专利名称：外啮合齿轮泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种根据权利要求I前序部分的外啮合齿轮泵。
背景技术：
由DE 10 2006 056 843A1已知一种外啮合齿轮泵，该外啮合齿轮泵具有两个可旋转的、相互啮合的齿轮。这些齿轮支承在壳体中。在外啮合齿轮泵的运行期间在抽吸侧抽吸流体、加载压力并且输入给压力侧。由在后公开的DE 10 2008 054 751. 4已知一种外啮合齿轮泵，其中相互啮合的齿轮通过齿顶支承在一个壳体环中。该壳体环接收在第一壳体件和第二壳体件之间，其中，对齿轮的轴向导向和/或支承通过第一和第二壳体件进行。当外啮合齿轮泵被设计用于最高的输送功率(这尤其通过增大齿轮的齿宽和壳体环的相应匹配简单地实现)时，可能在不利的运行点时、即在外啮合齿轮泵的高转速时导致在外啮合齿轮泵的抽吸侧上由于节流损失在抽吸通道中形成气泡，这些气泡然后被抽吸到齿腔中并且在那里可能导致不希望的气蚀效应。
发明内容
本发明的任务是提供一种外啮合齿轮泵，它即便在大的输送流量时尤其是在抽吸侧具有足够大的流动横截面，使得在所有运行点中不形成或仅在很小的范围中形成气泡。此外，按本发明的外啮合齿轮泵应当可特别简单地制造并且是耐用的。该任务通过具有权利要求I的特征的外啮合齿轮泵解决。有利的扩展构型在从属权利要求中给出。此外，对本发明重要的特征在下面的说明书中并且在附图中找到，其中，这些特征不仅能够单独地而且能够以不同的组合对于本发明是重要的，而对此不需要再次明确指出。通过按本发明的壳体环设计方案能够实现的是，抽吸区域和低压通道以一个以一次近似的方式双倍大的横截面液压地相互连接。由此明显减少在外啮合齿轮泵的抽吸侧上的压力损失。因此即便在具有非常宽的齿轮和相应大的输送功率的外啮合齿轮泵中也不出现气蚀。因为按本发明的附加的流动路径，即穿孔和至少一个通道，设置在壳体环中并且该壳体环必须正好与齿轮的齿宽相同厚，所以很容易实现的是，当输送功率特别大时，壳体环始终设有按本发明的在壳体环中的穿孔并且通道。即齿轮的齿宽和壳体环的厚度是同样大的。因此，在壳体环中始终存在足够的材料，以便留出按本发明的穿孔和通道。此外可能的是，提供按本发明的外啮合齿轮泵的具有不同输送功率的不同变型，其中，这些不同变型在齿轮的宽度和壳体环的厚度方面相互区别。在具有增大的输送功率的变型中，附加地还在壳体环中构成按本发明的穿孔和通道。由此达到显著的成本减少，因为具有小的输送功率并且相应较薄的壳体环的齿轮泵没有穿孔和通道也能应付，而用于具有大输送功率的外啮合齿轮泵的壳体环相应较厚并且具有按本发明的穿孔和通道。所有其它的构件可以用于这两个泵变型。附加的流动横截面按本发明通过穿孔和在端侧上留出的通道建立，该穿孔将壳体环的两个端侧相互连接，通道将穿孔与外啮合齿轮泵的抽吸区域或压力区域连接。该造型尤其是因此特别有利，因为它具有对称的结构，这在流动特性和作用在齿轮上的压力方面起正面作用。此外，该造型也非常适合通过烧结制造，因为穿孔和通道也可通过两件式的烧结模具不费力地制成。由此也将制造费用保持很低。在按本发明的壳体环中，在这两个在壳体环端侧上延伸的通道之间设有一个隔板。由此实现了，壳体围绕齿轮的包角和由此齿轮在壳体环中的支承不会通过按本发明的通道减少。因此，即便在具有大的输送功率的齿轮泵中也得到齿轮通过其齿顶在壳体环中的相应的圆形的留空上的非常好的支承。
