WO2016096754A1

WO2016096754A1 - Ölpumpe und verfahren zu deren herstellung

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Publication number: WO2016096754A1
Application number: PCT/EP2015/079639
Authority: WO
Inventors: Uwe Klippert; Christoph Otto
Original assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Current assignee: Brose Fahrzeugteile SE and Co KG
Priority date: 2014-12-17
Filing date: 2015-12-14
Publication date: 2016-06-23
Anticipated expiration: 2017-06-17
Also published as: CN107002666A; CN107002666B; DE102015002352A1; US10533550B2; US20170284391A1; DE102015002353A1; WO2016096755A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Ölpumpe (1), insbesondere einer elektromotorischen Hilfspumpe für ein Kraftfahrzeug, mit einem mindestens einen Einlass (15) und einen Auslass (16) aufweisenden Gehäuse (2) in Form eines topfartigen Gehäuseteils (2a) mit einem Gehäuseboden (5) und eines Gehäusedeckels (2b) sowie mit einem im topfartigen Gehäuseteil (2a) um eine Achse (A_i, A_a) drehbar einliegenden Pumpenrotor (11), bei dem durch axiale Verschiebung mindestens eines Rotorteils (11a, 11b) des Pumpenrotors (11) dessen Anlage am Gehäusedeckel (2b) hergestellt, dieser am topfartigen Gehäuseteil (2a) befestigt und anschließend das Rotorteil (11a, 11b) bzw. der Pumpenrotor (11) unter Bildung eines Axialspaltes (d) axial zurückgeführt wird. Hinsichtlich der Ölpumpe (1) sind gleiche Werkstoffkomponenten, insbesondere Stahl, für das Gehäuse (2) und für den Pumpenrotor (11) vorgesehen.

Description

Beschreibung

Ölpumpe und Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Ölpumpen, vorzugsweise auf dem Gebiet der elektrischen beziehungsweise elektromotorisch be- oder angetriebenen Ölpumpen und betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Ölpumpe. Sie betrifft weiter eine danach hergestellt oder montierte Ölpumpe. Unter Ölpumpe wird hierbei insbesondere eine Hilfs- oder Zusatzpumpe in einem oder für ein Kraftfahrzeug verstanden.

Eine elektrische Ölpumpe und insbesondere auch eine sogenannte Hilfs- oder Zusatzpumpe dient zum Fördern von Öl als Schmiermittel für insbesondere bewegte Teile oder Komponenten, beispielsweise auch eines verbrennungsmotorisch, hybridtechnisch oder elektrisch angetriebenen Fahrzeugs (Kraftfahrzeugs). Eine derartige Ölpumpe erzeugt üblicherweise aufgrund deren Fördereigenschaften einen Ölkreislauf, beispielsweise mit einem Ölsumpf zur Aufnahme von überschüssigem Öl und/oder Leckageöl. Eine beispielsweise elektrisch oder elektromotorisch angetriebene Hilfs- oder Zusatzpumpe dient häufig zur zumindest zeitweisen Schmierung oder Zusatzschmierung von Getriebeteilen eines Fahrzeuggetriebes, insbesondere eines Automatikgetriebes. Das geförderte Öl dient hierbei häufig auch zur Kühlung von Komponenten oder Zusatzkomponenten des Antriebsstranges eines derartigen Fahrzeugs.

Derartige Ölpumpen sind für relativ große Temperaturbereiche auszulegen beziehungsweise konstruktiv zu gestalten. Der zu beherrschende oder zu berücksichtigende Temperaturbereich liegt typischerweise zwischen beispielsweise -40°C und 130°C. Zur berücksichtigen ist hierbei auch, dass das verwendete Schmiermittel (Öl) eine gewisse oder bestimmte Viskosität aufweist, die temperaturabhängig ist und mit zunehmender Temperatur abnimmt, das heißt bei niedrigeren Temperaturen größer ist also bei höheren Temperaturen.

Insbesondere bei höheren Betriebstemperaturen oder bei betriebsbedingt steigenden Temperaturen nimmt daher auch die Gefahr von Leckagen zu. Grund hierfür ist, dass einerseits die Vermeidung von Leckagen ein entsprechend dichtes Pumpengehäuse bedingt, während andererseits aufgrund der hohen Temperaturschwankungen Gehäusedehnungen, das heißt unterschiedliche Ausdehnungen des Pumpengehäuses und/oder der relevanten Pumpenteile bei zunehmenden Temperaturen und damit sinkender Viskosität des eingesetzten Öls oder Schmiermittels zunehmen zu Leckagen neigen, welche bei niedrigen Temperaturen und somit hoher Viskosität des Öls beziehungsweise Schmiermittels eine vergleichsweise wenig ausgeprägte Neigung zeigen.

Der Pumpenrotor in Form von in der Regel eingesetzten Rotor- oder Zahnradsätzen für Ölpumpen, wozu auch Drehschieber- oder Flügelzellenpumpen als Verdrängerpumpen zählen, werden daher üblicherweise exakt gefertigt. Dabei sind typischerweise keine Ausgleichsmaßnahmen vorhanden oder werden nicht berücksichtigt. Zudem werden häufig Druckausgleichskolben (GPM) oder Werkstoffkombinationen eingesetzt, die sich gegenseitig in deren thermischen Längenausdehnung kompensieren.

