(57)【要約】本発明は、ハウジング（１０，１２）と、該ハウジング（１０，１２）内に配置された少なくとも１つの回転する部材（１６，１８）とを備えた装置であって、ハウジング（１０，１２）内に配置された少なくとも１つの回転する部材（１６，１８）が、半径方向及び軸方向又はそのいずれか一方の方向においてハウジング（１０，１２）内に支承されており、ハウジング（１０，１２）が軽金属、特にアルミニウム又はアルミニウム合金から成っており、ハウジングの少なくとも１つの部分（１０，１２）が、少なくとも部分的に、少なくとも１つの部材（１６，１８）の支承部を形成している形式のものに関する。このような形式の装置において、本発明の構成では、少なくとも１つのハウジング部分（１０，１２）が少なくとも、前記少なくとも１つの部材（１６，１８）のための支承部の領域に、ニッケル合金から成る被覆層（５０）を備えていて、該被覆層（５０）がその表面に、少なくともほぼ平らなミクロ構造を有しているようにした。
2006504892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ハウジング（１０，１２）と、該ハウジング（１０，１２）内に配置された少なくとも１つの回転する部材（１６，１８）とを備えた装置であって、前記少なくとも１つの部材（１６，１８）がハウジング（１０，１２）内に半径方向及び軸方向又はそのいずれか一方の方向において支承されており、ハウジング（１０，１２）が軽金属、特にアルミニウム又はアルミニウム合金から成っており、ハウジングの少なくとも１つの部分（１０，１２）が、少なくとも部分的に、少なくとも１つの部材（１６，１８）の支承部を形成している形式のものにおいて、少なくとも１つのハウジング部分（１０，１２）が少なくとも、前記少なくとも１つの部材（１６，１８）のための支承部の領域に、ニッケル合金から成る被覆層（５０）を備えていて、該被覆層（５０）がその表面に、少なくともほぼ平らなミクロ構造を有していることを特徴とする、ハウジングと、該ハウジング内に配置された少なくとも１つの回転する部材とを備えた装置。
【請求項２】
被覆層（５０）がニッケル・リン酸合金から成っている、請求項１記載の装置。
【請求項３】
被覆層（５０）が温度処理によって硬度を高められている、請求項１又は２記載の装置。
【請求項４】
ハウジング部分（１０）が少なくとも１つの支承ピン（２４，２６）を有していて、該支承ピン（２４，２６）に前記少なくとも１つの部材（１６，１８）が半径方向で支承されており、少なくとも１つの支承ピン（２４，２６）がその表面に被覆層（５０）を備えている、請求項１から３までのいずれか１項記載の装置。
【請求項５】
ハウジング部分（１０，１２）が、前記少なくとも１つの部材（１６，１８）の回転軸線（２５，２７）に対して少なくともほぼ垂直に配置された壁（２１，２３；１５）を有しており、該壁（２１，２３；１５）が、前記少なくとも１つの部材（１６，１８）の軸方向の軸受つまりスラスト軸受を形成していて、少なくともハウジング部分（１０，１２）の壁（２１，２３；１５）が被覆層（５０）を備えている、請求項１から４までのいずれか１項記載の装置。
【請求項６】
装置がポンプであり、前記少なくとも１つの部材（１６，１８）がポンプの搬送エレメントである、請求項１から５までのいずれか１項記載の装置。
【請求項７】
ポンプが歯車ポンプであり、少なくとも１つの搬送エレメント（１６，１８）が歯車である、請求項６記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念部に記載された形式の、ハウジングと、該ハウジング内に配置された少なくとも１つの回転する部材とを備えた装置に関する。
【０００２】
このような形式の装置は、ドイツ連邦共和国特許公開第１９６２５５６４号明細書に基づいて公知である。この装置は、内燃機関の燃料噴射装置用の歯車フィードポンプであり、ハウジングを有していて、このハウジング内に、回転駆動される一対の歯車が配置されている。歯車はハウジング内に半径方向及び軸方向において支承されている。ハウジングは例えばアルミニウムのような軽金属から成っている。ハウジングはピンを有していて、このピンには歯車が半径方向で支承されており、ハウジングの壁は、歯車のための軸方向における軸受つまりスラスト軸受を形成している。ハウジングの軽金属の硬度が低いことに基づいて、歯車フィードポンプの運転中に、強い摩耗が生じ、その結果歯車フィードポンプの耐用寿命が短くなってしまう。
【０００３】
発明の利点
請求項１の特徴部に記載のように構成された本発明による装置には、次のような利点がある。すなわち本発明による装置では、ニッケル合金から成る被覆層によって、少なくとも１つの回転する部材の支承部における摩耗が僅かになり、ひいては装置の耐用寿命を延ばすことができる。
【０００４】