在按本发明的齿轮泵的另一种优选的设计方案中，第一壳体件、第二壳体件和/或壳体环在外圆周上相互焊接。由此使将这三个所述的构件相对彼此固定。该固定方式尤其是非常好地适合于大批量生产，因为它们是可很好自动化的并且在工艺上非常安全地运行。为了使焊缝不径向向外突出超过壳体件和/或壳体环的外直径，在壳体件和/或壳体环上设置倒角。在该倒角中放置焊缝。由此也实现了其它优点，即焊豆不会附着在壳体环和壳体件的圆柱形的外表面上，这本来会不利地影响焊接在一起的构件的制造和在按本发明的齿轮泵的外部壳体中的装配。本发明还涉及一种具有以上所述的外啮合齿轮泵的燃料喷射系统。其设计方案和优点已经在上面阐述。就此参考这些阐述。
下面参照附图阐述本发明的实施方式。在附图中示出图I示出具有内燃机和用于输送燃料的外啮合齿轮泵的燃料喷射系统的示意视图；图2示出按图I的外啮合齿轮泵沿着在图3中用II-II标出的剖切线的视图；图3示出按图I的外啮合齿轮泵沿着在图2中用III-III标出的剖切线的视图；图4示出按图I的外啮合齿轮泵的齿轮装置的放大视图；和图5示出沿着在图3中用IV-IV标出的剖切线穿过壳体环72的纵剖面；
具体实施例方式在图I中总体上以附图标记10表示的用于给内燃机12提供燃料的燃料喷射系统包括外啮合齿轮泵14。燃料喷射系统10具有用于存储燃料的存储容器16。借助于预输送泵18将燃料从存储容器16输送到低压管路22中，该预输送泵优选通过可调节的驱动装置、尤其电动机20形式的驱动装置驱动。通过使用可调节的用于预输送泵18的驱动装置能够调节燃料喷射系统10的输送量，从而能够减少通过输送多余量的燃料得到的输送损失，该多余量的燃料又必须回送到存储容器16中。
为了限制低压管路22中的燃料压力设有低压限制阀24，通过该低压限制阀在可预给定的最大压力被超过时将燃料从低压管路22回送到存储容器16中。低压管路22通到外啮合齿轮泵14的输入端26。外啮合齿轮泵对通过输入端26被输入的燃料加载高压。被加载高压的燃料通过外啮合齿轮泵14的输出端28到达高压管路30，该高压管路通向轨32形式的燃料收集装置。该轨32为喷射阀34提供被加载压力的燃料。这些喷射阀34分别被配置给内燃机12的燃烧室中的一个燃烧室并且能够实现直接喷射燃料到燃烧室中。轨32中的压力借助于压力传感器36检测。与检测到的压力相应的电压信号能够借助于数据线路38输送给控制装置40。该控制装置 40通过控制线路42与电动机20连接。内燃机12包括一个区段地被示出的内燃机壳体44，例如缸盖形式的内燃机壳体。该内燃机壳体44具有一个向外指向的壳体表面46。另外，该内燃机12包括一个轴、尤其是凸轮轴形式的轴，该轴围绕轴线50可转动地支承在内燃机壳体44上并且形成用于外啮合齿轮泵14的驱动轴48。变换地，驱动轴48可以通过一个与内燃机12的轴分开的轴构成。在内燃机壳体44中设有一个壳体开口 52，该壳体开口被驱动轴48穿过，使得轴端部54超出壳体表面46延伸到内燃机12的周围环境中。外啮合齿轮泵14具有罐形的外部壳体56，该外部壳体尤其是借助于焊接上的法兰58与内燃机壳体44连接，例如通过螺纹连接。外部壳体56具有一个向着内燃机12的方向延伸的壳体凸起60，该壳体凸起插入到内燃机12的壳体开口 52中。壳体凸起60具有一个横截面呈圆形的壳体留空62，该壳体留空能够供驱动轴48穿过。外啮合齿轮泵14的外部壳体56和内燃机壳体44借助于环形的密封装置64相互密封。在外部壳体56中设有多个壳体件，即第一壳体件66、与第一壳体件间隔开的第二壳体件68以及用作壳体盖的第三壳体件70。该第三壳体件70与外部壳体56焊接。