EP1013926A1 - Hydraulic positive displacement machine, in particular pump - Google Patents

Abstract

A hydraulic displacement mechanism with two relatively sliding components (31, 32, 45), one or both of which consist of a surface hardened, lubricant-containing sintered ferrite material, is new. Preferred Features: The or each sliding component (31, 32, 45) consists of a surface nitrided sintered ferrite material containing 15-25% copper, 2.5-3% molybdenum disulfide and/or 0.4% graphite.

Description

Die Erfindung geht aus von einer hydraulischen Verdrängermaschine, inbesondere von einer Verdrängerpumpe, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist.The invention is based on a hydraulic displacement machine, in particular of a positive displacement pump, which has the features from the preamble of the claim 1 has.

Eine als Innenzahnradpumpe ausgebildete Verdrängermaschine dieser Art ist zum Beispiel in der DE 43 22 240 C2 gezeigt Bei dieser bekannten Innenzahnradpumpe schließen das Ritzel und das Hohlrad eine sichelförmige Pumpenkammer ein, in der sich ein etwa halbsichelförmiges Füllstück befindet, mit dem der Hochdruckbereich und der Niederdruckbereich der Pumpe entlang den Zahnköpfen der beiden Zahnräder gegeneinander abgedichtet sind. Für eine wirkungsvolle Abdichtung auch bei größeren Druckunterschieden zwischen dem Hochdruckbereich und dem Niederdruckbereich ist das Füllstück längsgeteilt. Der Spalt zwischen den beiden Füllstückteilen wird so mit Druck beaufschlagt, daß die beiden Füllstückteile jeweils mit einem kleinen Kraftüberschuß an die Zahnköpfe der Zahnräder angedrückt werden.A displacement machine of this type designed as an internal gear pump is shown for example in DE 43 22 240 C2 in this known internal gear pump the pinion and the ring gear close a crescent-shaped pump chamber a, in which there is an approximately crescent-shaped filler with which the High pressure area and the low pressure area of the pump along the tooth tips of the two gears are sealed against each other. For an effective Sealing even with larger pressure differences between the high pressure area and the low-pressure area, the filler is divided lengthways. The gap between the two filler parts are pressurized so that the two Filler pieces each with a small excess of force on the tooth tips of the Gears are pressed.

Der Hochdruckbereich und der Niederdruckbereich einer Zahnradmaschine müssen auch an den Stirnseiten der Zahnräder gegeneinander abgedichtet werden. Will man die Zahnradmaschine auch bei höheren Drücken verwenden und eine sehr wirkungsvolle Abdichtung haben, so werden auch für die Abdichtung an den Stirnseiten der Zahnräder Bauteile verwendet, die mit einem gewissen Kraftüberschuß an die Zahnräder angedrückt werden. Dazu ist ein Druckfeld an der den Zahnrädern abgewandten Rückseite der Bauteile, die meistens als Axialdichtscheiben bezeichnet werden, mit dem Hochdruckbereich der Zahnradmaschine verbunden. The high pressure area and the low pressure area of a gear machine must can also be sealed against each other on the end faces of the gears. If you want to use the gear machine at higher pressures and one have very effective sealing, so are also used for sealing the End faces of the gears used components with a certain excess force be pressed against the gears. There is a pressure field on the Back of the components facing away from the gears, mostly as axial sealing washers are referred to, with the high pressure area of the gear machine connected.

Bisher werden für die zur Abdichtung an die Zahnräder angedrückten Bauteile Werkstoffe verwendet, die insbesondere bei hohen Drehzahlen der Innenzahnradmaschine, bei hohem Druck oder bei hohen Temperaturen des Arbeitsmediums einem abrasiven Verschleiß unterworfen sind. Der Kraftüberschuß, mit dem die Bauteile an die Zahnräder gedrückt werden, wird nämlich im wesentlichen durch unterschiedlich große Flächen, an denen der Druck wirkt, erhalten und steigt deshalb mit höher werdendem Druck an. Hohe Drehzahlen und hohe Temperaturen können zu einer mangelhaften Schmierung zwischen den Bauteilen und den Zahnrädern führen. Der Abrieb gelangt in den hydraulischen Kreislauf und kann Schäden und Fehlfunktionen hervorrufen.So far, for the components pressed against the gears for sealing Materials used, especially at high speeds of the internal gear machine, at high pressure or at high temperatures of the working medium are subject to abrasive wear. The excess power with which the components are pressed against the gears, namely essentially through differently sized areas on which the pressure acts, and therefore increases with increasing pressure. High speeds and high temperatures can lead to poor lubrication between the components and the gears. The abrasion gets into the hydraulic circuit and can cause damage and malfunction.

Grundsätzlich ist es möglich, durch den Einbau eines Filters den Abrieb aus dem Hydraulikmedium zu entfernen. Anlagen der sogenannten Stationärhydraulik sind sozusagen standardmäßig mit einem Filter ausgerüstet. Es gibt jedoch auch Anwendungsfälle, insbesondere im Automobilbereich, wo man keine Filter benutzen will. Derartige Filter setzen sich allmählich zu, erhöhen dadurch die Druckverluste im hydraulischen Kreislauf und müssen ausgetauscht werden. Nicht zuletzt spielen auch der Platz, der für einen Filter und seine Zugänglichkeit erforderlich wäre, und die zusätzlichen Kosten im Automobilbau eine Rolle.Basically, it is possible to remove the abrasion from the by installing a filter Remove hydraulic medium. Systems of the so-called stationary hydraulics are equipped with a filter as standard. However, there are also use cases especially in the automotive sector where you don't use filters want. Such filters gradually become clogged, thereby increasing the pressure losses in the hydraulic circuit and must be replaced. Last but not least, play also the space that would be required for a filter and its accessibility, and the additional costs in automotive manufacturing matter.

