DE102010031614A1

DE102010031614A1 - Zahnradpumpe und Verfahren zum Herstellen einer Zahnradpumpe

Info

Publication number: DE102010031614A1
Application number: DE201010031614
Authority: DE
Inventors: Josef Frank; Alexander Fuchs
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2010-07-21
Filing date: 2010-07-21
Publication date: 2012-01-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe zum Fördern von Kraftstoff in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-System, einer Brennkraftmaschine, welche einen Wellenverbund aufweist, welcher aus einer Antriebswelle und einem von der Antriebswelle angetriebenen ersten Zahnrad besteht, wobei der Wellenverbund einteilig ausgebildet sind. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zum Herstellen einer Zahnradpumpe, welche einen Wellenverbund aufweist, welcher aus einer Antriebswelle und einem von der Antriebswelle angetriebenen ersten Zahnrad besteht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Herstellen eines einteiligen Wellenverbund-Grünlings; Sintern des Wellenverbund-Grünlings; und Fertigschleifen des gesinterten Wellenverbundes.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Zahnradpumpe zum Fördern von Kraftstoff in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-System, einer Brennkraftmaschine, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und Verfahren zum Herstellen einer Zahnradpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 5.
Stand der Technik
Im Stand der Technik werden in einem Kraftstoffeinspritzsystem unter anderem Zahnradpumpen, wie beispielsweise Innenzahnradpumpen, eingesetzt, um Kraftstoff aus einem Kraftstofftank beispielsweise zu einer Hochdruckpumpe zu fördern, die dann den Kraftstoff mit Hochdruck beaufschlagt und an einen Hochdruckspeicher weiterleitet.
Eine mechanisch angetriebene Innenzahnradpumpe zum Fördern von Kraftstoff in einer Brennkraftmaschine ist in DE 100 35 900 A1 beschrieben. Die dortige Innenzahnradpumpe weist einen innenverzahnten Zahnring und ein außenverzahntes Ritzel auf, das zum Erzeugen einer Pumpenwirkung mit dem Zahnring zusammenwirkt.
In DE 10 2008 042 066 A1 ist eine Zahnradpumpe zur Versorgung einer Einspritzpumpe einer Verbrennungsmaschine mit Kraftstoff beschrieben, welche ein mit einem Deckel versehenes Gehäuse aufweist, in welchem ein um eine Achse rotierbares Zahnrad aufgenommen ist, wobei das Zahnrad unverdrehbar mit der Antriebswelle durch einen Mitnehmerring verbunden ist.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Zahnradpumpen zum Fördern von Kraftstoff z. B. in einem Common-Rail-System können auch einen aus einem Zahnrad und einer Welle bestehenden Wellenverbund aufweisen, welcher durch einen Fügeprozess z. B. kraftschlüssig durch Pressen oder durch einen Formschluss erzielt wird. Das Zahnrad und die Welle werden dabei vorher als Einzelteil auf einen jeweiligen Durchmesser geschliffen. Da beim Aufpressprozess eine Deformation des Zahnrads auftreten kann, wird – je nach Anwendungsfall – das Zahnrad nach dem Aufpressen noch einmal geschliffen, um die notwendige Genauigkeit sicherzustellen.
Nachteilig ist bei dem oben beschriebenen Herstellungsprozess jedoch, dass viele Prozessschritte notwendig sind, was hohe Herstellungskosten nach sich zieht.
Daher ist es notwendig, eine Zahnradpumpe sowie ein Verfahren zum Herstellen einer Zahnradpumpe zu schaffen, wobei mit wenigen Prozessschritten dennoch eine ausreichende Fertigungsgenauigkeit erzielt wird.
Offenbarung der Erfindung
Vorteile der Erfindung
Erfindungsgemäß wird eine Zahnradpumpe zum Fördern von Kraftstoff in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-System, einer Brennkraftmaschine bereitgesellt, welche einen Wellenverbund aufweist, welche aus einer Antriebswelle und einem von der Antriebswelle angetriebenen ersten Zahnrad besteht, wobei der Wellenverbund einteilig ausgebildet ist. Durch die einteilige Ausbildung der Antriebswelle und des durch die Antriebswelle angetriebenen ersten Zahnrads wird die Herstellung der Zahnradpumpe um mehrere Prozessschritte reduziert, wodurch die Herstellungskosten entsprechend gesenkt werden können. Insbesondere entfallen bei der erfindungsgemäßen Zahnradpumpe mit einteiligem Wellenverbund ein Bearbeitungs- und ein Montageschritt, nämlich das Vorschleifen der Antriebswelle und des durch die Antriebswelle angetriebenen ersten Zahnrads sowie der Fügeprozess der beiden Teile. Bei der erfindungsgemäßen Konfiguration ist der Wellenverbund in einem einzigen Prozessschritt herstellbar.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Antriebswelle und das von der Antriebswelle angetriebene erste Zahnrad aus einem Sintermaterial, insbesondere aus Sinterstahl, herstellt.
Gemäß noch einer bevorzugten Ausführungsform steht das erste Zahnrad mit einem zweiten Zahnrad in Eingriff.
