Rohrförmiges Gehäuse insbesondere für eine Kraftstoffpumpe

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Gehäuses für Pumpen, Motoren und dergleichen, insbesondere Kraftstoffpumpen-Gehäuses, an dessen Innenwandung zur dichten Halterung z.B. eines Lagerschildes eines Pumpenmotors eine den Innendurchmesser des Gehäuses bei gleichbleibendem Außendurchmesser vergrößernde Stufe ausgebildtet ist.

[0002] Kraftstoffpumpen, aber auch andere Motoren, werden häufig in einstückigen rohrförmigen Gehäusen untergebracht, die beidseitig offene Zylinder darstellen, so daß die im Gehäuse unterzubringenden Pumpenteile, wie etwa ein Pumpenzylinder, ein Ventilblock, Federelemente und ein Motor, sowie elektrische Anschlüsse, Flüssigkeitsleitungen und mechanische Anschlüsse leicht eingebracht und fixiert werden können. Dabei weisen die bekannten rohrförmigen Gehäuse an ihrer Innenwandung zur dichten Halterung zum Beispiel eines Lagerschildes eines Pumpenzylinders an beiden offenen Seiten eine Abstufung auf. Pumpengehäuse dieser Art werden aus geschweißtem, abgelängtem Rohr hergestellt, wobei durch eine nachträgliche spanende Bearbeitung beidseitig je eine Stufe ausgebildet wird und die gewünschten Oberflächengüten und -abmessungen hergestellt werden. Hiermit ist ein großer Herstellungsaufwand verbunden, der in erheblicher Weise die Wirtschaftlichkeit und Vermarktbarkeit solcher Pumpengehäuse beeinträchtigt. Technisch ist nachteilig, daß durch die geschweißte Ausführung des Gehäuses nicht selten Undichtigkeiten auftreten und dadurch der Ausschuß vergrößert wird. Auch sind die durch die nachträgliche spanende Bearbeitung erzielbaren Genauigkeiten sowie Form- und Lagetoleranzen verbesserungsbedürftig, was sich beispielsweise daraus erhellt, daß sich der für die gewünschte Dichtigkeit erforderliche Kantenradius der Stufe durch Drehen nur herstellen läßt, wenn Drehstähle im Neuzustand verwendet werden. Die Doppelfunktion der Stufen, nämlich Halterung und Dichtigkeit der daran anliegenden Pumpenteile zu gewährleisten, ist nur durch aufwendige Bearbeitungen und Prüfungen sicherzustellen.

[0003] Zusammenfassend kann festgestellt werden, daß die bekannten Gehäuse und die Verfahren zu deren Herstellung technisch und wirtschaftlich verbesserungsbedürftig sind wegen der Nachteile, die sich durch die Verwendung geschweißten Rohres und anschließender spanender Bearbeitung ergeben, wozu eine Vielzahl aufeinanderfolgender Bearbeitungsschritte durchgeführt werden müssen und hohe maschinelle Aufwendungen erforderlich sind.

[0004] Der Erfindung liegt in Anbetracht dieses Standes der Technik die Aufgabe zugrunde, unter Meidung der genannten Nachteile ein Verfahren anzugeben, mit dem ein verbessertes rohrförmiges Gehäuse für Pumpen, Motoren und dergleichen, insbesondere Kraftstoffpumpen in einfacher Weise ohne spanende Bearbeitung herstellbar ist.

[0005] Die Aufgabe ist, ausgehend von dem galtungsgemäßen Verfahren, erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in einer ersten Verfahrensstufe aus einer Metallronde durch Tiefziehen oder Tiefpressen in mehreren Schritten ein topfförmiger Hohlkörper erzeugt wird, daß der Hohlkörper in einer zweiten Verfahrensstufe an seinem freien Rand nach außen erweitert wird und der Topfboden entfernt wird, um einen beidseitig offenen Hohlzylinder bereitzustellen, daß in die Erweiterung ein Innendorn eingesetzt wird, der in Form, Dimensionierung und Oberfläche an die spanlos zu erstellende Stufe angepaßt ist, und daß die Stufe an der Innenwandung des Hohlzylinders durch Abstreckziehen in mehreren Schritten über den Innendorn hergestellt wird und schließlich der Innendorn entfernt und das Gehäuse ggf. abgelängt wird.