Zudem ist ein Verschleiß an den aneinander gleitenden Bauteilen nicht immer durch eine Art Nachstellung zu kompensieren, so daß die internen Leckagen in der Maschine zunehmen und Wirkungsgradverluste zunehmen.In addition, wear on the components sliding against each other is not always to compensate by a kind of readjustment, so that the internal leaks in increase the machine and increase efficiency losses.

Probleme mit dem Verschleiß von aneinander gleitenden Bauteilen einer Verdrängermaschine treten unabhängig von bestimmten Betriebsparametern wie hoher Drehzahl oder hoher Temperatur auch dann auf, wenn das Betriebsmedium an sich schlechte Schmiereigenschaften hat. Derartige Betriebsmedien sind zum Beispiel Kraftstoffe wie Benzin oder Diesel für Verbrennungsmotoren. Für die Hochdruckförderung derartiger Kraftstoffe werden überwiegend Kolbenpumpen, insbesondere Radialkolbenpumpen verwendet.Problems with the wear of components of a displacement machine sliding against each other occur regardless of certain operating parameters such as higher Speed or high temperature even when the operating medium in itself has poor lubricating properties. Such operating media are for Example fuels such as petrol or diesel for internal combustion engines. For the High-pressure delivery of such fuels are mainly piston pumps, especially radial piston pumps used.

Eine als Radialkolbenpumpe ausgebildete und zur Hochdruckförderung von Kraftstoff vorgesehene Verdrängermaschine der gattungsgemäßen Art ist zum Beispiel aus der DE 42 13 798 A1 bekannt. Bei einer solchen Radialkolbenpumpe gleiten einerseits die Verdrängerteile Kolben und Zylinder aneinander. Andererseits gleitet eines der beiden Verdrängerteile oder ein an ihm gehaltener Gleitschuh an einem Exzenterring, durch den die Bewegung des einen Verdrängerteils im Förderhub erzwungen wird.A designed as a radial piston pump and for the high-pressure delivery of Fuel intended displacement machine of the generic type is for Example known from DE 42 13 798 A1. With such a radial piston pump on the one hand, the displacer parts piston and cylinder slide against each other. On the other hand slides one of the two displacement parts or a slide shoe held on it on an eccentric ring through which the movement of one displacement part is forced in the delivery stroke.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine hydraulische Verdrängermaschine, die die Merkmale aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aufweist, so weiterzuentwickeln, daß der Verschleiß an den aneinander gleitenden Bauteilen gering ist. Insbesondere sollen bei der Verwendung einer Zahnradpumpe in einem Automobil und hier insbesondere im Getriebebereich sehr wenig verschleißbedingte Partikel in das Hydraulikmedium abgegeben werden und auf den Einbau eines Filters oder zumindest auf den Austausch eines Filters verzichtet werden konnen. Bei Verwendung einer Kolbenpumpe zur Förderung von Kraftstoff soll trotz des schlecht schmierenden Betriebsmediums der Verschleiß an den aneinander gleitenden Bauteilen gering sein, damit keine Abriebpartikel die Einspritzdüsen verstopfen oder schwergängig machen und damit ein Ausfall der Pumpe durch Fressen der Verdrängerteile oder durch zu starken Verschleiß am Hubelement vermieden wird.The invention is therefore based on the object of a hydraulic displacement machine, which has the features from the preamble of claim 1, to evolve so that the wear on the sliding against each other Components is low. In particular, when using a gear pump very little wear-related in an automobile and especially in the transmission area Particles are released into the hydraulic medium and onto the Installation of a filter or at least no filter replacement can be. When using a piston pump to deliver fuel despite the poorly lubricating operating medium, wear on each other sliding components to be low, so that no abrasion particles the injection nozzles clog or make it stiff and thus a failure of the Pump by eating the displacement parts or by excessive wear on the Lifting element is avoided.

Diese Aufgabe wird bei einer Verdrängermaschine mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zumindest eines der beiden Bauteile zumindest an der Oberfläche gehärtet ist und aus Sintermaterial besteht, das überwiegend Ferrit und zusätzlich einen Bestandteil zur Verbesserung der Gleiteigenschaften enthält. Durch die Mischung von härtbarem Ferrit für die Bauteil- und die Verschleißfestigkeit mit einem Bestandteil zur Verbesserung der Gleiteigenschaften entsteht nach dem Sintern dem Härten und einem Schleifprozeß, durch den das Bauteil seine genauen Abmaße und eine glatte Oberfläche erhält, ein Bauteil, das auch Mangelschmierung im Betrieb ohne wesentlichen Abrieb verträgt. Dadurch ist der Verschleiß an der und die Partikelabgabe durch die Verdrängermaschine sehr gering.This task is performed on a displacement machine with the features from Preamble of claim 1 solved according to the invention in that at least one of the two components is hardened at least on the surface and from Sintered material consists mainly of ferrite and an additional component contains to improve the sliding properties. By mixing curable Ferrite for component and wear resistance with one component Improvement of the sliding properties arises after sintering and hardening a grinding process, through which the component its exact dimensions and a receives a smooth surface, a component that also lacks lubrication in operation without tolerates substantial abrasion. As a result, the wear and the particle release very low due to the displacement machine.

Vorteilhafte Ausgestaltungen einer erfindungsgemäßen Verdrängermaschine kann man den Unteransprüchen entnehmen.Advantageous configurations of a displacement machine according to the invention can one can see from the subclaims.