优选的是，这些壳体件66、68和70具有相互平行的平面，使得这些壳体件以这些平面形成金属的密封面。在此，借助于第三壳体件70能够产生密封力，该密封力将壳体件66和68压入到外部壳体56中。在轴向上在第一壳体件66和第二壳体件68之间设置一个壳体环72,在该壳体环中设置齿轮装置74。该齿轮装置74形成外啮合齿轮泵14的真正的输送单元。该齿轮装置74在轴向上支承在第一壳体件66和第二壳体件68之间。壳体环72用于径向地支承齿轮装置74。为了使壳体件66和68以及壳体环72相对于彼此定位，它们通过焊缝168 (见图2)相互焊接。焊缝168不必是对液体密封的；焊缝也可以是中断的。在图3中焊缝168被分成两个大约100°的弧段。焊缝168优选设置在壳体环72具有大材料厚度的地方。为了使焊缝168不在径向上伸出超过壳体件66和68以及壳体环72，在这些构件上构造倒棱(不带附图标记)，焊缝168位于这些倒棱中。外啮合齿轮泵14在低压侧具有一个与输入端26连接的低压通道76，该低压通道构造在第三壳体件70中。低压通道76通到抽吸肾形孔78 (见图1)，该抽吸肾形孔构造在第二壳体件68中。第一壳体件66设有一个与抽吸肾形孔78的形状相应的配对肾形孔80(见图2)。外啮合齿轮泵14在压力侧包括一个与输出端28连接的高压通道82，该高压通道构造在第三壳体件70中。高压通道82与压力肾形孔84连接，该压力肾形孔构造在第二壳体件68中。在第一壳体件66中设置一个与压力肾形孔84的形状相应的配对肾形孔86。借助于配对肾形孔80和86能够实现的是，从两侧均匀地对齿轮装置74加载压力。另外，外啮合齿轮泵14包括压力限制阀88 (参见图2)，借助该压力限制阀在可预给定的运行压力被超过时能够建立高压通道82和低压通道76之间的流体连接。压力限制阀88设置在连接通道90中，该连接通道在高压通道82和低压通道76之间延伸。压力限制阀88具有一个被压入到连接通道90中的阀座92、一个与该阀座92配合作用的阀体94和一个阀弹簧96，该阀弹簧将阀体94压到阀座92上。连接通道90以盲孔的形式构成并且 在该连接通道的敞开端部上借助于被压入的塞98封闭。将输入端26和输出端28以及压力限制阀88集成到第三壳体件70中，能够在很大程度上消除附加的密封元件并且由此能够进一步减少外啮合齿轮泵14的构件数量。齿轮装置74包括第一齿轮100,该第一齿轮与第二齿轮102啮合。第一齿轮100具有比第二齿轮102小的直径。第一齿轮100被第二齿轮102驱动(参见图2和3)。第二齿轮102可围绕配设给该齿轮的旋转轴线104旋转(参见图4)。该旋转轴线104至少大约与驱动轴48的轴线50共线。第二齿轮102具有中心开口 106，驱动轴48的轴端部54插入到该中心开口中。驱动轴48具有主区段108，该主区段在内燃机壳体44的内部延伸。向着外啮合齿轮泵14的方向在主区段108上连接一个轴台阶部110、一个尤其是球状成形的轴导向面112、一个轴区段114以及一个端侧地设置的轴栓116。轴台阶部110穿过外部壳体56的壳体留空62。为了使驱动轴48相对于外啮合齿轮泵14密封，设置一个密封装置118，该密封装置尤其是以径向密封环的形式构成。该密封装置设置在壳体凸起60内部并且包括一个仅示意地示出的第一密封唇120，通过该第一密封唇阻止来自内燃机12内部的油进入到外啮合齿轮泵14中。另外，密封装置118包括第二密封唇122，通过该第二密封唇阻止来自外啮合齿轮泵14内部的燃料排出到内燃机12的内室中。