Bisherige Rotor- oder Zahnradsätze als Pumpenteile für Ölpumpen werden in der Regel in einem Aluminiumdruckgehäuse gelagert. Hierbei werden die Gussteile des Gehäuses und die Rotorsätze typischerweise mechanisch nachgearbeitet oder bearbeitet. Hierbei müssen alle Einzelteile möglichst genau (exakt) in deren Toleranzen gefertigt werden. Zudem ist zu berücksichtigen, dass über praktisch den gesamten, ausgelegten Temperaturbereich ein Klemmen bewegter, insbesondere rotierender Teile der Ölpumpe verhindert wird, d. h. dass diese nicht durch Anschlagen oder Reiben an anderen Teilen klemmen dürfen. Andererseits sollten die Toleranzen und/oder das konstruktive mechanische Spiel der oder spezieller Pumpenteile aufgrund der unerwünschten Leckageverluste nicht zu groß sein, also möglichst gering gehalten werden.

Werden in einer Werkstoffkombination Aluminium für das Pumpengehäuse und Stahl für das oder die Pumpenräder gewählt, so ist zu berücksichtigen, dass sich diese beiden unterschiedlichen Werkstoffe thermisch ungleichmäßig, insbesondere unterschiedlich dehnen (ausdehnen). Dies führt häufig dazu, dass mit zuneh- mender Temperatur (Öl- oder Schmiermitteltemperatur) die Leckverluste ansteigen.

Für derartige Zwecke häufig eingesetzte Pumpentypen sind beispielsweise Verdrängerpumpen (Außenzahnradpumpen), Sichelzellenpumpen oder Flügelzellenpumpen. Eine relativ kostengünstige und hierbei vergleichsweise pulsationsfreie Pumpenart ist eine Öl- oder Hilfsölpumpe mit einem sogenannten Gerotor (G- Rotor-Pumpe). Eine derartige Ölpumpe weist einen Rotorsatz (Zahnradsatz) mit einem innen verzahnten Außenring (Außenzahnring) und einem außen verzahnten Innenrotor (Innenzahnring) auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein besonders geeignetes Verfahren zur Herstellung bzw. zur Montage einer derartigen Ölpumpe anzugeben, um diese möglichst einfach, insbesondere kostengünstig, zu fertigen und dabei Fertigungstoleranzen auf einfache Art und Weise auszugleichen sowie Leckageverluste möglichst weitgehend zu reduzieren. Des Weiteren soll eine insbesondere danach gefertigte bzw. montierte Ölpumpe angegeben werden, die eine möglichst geringe Passabstimmung von Pumpenteilen erfordert.

Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der elektrischen bzw. elektromotorischen Ölpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 6 erfindungsgemäß gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die nach dem Verfahren herstellte oder gefertigte Fertigung (elektrische) Ölpumpe umfass ein Gehäuse in Form eines einen Gehäuseboden als erstes Seitenteil aufweisenden topfartigen Gehäuseteils und einen Gehäusedeckel als weiteres Seitenteil. Dieses weist geeigneterweise den Ein- und Auslass der Ölpumpe auf. Im topfartigen Gehäuseteil liegt um eine Achse drehbar ein Pumpenrotor ein, der oder mindestens ein Rotorteil hiervon durch axiale Verschiebung zur Anlage am Gehäusedeckel verbracht wird, woraufhin dieser am topfartigen Gehäuseteil befestigt und anschließend das Rotorteil bzw. der Pumpenrotor unter Bildung eines Axialspaltes axial, beispielsweise in dessen Ausgangsposition (Ausgangslage), zurückgeführt wird. Dabei wird ein definierter Axialspalt zwischen den Rotorteilen bzw. dem Pumpenrotor und dem Gehäusedeckel hergestellt, so dass Fertigungstoleranzen zuverlässig ausgeglichen werden.

Bei dem Verfahren zur Herstellung, Montage und/oder zum Zusammenbau der Pumpenteilen einer derartigen Ölpumpe wird vorzugsweise ein topfartiges, insbesondere im Tiefziehverfahren, zweckmäßigerweise aus Stahl oder einem Stahlblech gefertigtes Pumpengehäuse bereitgestellt. Dieses topfartige Pumpengehäuse (Gehäusetopf) lagert und/oder nimmt geeigneterweise einen Zahnradsatz der Pumpe oder auch die entsprechenden Komponenten einer Flügelzellenpumpe auf. Während der Gehäuseboden eine erste Seitenplatte der Pumpe bildet, wird eine zweite Seitenplatte, vorzugsweise als Stahlteil, bereitgestellt. Diese zweite Seitenplatte dient zweckmäßigerweise als Deckel zum Verschließen des einseitig offenen, das heißt auf der der ersten Seitenplatte (Gehäuseboden) axial gegenüberliegenden Öffnungsseite des Gehäusetopfes oder -teils, um diesen dort zu verschließen. Eine Abstimmung hinsichtlich des (axialen) Höhenaufbaus dieser Pumpenteile ist praktisch nicht erforderlich.