Gemäß Patentanspruch 2 wird bei einer Innenzahnradmaschine bevorzugt ein Bauteil aus Sintermaterial hergestellt, das zur Abdichtung eines Hochdruckbereichs von einem Niederdruckbereich entlang den Zahnköpfen oder entlang den Stirnseiten der Zahnräder dient.According to claim 2, an internal gear machine is preferred Component made of sintered material, which is used to seal a high-pressure area from a low pressure area along the tooth tips or along the End faces of the gears.

Bei einer hydraulischen Kolbenmaschine ist es günstig, wenn gemäß Patentanspruch 3 zumindest eines der beiden Verdrängerteile einer Verdrängereinheit, nämlich Kolben und Zylinder, aus dem zumindest an der Oberfläche gehärteten Sintermaterial hergestellt ist Vorteilhafterweise ist auch von dem Paar Verdrängerteil-Hubelement zumindest ein Teil aus dem Sintermaterial hergestellt. Dabei sei ausdrücklich darauf hingewiesen, daß ein Verdrängerteil oder das Hubelement auch mehrteilig ausgebildet sein kann, und nur eines dieser Teile, nämlich das am Gegenstück gleitende, aus Sintermaterial besteht.In a hydraulic piston machine, it is advantageous if according to claim 3 at least one of the two displacement parts of a displacement unit, namely pistons and cylinders, from the at least hardened on the surface Sintered material is also advantageously produced from the pair of displacer lifting element at least a part made of the sintered material. Here be expressly pointed out that a displacement part or the lifting element can also be formed in several parts, and only one of these parts, namely the Counterpart sliding, made of sintered material.

Bevorzugt wird das aus dem Sintermaterial bestehende Bauteil gemäß Patentanspruch 7 durch Nitrieren gehärtet, wobei eine Randzone des Bauteils bei Temperaturen um die 500 Grad Celsius mit Stickstoff angereichert wird, indem das Bauteil einem Stickstoff abgebenden Medium, z. B. einem Gasstrom, ausgesetzt wird. The component consisting of the sintered material is preferred 7 hardened by nitriding, an edge zone of the component at temperatures around 500 degrees Celsius is enriched with nitrogen by the component a nitrogen releasing medium, e.g. B. is exposed to a gas stream.

Das Nitrieren an sich ist ein allgemein bekanntes Verfahren für das oberflächliche Härten von Bauteilen, so daß hier nicht näher darauf eingegangen werden muß.Nitriding per se is a well known process for the surface Hardening of components so that there is no need to go into them here.

Als Bestandteile, die die Gleiteigenschaften verbessern, enthält das Bauteil gemäß den Patentansprüchen 8 bis 10 bevorzugt Kupfer, Molybdändisulfid und Graphit. Besonders gut werden die Anforderungen durch eine Kombination dieser Bestandteile miteinander in den als bevorzugt angegebenen Anteilen erfüllt.According to, the component contains components that improve the sliding properties claims 8 to 10 preferably copper, molybdenum disulfide and Graphite. The combination of these makes the requirements particularly good Components met with each other in the proportions indicated as preferred.

Ein als Innenzahnradpumpe ausgebildetes erstes Ausführungsbeispiel und ein als Radialkolbenpumpe ausgebildetes zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen hydraulischen Verdrängermaschine sind in der Zeichnung dargestellt Anhand der Figuren dieser Zeichnung wird die Erfindung nun näher erläutert.A first embodiment designed as an internal gear pump and a Radial piston pump designed second embodiment of an inventive hydraulic displacement machine are shown in the drawing The invention will now be explained in more detail with reference to the figures of this drawing.

Es zeigen.

Figur 1

das erste Ausführungsbeispiel in einem Schnitt durch die von den beiden Achsen der Zahnräder aufgespannten Ebene,

Figur 2

einen Schnitt entlang der Linie II-II aus Figur 1 und

Figur 3

das zweite Ausführungsbeispiel in einem Schnitt senkrecht durch die Antriebswelle.

Show it.

Figure 1

the first embodiment in a section through the plane spanned by the two axes of the gear wheels,

Figure 2

a section along the line II-II of Figure 1 and

Figure 3

the second embodiment in a section perpendicular through the drive shaft.

Die Innenzahnradpumpe nach den Figuren 1 und 2 besitzt ein Gehäuse 10, das sich aus einem ringförmigen Mittelteil 11, das eine Pumpenkammer 12 radial einschließt, einem ersten Deckelteil 13 und einem zweiten Deckelteil 14 zusammensetzt. Die beiden Deckelteile 13 und 14 begrenzen die Pumpenkammer 12 in axialer Richtung. Das. Mittelteil 11 übergreift die beiden Deckelteile 13 und 14 im Bereich jeweils einer äußeren Eindrehung 15. Das Deckelteil 13 besitzt eine durchgehende Bohrung 16, in die ein Gleitlager 17 eingepreßt ist. Mit der Bohrung 16 fluchtet eine Sackbohrung 18 des Deckelteils 14, in die ebenfalls ein Gleitlager 17 eingepreßt ist. In den beiden Gleitlagern 17 ist eine Antriebswelle 19 der Pumpe gelagert. Ein außenverzahntes Ritzel 20 ist innerhalb der Pumpenkammer 12 auf der Antriebswelle 19 befestigt oder einstückig mit dieser hergestellt. Das Ritzel befindet sich innerhalb eines innenverzahnten Hohlrades 21, dessen Achse exzentrisch zur Achse des Ritzels 20 angeordnet ist und das an seinem Außenumfang im Mittelteil 11 des Gehäuses 10 gelagert ist. Im Bereich beidseits einer durch die beiden Achsen des Ritzels 20 und des Hohlrades 21 aufgespannten Mittelebene 22 kämmen die beiden Zahnräder miteinander, zwischen denen sich im übrigen ein sichelförmiger Freiraum 23 befindet.The internal gear pump according to Figures 1 and 2 has a housing 10, the consists of an annular middle part 11, which radially encloses a pump chamber 12, a first cover part 13 and a second cover part 14. The two cover parts 13 and 14 delimit the pump chamber 12 in axial direction. The. Middle part 11 overlaps the two cover parts 13 and 14 in Area of an outer recess 15. The cover part 13 has one through bore 16 into which a plain bearing 17 is pressed. With the hole 16 aligns a blind hole 18 of the cover part 14, in which also a plain bearing 17 is pressed. A drive shaft 19 of the pump is in the two slide bearings 17 stored. An externally toothed pinion 20 is inside the pump chamber 12 attached to the drive shaft 19 or made in one piece therewith. The pinion is located within an internally toothed ring gear 21, the axis of which is eccentric is arranged to the axis of the pinion 20 and that on its outer circumference is mounted in the middle part 11 of the housing 10. In the area on both sides spanned by the two axes of the pinion 20 and the ring gear 21 Mid-plane 22 intermesh the two gears, between which there are otherwise a crescent-shaped free space 23 is located.

