DE102004032552A1 - Production of gear wheel with external teeth useful for oil pumps with a gear wheel contour produced on the base body corresponding to that of a support shaft in the oil pump housing - Google Patents

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Abstract

Production of gear wheel (1) with external teeth for a metal alloy oil pump by pressing to a base body and sintering. A contour is produced on the base body in the form of a gear wheel corresponding to that of a support shaft in the oil pump housing.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads mit Außenverzahnung für Ölpumpen, wobei das Zahnrad aus einer Metalllegierung gefertigt wird, indem ein Pulver dieser Metalllegierung zunächst zu einem Grünkörper verpresst und anschließend gesintert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Ölpumpenzahnrad, das nach diesem Verfahren hergestellt ist.The The invention relates to a method for producing a gear with external teeth for oil pumps, wherein the gear is made of a metal alloy by a powder of this metal alloy is first pressed into a green body and subsequently is sintered. Furthermore, the invention relates to an oil pump gear, which is produced by this method.

Für Brennkraftmaschinen werden überwiegend Zahnradpumpen als Ölpumpe verwendet. Hierfür sind verschiedenartige Konstruktionen bekannt, die überwiegend zwei außenverzahnte Räder – die teilweise auch schrägverzahnt ausgeführt sind – oder jeweils ein innen- und ein außenverzahntes Rad aufweisen, wobei die letztere Ausführung auch als Trochoidenpumpe bezeichnet wird.For internal combustion engines become prevalent Gear pumps as oil pump used. Therefor various constructions are known, the predominant two externally toothed Wheels - the partial also helical accomplished are - or respectively one inside and one outside Have wheel, the latter embodiment as a trochoid pump referred to as.

Die Ölpumpen verursachen bei Nenndrehzahl der Brennkraftmaschine bis zu 10 Prozent der mechanischen Verlustleistung und beeinflussen somit direkt den Kraftstoffverbrauch. Deshalb wird aus emissions- und verbrauchsbedingten Aspekten ein möglichst geringer energetischer Aufwand für den Betrieb der Ölpumpe angestrebt, für den neben einer Reduzierung von Baugröße und Drehzahl der Pumpe zunehmend auch eine Anwendung moderner Werkstoffe Beachtung findet.The oil pumps cause at rated speed of the internal combustion engine up to 10 percent the mechanical power loss and thus directly affect the Fuel consumption. That is why emissions and consumption are being reduced Aspects as possible low energy expenditure for the operation of the oil pump aimed for in addition to a reduction in size and speed of the pump increasingly Also an application of modern materials is considered.

Aus DE 692 21 690 T2 ist eine als Trochoidenpumpe ausgestaltete Ölpumpe bekannt, bei der das innenverzahnte Rad und das außenverzahnte Rad aus einem Pulver einer Aluminiumlegierung bestehen. Hierbei wird zunächst ein Pulverpressling geformt, der nachfolgend bei Temperaturen von bis zu 560° Celsius erwärmt wird und danach mittels Formpressen seine endgültige Kontur erhält. Mit einem derartigen Verfahrensablauf, der als solcher grundsätzlich als Sintern bekannt ist, wird eine hohe Maßgenauigkeit und Verschleißfestigkeit erzielt. Dennoch können sich beim Betrieb der Ölpumpe Probleme ergeben, weil die unterschiedlichen Werkstoffe von Pumpenrad und Pumpengehäuse eine unterschiedliche thermische Ausdehnung bewirken.Out DE 692 21 690 T2 is configured as trochoid pump oil pump in which the internal gear and the external gear made of a powder of an aluminum alloy. Here, a powder compact is first formed, which is subsequently heated at temperatures of up to 560 ° C and then receives its final contour by means of compression molding. With such a process, which is known as such in principle as sintering, a high dimensional accuracy and wear resistance is achieved. Nevertheless, problems may arise during operation of the oil pump, because the different materials of impeller and pump housing cause a different thermal expansion.

