专利名称：用于齿轮泵的塑料齿轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于齿轮泵的塑料齿轮，齿轮轮体包括外齿或内齿，该外齿或内齿至少具有一个可从至少一个齿端面看到的齿腔。
这种齿轮泵齿轮被披露在DE GM29810548.9中。
这种齿轮由塑料注射成型，所述齿轮的中空齿设计有利于制造具有均匀壁的齿，其中轮的重量被大大降低。通过使用特殊塑料材料用于生产齿轮可以使工作寿命延长。
但是，当齿为中空时，使用具有这种齿轮的齿轮泵来供给和加压汽车中的发动机机油会导致不能容忍的飞溅损失。
因此，本发明的根本目的是通过如下方式，即避免供给介质飞溅的方式进一步发展这种类型的齿轮。
本发明的目的是这样实现的，即腔在其前端被封闭或用一种耐温耐介质的、具有特定低重量的轻质材料填充。
因此所述齿腔可以形成一个在轮轴方向上完全贯穿所述齿的孔，或者通过使所述齿形成一种盆形(沿纵向剖面看去)而形成所述齿腔。
在两种情况中，为每个前端齿孔提供一个盖是有利的，例如通过最好是在一个安装到齿轮前端的盖板上形成的关闭元件。这种盖板可以在轮体注射成型后被安装到所述齿轮上。所述盖板最好以这样一种深度设置在相应的轮体前端，以便使其端部与齿的前端齐平和共面。
这种盖板可以由薄壁状的塑料或金属、尤其是铝制成，并能被粘结到所述轮体上或粘结进所述轮体中。
对于具有在两个齿前端开口的齿腔的齿轮而言，将要安装在齿轮两侧的所述盖板有利地通过一种刚性的、相互连接的方式进行连接，该方式使用了使用突出到齿腔的连接元件。
在具有齿腔的本发明的另一个实施例中，其中所述齿腔由安装到一个或两个齿轮前端的盖板所封闭，生产轮体所需的塑料用量可以被降低，而且当轮体包括一个毂和一个以一定径向间隔围绕所述毂的齿圈时，可以得到这样一个齿轮，即该齿轮包含具有相同几何形状壁部的外齿，其中齿圈和毂通过径向脊彼此相连。因此所述齿圈和毂在齿中限定了大容积的腔，该腔可以根据轮体的设计在前端被一个或两个盖板所关闭。
泡沫塑料，例如硅泡沫优选地被用于用一定耐温度耐介质的填充材料来填充齿腔。相同或不同的塑料材料都能被用于轮体和填充材料。在第一种情况中，例如可以使用聚醚醚酮(PEEK)，在第二种情况中，聚醚醚酮(PEEK)用于轮体，聚酯(PES)用作填充材料。另外，与陶瓷粉末相结合的塑料可以被用作填充材料。
用填充材料填充腔最好在轮体注射成型后在注模工具中直接进行(2K方法)。
附图表示了本发明的实施例。
图1表示一个齿轮泵的内齿轮轮体的第一实施例的前视图，其中齿腔仅能从一个端面看到；图2表示沿图1中II-II线的一个轴向剖面图；图3表示用于封闭轮体腔的一个盖板的前视图；图4类似于图2，其中一个盖板设置在轮体上；
图5表示穿过一个轮体的轴向截面图，与图1的轮体周边形状相对应，其齿腔开在两个端面；图6类似于图5，其中轮体在其前端被盖板封闭；图7表示图6轮体的一个前视图；图8表示一个盖板的结构变型的前视图；图9表示穿过图8盖板并沿其轴向线IV-IV看去的一个轴向截面图；图10表示穿过图5轮体的一个轴向剖面图，其两端被图8所示的盖板封闭；图11表示穿过类似图2所示轮体的一个轮体的轴向剖面图，其腔填充有一种泡沫填充材料。
图中所示的本发明齿轮泵内齿的不同实施例的轮体20由塑料，例如PEEK注射成型，并具有例如相同的外形，包括一个毂22和一个齿圈24，例如其具有5个以一定径向间隔围绕毂22的齿26。