Dieser Freiraum 23 ist etwa zur Hälfte durch ein Füllstück 30 ausgefüllt. Für einen hohen Wirkungsgrad der Pumpe ist zwischen dem Füllstück 30 und den Zahnkränzen von Ritzel und Hohlrad eine gute Abdichtung notwendig. Deshalb ist das Füllstück 30 zweiteilig aus einem Dichtsegment 31 und einem Segmentträger 32 aufgebaut. Das Dichtsegment 31 ist dem Hohlrad 21 benachbart und kann mit einer geringen Überschußkraft gegen die Zahnköpfe des Hohlrades 21 gedrückt werden. Außerdem wird das Dichtsegment 31 im Betrieb der Pumpe hydraulisch auch gegen eine Abflachung 33 eines Anschlagstifts 34 gedrückt. Der Segmentträger 32 wird im Betrieb hydraulisch mit einer Innenseite und mit Kraftüberschuß an den Zahnkranz des Ritzels 30 und ebenfalls gegen die Abflachung 33 des Anschlagstifts 34 gedrückt.This free space 23 is approximately half filled by a filler 30. For one high efficiency of the pump is between the filler 30 and the sprockets A good seal of the pinion and ring gear is necessary. That is why Filling piece 30 in two parts from a sealing segment 31 and a segment carrier 32 built up. The sealing segment 31 is adjacent to the ring gear 21 and can with a small excess force pressed against the tooth tips of the ring gear 21 become. In addition, the sealing segment 31 becomes hydraulic when the pump is operating also pressed against a flat 33 of a stop pin 34. The segment carrier 32 becomes hydraulic in operation with an inside and with excess power to the ring gear of the pinion 30 and also against the flat 33 of the stop pin 34 pressed.

Der Segmentträger 32 und das Dichtsegment 31 werden durch zwei Blattfedern 35 auseinandergedrückt, die sich in zwei axial verlaufenden und zum Dichtsegment 31 hin offenen Nuten 36 des Segmentträgers 32 befinden. Die beiden Nuten 36 nehmen außer jeweils einer Blattfeder 35 noch eine Dichtrolle 37 auf, die von der jeweiligen Blattfeder 35, im Betrieb aber auch hydraulisch an den Spalt zwischen dem Segmentträger 32 und dem Dichtsegment 31 gedrückt wird. Durch die beiden Dichtrollen 37 ist innerhalb des zwischen dem Segmentträger 32 und dem Dichtsegment 31 bestehenden Spalts ein gegen den Hochdruckbereich P und gegen den Niederdruckbereich S der Pumpe abgedichteter Druckraum entstanden, der mit einem Druck beaufschlagt werden soll, der etwa dem halben Betriebsdruck der Pumpe entspricht. Er ist deshalb über jeweils eine Einfräsung 38 in jeder Stirnseite des Dichtsegments mit einem Druckaufbaubereich am Zahnkranz des Hohlrades 21 verbunden, in dem etwa der halbe Betriebsdruck herrscht. Im Betrieb werden der Segmentträger 32 und das Dichtsegment 31 also außer von den Blattfedern 35 im Bereich vor der dem Anschlagstift 34 nähesten Dichtrolle 37 auch von einem hydraulischen Druck auseinandergedrückt. Dieser Druck entspricht zwischen den beiden Dichtrollen 37 einem Bruchteil des Betriebsdruckes, während er zwischen dem dem Anschlagstift 34 entfernten Ende des Dichtsegments 32 und der einen Dichtrolle 37 mit dem Betriebsdruck übereinstimmt.The segment carrier 32 and the sealing segment 31 are made by two leaf springs 35 pressed apart, which are in two axially extending and to the sealing segment 31 open grooves 36 of the segment carrier 32 are. The two grooves 36 take up a sealing roller 37 in addition to a leaf spring 35 of the respective leaf spring 35, but also in operation hydraulically to the gap between the segment carrier 32 and the sealing segment 31 is pressed. Through the two sealing rollers 37 is within between the segment carrier 32 and the Sealing segment 31 existing gap against the high pressure area P and against the low-pressure area S of the pump sealed pressure chamber, which is to be pressurized to about half the operating pressure corresponds to the pump. It is therefore one cut 38 in each Face of the sealing segment with a pressure build-up area on the ring gear of the ring gear 21, in which there is approximately half the operating pressure. in the The segment carrier 32 and the sealing segment 31 are therefore operated except from the leaf springs 35 in the area in front of the sealing roller 37 closest to the stop pin 34 also pushed apart by a hydraulic pressure. This pressure corresponds between the two sealing rollers 37 a fraction of the operating pressure, while it is between the end of the sealing segment distant from the stop pin 34 32 and the one sealing roller 37 corresponds to the operating pressure.