本発明による装置の別の有利な構成は、請求項２以下に記載されている。請求項３記載のように構成されていると、支承部の摩耗はさらに減じられる。
【０００５】
図面
次に図面を参照しながら本発明の１実施例を説明する。
【０００６】
図１は、歯車フィードポンプを分解して示す斜視図であり、
図２は、歯車フィードポンプを図３のＩＩ−ＩＩ線に沿って断面して示す縦断面図であり、
図３は、歯車フィードポンプを図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面して示す横断面図である。
【０００７】
実施例の記載
図１〜図３に示された歯車フィードポンプの形の装置は、例えば、自動車の燃料タンクから内燃機関の燃料噴射装置の燃料高圧ポンプ又は燃料噴射ピストンに通じる搬送管路（図示せず）に配置されている。内燃機関は自己着火式の内燃機関であり、歯車フィードポンプによって搬送される燃料は、ディーゼル燃料である。歯車フィードポンプは複数部分から成るハウジングを有しており、このハウジングはハウジング部分１０とカバー部分１２とを有している。ハウジング部分１０とカバー部分１２との間にはポンプ室１４が形成されており、このポンプ室１４内には、外周部において互いに噛み合っている一対の歯車１６，１８が配置されている。ハウジング部分１０はポンプ室１４を形成するために、２つの凹設部２０，２２を有しており、両凹設部２０，２２の底部からは各１つの支承ピン２４，２６が突出している。支承ピン２４，２６はハウジング部分１０と一体的に形成されていて、互いに少なくともほぼ平行に延びている。支承ピン２４，２６は、ハウジング部分１０の重量を減じるために少なくとも部分的に中空に形成されていてもよい。歯車１６は孔１７を有しており、この孔１７を介して支承ピン２４に回転可能に支承されている。歯車１８は孔１９を有しており、この孔１９を介して支承ピン２６に回転可能に支承されている。支承ピン２４，２６は、歯車１６，１８のための各１つの回転軸線２５，２７を規定している。ポンプ室１４は歯車１６，１８の回転軸線２５，２７の方向において一方では、ハウジング部分１０の凹設部２０，２２の壁２１，２３によって、かつ他方ではカバー部分１２の壁１３によって画成されている。カバー部分１２は、例えば複数のねじを用いてハウジング部分１０と堅固に結合されている。ハウジング部分１０及びカバー部分１２は、軽金属、有利にはアルミニウム又はアルミニウム合金から成っている。歯車１６，１８は有利には鋼、有利には焼結鋼から成っている。
【０００８】
歯車フィードポンプは駆動軸３０を有しており、この駆動軸３０はハウジング部分１０に回転可能に支承されている。駆動軸３０は、支承ピン２４に対して少なくともほぼ同軸的に配置されており、この場合ハウジング部分１０は孔を有していて、この孔は支承ピン２４内において延長されていて、この孔を通って駆動軸３０の端部は貫通している。孔と駆動軸３０との間には、ハウジング部分１０をシールするためにシャフトシールリングが取り付けられている。駆動軸３０は、例えば支承ピン２４の端部とカバー部分１２との間に配置された連結部材３６を介して、歯車３０と連結されている。歯車１６は歯車フィードポンプの運転時に駆動軸３０を介して回転駆動され、そして歯車１６はこの回転運動を、歯列（Stirnverzahnung）を介して、同様に歯列を備えていて歯車１６とその外周部において噛み合っている歯車１８に伝達する。歯車１６，１８はその歯の係合によってポンプ室１４を、２つの部分領域に分割しており、両部分領域のうちの第１の部分領域は吸込み室４０を形成し、かつ第２の部分領域は圧力室４２を形成している。吸込み室４０はこの場合、歯車１６，１８の周面における歯溝とポンプ室１４の上側の周壁及び下側の周壁との間に形成された各１つの搬送通路４４を介して、圧力室４２と接続されている。吸込み室４０及び圧力室４２は、ハウジング部分１０又はカバー部分１２の壁に各１つの接続開口を有しており、この接続開口を介して吸込み室４０は、燃料タンクから延びる吸込み管路（図示せず）と接続され、かつ圧力室４２は、同様に図示されていない搬送管路を介して燃料高圧ポンプ又は燃料噴射ポンプの吸込み室と接続されている。吸込み室４０における接続開口は入口開口を形成し、かつ圧力室４２における接続開口は出口開口４８を形成している。
【０００９】
