel pump between low and high pressure stages, where wheel pump, reduction gear unit, clutch and free wheel are combined to unit

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006018124A1 (en) * 2006-04-19 2007-10-25 Schwäbische Hüttenwerke Automotive GmbH & Co. KG Adjustable rotary pump with wear reduction
US8186982B2 (en) * 2006-04-19 2012-05-29 Schwabische Huttenwerke Automotive Gmbh & Co. Kg Adjustable rotary pump with reduced wear
US8770955B2 (en) 2006-04-19 2014-07-08 Schwabische Huttenwerke Automotive Gmbh Adjustable rotary pump with reduced wear
DE102010051830A1 (en) 2010-11-18 2012-05-24 Audi Ag Regulating oil pump for lubricating internal combustion engine of motor cars, has devices shifting toothed wheel pump between low and high pressure stages, where wheel pump, reduction gear unit, clutch and free wheel are combined to unit
DE102010051830B4 (en) * 2010-11-18 2014-04-24 Audi Ag Regular oil pump with reduction gear

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