Der Anschlagstift 34 durchquert den Freiraum 23 in der Mittelebene 22 und ist in. zwei miteinander fluchtenden Sackbohrungen 39 der Deckelteile 13 und 14 beidseits der Pumpenkammer 12 drehbar gelagert. Die axiale Ausdehnung des Füllstücks 24 stimmt mit der axialen Ausdehnung der beiden Zahnräder 20 und 21 überein.The stop pin 34 crosses the free space 23 in the central plane 22 and is in. two aligned blind holes 39 of the cover parts 13 and 14 on both sides the pump chamber 12 rotatably mounted. The axial extent of the filler 24 agrees with the axial extent of the two gear wheels 20 and 21 match.

Für einen hohen Wirkungsgrad. der Pumpe ist auch an den Stirnseiten der Zahnräder 20 und 21, also axial, eine gute Abdichtung zwischen der Hochdruckseite P, die sich durch einen Bereich der Pumpenkammer 12 abgrenzen läßt, in dem sich das Füllstück 30 befindet und in dem im Anschluß an das Füllstück die beiden Zahnräder allmählich immer weiter ineinandergreifen, und der Niederdruckseite S der Pumpe notwendig. Für eine gute axiale Abdichtung ist zwischen den Zahnrädern 20 und 21 und jedem Deckelteil 13 oder 14 eine Axialdichtscheibe 45 angeordnet, die von einem Druck, der in einem zwischen ihr und dem entsprechenden Deckelteil 13 oder 14 bestehenden Druckfeld 46 herrscht, mit einer gewissen Überschußkraft axial gegen die Zahnräder 20 und 21 gedrückt wird. Jede Axialdichtscheibe 45 umgibt eng die Antriebswelle 19 und den Anschlagstift 34 und ist dadurch in einer Ebene senkrecht zur Achse der Antriebswelle 19 in ihrer Lage gesichert. Ein Druckfeld 46 wird durch eine Ausnehmung im Deckelteil 13 bzw. 14 gebildet. Es hat, wie anhand der gestrichelten Linie aus Figur 2 hervorgeht, eine halbsichelförmige Gestalt und erstreckt sich etwa vom Fuße des Füllstücks 30 am Anschlagstift 34 aus bis nahe an die Mittelebene 22 heran.For high efficiency. the pump is also on the end faces of the gears 20 and 21, ie axially, a good seal between the high pressure side P, which can be delimited by an area of the pump chamber 12 in which the filler 30 is located and in the two following the filler Gradually meshing gears, and the low pressure side S the pump is necessary. For a good axial seal is between the gears 20 and 21 and each cover part 13 or 14 an axial sealing washer 45 is arranged, that of a pressure that is in between you and the corresponding one Cover part 13 or 14 existing pressure field 46 prevails, with a certain Excess force is axially pressed against the gears 20 and 21. Every axial sealing washer 45 closely surrounds the drive shaft 19 and the stop pin 34 and is thereby in a plane perpendicular to the axis of the drive shaft 19 in position secured. A pressure field 46 is defined by a recess in the cover part 13 or 14 educated. As can be seen from the dashed line in FIG. 2, it has one semi-crescent-shaped shape and extends approximately from the foot of the filler 30 am Stop pin 34 from up to close to the central plane 22.

Wie man aus Figur 2 ersieht überdeckt eine Axialdichtscheibe 45 im wesentlichen nur die Hochdruckseite der Pumpe, während die Niederdruckseite freigehalten ist, so daß dort keine Reibung zwischen den Zahnrädern und einer Axialdichtscheibe stattfinden kann, die den Wirkungsgrad der Pumpe erniedrigen würde.As can be seen from FIG. 2, an axial sealing disk 45 essentially covers only the high pressure side of the pump, while the low pressure side is kept clear, so that there is no friction between the gears and an axial sealing washer can take place, which would lower the efficiency of the pump.

An diametral gegenüberliegenden Stellen münden in die Pumpenkammer 12 ein Saugkanal 48 und ein Druckkanal 49, wobei der Durchmesser des Saugkanals 48 größer als der Durchmesser des Druckkanals 49 ist. Das Hohlrad 21 besitzt in den Zahnlücken radial von innen nach außen durchgehende Bohrungen 50, durch die eine hydraulische Flüssigkeit vom Saugkanal 48 aus in den Freiraum 23 und von dort in den Druckkanal 49 gelangen kann.At diametrically opposite points open into the pump chamber 12 Suction channel 48 and a pressure channel 49, the diameter of the suction channel 48 is larger than the diameter of the pressure channel 49. The ring gear 21 has in the Tooth gaps through holes 50 radially from the inside to the outside through which a hydraulic fluid from the suction channel 48 into the free space 23 and from there can get into the pressure channel 49.

Die gezeigte Pumpe ist so aufgebaut, daß das Ritzel 20, im Betrieb nach Figur 2 betrachtet, im Uhrzeigersinn angetrieben werden muß. Auch das Hohlrad 21 dreht sich dann im Uhrzeigersinn. In den Zahnlücken befindliche Hydraulikflüssigkeit wandert mit den Zahnlücken am Füllstück 30 entlang und gelangt in den Zahneingriffsbereich der beiden Zahnräder. Dort wird die Hydraulikflüssigkeit durch die Bohrungen 50 des Hohlrades 21 hindurch in den Druckkanal 49 verdrängt. Gleichzeitig wird durch andere Bohrungen 50 und über die Stirnseiten der Zahnräder hinweg aus dem Saugkanal 48 Hydraulikflüssigkeit in den Freiraum 23 angesaugt. The pump shown is constructed in such a way that the pinion 20, in the operation according to FIG. 2 considered, must be driven clockwise. The ring gear 21 also rotates then turn clockwise. Hydraulic fluid in the tooth gaps travels along the filler 30 with the tooth gaps and reaches the tooth engagement area of the two gears. There is the hydraulic fluid through the Bores 50 of the ring gear 21 are displaced into the pressure channel 49. At the same time through other holes 50 and over the end faces of the gears hydraulic fluid is sucked away from the suction channel 48 into the free space 23.