Geeigneterweise wird der Gehäusedeckel randseitig einer Gehäuseöffnung des topfartigen Gehäuseteils an- oder eingelegt und zuvor, zeitgleich oder anschließend das Gehäuseteil, insbesondere randseitig, axial gestützt wird. Zweckmäßigerweise wird im Zuge der axialen Verschiebung des Rotorteils bzw. des Pumpenrotors der Gehäuseboden des topfartigen Gehäuseteils derart durch Druck- oder Krafteinwirkung axial bewegt, dass das Rotorteils bzw. der Pumpenrotor axial verschoben wird. Dabei wird vorzugsweise im Zuge der axialen Verschiebung des Rotorteils bzw. des Pumpenrotors der Gehäuseboden des topfartigen Gehäuseteils zumindest im Wesentlichen in Axialrichtung verformt. Die Befestigung des Gehäusedeckels am Gehäuseteil erfolgt bevorzugt stoffschlüssig, woraufhin die Druck- oder Krafteinwirkung unter Bildung des Axialspalts zwischen dem Gehäusedeckel und dem Pumpenrotor besonders zeitsparend aufgehoben werden kann. Zeitlich vor, nach oder zeitgleich mit dem Einlegen des Gehäusedeckels (der zweiten Seitenplatte) im Bereich der Gehäuseöffnung in den Gehäusetopf wird der (tiefgezogene) Gehäusetopf (Stahltopf), insbesondere am der ersten Seitenplatte gegenüberliegenden Öffnungsrad (fest) eingespannt oder gegen eine Anlagestelle (Festlager) abgestützt. Hernach wird dann in einem nächsten oder weiteren Verfahrensschritt von der Unterseite des Gehäusetopfes her, das heißt im Bereich der ersten Seitenplatte, mit einer geeigneten Vorrichtung, beispielsweise einem Stempel oder dergleichen, auf oder gegen den Gehäuseboden, das heißt gegen die erste Seitenplatte des Gehäusetopfes gedrückt. Hierzu wird eine flächen-, punkt-, oder linienförmige Krafteinwirkung auf den Gehäuseboden ausgeübt. Hierdurch wird der Gehäuseboden (erste Seitenplatte), beispielsweise lokal, elastisch verformt. Dies bewirkt ein Anheben, das heißt ein axiales Verschieben des Zahnradsatzes oder zumindest des Innenzahnrades um einen definierten Betrag oder axialen Verschiebeweg. In diesem Zustand wird der Deckel (zweite Seitenplatte) am Umfang, das heißt am Öffnungsumfang oder Öffnungsrand des Gehäusetopfes schlüssig, insbesondere mittels Laserschweißen, befestigt. Anschließend wird die Krafteinwirkung, das heißt der Druck auf den Gehäuseboden (erste Seitenplatte) des Gehäusetopfes vollständig zurückgenommen (relaxiert). Hierdurch nimmt der Gehäuseboden seinen Grundzustand ein und der Zahnradsatz (Pumpenrotor) sinkt axial ab, gelangt also im Wesentlichen zurück in die ursprüngliche Ausgangsposition. Insgesamt wird hierdurch somit vorzugsweise ein definiertes Axialspiel (Axialspalt) in der Pumpeneinheit eingestellt.

Gemäß einer Ausgestaltung kann der Gehäusedeckel (zweite Seitenplatte) mit einer definierten Schichthöhe beschichtet sein. Auch ist zusätzlich oder alternativ eine Zwischenlage, beispielsweise eine Grafitzwischenlage, denkbar. Geeignet ist hierbei eine sich selbst auflösende oder aufreibende Zwischenlage für das notwendige Axialspiel.

In einer weiteren Alternative oder Ausgestaltung wird der Gehäusedeckel (zweite Seitenplatte) bis auf ein Null-Spiel in den Gehäusetopf eingelegt oder eingedrückt. Diese Position, insbesondere die Deckelposition, wird vorzugsweise gespeichert. Nun erfolgt von der Unterseite her, vorzugsweise mittels des Stempels, auf den Gehäuseboden eine Kraft- oder Druckbeaufschlagung, insbesondere gegen das Innenzahnrad des Zahnradsatzes. In Folge dessen erfolgt wiederum ein axiales Anheben oder Verschieben des oder jedes Zahnrades des Zahnradsatzes bzw. des Pumpenrotors. Vorzugsweise wird die gewünschte Höhe an der Oberseite gemessen und/oder eingestellt. Geeigneterweise wird in diesem Zustand der Deckel (zweite Seitenplatte) am Gehäuseumfang des Gehäusetopfes, insbesondere dessen Gehäuseöffnung, vorzugsweise mittels Laserschweißen, befestigt. Anschließend wird der Druck auf das Zahnrad oder den Zahnradsatz aufgehoben mit der Folge, dass dieses bzw. dieser axial absinkt, beispielsweise in dessen ursprüngliche Position.

Dieses Verfahren bietet insbesondere den Vorteil, dass keine Passabstimmungen der Einzelteile der Pumpe notwendig sind. Zudem entfällt eine Verschraubung der Gehäuseteile der Pumpe. Auch ist nicht zwingend eine zusätzliche Dichtung erforderlich. Insgesamt ist zudem eine Kostenreduzierung erreicht.