Gemäß noch einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Zahnradpumpe eine Innenzahnradpumpe oder eine Außenzahnradpumpe.
Erfindungsgemäß wird darüber hinaus ein Verfahren zum Herstellen einer Zahnradpumpe bereitgestellt, welche einen Wellenverbund aufweist, welcher aus einer Antriebswelle und einem von der Antriebswelle angetriebenen ersten Zahnrad besteht, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: Herstellen eines einteiligen Wellenverbund-Grünlings; Sintern des Wellenverbund-Grünlings; und Fertigschleifen des gesinterten Wellenverbundes. Wie bereits erwähnt, werden die Prozessschritte deutlich reduziert, indem der Wellenverbund, welcher aus der Antriebswelle und dem von der Antriebswelle angetriebenen ersten Zahnrad besteht, einteilig hergestellt wird. Die zusätzlichen Schritte des Vorschleifens und des Fügens des ersten durch die Antriebswelle angetriebenen Zahnrads und der Antriebswelle selbst entfallen bei dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Vorzugsweise umfasst der Schritt des Fertigschleifens ein Fertigschleifen des Wellenverbundes am Durchmesser der Antriebswelle und des von der Antriebswelle angetriebenen ersten Zahnrads sowie ein Fertigschleifen der Planflächen des ersten Zahnrads. So kann die notwendige Genauigkeit erzielt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Im Nachfolgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt:
1 eine Schnittansicht einer Zahnradpumpe gemäß dem Stand der Technik;
2A, 2B jeweilige schematische Schnittansichten eines Wellenverbundes vor und nach dem Fügeprozess gemäß dem Stand der Technik;
3 eine Schnittansicht durch einen Wellenverbund gemäß einer Ausführungsform.
Ausführungsformen der Erfindung
1 zeigt eine Schnittansicht einer Zahnradpumpe 1 zum Fördern von Kraftstoff gemäß dem Stand der Technik. Die Zahnradpumpe 1 umfasst ein mit einem Deckel 4 versehenes Gehäuse 2, in dem ein um eine Achse rotierbares erstes Zahnrad 3 aufgenommen ist. Das erste Zahnrad 3 ist mit einer Antriebswelle 5 unverdrehbar mittels eines Mitnehmerrings 9 verbunden, so dass das erste Zahnrad 3 durch eine Drehung der Antriebswelle 5 ebenfalls in eine Drehbewegung versetzt wird. Die Antriebswelle 5 ist in einer Lagerung relativ verdrehbar aufgenommen, die in einem Achsstummel 7 des Gehäuses 2 enthalten ist. Ein zweites Zahnrad 6 ist ebenfalls in dem Gehäuse 2 angeordnet. Sowohl das erste Zahnrad 3 als auch das zweite Zahnrad 6 sind hier mit Stirnverzahnungen versehen, die miteinander in kämmendem Eingriff stehen. Wird das erste Zahnrad 3 durch Drehung der Antriebswelle 5 in eine Drehbewegung versetzt, so wird das zweite Zahnrad 4 ebenfalls durch den kämmenden Eingriff in eine entsprechende Drehbewegung versetzt.
2A und 2B zeigen jeweilige schematische Schnittansichten eines Wellenverbundes vor (2A) und nach (2B) dem Fügeprozess gemäß dem Stand der Technik. Wie in 2A erkennbar ist, sind die Antriebswelle 5 und ein durch die Antriebswelle 5 angetriebenes erstes Zahnrad 3 vor dem Fügen zwei separate Bauteile. Sowohl die Antriebswelle 5 als auch das durch die Antriebswelle 5 angetriebene erste Zahnrad 3 sind getrennt voneinander vorgeschliffen worden. Zum Bilden eines Wellenverbundes 8, welcher in 2B dargestellt ist, bei welchem die Antriebswelle 5 und das erste Zahnrad 3 fest, insbesondere drehfest, fixiert sind, werden die beiden Bauteile durch einen Fügeschritt, hier durch ein Pressverfahren kraftschlüssig miteinander verbunden. Nach Herstellen des Wellenverbundes 8 wird dieser noch einmal geschliffen, um die notwendige Genauigkeit sicherzustellen, da bei dem angewandten Pressverfahren das erste Zahnrad 3 einer gewissen Deformation unterliegt.
3 zeigt eine Schnittansicht durch einen Wellenverbund 8 gemäß einer Ausführungsform. Hierbei ist der Wellenverbund 8, der die Antriebswelle 5 und das durch die Antriebswelle 5 angetriebene erste Zahnrad 3 umfasst, einteilig gebildet bzw. als ein Teil gefertigt. Ein Vorschleifen der Antriebswelle 5 und des durch die Antriebswelle 5 angetriebenen ersten Zahnrads 3 sowie ein Aufpressen des ersten Zahnrads 3 auf die Antriebswelle 5 entfallen. Der Wellenverbund 8 ist aus einem Sinterstahl hergestellt, wobei ein Wellenverbund-Grünling aus Stahl lediglich gesintert und fertiggeschliffen wird. Das Fertigschleifen umfasst dabei ein Fertigschleifen am Durchmesser der Antriebswelle 5 und des ersten Zahnrads 3 sowie ein Fertigschleifen der Planflächen 10, 10' des ersten Zahnrads 3.
Insgesamt betrachtet durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren auf kostengünstige Weise eine Zahnradpumpe 1 bzw. ein Wellenverbund 8 für eine Zahnradpumpe 1 hergestellt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10035900 A1 [0003]
DE 102008042066 A1 [0004]