Die Zahnräder der gezeigten Pumpe sind gehärtet, damit insbesondere die Zähne nicht verschleißen und ein hoher volumetrischer Wirkungsgrad erzielt wird. Damit im Betrieb auch der Verschleiß an den der Abdichtung zwischen dem Hochdruckbereich P und dem Niederdruckbereich S dienenden Bauteilen, nämlich dem Dichtsegment 31, dem Segmentträger 32 und den Axialdichtscheiben 45 gering bleibt und in den Kreislauf der Hydraulikflüssigkeit nicht Partikel gelangen, die Durchflußöffnungen kleinen Querschnitts verstopfen oder in enge Führungsspalte geraten und zur Schwergängigkeit oder zum Ausfall der aneinander geführten Teile führen könnten, sind die genannten Bauteile an ihrer Oberfläche gehärtet. Sie bestehen aus einem Sintermaterial, dessen Ausgangsmischung 15% bis 25% Kupfer, 2,5% bis 3% Molybdändisulfid, etwa 0,4% Graphit und zum Rest Eisen in Form von Ferrit enthält. Letzteres ist derjenige Bestandteil, der gehärtet werden kann. Dies geschieht vornehmlich durch Gasnitrieren, einem allgemein bekannten Verfahren. Die anderen Bestandteile der Ausgangsmischung für das Sintern dienen dazu, um gegenüber einer reinen Ferritmischung die Gleiteigenschaften der fertigen Bauteile zu verbessern. Nach dem Sintern und dem Gasnitrieren werden die Bauteile noch geschliffen und dadurch sehr genau an die Gestalt der Gegenflächen an den Zahnrädern angepaßt. Somit vertragen die Bauteile Dichtsegment, Segmentträger und Axialdichtplatten auch eine Mangelschmierung, die insbesondere bei hohen Drücken, hohen Drehzahlen oder hohen Temperaturen der Hydraulikflüssigkeit auftreten kann, ohne wesentlichen Abrieb.The gears of the pump shown are hardened, especially the teeth do not wear out and a high volumetric efficiency is achieved. In order to in operation also the wear on the seal between the high pressure area P and the low pressure area S serving components, namely the Sealing segment 31, the segment carrier 32 and the axial sealing washers 45 low remains and particles do not get into the hydraulic fluid circuit Clogged flow openings or in narrow guide gaps advised and to the stiffness or failure of the brought together Could lead parts, the components mentioned are hardened on their surface. They consist of a sintered material, the starting mixture of 15% to 25% Copper, 2.5% to 3% molybdenum disulfide, about 0.4% graphite and the rest iron in Contains form of ferrite. The latter is the one component that will be hardened can. This is done primarily by gas nitriding, a well-known Method. The other components of the starting mixture are used for sintering compared to a pure ferrite mixture the sliding properties of the to improve finished components. After sintering and gas nitriding the components are still ground and therefore very precisely to the shape of the counter surfaces adapted to the gears. Thus the components tolerate the sealing segment, Segment carriers and axial sealing plates also lack lubrication, in particular at high pressures, high speeds or high temperatures of the hydraulic fluid can occur without significant abrasion.

Die Radialkolbenpumpe nach Figur 3, die zur Förderung von Kraftstoff in einem Automobil bestimmt ist, besitzt ein Pumpengehäuse 52, in dem ein zentraler Aufnahmeraum 53 zur Aufnahme eines von einer nicht näher dargestellten Antriebswelle mit einer Achse 54 angetriebenen Exzenterzapfens 55, auf dem ein Exzenterring 56 drehbar gelagert ist. Diesem sind gleichmäßig um die Achse 54 verteilt drei Verdrängereinheiten 57 zugeordnet, von denen sich jede in einer Radialbohrung 58 des Pumpengehäuses 52 befindet. Entsprechend den drei Verdrängereinheiten 57 ist der Exzenterring 56 mit drei am Umfang verteilten Abflachungen 59 versehen, auf denen jeweils ein Gleitschuh 60 einer Verdrängereinheit 57 abgestützt ist. Durch die unter Kraftwirkung auf den Abflachungen 59 aufliegenden Gleitschuhe 60 wird der Exzenterring 56 derart festgehalten, daß er der Drehbewegung des Exzenterzapfens 55 nicht frei folgen kann, sondern unter Beibehaltung seiner Ausrichtung auf einem Kreis bewegt wird, also eine translatorische Kreisbewegung ausführt. Während des Betriebs gleiten somit die Gleitschuhe 60 auf den Abflachungen 59 hin und her.The radial piston pump according to Figure 3, which is used to deliver fuel in one Automobile is intended, has a pump housing 52 in which a central receiving space 53 for receiving a drive shaft, not shown with an axis 54 driven eccentric pin 55 on which an eccentric ring 56 is rotatably mounted. These are evenly distributed around the axis 54 three displacement units 57, each of which is located in a radial bore 58 of the pump housing 52 is located. Corresponding to the three displacement units 57 is the eccentric ring 56 with three flats distributed around the circumference 59 provided, on each of which a slide shoe 60 of a displacement unit 57 is supported is. By lying on the flats 59 under the action of force Sliding shoes 60, the eccentric ring 56 is held in such a way that it rotates of the eccentric pin 55 can not follow freely, but while maintaining its orientation is moved on a circle, i.e. a translational one Circular motion. The sliding shoes 60 thus slide during operation back and forth on the flats 59.