部件22、24都通过径向脊28相互连接，该脊使毂外周边和齿根区域的齿圈壁部分30连接起来。
因此一个腔32在相邻的径向脊28之间延伸到各个齿26中。所示结构容许形成一个用于轮体20的具有相应低重量的薄壁状毂和齿圈24，因此其能用轻质材料制成。
尽管齿圈24的壁薄，但为了使齿26的侧面区域具有足够的强度，至少一个连接件38跨过相邻的侧间隙，设置齿26内部在齿侧34、36和齿圈壁部30之间的横向区域中，与毂22相切，并且最好设置在齿的纵向中间部分(图2)。40代表用于保证内齿轮随一泵轴旋转的内毂齿，所述齿轮固定在该泵轴上。
沿纵向剖面看图2表示轮体20的腔32在一前端被封闭，这样齿26被制成盆形，其盆底被标以标号42。如图2所示，轮体20在其开口端面处包括一个环形内肩44，其偏离齿圈24的外端面一定的距离，该距离与盖板46的厚度相对应。盖板46防止飞溅损失并以如下方式与轮体20的外周形状相匹配，即它能被准确地插入由内肩44形成的端面腔48中。盖板46具有一个相应的中间槽50用于放置内毂齿40，并最好通过粘结固定在轮体20中(图4)。
图5所示的一种轮体52的变型与轮体20的不同在于其腔54轴向贯穿轮体。为了避免飞溅损失，这些腔54由插在轮体52两端面的盖板46封闭，该盖板与图4所示盖板的设置相同。
图8至10表示固定盖板的另一种可能方式，其整体标以标号56。它们的结构适于相互的机械连接，其中不再必须粘结进轮体中。鉴于此，一个端面设有从其突出的连接元件，每个连接元件均设置在邻近齿26前端的环形突起60上。每个盖板56最好形成为一种单件式塑模部件，其中它们的连接元件58突出到腔54中并能相互形成锁定结合。鉴于此，连接元件58可以制成不同的形式。例如，可以将连接元件58设置成能彼此锁紧。在该实施例中，可以用一种销连接实现，其中连接元件具有一个中央槽62。一个盖板56可以设有插入这些槽62中的销64，当将盖板56设置在轮体52上时，这些销与对面盖板56中的相应槽62形成摩擦配合。也可以给盖板56的连接元件58提供圆柱形的销，这些销随后与另一盖板56中的相应槽62配合。
图11中所示的一种齿轮的变型轮体最好与图1和2中的轮体10相对应。与前述实施例相比的结构差别在于轮体20的腔32，其在一侧封闭，不是由一个端面盖板46封闭，而是用一种泡沫填充材料66填充，所述材料具有耐温和耐介质特性。例如，这种塑料材料可以与注射成型轮体20所使用的材料相同。其总体重量由于泡沫塑料而大大降低，因此齿轮的重量大致相当于其腔32被盖板46封闭的齿轮。
填充材料还可以与轮体20所用的材料不同。尤其是，一种陶瓷粉末或类似物能与将被发泡的塑料混合。
轮体20也能以一种与前述不同的方式设计，例如能类似于一种齿轮，该齿轮具有DE GM29810548.9中图1和图2所披露的外齿。
权利要求
1.用于一种齿轮泵的塑料齿轮，齿轮轮体(20)具有外齿或内齿结构，其轮齿(26)至少具有一个可从至少一个齿端面看到的齿腔(32；54)，其特征在于腔(52；54)在其前端被封闭或被一种泡沫状的、耐温耐介质并具有特定低重量的轻质材料填充。
2.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于沿纵向剖面看去，所述齿(26)是盆形的。
3.根据权利要求1或2所述的齿轮，其特征在于每个开口的齿端面由一个封闭元件(46′)封闭。