Die erfindungsgemäße Ölpumpe weist ein Gehäuse mit einem Zulauf (Saugöffnung, Saugstutzen) und mit einem Ablauf (Drucköffnung, Druckstutzen) sowie das Pumpenrad in Form vorzugsweise zweier Zahnräder auf, von denen geeigneterweise ein Zahnrad angetrieben ist. Der Antrieb erfolgt vorzugsweise elektrisch, das heißt elektromotorisch mittels eines beispielsweise bürstenlosen Gleichstrommotors. Hierzu sitzt zweckmäßigerweise das angetriebene Zahnrad, vorzugsweise der innere Zahnring eines Gerotors, auf einer Welle, die mit der Motorwelle eines Elektromotors gekoppelt oder Bestandteil (Wellenabschnitt) hiervon ist.

Wesentlicher Aspekt hinsichtlich der Ölpumpe ist eine Werkstoffkombination mit Stahl für das Gehäuse und Stahl für den Pumpenrotor bzw. die Pumpenräder, das heißt für den Zahnradsatz. Bei der Ausgestaltung des Pumpengehäuses als Stahlgehäuse, vorzugsweise in Topfform, ist ein tiefgezogenes Stahlgehäuse (Gehäusetopf) bevorzugt, in welchen der Pumpenrotor bzw. der Zahnradsatz eingesetzt wird. Das Stahlgehäuse in Topfform lagert somit den Pumpenrotor in Form der beiden Zahnräder des Zahnradsatzes oder auch die relevanten rotierenden Teile einer Fügezellenpumpe.

Durch diese Werkstoffkombination und unter Einsatz eines vorzugsweise tiefgezogenen Stahlgehäuses in Topfform sind praktisch gleiche Wärmeausdehnungskoeffizienten des Gehäuses einerseits und des Pumpenrotors (Zahnradsatzes) andererseits gegeben. Hierdurch können einerseits die hohen Anforderungen an die Fertigungstoleranzen reduziert und andererseits Leckageverluste auch bei geringer Ölviskosität reduziert werden. Zudem ist die Herstellung eines topfförmi- gen Stahlgehäuses im Tiefziehverfahren vergleichsweise einfach und kostengünstig. Ferner können vergleichsweise hohe Wirkungsgrade, insbesondere größer 60%, erzielt werden, ohne dass die Ölpumpe überdimensioniert werden müsste.

Ein anderer oder weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass vorzugsweise zusätzliche Gehäuseteile aus Kunststoff oder Aluminium bereitgestellt werden. Somit kann in das Pumpengehäuse oder Pumpenaußengehäuse, in welches beispielsweise der Gehäusetopf (Stahltopf) eingesetzt ist, ein Kanal eingearbeitet werden, in dem das Öl oder Schmiermittel (Fluid) die Pumpe beziehungsweise die entsprechenden Pumpenteile umfließen kann. Dadurch kann die Ölpumpe besonders einfach beidseitig ansaugend ausgeführt sein. Die Außengehäuseteile dienen somit vorzugsweise zur Führung des Ölstroms, zur Lagerung des Elektromotors, beispielsweise zur Integration von Ventilen, zur Aufnahme der Elektronik für die Ansteuerung des Elektromotors und/oder zur Kühlung des Elektromotors. Insbesondere in dieser Variante können besonders geringe Kavitationsneigungen erreicht, das heißt insbesondere möglicherweise auftretende Kavitationseffekte vermieden oder zumindest reduziert werden.

Bei der erfindungsgemäßen Ölpumpe weist das Gehäuse in einer geeigneten Ausgestaltung bodenseitig eine exzentrische, vorzugsweise kragenartig ausgezogene, Wellenöffnung zur Aufnahme eines Wellenlagers der Motorwelle des Elektromotors und/oder zur Durchführung der Motorwelle auf. In einer zweckmäßigen Weiterbildung weist der Elektromotor hierbei ein Lagerschild zur Aufnahme des Wellenlagers auf, das außenumfangsseitig zumindest teilweise sowohl an der Wellenöffnung als auch an dem Lagerschild derart abgestützt ist, dass die Motorwelle mit der Achse des Pumpenrotors fluchtend ausgerichtet ist.

Mit anderen Worten werden der Elektromotor und das Pumpengehäuse während der Montage im Wesentlichen über den Außenumfang des Wellenlagers zueinander ausgerichtet. Dadurch bildet das zweckmäßigerweise als ein Wälzlager, insbesondere als ein Kugellager ausgeführte Wellenlager die gemeinsame Schnittstelle zwischen dem Elektromotor und der Ölpumpe.

Das Wellenlager weist bezüglich seines Außendurchmessers eine hohe Fertigungspräzision auf, sodass hierdurch eine besonders präzise Ausrichtung des Elektromotors und des Pumpengehäuses realisiert ist. Durch die beidseitige Anordnung des Wellenlagers in der Wellenöffnung und in dem Lagerschild ist eine besonders baugrößenkompakte und stabile Ölpumpe mit vergleichsweise wenig Bauteilen bereitgestellt.

Durch das Wellenlager sind der Elektromotor und das Pumpengehäuse somit relativ zueinander verdrehbar, wodurch die Montage und Ausrichtung innerhalb eines vorgesehenen Bauraums vereinfacht wird.

