DE102009028646A1

DE102009028646A1 - Förderaggregat

Info

Publication number: DE102009028646A1
Application number: DE102009028646A
Authority: DE
Inventors: Jan Pawlowski; Roland Seidel
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2009-08-19
Filing date: 2009-08-19
Publication date: 2011-02-24
Also published as: WO2011020663A1; EP2467605A1

Abstract

Es sind schon Förderaggregate bekannt, mit einer aus einem Aluminiumwerkstoff bestehenden Pumpenkammer und einem in der Pumpenkammer angeordneten Rotor, wobei die Pumpenkammer mit einer anodischen Oxidationsbeschichtung versehen ist, um einen Verschleiß- und Korrosionsschutz insbesondere gegenüber Kraftstoffen zu erreichen. Bei dem erfindungsgemäßen Förderaggregat wird der Verschleiß- und Korrosionsschutz in der Pumpenkammer verbessert. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Beschichtung (30) Nickel enthält.

Description

Stand der Technik
Die Erfindung geht aus von einem Förderaggregat nach der Gattung des Hauptanspruchs.
Es ist schon ein Förderaggregat bekannt, mit einer aus einem Aluminiumwerkstoff bestehenden Pumpenkammer und einem in der Pumpenkammer angeordneten Rotor, wobei die Pumpenkammer mit einer anodischen Oxidationsbeschichtung versehen ist, um einen Verschleiß- und Korrosionsschutz insbesondere gegenüber Kraftstoffen zu erreichen. Durch Reibung zwischen dem Rotor und der Pumpenkammer entsteht Verschleiß, der an beiden Bauteilen möglichst gering gehalten werden soll.
Vorteile der Erfindung
Das erfindungsgemäße Förderaggregat mit den kennzeichnenden Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, dass der Verschleiß- und Korrosionsschutz verbessert wird, indem anstatt der anodischen Oxidationsbeschichtung eine Nickelbeschichtung eingesetzt wird. Die Nickelbeschichtung ist porenfrei und damit undurchlässig gegenüber Kraftstoffen.
Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des im Hauptanspruch angegebenen Förderaggregates möglich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführung hat die Beschichtung einen Nickelanteil von 80 bis 100 Gewichtsprozent.
Besonders vorteilhaft ist, wenn die Nickelbeschichtung zusätzlich Phosphor enthält, da auf diese Weise die Härte der Beschichtung optimal einstellbar ist.
Es hat sich herausgestellt, dass eine Beschichtung mit einem Phosphoranteil von 3 bis 15 Gewichtsprozent besonders gute Eigenschaften hat.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung hat die Beschichtung beispielsweise eine Schichtdicke von 5 bis 30 Mikrometern.
Sehr vorteilhaft ist es, wenn in der Beschichtung anstatt Phosphor zumindest ein verschleissbeeinflussender Stoff enthalten ist, da dies eine alternative Möglichkeit zur Einstellung eines optimalen tribologischen Systems darstellt.
In einem Ausführungsbeispiel hat sich als verschleissbeeinflussender Stoff Polytetrafluorethylen (PTFE), Siliciumcarbid (SiC), Borcarbid oder Diamant als vorteilhaft erwiesen.
Desweiteren vorteilhaft ist, wenn die Pumpenkammer durch einen Deckel und ein Zwischengehäuse gebildet ist, wobei an dem der Pumpenkammer abgewandten Seite des Zwischengehäuses ein Polgehäuse angeordnet ist, das einen Elektromotor enthält, der zum Antrieb des Rotors vorgesehen ist.
Die Verwendung einer Nickelbeschichtung an den Wandungen der Pumpenkammer einer Seitenkanalpumpe ist besonders vorteilhaft, da auf diese Weise die gleichbleibende Funktion der Pumpe über ihre Lebensdauer sichergestellt ist. Seitenkanalpumpen erfordern enge Spaltmaße im Mikrometerbereich zwischen dem Laufrad und der Pumpenkammer, die zu Verschleiß und damit zu einem Wirkungsgrad- und Leistungsverlust führen können.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung vereinfacht dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.
Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Die Zeichnung zeigt im Schnitt ein vereinfacht dargestelltes Förderaggregat, bei dem die Erfindung Anwendung finden könnte.
Das Förderaggregat dient dazu, Flüssigkeit, beispielsweise Kraftstoff, aus einem Vorratsbehälter zu einem Verbraucher zu fördern, beispielsweise einer Brennkraftmaschine.
Das Förderaggregat hat ein Pumpengehäuse 1 mit zumindest einem Eingangskanal 2 und einem Ausgangskanal 3. Der Eingangskanal 2 des Förderaggregats ist beispielsweise über eine Saugleitung 4 mit einem Vorratsbehälter 5 verbunden, in dem beispielsweise Kraftstoff gespeichert ist. Der Ausgangskanal 3 ist über eine Druckleitung 8 beispielsweise mit einer Brennkraftmaschine 9 verbunden.
