專利名稱：用于齒輪泵的塑料齒輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于齒輪泵的塑料齒輪，齒輪輪體包括外齒或內(nèi)齒，該外齒或內(nèi)齒至少具有一個(gè)可從至少一個(gè)齒端面看到的齒腔。
這種齒輪泵齒輪被披露在DE GM29810548.9中。
這種齒輪由塑料注射成型，所述齒輪的中空齒設(shè)計(jì)有利于制造具有均勻壁的齒，其中輪的重量被大大降低。通過使用特殊塑料材料用于生產(chǎn)齒輪可以使工作壽命延長。
但是，當(dāng)齒為中空時(shí)，使用具有這種齒輪的齒輪泵來供給和加壓汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油會(huì)導(dǎo)致不能容忍的飛濺損失。
因此，本發(fā)明的根本目的是通過如下方式，即避免供給介質(zhì)飛濺的方式進(jìn)一步發(fā)展這種類型的齒輪。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，即腔在其前端被封閉或用一種耐溫耐介質(zhì)的、具有特定低重量的輕質(zhì)材料填充。
因此所述齒腔可以形成一個(gè)在輪軸方向上完全貫穿所述齒的孔，或者通過使所述齒形成一種盆形(沿縱向剖面看去)而形成所述齒腔。
在兩種情況中，為每個(gè)前端齒孔提供一個(gè)蓋是有利的，例如通過最好是在一個(gè)安裝到齒輪前端的蓋板上形成的關(guān)閉元件。這種蓋板可以在輪體注射成型后被安裝到所述齒輪上。所述蓋板最好以這樣一種深度設(shè)置在相應(yīng)的輪體前端，以便使其端部與齒的前端齊平和共面。
這種蓋板可以由薄壁狀的塑料或金屬、尤其是鋁制成，并能被粘結(jié)到所述輪體上或粘結(jié)進(jìn)所述輪體中。
對(duì)于具有在兩個(gè)齒前端開口的齒腔的齒輪而言，將要安裝在齒輪兩側(cè)的所述蓋板有利地通過一種剛性的、相互連接的方式進(jìn)行連接，該方式使用了使用突出到齒腔的連接元件。
在具有齒腔的本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，其中所述齒腔由安裝到一個(gè)或兩個(gè)齒輪前端的蓋板所封閉，生產(chǎn)輪體所需的塑料用量可以被降低，而且當(dāng)輪體包括一個(gè)轂和一個(gè)以一定徑向間隔圍繞所述轂的齒圈時(shí)，可以得到這樣一個(gè)齒輪，即該齒輪包含具有相同幾何形狀壁部的外齒，其中齒圈和轂通過徑向脊彼此相連。因此所述齒圈和轂在齒中限定了大容積的腔，該腔可以根據(jù)輪體的設(shè)計(jì)在前端被一個(gè)或兩個(gè)蓋板所關(guān)閉。
泡沫塑料，例如硅泡沫優(yōu)選地被用于用一定耐溫度耐介質(zhì)的填充材料來填充齒腔。相同或不同的塑料材料都能被用于輪體和填充材料。在第一種情況中，例如可以使用聚醚醚酮(PEEK)，在第二種情況中，聚醚醚酮(PEEK)用于輪體，聚酯(PES)用作填充材料。另外，與陶瓷粉末相結(jié)合的塑料可以被用作填充材料。
用填充材料填充腔最好在輪體注射成型后在注模工具中直接進(jìn)行(2K方法)。
附圖表示了本發(fā)明的實(shí)施例。


圖1表示一個(gè)齒輪泵的內(nèi)齒輪輪體的第一實(shí)施例的前視圖，其中齒腔僅能從一個(gè)端面看到；圖2表示沿圖1中II-II線的一個(gè)軸向剖面圖；圖3表示用于封閉輪體腔的一個(gè)蓋板的前視圖；圖4類似于圖2，其中一個(gè)蓋板設(shè)置在輪體上；
圖5表示穿過一個(gè)輪體的軸向截面圖，與圖1的輪體周邊形狀相對(duì)應(yīng)，其齒腔開在兩個(gè)端面；圖6類似于圖5，其中輪體在其前端被蓋板封閉；圖7表示圖6輪體的一個(gè)前視圖；圖8表示一個(gè)蓋板的結(jié)構(gòu)變型的前視圖；圖9表示穿過圖8蓋板并沿其軸向線IV-IV看去的一個(gè)軸向截面圖；圖10表示穿過圖5輪體的一個(gè)軸向剖面圖，其兩端被圖8所示的蓋板封閉；圖11表示穿過類似圖2所示輪體的一個(gè)輪體的軸向剖面圖，其腔填充有一種泡沫填充材料。
圖中所示的本發(fā)明齒輪泵內(nèi)齒的不同實(shí)施例的輪體20由塑料，例如PEEK注射成型，并具有例如相同的外形，包括一個(gè)轂22和一個(gè)齒圈24，例如其具有5個(gè)以一定徑向間隔圍繞轂22的齒26。
部件22、24都通過徑向脊28相互連接，該脊使轂外周邊和齒根區(qū)域的齒圈壁部分30連接起來。
因此一個(gè)腔32在相鄰的徑向脊28之間延伸到各個(gè)齒26中。所示結(jié)構(gòu)容許形成一個(gè)用于輪體20的具有相應(yīng)低重量的薄壁狀轂和齒圈24，因此其能用輕質(zhì)材料制成。