[0006] Hiermit wird erreicht, daß bei durchgehend gleichem Außendurchmesser in außerordentlich einfacher Weise eine Innenstufe größter Genauigkeit und Oberflächengüte ohne spanende Bearbeitung hergestellt werden kann und beispielsweise keinerlei Probleme bestehen, den in bevorzugter Ausführungsform gewünschten Innenradius von R < 0,2mm und eine Kantenfasung im Winkel von etwa 30° ohne zusätzlichen Bearbeitungsschritt einzustellen. Das durch das erfindungsgemäße Verfahren eines Tiefzeihteil hergestellte Pumpengehäuse bringt einen großen wirtschaftlichen Vorteil, da die Teilekosten im Vergleich zum Stand der Technik nur noch ein Drittel betragen, wobei die technische Qualität wesentlich verbessert ist, da mangels Schweißnaht nicht mit Undichtigkeiten gerechnet werden muß und die Herstellungsgenauigkeit vergrößert ist.

[0007] Vorzugsweise wird vor dem Ablängen auch die zweite offene Seite des Hohlzylinders erweitert und eine weitere Abstufung an der Innenwandlung des Hohlzylinders durch Abstreckziehen in mehreren Schritten über den Innendorn hergestellt.

[0008] Vorteilhafterweise wird im Erweiterungsbereich gerade eine ausreichende Materialmenge über das anschließende Abstreckziehen bereitgestellt, um die Abstufung in gewünschter Länge und Wandstärke ohne Weiterbearbeitung herstellen zu können, wobei ein Verformungsgrad von etwa 50 % eingestellt wird. Vorzugsweise wird die Erweiterung V-förmig ausgebildet, es sie aber angemerkt, daß auch rechtwinkliges Aufweiten grundsätzlich möglich ist.

[0009] Das mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Tiefziehteil ist ein beidseitig offener Zylinder, der in vorgegebenen Abstand an jeder offenen Seite die spanlos hergestellte Abstufung aufweist. Bei gleichbleibendem Außendurchmesser stellt sich dabei im Abstufungsbereich eine verringerte Wandstärke bei vergrößertem Innendurchmesser gegenüber dem Zentralteil des Gehäuses ein. Hierbei ist vorteilhafter Weise erreicht, daß die Form- und Lagetoleranzen kleiner sind, die erreichbaren Rauhtiefen kleiner und schließlich durch die Herstellung eine Materialverfestigung erreicht wird, die das Pumpengehäuse unempfindlicher gegen Beschädigungen beim Handling also insbesondere bei der galvanischen Nachbehandlung oder beim Transport, macht.

[0010] Weitere Einzelheiten, bevorzugte Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnung, in der ein Pumpengehäuse und verschiedene Verfahrensstufen zu seiner Herstellung schematisch dargestellt sind. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1

ein Kraftstoffpumpengehäuse im Schnitt,

Fig. 2

einen vergrößerten Ausschnitt "Y" des Kraftstoffpumpen-Gehäuses der Fig. 1,

Fig. 3

einen vergrößerten Ausschnitt "X" des Kraftstoffpumpen-Gehäuses der Fig. 1,

Fig. 4

die stufenweise Herstellung eines Kraftstoffpumpen-Gehäuses gemäß Fig. 1 in Einzelansichten Fig. 4/1 bis Fig. 4/8, schematisch.

[0011] Das in den Figuren 1 bis 3 der Zeichnung dargestellte rohrförmige Gehäuse 1 einer Kraftstoffpumpe stellt einen beidseitig offenen Hohlzylinder kreisförmigen Querschnitts dar, der einen durchgehend gleichen Außendurchmesser D_A aufweist. Das Gehäuse 1 besteht aus einem Zentralteil 2, der beidseitig in einen Abstufungsbereich 3 bzw. 4 übergeht, welcher in den Figuren 3 und 4 der Zeichnung in vergrößerter Darstellung gezeichnet ist. Der Innendurchmesser D_I des Zentralbereichs vergrößert sich in den Abstufungsbereichen 3 bzw. 4 auf einen zwischen D_A und D_I liegenden Mittelwert D_Z, wobei sich entsprechend die Wandstärke in den Abstufungsbereichen 3 bzw. 4 auf etwa die Hälfte der Wandstärke des Zentralteils 2 reduziert.