4.根据权利要求3所述的齿轮，其特征在于所述齿(26)的封闭元件(46′)形成在一个盖板(46)上，所述盖板安装在轮体(20)的端面处。
5.根据权利要求4所述的齿轮，其特征在于所述盖板(46)凹入具有齿开口的的轮体(20)的端面，并与齿(26)的端面齐平。
6.根据权利要求1所述的齿轮，其特征在于所述腔(54)在两个齿端面开口，而且每个都由一个封闭元件(46′)封闭。
7.根据权利要求6所述的齿轮，其特征在于每个封闭元件(46′)形成在一个盖板(46)上，所述盖板可以被安装到轮体(20)的前端。
8.根据权利要求7所述的齿轮，其特征在于每个盖板(46)凹入齿轮端面并与齿(26)的端面齐平。
9.根据前述权利要求4至8中任一权利要求所述的齿轮，其特征在于盖板或多个盖板(46；56)由塑料制成。
10.根据前述权利要求4至8中任一权利要求所述的齿轮，其特征在于盖板(46)或多个盖板(56)由金属制成。
11.根据前述权利要求4至10中任一权利要求所述的齿轮，其特征在于至少一个盖板(46)被粘结到轮体(20)或粘结进轮体(20)中。
12.根据前述权利要求6至10中任一权利要求所述的齿轮，其特征在于盖板(46)通过突出到腔(54)中的连接元件(58)彼此刚性连接。
13.根据前述任一权利要求所述的齿轮，其特征在于具有外齿的一个齿轮的轮体(20；52)轮体包括一个毂(22)和一个以一定径向间隔围绕所述毂的齿圈(24)，其中齿圈(24)和毂(22)通过径向脊(28)彼此相连。
14.根据权利要求13所述的齿轮，其特征在于径向脊(28)使外圆周和齿根区域中的齿圈(24)的壁部(30)连接在一起。
15.根据权利要求13或14所述的齿轮，其特征在于每个腔(32；54)具有至少一个支承脊(38)，与毂(22)相切地设置，其跨接齿圈(24)的壁部(34，36)之间的距离，所述壁部形成齿(25)的侧面。
16.根据权利要求15所述的齿轮，其特征在于支承脊(38)设置在腔(32；54)的纵向中间区域，并位于齿侧和齿根中间的齿圈(24)的壁部(34，36)的横向区域。
17.根据权利要求1或2所述的齿轮，其特征在于填充材料(66)是泡沫塑料。
18.根据权利要求17所述的齿轮，其特征在于轮体(20)和填充材料(66)由相同的塑料材料制成。
19.根据权利要求18所述的齿轮，其特征在于轮体(20)和填充材料(66)聚醚醚酮(PEEK)制成。
20.根据权利要求17所述的齿轮，其特征在于轮体(20)由聚醚醚酮(PEEK)制成，而填充材料(66)是聚酯(PES)。
21.根据权利要求17所述的齿轮，其特征在于填充材料(66)是具有陶瓷粉末的塑料材料。
22.制造前述权利要求17至21中任一权利要求所述齿轮的方法，其特征在于在注模工具中，在轮体(20；52)注射成型后直接用填充材料(66)填充腔(32；54)。
全文摘要
一种用于齿轮泵的塑料齿轮包括一个轮体(20),所述轮体具有外或内齿。为了使该齿轮的重量尽可能低,其轮齿(26)至少具有一个可从至少一个齿端面看到的齿腔(32)。使用具有这种齿轮的齿轮泵来供给和加压汽车中的发动机机油能避免由腔(32)造成的飞溅损失,这是通过封闭腔或用一种耐温耐介质的泡沫材料填充它们而实现的。
文档编号F04C2/08GK1372080SQ0111233
公开日2002年10月2日 申请日期2001年2月26日 优先权日2001年2月26日
发明者亚历山大·毛特, 维利·施奈德 申请人:乔马-流体机械有限公司