DE4119160A1 - Kraftstoff-foerderpumpe - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Kraftstoff-Förderpumpe, bestehend aus einer Grundplatte mit Einlaßöffnung, einer Zwischenplatte mit einer exzentrisch angeordneten Bohrung, einem in der Bohrung gelager­ ten Innenzahnrad und einem zentrisch gelagerten Außenzahnrad (G-Rotor), einem Deckel mit einer zentralen Bohrung für eine Antriebs­ welle und mit einer Auslaßöffnung sowie aus Mitteln zum Verbinden von Grundplatte, Zwischenplatte und Deckel zu einer Baueinheit.

Bei derartigen Förderpumpen darf das Axialspiel zwischen den umlaufen­ den Zahnrädern und der Grundplatte bzw. dem Deckel 5 bis 10µm nicht überschreiten. Maßgebend für das Axialspiel ist einerseits die Höhe der Zahnräder und andererseits die Dicke der Zwischenplatte. Letztere muß genau um das vorgesehene Axialspiel dicker sein als die Zahnräder, damit die Förderpumpe mit gutem Wirkungsgrad und unter allen Bedingun­ gen betriebssicher arbeitet.

Die Einhaltung des Axialspiels ist mit erheblichen fertigungstechni­ schen Problemen verbunden. Im allgemeinen geht man so vor, daß jeweils eine Charge Zahnräder und eine Charge Zwischenplatten auf der gleichen Bearbeitungsmaschine geschliffen, geläppt und maßlich aufeinander abgestimmt wird. Die Chargen werden gekennzeichnet und bei der Montage jeweils nur Teile aus zusammengehörenden Chargen miteinander kombi­ niert. Diese Art der Bearbeitung ist aber nur möglich, wenn die Zahn­ räder und die Zwischenplatten aus dem gleichen Material bestehen. Falls wegen unterschiedlicher mechanischer Belastungen in der Förder­ pumpe für die Zahnräder und Zwischenplatten unterschiedliche Materia­ lien verwendet werden, müssen sie sich wenigstens annähernd gleich bearbeiten lassen und sollten einen wenigstens annähernd gleichen Wär­ meausdehnungskoeffizienten aufweisen.

Bekannt sind Förderpumpen, bei denen Zahnräder und Zwischenplatten aus Sinterstahl bestehen. Diese Werkstoffpaarungen genügen den mechanischen Belastungen und den Fertigungsbedingungen. Da das Verschleißverhalten bei Reibung von Sinterstahl auf Sinterstahl aber absolut unbefriedi­ gend ist, wird die Zwischenplatte auf der Gleitfläche üblicherweise noch mit einer Fe₃O₄-Schicht versehen. Diese Schicht bringt zwar eine gewisse Verbesserung der Verschleißfestigkeit, sie weist aber einen hohen Reibungskoeffizienten auf, wodurch der Wirkungsgrad der Pumpe beeinträchtigt wird.

Man hat daher auch schon Zahnräder aus Sinterstahl mit Zwischenplatten aus Keramik kombiniert. Diese Kombination ist im Hinblick auf das Rei­ bungs- und Verschleißverhalten zwar deutlich besser, fertigungstech­ nisch aber nur mit erheblich höherem Aufwand zu realisieren. Es sind getrennte Schleif- und Läppbearbeitungen und ein sorgfältiges maß­ liches Anpassen der Teile erforderlich. Hinzukommen Probleme infolge unterschiedlicher Wärmeausdehnungskoeffizienten.

Es besteht somit die Aufgabe, eine Förderpumpe der eingangs genannten Art vorzuschlagen, bei der einerseits der fertigungstechnische Aufwand im vertretbaren Rahmen bleibt und die ein Reibungs- und Verschleißver­ halten zeigt, wie es von der Werkstoffkombination Sinterstahl/Keramik bekannt ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird vorgeschlagen, daß die Zwischenplatte und die Zahnräder aus Sintermetall bestehen, daß die Grundplatte und der Deckel aus keramischem Material gefertigt sind und daß in die Boh­ rung der Zwischenplatte ein oder mehrere Bauteile aus verschleißfestem Material (Verschleißteile) eingesetzt sind.

Auf diese Weise können die Vorteile gleicher Materialien bei der Fer­ tigung mit den Vorteilen unterschiedlicher Materialien beim Betrieb der Förderpumpe miteinander kombiniert werden. Die Bohrung der Zwischenplatte kann schon beim Pressen des Sinterstahl-Teils mit Aus­ nehmungen für die Verschleißteile versehen werden. Anschließend können Zahnräder und Zwischenplatten zur Einstellung eines geringen Axialspiels gemeinsam bearbeitet werden. Die Verschleißteile können in axialer Richtung mit deutlichen Minus-Toleranzen gegenüber der Zwischenplatte gefertigt werden, da sie für die axiale Abdichtung keine Rolle spielen und auch nicht auf der gesamten Dicke der Zwischenplatte für die Druckübertragung benutzt werden müssen.

Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in den Unteransprüchen 2 bis 10 beschrieben.

Weitere Einzelheiten werden anhand der in den Fig. 1 bis 5 darge­ stellten Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Kraftstoff-Förderpumpe im Schnitt.

Fig. 2 bis 5 zeigen eine Ansicht der Zahnräder und der Zwischen­ platte mit verschiedenen Versionen der Verschleißteile.