盡管齒圈24的壁薄，但為了使齒26的側(cè)面區(qū)域具有足夠的強(qiáng)度，至少一個(gè)連接件38跨過相鄰的側(cè)間隙，設(shè)置齒26內(nèi)部在齒側(cè)34、36和齒圈壁部30之間的橫向區(qū)域中，與轂22相切，并且最好設(shè)置在齒的縱向中間部分(圖2)。40代表用于保證內(nèi)齒輪隨一泵軸旋轉(zhuǎn)的內(nèi)轂齒，所述齒輪固定在該泵軸上。
沿縱向剖面看圖2表示輪體20的腔32在一前端被封閉，這樣齒26被制成盆形，其盆底被標(biāo)以標(biāo)號(hào)42。如圖2所示，輪體20在其開口端面處包括一個(gè)環(huán)形內(nèi)肩44，其偏離齒圈24的外端面一定的距離，該距離與蓋板46的厚度相對(duì)應(yīng)。蓋板46防止飛濺損失并以如下方式與輪體20的外周形狀相匹配，即它能被準(zhǔn)確地插入由內(nèi)肩44形成的端面腔48中。蓋板46具有一個(gè)相應(yīng)的中間槽50用于放置內(nèi)轂齒40，并最好通過粘結(jié)固定在輪體20中(圖4)。
圖5所示的一種輪體52的變型與輪體20的不同在于其腔54軸向貫穿輪體。為了避免飛濺損失，這些腔54由插在輪體52兩端面的蓋板46封閉，該蓋板與圖4所示蓋板的設(shè)置相同。
圖8至10表示固定蓋板的另一種可能方式，其整體標(biāo)以標(biāo)號(hào)56。它們的結(jié)構(gòu)適于相互的機(jī)械連接，其中不再必須粘結(jié)進(jìn)輪體中。鑒于此，一個(gè)端面設(shè)有從其突出的連接元件，每個(gè)連接元件均設(shè)置在鄰近齒26前端的環(huán)形突起60上。每個(gè)蓋板56最好形成為一種單件式塑模部件，其中它們的連接元件58突出到腔54中并能相互形成鎖定結(jié)合。鑒于此，連接元件58可以制成不同的形式。例如，可以將連接元件58設(shè)置成能彼此鎖緊。在該實(shí)施例中，可以用一種銷連接實(shí)現(xiàn)，其中連接元件具有一個(gè)中央槽62。一個(gè)蓋板56可以設(shè)有插入這些槽62中的銷64，當(dāng)將蓋板56設(shè)置在輪體52上時(shí)，這些銷與對(duì)面蓋板56中的相應(yīng)槽62形成摩擦配合。也可以給蓋板56的連接元件58提供圓柱形的銷，這些銷隨后與另一蓋板56中的相應(yīng)槽62配合。
圖11中所示的一種齒輪的變型輪體最好與圖1和2中的輪體10相對(duì)應(yīng)。與前述實(shí)施例相比的結(jié)構(gòu)差別在于輪體20的腔32，其在一側(cè)封閉，不是由一個(gè)端面蓋板46封閉，而是用一種泡沫填充材料66填充，所述材料具有耐溫和耐介質(zhì)特性。例如，這種塑料材料可以與注射成型輪體20所使用的材料相同。其總體重量由于泡沫塑料而大大降低，因此齒輪的重量大致相當(dāng)于其腔32被蓋板46封閉的齒輪。
填充材料還可以與輪體20所用的材料不同。尤其是，一種陶瓷粉末或類似物能與將被發(fā)泡的塑料混合。
輪體20也能以一種與前述不同的方式設(shè)計(jì)，例如能類似于一種齒輪，該齒輪具有DE GM29810548.9中圖1和圖2所披露的外齒。
權(quán)利要求
1.用于一種齒輪泵的塑料齒輪，齒輪輪體(20)具有外齒或內(nèi)齒結(jié)構(gòu)，其輪齒(26)至少具有一個(gè)可從至少一個(gè)齒端面看到的齒腔(32；54)，其特征在于腔(52；54)在其前端被封閉或被一種泡沫狀的、耐溫耐介質(zhì)并具有特定低重量的輕質(zhì)材料填充。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪，其特征在于沿縱向剖面看去，所述齒(26)是盆形的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒輪，其特征在于每個(gè)開口的齒端面由一個(gè)封閉元件(46′)封閉。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的齒輪，其特征在于所述齒(26)的封閉元件(46′)形成在一個(gè)蓋板(46)上，所述蓋板安裝在輪體(20)的端面處。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的齒輪，其特征在于所述蓋板(46)凹入具有齒開口的的輪體(20)的端面，并與齒(26)的端面齊平。