Zu jeder Verdrängereinheit 57 gehört ein Zylinder 64 mit einer Zylinderbohrung 65, in die ein Gleitschuh 60 auf Anschlag eingepreßt ist. Durch jeden Gleitschuh gehen Kanäle hindurch, die ein Befüllen der Zylinderbohrung 65 über ein Saugventil 66 vom Aufnahmeraum 53 aus ermöglichen. Der Zylinder 64 ist über eine Druckfeder 68 in Richtung auf die Abflachung 59 vorgespannt, wobei die Druckfeder einerseits an einer Außenschulter des Zylinders 64 und andererseits an einem Schraubstopfen 70 abgestützt ist, der eine Radialbohrung 58 verschließt.Each displacement unit 57 has a cylinder 64 with a cylinder bore 65, into which a slide shoe 60 is pressed to the stop. Through every slide pass through channels that fill the cylinder bore 65 via a suction valve Enable 66 from the recording room 53. The cylinder 64 is over a Compression spring 68 biased towards the flat 59, the compression spring on the one hand on an outer shoulder of the cylinder 64 and on the other hand on one Screw plug 70 is supported, which closes a radial bore 58.

In eine zentrale Sackbohrung des Schraubstopfens 70 ist der Endabschnitt eines Kolbens 74 eingepreßt, der, den Schraubstopfen 70 weit überragend, in die Zylinderbohrung 65 eintaucht und der gemeinsam mit dem Zylinder 64 und dem Gleitschuh 60 einen volumenveränderlichen Arbeitsraum begrenzt.In a central blind bore of the screw plug 70, the end section is one Piston 74 is pressed into the cylinder bore, projecting far beyond the screw plug 70 65 immerses and that together with the cylinder 64 and the sliding block 60 limits a volume-variable work space.

Im Betrieb führt der Zylinder 64 eine radiale Hubbewegung aus. Außer der relativen Gleitbewegung zwischen dem Gleitschuh 60 und dem Exzenterring 56 findet im Betrieb also ein relative Gleitbewegung zwischen dem Zylinder 64 und dem Kolben 74 statt.In operation, the cylinder 64 executes a radial stroke movement. Except the relative Sliding movement between the sliding block 60 and the eccentric ring 56 takes place in operation, a relative sliding movement between the cylinder 64 and the Piston 74 instead.

Damit der durch die Gleitbewegungen verursachte Verschleiß an den aneinander anliegenden Bauteilen gering bleibt, ist jeweils mindestens eines dieser Bauteile aus einem Sintermaterial hergestellt, das überwiegend Ferrit und zusätzlich einen Bestandteil zur Verbesserung der Gleiteigenschaften enthält und das zumindest an seiner Oberfläche gehärtet ist. So könnte zum Beispiel der Zylinder 64 aus einem unter dem Namen Ferromoliporit im Handel angebotenen Sintermaterial bestehen, das spezielle Schmierstoffeinlagerungen enthält und härtbar ist. Eine aufwendig Oberflächenbehandlung des Kolbens 74, mit der man bisher die Probleme hinsichtlich des Verschleißes zu beherrschen versuchte, ist nicht nötig. Anstelle des Zylinders 64 könnte auch der Kolben 74 oder Zylinder und Kolben aus dem Sintermaterial bestehen.So that the wear on each other caused by the sliding movements adjacent components remains low, at least one of these components Made from a sintered material that is predominantly ferrite and an additional one Contains component to improve the sliding properties and at least is hardened on its surface. For example, cylinder 64 could be made from one sintered material commercially available under the name Ferromoliporit, which contains special lubricant deposits and is hardenable. An expensive one Surface treatment of the piston 74, with which so far the problems trying to control the wear is not necessary. Instead of of the cylinder 64 could also be the piston 74 or cylinder and piston from the Sintered material exist.

Ebenso wie eines der Verdrängerteile ist auch zumindest eines der Teile Gleitschuh und Exzenterring, insbesondere der Exzenterring, aus dem genannten Sintermaterial gefertigt und zumindest an seiner Oberfläche gehärtet.Like one of the displacement parts, at least one of the parts is a sliding block and eccentric ring, in particular the eccentric ring, from the above Sintered material manufactured and at least hardened on its surface.

Ferromoliporit ist das Sintermaterial, das, wie bezüglich den Figuren 1 und 2 beschrieben, auch für Teile der dort gezeigten Innenzahnradpumpe verwendet ist. Dementsprechend setzt sich die Ausgangsmischung für dieses Material aus 15 % bis 25 % Kupfer, 2,5 % bis 3 % Molybdändisulfid, etwa 0,4 % Graphit und zum Rest aus Eisen in Form von Ferrit zusammen.Ferromoliporite is the sintered material which, as described with reference to FIGS. 1 and 2, is also used for parts of the internal gear pump shown there. Accordingly, the starting mixture for this material consists of 15% up to 25% copper, 2.5% to 3% molybdenum disulfide, about 0.4% graphite and Rest composed of iron in the form of ferrite.