ハウジング部分１０の支承ピン２４，２６は、歯車１６，１８のための半径方向支承部を形成し、歯車１６，１８の支承部の耐摩耗性を高めるために被覆層５０を備えており、この被覆層５０はニッケル合金から成っている。被覆層５０は特にニッケル・リン酸合金から成っている。このニッケル・リン酸合金は少なくとも９４％、有利には約９５％のニッケルと最大６％、有利には約５％のリン酸とを含有している。の壁２１，２３とカバー部分１２の壁１３とは、歯車１６，１８のための軸方向における支承箇所を形成している。支承ピン２４，２６と択一的に又はそれに加えて、ハウジング部分１０の壁２１，２３とカバー部分１２の壁１３とが、支承部の耐摩耗性を高めるために被覆層５０を備えている。この被覆層５０はその表面に少なくともほぼ平らなミクロ構造（Mikrostruktur）を有している。これによって、搬送される燃料によってしか潤滑されない場合や、混合摩擦（Mischreibung）、つまり歯車１６，１８と被覆層５０との間における滑り摩擦の場合でも、被覆層５０の特に高い耐摩耗性が得られる。従って被覆層５０の表面はニッケルから成る公知の被覆層の表面とは大きく異なっており、公知の被覆層の表面は、凸凹のミクロ構造を、つまり、不規則に分配されたつぼみ状で球形の隆起部を備えたいわゆるカリフラワー構造を有している。被覆層５０は、公知のものとは異なり、その平らなミクロ構造に基づいて、均一な層厚分布を有し、かつ表面には欠陥もしくは空隙をまったく又は僅かしか有していない。これによって被覆層５０の微小硬度測定（Mikrohaertemessung）の再現可能性が改善されている。それというのは、微小硬度測定は被覆層の任意の箇所において実施することができ、しかも正確な結果を提供するからである。被覆層５０は、検出可能な重金属添加物なしに、均一に輝く表面色を有している。重金属添加物が存在しないことに基づいて、歯車フィードポンプは現行の法規制に従ってリサイクル可能である。
【００１０】
ハウジング部分１０とカバー部分１２とは、被覆層５０を設ける前に特殊な形式で前処理され、被覆層５０は化学的な被覆法で、ハウジング部分１０及びカバー部分１２の上に述べた領域に設けられる。以下においては前処理及び被覆層５０の被着について詳しく述べる。まず初めにハウジング部分１０及びカバー部分１２は、洗浄又は前処理され、これは表面の活性化を目的として、酸浴、例えばプレマール浴（Premalbad）において、室温で約２０〜６０秒間行われる。次いでハウジング部分１０及びカバー部分１２は、単数又は複数回の洗浄過程において、超純水によって洗われる。次にハウジング部分１０及びカバー部分１２は、過硫酸塩溶液（Persulfatloesung）内に室温で、約４５〜９０秒間、浸漬され、これによって両部分１０，１２の表面は少なくとも部分的に酸化され、その結果酸化アルミニウムが形成される。次いで少なくとも１回、超純水による洗浄過程が行われる。次に部分１０，１２は亜鉛酸塩溶液（Zinkatloesung）内に２０〜２８℃の温度で、約２０〜６０秒間、浸漬される。亜鉛酸塩溶液内には亜鉛がイオン形で存在しており、そこから、元素の亜鉛が両部分１０，１２の表面に析出される。次に、少なくとも１回の超純水による洗浄過程が行われる。次いで両部分１０，１２は再び、既に述べたように、過硫酸塩溶液内に室温で、約４５〜９０秒間、浸漬され、これによって両部分１０，１２の表面は少なくとも部分的に酸化される。次に再び、少なくとも１回、超純水による洗浄過程が行われる。次いで両部分１０，１２はもう一度、亜鉛酸塩溶液内に２０〜２８℃の温度で、約２０〜６０秒間、浸漬され、その結果元素の亜鉛が両部分１０，１２の表面に析出される。次に、少なくとも１回の超純水による洗浄過程が行われる。両部分１０，１２の表面に付着した亜鉛は、次いで被着されるニッケル・リン酸合金のための結合層を形成する。両部分１０，１２はこの場合溶液内に２８〜３６℃で、約３〜１０分間浸漬され、溶液にはイオン形のニッケルとオルト亜リン酸塩（Orthophosphit）とが含有されていて、この溶液からニッケル・リン酸合金が部分１０，１２の表面に析出される。その後で超純水によって少なくとも１回の洗浄過程が行われる。次いで部分１０，１２は溶液内に浸漬され、この溶液にはイオン形のニッケルとオルト亜リン酸塩が含有されていて、この溶液からニッケル・リン酸合金が部分１０，１２の表面に析出されるが、この場合部分１０，１２は約８０〜９０℃で、必要な層厚が得られるまでの時間、前記溶液に浸漬される。次に部分１０，１２の乾燥は第１段階において約５５〜６５℃の温度で約１.５〜３分間、脈動するもしくは断続的な送風によって行われ、第２段階では約５５〜６５℃の温度で約６〜１５分間、高温空気によって行われる。次いで部分１０，１２はさらに約２００〜２２０℃の温度に約１〜２時間加熱され、これによって被覆層５０の硬度が高められる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】歯車フィードポンプを分解して示す斜視図である。
【図２】歯車フィードポンプを図３のＩＩ−ＩＩ線に沿って断面して示す縦断面図である。
【図３】歯車フィードポンプを図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿って断面して示す横断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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