Die Förderpumpe gemäß Fig. 1 besteht aus einer Grundplatte 1 mit Ein­ laßöffnung 6, einer Zwischenplatte 2 mit exzentrisch angeordneter Boh­ rung 7, einem in der Bohrung 7 gelagerten Innenzahnrad 4 und einem zentrisch gelagerten Außenzahnrad 5, sowie aus einem Deckel 3 mit einer zentralen Bohrung 3a für eine Antriebswelle und einer Auslaßöff­ nung 8. Die Zwischenplatte 2 ist mittels Schrauben 9 und Muttern 10 mit der Grundplatte 1 verbunden. Mit um 90° versetzt angeordneten Schrauben 9a und Muttern 10a ist der Deckel 3 mit der Grundplatte ver­ bunden.

Aus der Ansicht gemäß Fig. 2 ist ersichtlich, daß die Zwischenplatte 2 eine exzentrische Bohrung 7 aufweist, in der das Innenzahnrad 4 dreh­ bar gelagert ist. Demgegenüber ist das Außenzahnrad 5 wiederum zen­ trisch gelagert. Es sind drei verschiedene Verschleißteile 11, 12, 13 dargestellt, von denen in der Praxis selbstverständlich immer nur eine Ausführungsform benutzt wird. Das Verschleißteil 11 hat die Form eines Teilkreis-Ringstücks, das in eine entsprechende Ausnehmung der Zwischenplatte 2 eingesetzt ist. Das Verschleißteil 2 hat die Form eines Plättchens mit rechteckigem Querschnitt und ist ebenfalls in eine entsprechende Ausnehmung der Zwischenplatte 2 eingesetzt. Das Verschleißteil 13 schließlich besteht aus einem kreiszylindrischen Abschnitt, der drehfest ist einer Ausnehmung 14 der Zwischenplatte 2 eingepreßt ist.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der Verschleißteile in Form von Plättchen 12 mit rechteckigem Querschnitt über den gesamten Umfang der exzentrischen Bohrung 7 verteilt angeordnet sind.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 4 sind statt der bestehenden Ver­ schleißteile 11, 12 oder 13 Bauteile in Form von Kugeln 15 oder Rollen 16 vorgesehen, die sich in entsprechenden Ausnehmungen der Zwischen­ platte 2 drehen können, damit ist das Gleitlager-Innenzahnrad 4/Zwischenplatte 2 in ein Kugel- bzw. Rollenlager umgewandelt worden.

Fig. 5 schließlich zeigt eine Version, bei der Gleit- und Rollenlager quasi kombiniert sind. Bauteile in Form von Kugeln 15 oder Rollen 16 sind nur in dem Umfangsbereich der Bohrung 7 angeordnet, in dem beim Pumpenbetrieb der höchste Anpreßdruck zwischen Innenzahnrad 4 und Bohrung 7 auftritt. Dabei sind eine oder mehrere Ausnehmungen 18 ange­ ordnet, die mit einer Gleitschicht 19 versehen sind.

Claims (10)

1. Kraftstoff-Förderpumpe bestehend aus einer Grundplatte (1) mit Ein­ laßöffnung (6), einer Zwischenplatte (2) mit einer exzentrisch ange­ ordneten Bohrung (7), einem in der Bohrung (7) gelagerten Innenzahnrad (4) und einem zentrisch gelagerten Außenzahnrad (5) (G-Rotor), einem Deckel (3) mit einer zentralen Bohrung (3a) für eine Antriebswelle und mit einer Auslaßöffnung (8) sowie aus Mitteln (9, 10) zum Verbinden von Grundplatte (1), Zwischenplatte (2) und Deckel (3) zu einer Bau­ einheit, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenplatte (2) und die Zahnräder (4, 5) aus Sintermetall bestehen, daß die Grundplatte (1) und der Deckel (3) aus keramischem Material gefertigt sind und daß in die Bohrung (7) der Zwischenplatte (2) ein oder mehrere Bauteile (11, 12, 13) aus verschleißfestem Material (Verschleißteile) eingesetzt sind.

2. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschleißteile (11, 12, 13) in dem Umfangsbereich der Bohrung (7) eingesetzt sind, in dem beim Pumpenbetrieb der höchste Anpreßdruck zwischen Innenzahnrad (4) und Bohrung (7) auftritt.

3. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß nur ein Verschleißteil in Form eines Teilkreis-Ringstückes (11) eingesetzt ist.

4. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere Verschleißteile in Form von Plättchen (12) mit rechteckigem Querschnitt eingesetzt sind.

5. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß mehrere Verschleißteile in Form von kreiszylindrischen Abschnitten (13) in entsprechende Ausnehmungen (14) der Zwischenplatte (2) eingepreßt sind.

6. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 1, jedoch mit der Maßgabe, daß anstelle der Verschleißteile (11, 12, 13) zwischen Innenzahnrad (4) und Bohrung (7) Bauteile in Form von Kugeln (15) oder Rollen (16) eingesetzt sind.

7. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (15, 16) in einem Käfig geführt sind und zwischen Innen­ zahnrad (4) und Bohrung (7) ein Kugel- bzw. Rollenlager bilden.

8. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Bauteile (15, 16) in Ausnehmungen (18) der Zwischenplatte (2) ortsfest geführt sind.

9. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (18) mit einer Gleitschicht (19) versehen sind.

10. Kraftstoff-Förderpumpe nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Gleitschicht (19) aus Kunststoff besteht.