In einer geeigneten Ausführung werden das Lagerschild und das Pumpengehäuse, vorzugsweise nach einem Ausrichten des Elektromotors und des Pumpengehäuse miteinander, insbesondere mittels Laserschweißen, stoffschlüssig verbunden.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, dass insgesamt mittels dieses Prinzips die Leckageverluste der Pumpe deutlich reduziert werden können. Zudem steigt der Wirkungsgrad und die elektrischen Komponenten können kleiner dimensioniert werden. Des Weiteren können Toleranzen aus der Fertigung der Einzelteile und der Montage ausgeglichen werden. Die Pumpen- teile müssen somit vorzugsweise weniger genau gefertigt werden. Ferner können unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten der oder einzelner Pumpenteile unberücksichtigt bleiben.

Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass mit zunehmendem Pumpendruck die Leckagespalte kleiner, das heißt betriebsbedingt vorzugsweise gerade nicht größer werden. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass durch die Wahl des Werkstoffes gewünschte Zielgrößen besonders zuverlässig und einfach eingestellt werden können.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigen:

Fig. 1 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung eine Ölpumpe, insbesondere eine elektromotorisch betriebene oder angetriebene Hilf- oder Zusatzpumpe, mit deren oder mit deren wesentlichen Pumpenteilen in Form eines Gehäusetopfes, eines Zahnradsatzes als Pumpenrotor und eines Gehäusedeckels,

Fig. 2 in einer Darstellung gemäß Fig. 1 die Ölpumpe im teilweise montierten Zustand mit im Gehäusetopf einliegendem Zahnradsatz,

Fig. 3 in perspektivischer Darstellung die montierte Ölpumpe,

Fig. 4a bis 4d anhand von Schnittdarstellungen der Ölpumpe gemäß Fig. 3 das

Montage- bzw. Herstellungsverfahren bei in das Gehäuse bereits eingelegtem Zahnradsatz (Gerotor) sowie aufgesetztem Gehäusedeckel in verschiedenen Herstellungs- bzw. Montagestadien, und

Fig. 5 in einer perspektivischen Schnittdarstellung eine Ausführung der

Ölpumpe mit daran antriebstechnisch gekoppeltem Elektromotor.

Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Gemäß den Figuren 1 bis 3 weist die Ölpumpe 1 ein aus Stahl bestehendes Pumpengehäuse 2 in Form eines Gehäusetopfes 2a und eines Gehäusedeckels 2b auf. Der Gehäusetopf 2a aus einem tiefgezogenen Stahlblech hergestellt und bildet eine zylindrische Gehäusewandung 3, das heißt insbesondere einen zylindrischen Innenraum 4 und einen nachfolgend auch als erste Seitenplatte bezeichneten Gehäuseboden 5 sowie diesem axial gegenüberliegend eine Gehäuseöffnung mit einem Öffnungsrand 6. Im Bereich des Öffnungsrandes 6 sind (drei) flanschartige Montagelaschen 7 mit Montageöffnungen 8 ausgebildet oder angeformt. Eine kragenartig ausgezogene Gehäuseöffnung 9 im Gehäuseboden 5 dient als Wellendurchführung zur Aufnahme einer in Fig. 4d strichliniert angedeuteten Pumpen- und/oder Motorwelle 10 eines Elektromotors oder eines Wellenlagers 10a hierfür.

In Verbindung mit den Figuren 2 und 3, die ebenfalls in perspektivischer Teilexplosionsdarstellung beziehungsweise in Endmontagedarstellung die Ölpumpe 1 zeigen, ist erkennbar, dass in den Gehäuseinnenraum 4 des Gehäusetopfes 2a ein Zahnradsatz als Pumpenrotor 1 1 mit einem innen verzahnten Außenzahnring 1 1 a und mit einem außen verzahnten Innenzahnring 1 1 b eingelegt (gelagert) sind. Der Innenzahnring 1 1 b liegt mit dessen Außenverzahnung 12 in jeder Drehposition relativ zum Außenzahnring 1 1 a teilweise kämmend zwischen oder in dessen Innenverzahnung 13 ein. Dabei sind einige der wellenförmigen Zähne der Außenverzahnung 12 in den wiederum wellenförmigen Zahnlücken der Innenverzahnung 13 des Außenzahnrings 1 1 a einliegend und umgekehrt, während andere Zähne der Außenverzahnung 12 des Innenzahnrings 1 1 b ohne Zahneingriff an einem Umfangsabschnitt der Innenverzahnung 13 des Außenzahnrings 1 1 a entlang gleiten können. Ein solcher Zahnradsatz (1 1 a, 1 1 b) als Pumpenrotor 1 1 wird auch als Gerotor (G-Rotor) bezeichnet.

Wie in den Figuren 2 und 3 anhand der strichlinierten Achsen A, und A_a angedeutet, ist die Achsen A, als Drehachse des mit der Motorwelle 10 beispielsweise formschlüssig gefügten Innenzahnrings 1 1 b - und somit die Wellendurchführung 9 - radial beabstandet zur zentralen, die Drehachse des Außenzahnrings 1 1 a bildenden Achse (Mittel-/Symmetrieachse) A_a. Der Innenzahnring 1 1 b weist zur Auf- nähme der Welle 10 eine zentrale, hier sternförmig konturierte Fügeöffnung 14 auf. Diese fluchtet mit der Wellenöffnung 9 des Gehäusetopfes 2a.