Das Pumpengehäuse 1 weist eine Pumpenkammer 10 auf, in der ein Rotor 11 rotierend um eine Pumpenachse 12 umlaufen kann. Die Pumpenkammer 10 wird begrenzt durch zwei sich in Richtung der Pumpenachse 12 gegenüberliegende Stirnwände 15, 16 und in radialer Richtung bezüglich der Pumpenachse 12 von einer Umfangswand 17.
Der Rotor 11 dient der Flüssigkeitsförderung und baut einen vorbestimmten Druck stromab der Pumpenkammer 10 auf. Der Rotor 11 ist als Turbinenlaufrad ausgebildet und wird über eine Antriebswelle 18 von einem Aktor 19, beispielsweise einem Elektromotor, angetrieben. Der Rotor 11 ist auf der Antriebswelle 18 beispielsweise derart gelagert, daß er zwischen den Stirnwänden 15, 16 axial beweglich ist. Der Rotor 11 weist Förderschaufeln 22 auf, die mit zumindest einem Förderkanal 23 der Pumpenkammer 10 auf bekannte Art und Weise zusammenwirken, so dass sich eine Förderung mit Druckaufbau einstellt. Gemäß der Ausführung hat der Rotor 11 an beiden Stirnseiten einen Kranz von Förderschaufeln 22, die nach radial außen hin geschlossen ausgebildet sind. Die Förderschaufeln 22 können aber auch nur einseitig vorgesehen und/oder nach radial außen hin offen ausgeführt sein. Jedem Kranz von Förderschaufeln 22 ist ein Förderkanal 23 in der Pumpenkammer 10 zugeordnet. Gemäß der Ausführung ist an beiden Stirnwänden 15, 16 jeweils ein Förderkanal 23 vorgesehen, der jeweils im etwa gleichen radialen Abstand von der Pumpenachse 12 angeordnet ist wie der zugehörige Kranz von Förderschaufeln 22.
Die Stirnwand 15 ist beispielsweise an einem Deckel 24 und sowohl die Stirnwand 16 als auch die Umfangswand 17 sind beispielsweise an einem Zwischengehäuse 25 ausgebildet, wobei die beiden Teile 24, 25 die Pumpenkammer 10 einschließen. Der Deckel 24 weist den Eingangskanal 2 auf, der in den Förderkanal 23 mündet. Das Zwischengehäuse 25 weist ebenfalls einen Förderkanal 23 auf, der über einen Pumpenkammerausgang 26 mit dem Ausgangskanal 3 strömungsverbunden ist. An der der Pumpenkammer 10 abgewandten Seite des Zwischengehäuses 25 ist ein zylinderförmiges Polgehäuse 27 angeordnet, das den Aktor 19einschließt. Die die Pumpenkammer 10 bildenden Teile sind aus Aluminium oder einem anderen Metall hergestellt.
Die Pumpenkammer 10 ist vollständig oder abschnittsweise mit einer Beschichtung 30 versehen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Beschichtung Nickel enthält und durch galvanisches oder chemisches Vernickeln hergestellt ist. Durch die Vernickelung wird eine größere Härte und Verschleißfestigkeit sowie eine größere Korrosionsbeständigkeit gegenüber dem bisher verwendeten Eloxal erreicht. Außerdem wird mit der Vernickelung eine Porenfreiheit erzielt.
Die erfindungsgemäße Beschichtung 30 hat einen Nickelanteil von 80 bis 100 Gewichtsprozent. Die erfindungsgemäße Nickelbeschichtung 30 ist porenfrei und damit undurchlässig gegenüber Kraftstoffen. Die Rauheit der Nickelbeschichtung 30 ist im Gegensatz zur anodischen Oxidationsbeschichtung im wesentlichen unabhängig von der Ausgangsrauheit der zu beschichtenden Bauteile 24, 25. Dadurch lassen sich mit geringen Schichtdicken sehr geringe Oberflächenrauheiten erzielen, wodurch ein guter Verschleißschutz erreicht wird. Die Nickelbeschichtung 30 weist außerdem einen konturgetreuen Schichtverlauf auf und zeigt keine sogenannten galvanischen Kantenfehler, bei denen die Schichtdicke an den Kanten verringert ist.
Zur Einstellung der Harte der Beschichtung 30 kann der Beschichtung Phosphor beigemischt sein, wobei der Phosphoranteil beispielsweise 3 bis 15 Gewichtsprozent betragen kann. Die Schichtdicke der Beschichtung 30 beträgt beispielsweise 5 bis 30 Mikrometer. Alternativ zur Beimischung von Phosphor kann in der Beschichtung 30 auch zumindest ein verschleissbeeinflussender Stoff, beispielsweise Polytetrafluorethylen (PTFE), Siliciumcarbid (SiC), Borcarbid oder Diamant, eingelagert sein. Der Anteil des zumindest einen verschleissbeeinflussenden Stoffes beträgt beispielsweise 8 bis 35 Gewichtsprozent. Alternativ lässt sich durch nachträgliches Wärmebehandeln der Bauteile 24, 25 die Härte der Beschichtung 30 weiter steigern und damit die Veschleißbeständigkeit weiter erhöhen.