[0012] Die Figuren 2 und 3 mit den Einzelheiten Y und X in vergrößerter Darstellung zeigen die Abstufungsbereiche 3 und 4 und verdeutlichen insbesondere, daß die benachbart zu den offenen Seiten des Gehäuses 1 vorgesehenen Stufen 5 und 6 rechtwinklig aus der Innenwandung des Gehäuses 1 herausgearbeitet sind, wobei ein Innenradius R 0,2max eingehalten werden muß, um im Fertigzustand an den Stufen 5, 6 anliegende und angepreßte Lagerschilde für Kraftstoffpumpenteile flüssigkeitsdicht ohne zusätzliche Dichtmittel zu halten.

[0013] Ferner ist erkennbar, daß die Übergangskante zum Zentralteil 2 in einem Winkel von 30° angefast ist.

[0014] Die Herstellung des Gehäuses 1 erfolgt gemäß Fig. 4 der Zeichnung in verschiedenen Verfahrensschritten. Dabei wird ausgegangen von einer Metallronde 7, also einem ebenen kreisförmigen Blechteil, aus dem durch Anwendung des Tiefziehens als Umformtechnik ein topfförmiger Hohlkörper 8 gemäß der Darstellung in Fig. 4/1 erzeugt wird. Das Tiefziehen geht in an sich bekannter Weise derart vor sich, daß mittels eines vorgehenden Stempels und einen Ziehring die Ronde 7 gezogen wird und auf diese Weise ein Gefäß geformt wird, wobei sich während des Tiefziehens der Rondendurchmesser - wie in der Zeichnung dargestellt - vom Ausgangsdurchmesser stetig verringert und gegen Ende des Ziehvorgangs den Stempeldurchmesser erreicht. Das Ziehen wird in mehreren Schritten vorgenommen, wobei dieser Vorgang durch Fig. 4/2 verdeutlicht ist.

[0015] In einer nächsten Verfahrensstufe wird sodann gemäß Fig. 4/3 der Zeichnung der freie Rand des topfförmigen Hohlkörpers 8 nach außen erweitert (Antulpen), wobei im bevorzugten Ausführungsbeispiel gemäß Zeichnung eine V-Form für die Antulpung/Erweiterung 9 gewählt ist. Anschließend wird der Topfboden 10 durch Lochen entfernt, um eine beidseitig offene Hülse 11 gemäß Fig. 4/4 der Zeichnung auszubilden. Man kann davon ausgehen, daß sich durch diesen Tiefziehvorgang in mehreren Stufen bis zu diesem Verfahrensschritt die Materialstärke im Mittel nicht ändert und daß daher die Oberfläche der Ausgangsronde 7 und der Hülse 11 etwa gleich groß sind. Aufgrund der Verformung hat sich bereits eine Verfestigung des Werkstoffes ergeben.

[0016] Die weitere Bearbeitung findet nun im Umformprozeß des Tiefziehens im Weiterschlag statt, wobei statt des ebenen Zuschnitts die im Anschlag vorgezogenen Hülse 11 als Ausgangsform verwendet wird. Zielsetzung ist es dabei, in einfacher Weise die Stufen 5 und 6 auszubilden, wobei das Ziehteil hierdurch gleichzeitig auf seine endgültige Länge gebracht wird. Der Vorgang des Tiefziehens im Weiterschlag ist als solcher bekannt und wird auch als Abstreckziehen bezeichnet, welches vorzugsweise in mehreren Schritten durchgeführt wird. Dabei wird ein Innendorn 12 in die Antulpung 9 gemäß Fig. 4/5 der Zeichnung von unten eingesetzt bzw. die Hülse 11 über einen solchen Innendorn gestülpt. Dieser ist in Form, Dimensionierung und Oberfläche an die spanlos zu erstellende Stufe 5 bzw. 6 angepaßt und weist somit einen in die Hülse 11 hineinragenden Zapfen 13 und einen Stempelteil 14 auf. Der Zapfen 13 hat einen Außendurchmesser, der auf den Innendurchmesser D_I der Hülse 11 abgestimmt ist, während der Stempelteil 14 einen Durchmesser besitzt, der dem Innendurchmesser D_Z im Abstufungsbereich des fertigen Gehäuses 1 entspricht. Durch Form, Abmessung und Oberfläche ist der Innendorn 12 auf die im nachfolgenden Ziehvorgang herzustellenden Abstufungsbereiche 3 bzw. 4 abgestimmt. Mit einer nicht dargestellten Reduzierung wird nun in mehreren Stufen die weitere Umformung durchgeführt. Fig. 4/6 zeigt das Ergebnis. Die auf der einen Seite der Hülse 11 nunmehr ausgebildete Stufe 5 ist erkennbar.