Der Gehäusetopf 2a wird oder ist mit dem nachfolgend auch als zweite Seitenplatte bezeichneten Gehäusedeckel 2b verschlossen. In den Gehäusedeckel 2b sind Eingangsöffnungen (Saugöffnungen) 15 und eine Ausgangsöffnung (Drucköffnung oder Druckausgang) 1 6 eingebracht. Ein sich an die Drucköffnung 1 6 anschließender oder in diese einmündender Druckaufbaukanal 17 erstreckt sich über einen gewissen Umfangsbereich des Gehäusedeckels 2b zur benachbarten Eingangsöffnungen 15 hin. Der Druckaufbaukanal 17 ist durch eine entsprechende Ausformung 18 von Deckelblechmaterial nach außen gebildet.

Im Gegensatz zur Außenzahnradpumpe läuft somit bei einer derartigen Innenzahnrand- oder Zahnringpumpe als spezieller Typ einer Zahnradpumpe der Innenzahnring 1 1 b als treibendes Zahnrad exzentrisch im Außenzahnring (äußerer Zahnring) 1 1 a. Bei dieser Zahnringpumpe wird das Medium durch den sich im Volumen verändernden Verdrängungsraum zwischen den Zahnlücken der Zahnringe 1 1 a und 1 1 b gefördert. Mit anderen Worten wird bei dieser auch als Sichelpumpe bezeichneten Zahnradpumpe das zu fördernde Medium in den Räumen zwischen den Zahnlücken der beiden Zahnringe (Zahnräder) 1 1 a und 1 1 b gefördert, wobei die Zähne durch die Sichel zwischen den nach innen gerichteten Innenzähnen des Außenzahnrings 1 1 a und den nach außen gerichteten Außenzähnen des Innenzahnrades 1 1 b abgedichtet werden. Auch bei der dargestellten Zahnringpumpe als Ölpumpe 1 weist der Außenzahnring 1 1 a genau einen Zahn mehr auf als der Innenzahnring 1 1 b (Trochoidenverzahnung).

Der Stahlgehäusetopf 2 der Ölpumpe 1 bildet mit dessen Topfboden 5 eine erste Seitenplatte für die Ölpumpe 1 , während eine zweite Seitenplatte der Ölpumpe 1 vorzugsweise als separates Stahlteil bereitgestellt ist. Diese zweite Seitenplatte wird als Gehäusedeckel 2b im Bereich des Öffnungsrandes 6 des Gehäusetopfes 2a in diesen eingelegt und zweckmäßigerweise abgedichtet. Wird der in den Gehäusetopf 2a eingelegte Deckel 2b als zweite Seitenplatte am außenumfangssei- tigen Öffnungsrandes 6 form- oder kraftschlüssig, vorzugsweise durch Schweißen, besonders bevorzugt durch Laserschweißen, stoffschlüssig möglichst dichtend befestigt, ergibt sich insgesamt eine fertige, vollständige Pumpeneinheit, wobei vor dem Einlegen und Befestigen des als zweite Seitenplatte dienenden Gehäusedeckels 2b der Zahnradsatz 1 1 a, 1 1 b in das Pumpengehäuse 2 bestimmungsgemäß eingesetzt, gelagert und gemäß den nachfolgend anhand der Figuren 4a bis 4b beschreibenden Verfahren zunächst axial verschoben und im Nachgang zur Befestigung des Deckels 2b abgesenkt wird.

Die Figuren 4a bis 4d veranschaulichen das Montage- bzw. Herstellungsverfahren für eine derartige Ölpumpe 1 . Die Schnittdarstellung der Figuren 4a bis 4d zeigen wiederum den tiefgezogenen Gehäusetopf 2a inklusive dessen Gehäuseboden 5 und in das Gehäuse 2 bereits eingelegtem Zahnradsatz 1 1 a, 1 1 b als Pumpenrotor 1 1 sowie aufgesetztem Gehäusedeckel 2b. Der Gehäusetopf 2a ist gegen ein angedeutetes Stützlager oder eine entsprechende Anlagevorrichtung 19 geführt, und zwar mit dessen Öffnungsrandung 6 und/oder mit dessen Flanschlaschen 7.

Nach dem Einlegen oder Einsetzen des Gehäusedeckels 2b in den Gehäusetopf 2a wird gemäß Figur 4b beispielsweise mittels eines Stempels oder der gleichen Vorrichtung eine Presskraft F gegen den Gehäuseboden 5 in Axialrichtung A ausgeübt und demzufolge der Pumpenrotor (Zahnradsatz) 1 1 beziehungsweise zumindest der Innenzahnring 1 1 a in Axialrichtung A angehoben, d. h. um einen axial Hub (Hubbetrag) a verschoben. Dabei wird der Gehäuseboden 5 verformt, wie dies in den Figuren 4b und 4c erkennbar ist. Anschließend wird gemäß Figur 4c in diesem Zustand der Gehäusedeckel 2b randseitig, vorzugsweise umlaufend dichtend stoffschlüssig mit dem Gehäusetopf 2b verbunden, vorzugsweise mittels Laserschweißen. Dies ist durch die Schweißnaht 20 zwischen dem Deckelumfang des Gehäusedeckels 2b und dem Gehäuseinnenrand 6 des Gehäusetopfes 2a veranschaulicht.