Zur Vermeidung derartiger Probleme wird in EP 0 577 062 A1 vorgeschlagen, bei einer als Trochoidenpumpe ausgestalteten Ölpumpe sowohl das Pumpengehäuse als auch die Pumpenräder aus demselben Material auszugestalten. Hierfür wird – wie bei der bereits benannten DE 692 21 690 T2 – ein Pulver einer Aluminiumlegierung verwendet, wobei auch die Verfahrensschritte zur Herstellung der Pumpenräder weitgehend ähnlich sind.To avoid such problems is in EP 0 577 062 A1 proposed to design both the pump housing and the impellers of the same material in an oil pump designed as Trochoidenpumpe. For this is - as with the already named DE 692 21 690 T2 - Used a powder of an aluminum alloy, wherein the process steps for the production of the impellers are largely similar.

Im Vergleich zu Trochoidenpumpen können außenverzahnte Pumpen kostengünstiger hergestellt werden. Allerdings ist auch für diese Pumpen mit zwei außenverzahnten Rädern die oben erörterte Werkstoffproblematik relevant. So wird in DE 199 29 952 C1 vorgeschlagen, Zahnräder für Außenzahnrad-Ölpumpen aus einer pulverförmigen Aluminium-Silizium-Legierung herzustellen. Hierbei werden die pulverförmigen Komponenten zunächst ebenfalls zu einem sog. Grünkörper verpresst und anschließend gesintert.Compared to Trochoidenpumpen externally toothed pumps can be produced more cheaply. However, the material problem discussed above is also relevant for these pumps with two externally toothed wheels. So will in DE 199 29 952 C1 proposed to produce gears for external gear oil pumps made of a powdered aluminum-silicon alloy. Here, the powdery components are first also pressed into a so-called. Green body and then sintered.

Mit den benannten technischen Lösungen können Zahnräder für Ölpumpen mit einer hohen Maßgenauigkeit und Verschleißfestigkeit geschaffen werden. Problematisch ist jedoch die Montage derartiger Zahnräder mit den weiteren Baugruppen der Ölpumpe. Die Zahnräder werden auf Wellen aufgeschrumpft, die im Pumpengehäuse in Gleitlagern geführt sind. Hierbei sind zunächst mehrere Bearbeitungsschritte an den Wellen notwendig, um die Konturen für die Wirkverbindungen zwischen Welle und Zahnrad sowie zwischen Welle und Pumpengehäuse zu erstellen. Nachfolgend muss das Aufschrumpfen in hoher Qualität gewährleistet werden, um funktionelle Mängel durch Maßabweichungen zwischen den zueinander in Wirkverbindung stehenden Zahnradpaarungen zu vermeiden. Demzufolge sind Herstellung und Montage der Bauteile Zahnrad und Welle zeit- und kostenintensiv.With The named technical solutions may be gear wheels for oil pumps with a high dimensional accuracy and wear resistance be created. However, the problem is the installation of such gears with the other components of the oil pump. The gears are shrunk on shafts that are in the pump housing in plain bearings guided are. Here are first several processing steps on the waves necessary to the contours for the Active connections between shaft and gear and between shaft and pump housing too create. Subsequently, the shrinking must be ensured in high quality be to functional deficiencies by deviations between the mutually operatively connected gear pairings to avoid. As a result, manufacture and assembly of the components Gear and shaft time and cost intensive.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu schaffen, mit dem ein Außenzahnrad für eine Ölpumpe ohne Schrumpfverbindung auf eine im Pumpengehäuse gelagerte Welle aufgebracht werden kann. Gleichzeitig soll ein entsprechend herstellbares Außenzahnrad geschaffen werden.task The invention is to provide a method with which an external gear for an oil pump without Shrink connection applied to a shaft mounted in the pump housing can be. At the same time a corresponding manufacturable external gear be created.

Diese Aufgabe wird gelöst, indem als Grünkörper eine Kontur erzeugt wird, die der Form eines Zahnrads mit einer, dieses Zahnrad im Gehäuse einer Ölpumpe abstützenden Welle entspricht und wobei dieser Grünkörper nachfolgend gesintert wird. Somit wird ein Erzeugnis geschaffen, bei dem das Zahnrad und eine, das Zahnrad im Pumpengehäuse abstützende Welle als eine gemeinsame und materialeinheitliche Baugruppe ausgestaltet sind. Weitere Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, deren technische Merkmale und Funktionen im Ausführungsbeispiel näher beschrieben werden.These Task is solved as a green body a Contour that is shaped like a gear with one, this one Gear in the housing an oil pump supporting shaft corresponds and wherein this green body below is sintered. Thus, a product is created in which the gear and a, the gear in the pump housing supporting shaft as a common and uniform unit assembly are designed. Further embodiments are subject of the dependent claims, whose Technical features and functions described in detail in the embodiment become.