Claims (10)

Hydraulische Verdrängermaschine, insbesondere hydraulische Verdrängerpumpe, mit zwei gegeneinander gleitend bewegbaren Bauteilen,
dadurch gekennzeichnet, daß zumindest ein Bauteil (31, 32, 45; 56, 60, 64, 74) der beiden Bauteile zumindest an der Oberfläche gehärtet ist und aus Sintermaterial besteht, das überwiegend Ferrit und zusätzlich einen Bestandteil zur Verbesserung der Gleiteigenschaften enthält.Hydraulic displacement machine, in particular hydraulic displacement pump, with two components which can be moved in relation to one another,
characterized in that at least one component (31, 32, 45; 56, 60, 64, 74) of the two components is hardened at least on the surface and consists of sintered material which predominantly contains ferrite and additionally a component for improving the sliding properties. Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Innenzahnradmaschine, insbesondere Innenzahnradpumpe, ist und ein Gehäuse (10), ein außenverzahntes Ritzel (20), ein mit dem Ritzel (20) kämmendes Hohlrad (21) und ein Bauteil (31, 32, 45) zur Abdichtung eines Hochdruckbereichs (P) von einem Niederdruckbereich (S) entlang den Zahnköpfen oder den Stirnseiten der Zahnräder (20, 21) aufweist und daß das Bauteil (31, 32, 45) zumindest an der Oberfläche gehärtet ist und aus Sintermaterial besteht das überwiegend Ferrit und einen Bestandteil zur Verbesserung der Gleiteigenschaften enthält.Displacement machine according to claim 1, characterized in that it an internal gear machine, in particular an internal gear pump, and a housing (10), an externally toothed pinion (20), a meshing with the pinion (20) Ring gear (21) and a component (31, 32, 45) for sealing a high pressure area (P) from a low pressure area (S) along the tooth tips or the end faces of the gears (20, 21) and that the component (31, 32, 45) at least is hardened on the surface and consists mainly of sintered material Contains ferrite and a component to improve the sliding properties. Hydraulische Verdrängermaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet; daß sie eine Kolbenmaschine ist und als Verdrängerteile zumindest einen Kolben (74) und einen den Kolben (74) aufnehmenden Zylinder (64) aufweist und daß zumindest eines der beiden Verdrängerteile (74, 64) zumindest an der Oberfläche gehärtet ist und aus Sintermaterial besteht, das überwiegend Ferrit und einen Bestandteil zur Verbesserung der Gleiteigenschaften enthält.Hydraulic displacement machine according to claim 1, characterized; that it is a piston machine and at least one as displacement parts Piston (74) and a cylinder (64) receiving the piston (74) and that at least one of the two displacement parts (74, 64) at least on the Surface is hardened and consists of sintered material, which is predominantly ferrite and contains a component to improve the sliding properties. Hydraulische Verdrängermaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kolbenmaschine ist und als Verdrängerteile zumindest einen Kolben (74) und einen den Kolben (74) aufnehmenden Zylinder (64) und als Hubelement, an dem eines der Verdrängerteile gleitet, einen Exzenterring (56) oder eine Hubscheibe aufweist und daß das Hubelement zumindest an der Oberfläche gehärtet ist und aus Sintermaterial besteht, das überwiegend Ferrit und einen Bestandteil zur Verbesserung der Gleiteigenschaften enthält.Hydraulic displacement machine according to claim 1 or 3, characterized in that that it is a piston machine and at least as displacement parts a piston (74) and a piston (74) receiving cylinder (64) and as Lifting element on which one of the displacement parts slides, an eccentric ring (56) or has a lifting disc and that the lifting element at least on the surface is hardened and consists of sintered material, which is predominantly ferrite and one Contains component to improve the sliding properties. Hydraulische Verdrängermaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet daß das Hubelement ein Exzenterring (56) mit mehreren Abflachungen (59) ist, auf denen jeweils ein Verdrängerelement (64, 60) gleitet.Hydraulic displacement machine according to claim 4, characterized that the lifting element is an eccentric ring (56) with several flats (59), on each of which a displacement element (64, 60) slides. Hydraulische Verdrängermaschine nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie eine Kolbenmaschine ist und als Verdrängerteile zumindest einen Kolben (74) und einen den Kolben (74) aufnehmenden Zylinder (64, 60) und als Hubelement, an dem eines der Verdrängerteile (64, 60) gleitet, einen Exzenterring (56) oder eine Hubscheibe aufweist und daß das am Hubelement gleitende Verdrängerteil (64, 60) zumindest an der am Hubelement gleitenden Oberfläche gehärtet ist und zumindest an dieser Oberfläche aus Sintermaterial besteht, das überwiegend Ferrit und einen Bestandteil zur Verbesserung der Gleiteigenschaften enthält.Hydraulic displacement machine according to claim 1 or 3, characterized in that that it is a piston machine and at least as displacement parts a piston (74) and a cylinder (64, 60) receiving the piston (74) and an eccentric ring as a lifting element on which one of the displacement parts (64, 60) slides (56) or has a lifting disc and that the sliding on the lifting element Displacement part (64, 60) at least on the surface sliding on the lifting element is hardened and at least on this surface consists of sintered material that predominantly ferrite and a component to improve the sliding properties contains. Hydraulische Verdrängermaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das aus dem Sintermaterial bestehende Bauteil (31, 32, 45; 56, 60, 64, 74) durch Nitrieren gehärtet ist.Hydraulic displacement machine according to one of the preceding claims, characterized in that the consisting of the sintered material Component (31, 32, 45; 56, 60, 64, 74) is hardened by nitriding. Hydraulische Verdrängermaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintermaterial zu vorzugsweise 15% bis 25% Kupfer enthält.Hydraulic displacement machine according to one of the preceding claims, characterized in that the sintered material is preferably 15% contains up to 25% copper. Hydraulische Verdrängermaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintermaterial zu vorzugsweise 2,5% bis 3% Molybdändisulfid enthält Hydraulic displacement machine according to one of the preceding claims, characterized in that the sintered material is preferably 2.5% contains up to 3% molybdenum disulfide Hydraulische Verdrängermaschine nach einem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß das Sintermaterial zu vorzugsweise 0,4% Graphit enthält.Hydraulic displacement machine according to one of the preceding claims, characterized in that the sintered material is preferably 0.4% Contains graphite.

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