Im Anschluss an die erfolgte Fixierung des Gehäusedeckels 2b am Gehäusetopf 2a wird die bodenseitige Druckkraft F aufgehoben, sodass die dadurch bedingte Einwölbung oder (axiale) Verformung des Gehäusebodens 5 aufgehoben wird, dieser sich also in seinen Grundzustand gemäß Figur 4a zurückbewegt. Dies ist in Figur 4d dargestellt.

Bei diesem Montage-/Herstellungsverfahren hat sich gemäß Figur 4d in Folge der Relaxtion des Gehäusebodens 5 und der damit verbundenen axialen Absenkung des Pumpenrotors (Zahnradsatzes), insbesondere zumindest des Innenzahnrings 1 1 b in Axialrichtung A zum Gehäuseboden 5 hin, ein definierter Spalt, das heißt ein definiertes Axialspiel zwischen dem Pumpenrotor (Zahnradsatz) 1 1 und dem Gehäusedeckel 2b, das heißt dessen Deckelinnenseite 21 mit definierter Spaltbreite d eingestellt. Die Druck- oder Presskraft F auf den Gehäuseboden 5 ist vorzugsweise und besonders einfach einstellbar. Sie bewirkt eine Anhebung des Pumpenrotor (Zahnradsatz) 1 1 oder eines Teils 1 1 b hiervon insbesondere um 0,1 mm bis 0,5mm, beispielsweise um 0,2mm bis 0,3mm.

Fig. 5 zeigt eine alternative Ausgestaltungsform der Ölpumpe 1 mit einem Montagekragen 7' im Bereich des Öffnungsrandes 6 und mit einem antriebstechnisch gekoppelten Elektromotor 22. Der insbesondere bürstenlose Elektromotor 22 weist einen Stator 23 und ein drehfest mit der Motorwelle 10 gekoppelten Rotor 24 auf. Der Rotor 24 ist im Montagezustand drehbar im Inneren des feststehenden Stators 23 um die (Motor-)Achse A, drehbar gelagert. Der Rotor 24 ist im Wesentlichen durch ein Blechpaket gebildet, in das Permanentmagneten zur Erzeugung eines Erregerfeldes einsetzbar sind.

Der mit einem Blechpaket ausgeführte Stator 23 weist eine etwa sternförmige Anordnung mit zwölf radial nach innen gerichteten Statorzähnen 23a auf, wobei die Statorzähne 23a mit einer nicht näher dargestellten Drehfeldwicklung bewickelt sind. Beispielhaft ist in der Fig. 5 lediglich drei Statorzähne 23a mit einem Bezugszeichen versehen.

Die Motorwelle 10 weißt an dem pumpenseitigen Wellenende einen sternförmig gezahnten Wellenzapfen 10b auf, der für einen formschlüssigen Eingriff in die Fügeöffnung 14 ausgebildet ist. Der Elektromotor 22 weißt ein A-seitiges Lagerschild 25 auf, das im Montagezustand zumindest abschnittsweise an dem Gehäuseboden 5 des Gehäuseteils 2a, insbesondere entlang des Gehäuseumfangs anliegt. Das Lagerschild 25 ist zur Aufnahme des insbesondere als Kugellager ausgebildeten Wellenlagers 10a ausgestaltet. In dem Ausführungsbeispiel liegt das Wellenlager 10a somit zumindest teilweise sowohl in der exzentrischen Wellenöffnung 9 des Gehäuseteils 2a als auch im Lagerschild 25 ein. Insbesondere werden der Elektromotor 22 und das Pumpengehäuse 2 während der Montage anhand des Außenumfangs des Wellenlagers 10a zueinander ausgerichtet. Zur Befestigung des Pumpengehäuses 2 und des Elektromotors 22 sind das Lagerschild 25 und der Gehäuseteil 2a entlang der umfangsseitig verlaufenden Anlagefläche miteinander laserverschweißt.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr können auch andere Varianten der Erfindung von dem Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen. Insbesondere sind ferner alle mit den Ausführungsbeispielen beschriebenen Einzelmerkmale auch auf andere Weise miteinander kombinierbar, ohne den Gegenstand der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

1 Ölpumpe

2 Pumpengehäuse

2a Gehäuseteil/Stahltopf

2b Gehäusedeckel/zweite Seitenplatte

3 Gehäusewandung

4 Gehäuseinnenraum

5 Gehäuseboden/erste Seitenplatte

6 Öffnungsrand

7 Montagelasche

T Montagekragen

8 Montageöffnung

9 Gehäuseöffnung/Wellendurchführung

10 Pumpen-/Motorwelle

10a Wellenlager

10b Wellenzapfen

1 1 Pumpenrotor/Zahnradsatz

1 1 a Rotorteil/Außenzahnring

1 1 b Rotorteil/Innenzahnring

12 Außenverzahnung

13 Innenverzahnung

14 Fügeöffnung

15 Einlass/Saugöffnung

16 Auslass/Drucköffnung

17 Druckaufbaukanal

18 Ausformung

19 Stützlager(Anlagevorrichtung

20 Schweißnat

21 Deckelinnenseite

22 Elektromotor

23 Stator

23a Statorzahn 24 Rotor

25 Lagerschild

A Axialrichtung

A_a,i Dreh-/Achse a Hub/-betrag d Spaltbreite/Axialspiel

Claims

Ansprüche

1 . Verfahren zur Herstellung einer elektrischen Ölpumpe (1 ), insbesondere einer elektromotorischen Hilfspumpe für ein Kraftfahrzeug, mit einem mindestens einen Einlass (15) und einen Auslass (1 6) aufweisenden Gehäuse (2) in Form eines topfartigen Gehäuseteils (2a) mit einem Gehäuseboden (5) und eines Gehäusedeckels (2b) sowie mit einem im topfartigen Gehäuseteil (2a) um eine Achse (A,, A_a) drehbar einliegenden Pumpenrotor (1 1 ),