轴导向面112支承在圆柱形的支承面124中，该支承面构成在第一壳体件66上。在支承面124上连接一个相对于支承面124倾斜的对中面126，通过该对中面能够更容易将轴导向面112引入到支承面124中。轴区段114例如具有多角轮廓、尤其是六角轮廓。该轮廓与第二齿轮102的中心开口 106的六角轮廓配合作用。开口 106稍微大于轴区段114的轮廓，使得第二齿轮102在径向上有间隙地与驱动轴48连接。为了将驱动轴48与外啮合齿轮泵14接合，驱动轴48和外啮合齿轮泵14在用128和130表示的接合方向上向着彼此运动。接合方向128和130与第二齿轮102的旋转轴线104和驱动轴48的轴线50共线。轴栓116优选构造为圆柱形的并且在将轴端部54引入到外啮合齿轮泵14中期间用作另外的插入辅助装置。在最简单的情况中，外啮合齿轮泵14被套装到自由的轴端部54上。在驱动轴48和第二齿轮102的接合期间通过以下方式阻止密封装置118的损坏，即轴栓116首先配合到第二齿轮102的中心开口 106中，然后轴台阶部110插入到壳体留空62中并且形成与密封唇120和122的配合。第一齿轮100可围绕旋转轴线132旋转。第一齿轮100的旋转轴线132和第二齿轮102的旋转轴线104相对于齿轮的旋转平面的位置是带间隙的。在径向上齿轮100、102通过它们的在啮合区域134中的相互啮合的配合以及通过与配设给这些齿轮100、102之一的支承面的接触被支承。第一齿轮100支承在一个 区段地呈圆柱周面形的第一支承面136上。该第一支承面136在例如大约70°至大约90°的弧段138上延伸。第一支承面136过渡到一个同样区段地呈圆柱周面形的第一壳体面140中。为了支承第二齿轮102设有一个区段地呈圆柱周面形的第二支承面142，该第二支承面在例如大约30°至大约50°的弧段144上延伸。第二支承面142过渡到一个同样区段地呈圆柱周面形的第二壳体面146中。支承面136和142以及壳体面140和146围住齿轮100、102。齿轮100、102具有
明显彼此不同的直径，由此使得所述面的包角特别大。支承面136和142以及啮合区域134在它们之间限定一个抽吸区域148，通过该抽吸区域能够给外哨合齿轮泵14输入待输送的介质。B齿合区域134与一个在壳体面140和146之间的过渡部一起在压力侧限定外啮合齿轮泵14的压力区域150。外啮合齿轮泵14包括第一力产生装置152，该力产生装置尤其是以压力腔154的形式构成。压力腔154具有倒角几何形状，参见图2。该压力腔154与第一壳体面140—起围绕第一齿轮100延伸。外啮合齿轮泵14还包括第二压力腔158形式的第二力产生装置156。该压力腔也具有倒棱几何形状并且与第二壳体面146 —起围绕第二齿轮102延伸。以齿轮100、102的旋转平面为参照，压力腔154和158分别双倍地设置在齿轮100、102的两侧，使得齿轮100、102在轴向上从两侧被加载相同的压力。齿轮100、102分别具有多个齿160。这些齿160具有向外指向的齿顶面，这些齿顶面按照相配的支承面136、142的曲率弯曲。在外啮合齿轮泵14的运行期间，通过输入端26给该外啮合齿轮泵输入待输送的流体。借助于驱动轴48在驱动方向164上驱动第二齿轮102。以该方式能够从抽吸区域148出发沿着支承面142和136并且沿着壳体面140和146将待输送的流体输入给压力区域 150。借助于压力腔154和158形式的力产生装置152和156通过被加载压力的待输送的流体产生力，该力将齿轮100、102压到配设给该齿轮的支承面136、142上。