Claims

Förderaggregat mit einer Pumpenkammer (10) und einem in der Pumpenkammer (10) angeordneten Rotor (11), wobei die Pumpenkammer (10) zumindest abschnittsweise mit einer Beschichtung (30) versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (30) Nickel enthält.
Förderaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (30) einen Nickelanteil von 80 bis 100 Gewichtsprozent aufweist.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (30) zusätzlich Phosphor enthält.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (30) einen Phosphoranteil von 3 bis 15 Gewichtsprozent aufweist.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Beschichtung (30) zumindest ein verschleissbeeinflussender Stoff eingelagert ist.
Förderaggregat nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der verschleissbeeinflussende Stoff Polytetrafluorethylen (PTFE), Siliciumcarbid (SiC), Borcarbid oder Diamant ist.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (30) einen Anteil des zumindest einen verschleissbeeinflussenden Stoffes von 8 bis 35 Gewichtsprozent aufweist.
Förderaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkammer (10) durch einen Deckel (24) und ein Zwischengehäuse (25) gebildet ist, wobei an der der Pumpenkammer (10) abgewandten Seite des Zwischengehäuses (25) ein Polgehäuse (27) angeordnet ist, das einen Elektromotor (19) enthält, der zum Antrieb des Rotors (11) vorgesehen ist.
Seitenkanalpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpenkammer (10) an ihren den Stirnseiten des Rotors (11) zugewandten Stirnflächen (15, 16) ringförmige Förderkanäle (23) und der Rotor (11) im radialen Bereich der Förderkanäle (23) einen Kranz von Schaufeln (22) aufweist.
Verfahren zur Herstellung eines Förderaggregates oder einer Seitenkanalpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (30) mittels einer chemischen oder galvanischen Vernickelung hergestellt ist.