- wobei durch axiale Verschiebung mindestens eines Rotorteils (1 1 a,

1 1 b) des Pumpenrotors (1 1 ) dessen Anlage am Gehäusedeckel (2b) hergestellt,

- wobei der Gehäusedeckel (2b) am topfartigen Gehäuseteil (2a) befestigt wird, und

- wobei anschließend das Rotorteil (1 1 a, 1 1 b) oder der Pumpenrotor (1 1 ) unter Bildung eines Axialspaltes (d) axial zurückgeführt wird.

2. Verfahren nach Ansprüche 1 , bei dem der Gehäusedeckel (2b) randseitig einer Gehäuseöffnung (6) des topfartigen Gehäuseteils (2a) an- oder eingelegt und das topfartige Gehäuseteil (2a) axial gestützt wird.

3. Verfahren nach Ansprüche 1 oder 2, bei dem im Zuge der axialen Verschiebung des Rotorteils (1 1 a, 1 1 b) oder des Pumpenrotors (1 1 ) der Gehäuseboden (5) des topfartigen Gehäuseteils (2a) derart durch Druck- oder Krafteinwirkung (F) axial bewegt wird, dass das Rotorteils (1 1 a, 1 1 b) oder der Pumpenrotor (1 1 ) axial verschoben wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem im Zuge der axialen Verschiebung des Rotorteils (1 1 a, 1 1 b) oder des Pumpenrotors (1 1 ) der Gehäuseboden (5) des topfartigen Gehäuseteils (2a) zumindest im Wesentlichen in Axialrichtung (A) verformt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Gehäusedeckel (2b) am Gehäuseteil (2) stoffschlüssig befestigt und anschließend die Druck- oder Krafteinwirkung (F) unter Bildung des Axialspalts (d) zwischen dem Gehäusedeckel (2b) und dem Pumpenrotor (1 1 ) aufgehoben wird.

6. Ölpumpe (1 ), insbesondere elektrische oder elektromotorische Hilfspumpe für ein Kraftfahrzeug, mit einem einen Einlass (15) und einen Auslass (1 6) aufweisenden Gehäuse (2) sowie mit einem darin um eine Achse (A,, A_a) drehbar einliegenden Pumpenrotor (1 1 ),

gekennzeichnet durch

gleiche Werkstoffkomponenten, insbesondere Stahl, für das Gehäuse (2) und für den Pumpenrotor (1 1 ).

7. Ölpumpe (1 ) nach Anspruch 6,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Gehäuse (2) ein mittels eines Gehäusedeckels (2b) verschließbares, aus Stahl, vorzugsweise im Tiefziehverfahren, gefertigtes topfartiges Gehäuseteil (2a) aufweist.

8. Ölpumpe (1 ) nach Anspruch 6 oder 7,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Pumpenrotor (1 1 ) als Zahnradsatz mit einem im Gehäuse (2) exzentrisch gelagerten Innenzahnring (1 1 b) und mit einem diesen aufnehmenden, im Gehäuse (2) zentrisch gelagerten Außenzahnring (1 1 a) ausgeführt ist.

9. Ölpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 8,

dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Einlass (1 5) als Saugöffnung und der Auslass (1 6) als Drucköffnung in den Gehäusedeckel (2b) eingebracht sind, wobei ein sich an den Auslass (1 6) anschließender oder in diesen einmündender, insbesondere durch Ausformung (1 8) von Deckelblechmaterial nach außen gebildeter, Druckaufbaukanal (1 7) über einen Umfangsbereich des Gehäusedeckels (2b) zum benachbarten Einlass (1 5) hin erstreckt. l O. Ölpumpe (1 ) nach einem der Ansprüche 6 bis 9,

dadurch gekennzeichnet,

dass in das Gehäuse (5) bodenseitig eine exzentrische, vorzugsweise kragenartig ausgezogene, Wellenöffnung (9) zur Aufnahme eines Wellenlagers (1 0a) für eine Motorwelle (1 0) eines Elektromotors (22) und/oder zur Durchführung der Motorwelle

(1 0) eingebracht ist.

1 1 . Ölpumpe (1 ) nach Anspruch 1 0,

dadurch gekennzeichnet,

dass der Elektromotor (22) ein Lagerschild (25) zur Aufnahme des Wellenlagers (1 0a) aufweist, wobei das Wellenlager (1 0a) außenumfangsseitig zumindest teilweise sowohl an der Wellenöffnung (9) als auch an dem Lagerschild (25) derart abgestützt ist, dass die Motorwelle (1 0) mit der Achse (Ai) des Pumpenrotors (1 1 ) fluchtend ausgerichtet ist.

12. Ölpumpe (1 ) nach Anspruch 1 1 ,

dadurch gekennzeichnet,

dass das Gehäuse (2) und das Lagerschild (25) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.