[0017] Um auch die zweite Abstufung 6 auf der gegenüberliegenden Seite der Hülse 11 auszubilden, wird dort in einer Wiederholung der vorbeschriebenen Verfahrensschritte eine Antulpung 15 in V-Form vorgenommen und der Abstreckziehvorgang gemäß Fig. 4/7 wiederholt, um das fertige Gehäuse gemäß Fig. 4/8 herzustellen, welches an seinen beiden offenen Seite die gewünschten Abstufungsbereiche 3 und 4 gemäß Fig. 1 der Zeichnung aufweist.

[0018] Es ist selbstverständlich und daher nicht näher beschrieben, daß die in einem Arbeitsgang beim stufenweisen Umformen erreichbaren Durchmesserabnahmen abhängig vom Werkstoff, der Schmierung, der Werkzeuggestaltung und davon sind, ob der Werkstoff nach dem Anschlag geglüht wurde oder nicht. Obwohl in der obigen Beschreibung von einer Ronde aus Metall/Stahl ausgegangen ist, kann auch eine Herstellung des Gehäuses aus Kunststoff durch mechanisches Tiefziehen vorgenommen werden. Was jedoch micht unter den Schutzbereich des Anspruchs 1 fällt.

Bezugszeichenliste

[0019] 

1

Gehäuse

2

Zentralteil

3

Abstufungsbereich

4

Abstufungsbereich

5

Stufe

6

Stufe

7

Ronde

8

topfförmiger Hohlkörper

9

Erweiterung bzw. Antulpung

10

Topfboden

11

Hülse

12

Innendorn

13

Zapfen

14

Stempelteil

15

Erweiterung/Antulpung

D_I

Innendurchmesser

D_A

Außendurchmesser

D_Z

Abstufungsbereich

R

Innenradius

Ansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines rohrförmigen Gehäuses für Pumpen, Motoren und dergleichen, insbesondere Kraftstoffpumpen-Gehäuses, an dessen Innenwandung zur dichten Halterung z.B. eines Lagerschildes eines Pumpenmotors eine den Innendurchmesser (D_I) des Gehäuses (1) bei gleichbleibendem Außendurchmesser (D_A) vergrößernde Stufe (5 bzw. 6) ausgebildtet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß in einer ersten Verfahrensstufe aus einer Metallronde (7) durch Tiefziehen oder Tiefpressen in mehreren Schritten ein topfförmiger Hohlkörper (8) erzeugt wird, daß der Hohlkörper (8) in einer zweiten Verfahrensstufe an seinem freien Rand nach außen erweitert (9) wird und der Topfboden (10) entfernt wird, um einen beidseitig offenen Hohlzylinder (11) bereitzustellen, daß in die Erweiterung (9) ein Innendorn (12) eingesetzt wird, der in Form, Dimensionierung und Oberfläche an die spanlos zu erstellende Stufe (5) angepaßt ist, und daß die Stufe (5) an der Innenwandung des Hohlzylinders (11) durch Abstreckziehen in mehreren Schritten über den Innendorn (12) hergestellt wird und schließlich der Innendorn (12) entfernt und das Gehäuse (1) ggf. abgelängt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auch die zweite offene Seite des Hohlzylinders (Hülse 11) erweitert (15) wird und eine zweite Abstufung (6) an der Innenwandung des Hohlzylinders durch Abstreckziehen in mehreren Schritten über den Innendorn (12) ausgebildet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Erweiterungen (9 bzw. 15) gerade eine ausreichende Materialmenge für das anschließende Abstreckziehen bereitgestellt wird, um die Abstufung (5 bzw. 6) in gewünschter Länge und Wandstärke ohne Weiterbearbeitung herzustellen, wobei ein Verformungsgrad von etwa 50% eingestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweiterung (9 bzw. 15) V-förmig ausgebildet ist.