Claims

Zahnradpumpe (1) zum Fördern von Kraftstoff in einem Kraftstoffeinspritzsystem, insbesondere in einem Common-Rail-System, einer Brennkraftmaschine, welche einen Wellenverbund (8) aufweist, welcher aus einer Antriebswelle (5) und einem von der Antriebswelle (5) angetriebenen ersten Zahnrad (3) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der Wellenverbund (8) einteilig ausgebildet ist.
Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Antriebswelle (5) und das von der Antriebswelle (5) angetriebene erste Zahnrad (3) aus einem Sintermaterial, insbesondere aus Sinterstahl, herstellt sind.
Zahnradpumpe (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das von der Antriebswelle (5) angetriebene erste Zahnrad (3) mit einem zweiten Zahnrad (6) in Eingriff steht.
Zahnradpumpe (1) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnradpumpe (1) eine Innenzahnradpumpe oder eine Außenzahnradpumpe ist.
Verfahren zum Herstellen einer Zahnradpumpe (1), welche einen Wellenverbund (8) aufweist, welcher aus einer Antriebswelle (5) und einem von der Antriebswelle (5) angetriebenen ersten Zahnrad (3) besteht, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren die folgenden Schritte umfasst – Herstellen eines einteiligen Wellenverbund-Grünlings; – Sintern des Wellenverbund-Grünlings; und – Fertigschleifen des gesinterten Wellenverbundes (8).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schritt des Fertigschleifens ein Fertigschleifen des Wellenverbundes (8) am Durchmesser der Antriebswelle (5) und des von der Antriebswelle (5) angetriebenen ersten Zahnrads (3) sowie ein Fertigschleifen der Planflächen (10, 10') des ersten Zahnrads (3) umfasst.