Mit der Erfindung wird es möglich, Außenzahnräder für Ölpumpen ohne Schrumpfverbindung mit einer im Pumpengehäuse gelagerten Welle zu verbinden. Somit wird die Montage derartiger Zahnräder mit weiteren Baugruppen der Ölpumpe wesentlich vereinfacht. Neben der vorteilhaften Reduzierung notwendiger Bearbeitungsschritte werden gleichzeitig maßliche Abweichungen zwischen den jeweiligen Bauteilen weitgehend vermieden. Demzufolge wird neben Zeit- und Kostenvorteilen auch eine bessere Qualität erreicht.With the invention it is possible to connect outer gears for oil pumps without shrinkage connection with a shaft mounted in the pump housing. Thus, the assembly of such gears with other components of the oil pump is much easier. In addition to the advantageous reduction of necessary processing steps are simultane- ously tig dimensional deviations between the respective components largely avoided. As a result, better quality is achieved in addition to time and cost advantages.

Die Erfindung ist grundsätzlich für Pumpen geeignet, die zumindest ein außenverzahntes Zahnrad aufweisen, das mittels einer Welle im Gehäuse der Pumpe abgestützt wird. Die bevorzugte Anwendung sind hierbei Zahnradpumpen mit zwei Außenzahnrädern, die als Ölpumpe für Brennkraftmaschinen verwendet werden.The Invention is basically suitable for pumps, the at least one externally toothed Have gear that by means of a shaft in the housing of the Pump supported becomes. The preferred application here are gear pumps with two External gears, the as an oil pump for internal combustion engines be used.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigen:One embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described below described. Show it:

1 eine aus Zahnradkontur und Wellenkontur bestehende Baugruppe in perspektivischer Ansicht 1 a consisting of gear contour and wave contour assembly in perspective view

2 eine Baugruppe gemäß 1 in Vorder- und Seitenansicht 2 an assembly according to 1 in front and side view

In der Zeichnung ist eine Baugruppe dargestellt, die einen ersten Abschnitt mit der Kontur eines Zahnrads 1 aufweist. In axialer Richtung geht der Abschnitt mit dem Zahnrad 1 jeweils in Abschnitte mit der Kontur einer Welle 2 über. Die materialeinheitliche Baugruppe von Zahnrad 1 und Welle 2 weist im Übergangsabschnitt von Kontur der Welle 2 und Kontur des Zahnrads 1 auf den jeweiligen Wellenabschnitten jeweils eine umlaufende Einschnürung 3 auf. Ferner ist die Welle 2 so ausgestaltet, dass die materialeinheitliche Baugruppe von Zahnrad 1 und Welle 2 in einem – hier nicht näher dargestellten – Gehäuse einer Ölpumpe abgestützt werden kann. Hierfür weist die Welle 2 an ihren Stirnseiten jeweils Konturen auf, die als Lagerzapfen 4 ausgestaltet sind.In the drawing, an assembly is shown having a first portion with the contour of a gear 1 having. In the axial direction, the section goes with the gear 1 each in sections with the contour of a wave 2 above. The unitary assembly of gear 1 and wave 2 points in the transition section of the contour of the shaft 2 and contour of the gear 1 each on the respective shaft sections a circumferential constriction 3 on. Further, the wave 2 designed so that the unitary assembly of gear 1 and wave 2 in a - not shown here - housing an oil pump can be supported. This is what the shaft points to 2 on their front sides in each case contours, as a journal 4 are designed.