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的齒輪，其特征在于所述腔(54)在兩個(gè)齒端面開口，而且每個(gè)都由一個(gè)封閉元件(46′)封閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的齒輪，其特征在于每個(gè)封閉元件(46′)形成在一個(gè)蓋板(46)上，所述蓋板可以被安裝到輪體(20)的前端。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的齒輪，其特征在于每個(gè)蓋板(46)凹入齒輪端面并與齒(26)的端面齊平。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求4至8中任一權(quán)利要求所述的齒輪，其特征在于蓋板或多個(gè)蓋板(46；56)由塑料制成。
10.根據(jù)前述權(quán)利要求4至8中任一權(quán)利要求所述的齒輪，其特征在于蓋板(46)或多個(gè)蓋板(56)由金屬制成。
11.根據(jù)前述權(quán)利要求4至10中任一權(quán)利要求所述的齒輪，其特征在于至少一個(gè)蓋板(46)被粘結(jié)到輪體(20)或粘結(jié)進(jìn)輪體(20)中。
12.根據(jù)前述權(quán)利要求6至10中任一權(quán)利要求所述的齒輪，其特征在于蓋板(46)通過突出到腔(54)中的連接元件(58)彼此剛性連接。
13.根據(jù)前述任一權(quán)利要求所述的齒輪，其特征在于具有外齒的一個(gè)齒輪的輪體(20；52)輪體包括一個(gè)轂(22)和一個(gè)以一定徑向間隔圍繞所述轂的齒圈(24)，其中齒圈(24)和轂(22)通過徑向脊(28)彼此相連。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的齒輪，其特征在于徑向脊(28)使外圓周和齒根區(qū)域中的齒圈(24)的壁部(30)連接在一起。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的齒輪，其特征在于每個(gè)腔(32；54)具有至少一個(gè)支承脊(38)，與轂(22)相切地設(shè)置，其跨接齒圈(24)的壁部(34，36)之間的距離，所述壁部形成齒(25)的側(cè)面。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的齒輪，其特征在于支承脊(38)設(shè)置在腔(32；54)的縱向中間區(qū)域，并位于齒側(cè)和齒根中間的齒圈(24)的壁部(34，36)的橫向區(qū)域。
17.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的齒輪，其特征在于填充材料(66)是泡沫塑料。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的齒輪，其特征在于輪體(20)和填充材料(66)由相同的塑料材料制成。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的齒輪，其特征在于輪體(20)和填充材料(66)聚醚醚酮(PEEK)制成。
20.根據(jù)權(quán)利要求17所述的齒輪，其特征在于輪體(20)由聚醚醚酮(PEEK)制成，而填充材料(66)是聚酯(PES)。
21.根據(jù)權(quán)利要求17所述的齒輪，其特征在于填充材料(66)是具有陶瓷粉末的塑料材料。
22.制造前述權(quán)利要求17至21中任一權(quán)利要求所述齒輪的方法，其特征在于在注模工具中，在輪體(20；52)注射成型后直接用填充材料(66)填充腔(32；54)。
全文摘要
一種用于齒輪泵的塑料齒輪包括一個(gè)輪體(20),所述輪體具有外或內(nèi)齒。為了使該齒輪的重量盡可能低,其輪齒(26)至少具有一個(gè)可從至少一個(gè)齒端面看到的齒腔(32)。使用具有這種齒輪的齒輪泵來供給和加壓汽車中的發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油能避免由腔(32)造成的飛濺損失,這是通過封閉腔或用一種耐溫耐介質(zhì)的泡沫材料填充它們而實(shí)現(xiàn)的。
文檔編號(hào)F04C2/08GK1372080SQ0111233
公開日2002年10月2日 申請(qǐng)日期2001年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月26日
發(fā)明者亞歷山大·毛特, 維利·施奈德 申請(qǐng)人:喬馬-流體機(jī)械有限公司