Claims

1. Method of manufacturing a tubular housing for pumps, motors and the like, especially a fuel pump housing, on the inner wall of which there is formed, for the tight fitting e.g. of a bearing plate of a pump motor, a step (5 or 6) enlarging the inner diameter (D_I) of the housing (1) whilst the outer diameter (D_A) remains the same,
characterised in that,
in a first method step, a pot-shaped hollow body (8) is produced from a circular metal blank (7) by deep-drawing or deep-pressing in a plurality of steps, in that the hollow body (8), in a second method step, is extended towards the outside on its free edge and the pot base (10) is removed, in order to make available a hollow cylinder (11) open on both sides, in that there is inserted into the enlargement (9) an internal mandrel (12) which is matched in shape, dimensions and surface to the step (5) which is to be provided without cutting, and in that the step (5) is produced on the inner wall of the hollow cylinder (11) by ironing in a plurality of steps over the internal mandrel (12) and the internal mandrel (12) is finally removed and the housing (1), if necessary, cut to length.

2. Method according to claim 1, characterised in that the second open side of the hollow cylinder (sleeve 11) is also enlarged (15) and a second graduation (6) is formed on the inner wall of the hollow cylinder by ironing in a plurality of steps over the internal mandrel (12).

3. Method according to claim 1 and 2, characterised in that in the region of the enlargements (9 or 15) just a sufficient amount of material is made available for the subsequent ironing to produce the graduation (5 or 6) in the desired length and wall thickness without further processing, a degree of deformation of roughly 50% being set.

4. Method according to one of claims 1 to 3, characterised in that the enlargement (9 or 15) is configured V-shaped.

Revendications

1. Procédé de fabrication d'un carter tubulaire pour pompes, moteurs et analogues, en particulier carter de pompe à carburant, dans la paroi intérieure duquel un décrochement (5 et, respectivement, 6) qui augmente le diamètre intérieur (D₁) du carter (1) tout en conservant le diamètre extérieur (D_A) inchangé est ménagé en vue du logement étanche, par exemple, d'un flasque de moteur de pompe, caractérisé en ce que, dans une première étape de procédé, un corps creux en forme de pot (8) est réalisé à partir d'un rond en métal (7) par emboutissage profond ou par pressage profond en plusieurs passes, en ce que, dans une seconde étape de procédé, le corps creux (8) est élargi vers l'extérieur (9) au niveau de son bord libre et le fond (10) du pot est supprimé pour obtenir un cylindre creux (11) ouvert des deux côtés, en ce que dans la partie élargie (9) est logé un mandrin intérieur (12) qui, en termes de forme, de dimensionnement et de surface, est adapté au décrochement (5) à réaliser sans enlèvement de copeaux, et en ce que le décrochement (5) est réalisé dans la paroi intérieure du cylindre creux (11) par étirage en plusieurs passes à l'aide du mandrin intérieur (12) et, enfin, le mandrin intérieur (12) est retiré et le carter (1) est éventuellement tronçonné.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second côté ouvert du cylindre creux (fourreau 11) est lui aussi élargi (15) et un second décrochement (6) est réalisé dans la paroi intérieure du cylindre creux par étirage en plusieurs passes à l'aide du mandrin intérieur (12).

3. Procédé selon la revendication 1 et 2, caractérisé en ce que la quantité de matière disponible dans la zone des parties élargies (9 et, respectivement, 15) en vue de l'étirage ultérieur est exactement suffisante pour réaliser le décrochement (5 et, respectivement, 6) avec la longueur et l'épaisseur de paroi souhaitées sans usinage ultérieur, le degré de déformation adopté étant d'environ 50 %.

4. Procédé selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la partie élargie (9 et, respectivement, 15) est conformée en V.

Zeichnung