Die gezeigte materialeinheitliche Baugruppe von Zahnrad 1 und Welle 2 wird hergestellt, indem ein Pulver einer Metalllegierung, beispielsweise ein Pulver einer Aluminiumlegierung, zunächst zu einem Grünkörper verpresst wird. Als Grünkörper wird eine Kontur erzeugt, die der Form des Zahnrads 1 mit der, das Zahnrad 1 im Gehäuse einer Ölpumpe abstützenden Welle 2 entspricht. Dieser Grünkörper kann zum Beispiel durch Kaltpressen bei Raumtemperatur oder durch Warmpressen bei Temperaturen bis zu 150° Celsius verpresst werden. In jedem Fall wird ein Grünkörper hoher Dichte erzeugt, der nachfolgend gesintert werden kann. Nach dem Sintern liegt eine materialeinheitliche Baugruppe von Zahnrad 1 und Welle 2 vor, die nunmehr mit geringem Aufwand lage- und funktionsgerecht im Gehäuse einer Ölpumpe montiert werden kann.The shown unitary assembly of gear 1 and wave 2 is prepared by first pressing a powder of a metal alloy, for example a powder of an aluminum alloy, into a green body. As a green body, a contour is generated, the shape of the gear 1 with that, the gear 1 in the housing of an oil pump supporting shaft 2 equivalent. This green body can be pressed, for example by cold pressing at room temperature or by hot pressing at temperatures up to 150 ° Celsius. In any case, a green compact of high density is produced, which can subsequently be sintered. After sintering, there is a unit of gear of the same material 1 and wave 2 before, which can now be mounted with little effort in terms of position and function in the housing of an oil pump.

11
Zahnradgear
22
Wellewave
33
Einschnürungconstriction
44
Lagerzapfenpivot

Claims (5)

Verfahren zur Herstellung eines Zahnrads mit Außenverzahnung für Ölpumpen, wobei das Zahnrad aus einer Metalllegierung gefertigt wird, indem ein Pulver dieser Metalllegierung zunächst zu einem Grünkörper verpresst und anschließend gesintert wird, dadurch gekennzeichnet, dass als Grünkörper eine Kontur erzeugt wird, die der Form eines Zahnrads mit einer, dieses Zahnrad im Gehäuse einer Ölpumpe abstützenden Welle entspricht und wobei dieser Grünkörper nachfolgend in an sich bekannter Weise gesintert wird.A method for producing an external gear for oil pumps, wherein the gear is made of a metal alloy by a powder of this metal alloy is first pressed into a green body and then sintered, characterized in that as a green body, a contour is generated, which is in the form of a gear with a, this gear in the housing of an oil pump supporting shaft corresponds and wherein this green body is subsequently sintered in a conventional manner. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grünkörper aus einem Pulver einer Aluminiumlegierung erzeugt wird.Method according to claim 1, characterized in that that the green body off a powder of an aluminum alloy is produced. Zahnrad für Ölpumpen, hergestellt nach einem Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zahnrad (1) und eine, dieses Zahnrad (1) im Gehäuse einer Ölpumpe abstützende Welle (2) als eine gemeinsame und materialeinheitliche Baugruppe ausgestaltet sind.Gear for oil pumps, produced by a method according to claim 1, characterized in that the gear ( 1 ) and one, this gear ( 1 ) in the housing of an oil pump supporting shaft ( 2 ) are designed as a common and uniform material assembly. Zahnrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame und materialeinheitliche Baugruppe von Zahnrad (1) und Welle (2) im Übergangsabschnitt von Wellenkontur und Zahnradkontur jeweils eine umlaufende Einschnürung (3) aufweist.Cogwheel according to claim 3, characterized in that the common and material-uniform assembly of gear ( 1 ) and wave ( 2 ) in the transition section of wave contour and gear contour each have a circumferential constriction ( 3 ) having. Zahnrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die gemeinsame und materialeinheitliche Baugruppe von Zahnrad (1) und Welle (2) an den stirnseitigen Endabschnitten jeweils als Lagerzapfen (4) ausgestaltete Konturen aufweist.Cogwheel according to claim 3, characterized in that the common and material-uniform assembly of gear ( 1 ) and wave ( 2 ) at the end-side end portions each as a journal ( 4 ) has contoured contours.
DE200410032552 2004-07-06 2004-07-06 Production of gear wheel with external teeth useful for oil pumps with a gear wheel contour produced on the base body corresponding to that of a support shaft in the oil pump housing Withdrawn DE102004032552A1 (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2020207622A1 (en) * 2019-04-10 2020-10-15 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Gear unit comprising a rotatably mounted toothed part, and process for manufacturing a gear unit comprising a toothed part

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