由此，齿轮100、102的径向向外指向的齿顶面162分别形成与相配的支承面136、142的密封接触。以该方式能够实现，齿轮100、102在径向方向上仅仅在支承面上和在啮合区域134中受支承并且同时实现良好的密封作用以将抽吸区域148与压力区域150分开。按本发明在高压通道82和/或低压通道76的延长线中在壳体环72中分别构成一个穿孔170、174。通过同样构造在壳体环72中的通道172、176将穿孔170和174与齿轮装置74的齿腔液压连接。由此不仅在齿轮装置74的抽吸区域148中而且在压力区域150中增大流动横截面，这正面地影响齿轮泵的运行特性和效率。
在通道172和176之间保留有一个隔板178 (参见图5)，使得在齿顶圆上被支承 的齿轮100、102的包角保持大小不变。
权利要求
1.外啮合齿轮泵(14)，其具有两个可旋转的、相互啮合的齿轮(100，102)，其中，这些齿轮(100，102)设置在一个壳体环(72)中，其特征在于，在所述壳体环(72)中构成一个在低压通道(76)和抽吸区域(148)之间的液压连接。
2.外啮合齿轮泵(14)，其具有两个可旋转的、相互啮合的齿轮(100，102)，其中，这些齿轮(100，102)设置在一个壳体环(72)中，其特征在于，在所述壳体环(72)中构成一个在高压通道(76)和压力区域(150)之间的液压连接。
3.根据权利要求I或2的外啮合齿轮泵(14)，其特征在于，在所述壳体环(72)中存在第一穿孔(170)，所述第一穿孔(170)设置在所述低压通道(76)的延长线上，并且所述第一穿孔(170)通过至少一个第一通道(172)与所述抽吸区域(148)连接。
4.根据权利要求2或3的外啮合齿轮泵(14)，其特征在于，在所述壳体环(72)中存在第二穿孔(174)，所述第二穿孔(174)设置在压力通道(150)的延长线上，并且所述第二穿孔(174)通过至少一个第二通道(176)与所述压力区域(150)连接。
5.根据权利要求2或3的外啮合齿轮泵(14)，其特征在于，在所述壳体环(72)中在两个第一通道(172)和/或两个第二通道(176)之间存在一个隔板(178)。
6.根据以上权利要求之一的外啮合齿轮泵(14)，其特征在于，所述壳体环(72)设置在第一壳体件(66)和第二壳体件(68)之间，并且所述壳体环(72)相对于所述第一壳体件(66)和/或所述第二壳体件(68)通过焊接连接(168)固定。
7.根据以上权利要求之一的外啮合齿轮泵(14)，其特征在于，所述壳体环(72)、所述第一壳体件(66)和/或所述第二壳体件(68)通过烧结、尤其是由可焊接的烧结材料制成。
8.具有根据以上权利要求之一的外啮合齿轮泵(14)的燃料喷射系统(10)。
全文摘要
外啮合齿轮泵(14)具有两个可旋转的、相互啮合的齿轮(100，102)。本发明建议，至少一个齿轮(100)相对于其旋转轴线(132)在径向上通过径向向外指向的齿顶(162)与径向外部的支承面(136)的接触被支承。通过不仅在抽吸侧而且在压力侧借助穿孔(170，174)和通道(172，176)对待输送的液体的优化导向，改善了按本发明的外啮合齿轮泵(14)的运行特性和效率。
文档编号F04C15/06GK102648350SQ201080055661
公开日2012年8月22日 申请日期2010年10月11日 优先权日2009年12月8日
发明者H·西格尔, J·阿诺德, S·芙洛 申请人:罗伯特·博世有限公司