專利名稱：旋轉(zhuǎn)活塞泵的燒結(jié)金屬轉(zhuǎn)子的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及旋轉(zhuǎn)活塞泵的燒結(jié)金屬轉(zhuǎn)子，以及制造該轉(zhuǎn)子的方法。
背景技術(shù)：
旋轉(zhuǎn)活塞泵的燒結(jié)金屬轉(zhuǎn)子在，例如DE197 03 499 A1中被公開(kāi)。該轉(zhuǎn)子通過(guò)非常耗時(shí)和高成本的工藝制造成三部分，即燒結(jié)罐部分，旋轉(zhuǎn)鋼制部分和銅環(huán)。在預(yù)先滲碳后，旋轉(zhuǎn)部分通過(guò)銅環(huán)而焊接到燒結(jié)罐部分。在焊接必需的熱處理過(guò)程中，銅環(huán)中的銅會(huì)擴(kuò)散進(jìn)具有碎裂風(fēng)險(xiǎn)的燒結(jié)元件的孔隙，從而確保了轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)部分有足夠的碎裂穩(wěn)定性。鋼制旋轉(zhuǎn)部分形成轉(zhuǎn)子的連接爪部分。該區(qū)域的連接爪具有一耦合部，并被設(shè)計(jì)為超出焊接鋼制旋轉(zhuǎn)件的全直徑。例如，公知的轉(zhuǎn)子可以通過(guò)如EP 0 822 876B1里所描述的燒結(jié)工序制造而成。接合多個(gè)部件，也就是如上所述的至少兩個(gè)預(yù)制起動(dòng)件的原因在于，在整體式燒結(jié)轉(zhuǎn)子的耦合區(qū)域，不能預(yù)先提供獲得轉(zhuǎn)子連續(xù)工作所需的足夠強(qiáng)度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明從整體考慮普通燒結(jié)金屬轉(zhuǎn)子的經(jīng)濟(jì)和廉價(jià)制造問(wèn)題，尤其是在其耦合部分具有足夠的后期強(qiáng)度。
上述問(wèn)題可以通過(guò)如權(quán)利要求1中的限定特征部分所述的轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)得到解決，從屬權(quán)利要求的內(nèi)容則包括在較佳實(shí)施例中。
相應(yīng)的耦合元件的較佳實(shí)施例則來(lái)自于轉(zhuǎn)子連接爪部分的獨(dú)創(chuàng)性外形。
此外，最后的從屬權(quán)利要求說(shuō)明了一燒結(jié)壓模的制造工序，該燒結(jié)壓模對(duì)于該實(shí)施具有尤其有利的設(shè)計(jì)。
本發(fā)明是基于給予轉(zhuǎn)子一種外形的基本觀念，特別是在連接爪部分，這就使得轉(zhuǎn)子的制造可以使用帶有一系列模具沖頭的壓縮模具，其能以充分的燒結(jié)壓力分別作用于每一沖頭的所有作用區(qū)域。由于連接爪部分被分為兩個(gè)單獨(dú)的、徑向相對(duì)的連結(jié)板，從而使得這些單獨(dú)的連結(jié)板可以被上述的燒結(jié)壓縮模具沖頭充分地沖壓，其能分別滿足該區(qū)域所需的足夠的棒料穩(wěn)定性。這可能是由于壓縮壓力僅僅是作用于每一模塊容器的小的橫截面，從而使得這些橫截面能夠獲得極高的特殊壓力。
一般地或特別地，由DE 197 03 499 A1公開(kāi)的普通轉(zhuǎn)子可以得知，通過(guò)將低熔點(diǎn)金屬(合金浸透)，如銅或銅合金，填充入氣孔，能夠提高燒結(jié)鋼材的強(qiáng)度。因此，針對(duì)本發(fā)明的轉(zhuǎn)子，至少所述的單獨(dú)的連結(jié)板在鄰近轉(zhuǎn)子體的過(guò)渡區(qū)域，進(jìn)行銅滲透。為了達(dá)到該目的，在燒結(jié)壓制基座的基礎(chǔ)材料暴露于所要求的燒結(jié)溫度之前，在用來(lái)滲透銅的區(qū)域的表面上將涂上一層銅。在燒結(jié)熱力下，用這種方法涂上去的銅融化并由于氣孔的毛細(xì)管作用，滲透至涂敷層表面下的材料中。通過(guò)選擇所涂敷的適當(dāng)?shù)你~層的厚度，可以實(shí)現(xiàn)至少兩個(gè)單獨(dú)個(gè)包括鄰近過(guò)渡區(qū)域的連結(jié)板被完全滲透。所以，針對(duì)由燒結(jié)鋼制造的轉(zhuǎn)子，至少在單獨(dú)連結(jié)板中的密度最大可達(dá)到8g/cm3或更大。事實(shí)上要消除燒結(jié)和壓制的模塊中的氣孔現(xiàn)象從本質(zhì)上講是完全可能實(shí)現(xiàn)的，因此，由于與鋼相比，銅擁有更高的比重，通過(guò)這種方法滲透了銅的燒結(jié)鋼的比重會(huì)高于鋼的比重。因此包括有鄰近轉(zhuǎn)子過(guò)渡區(qū)域的單個(gè)的連結(jié)板，擁有極佳的強(qiáng)度。
借助以下附圖將對(duì)本發(fā)明的一個(gè)較佳實(shí)施例進(jìn)行更詳細(xì)的說(shuō)明


圖1燒結(jié)轉(zhuǎn)子剖視2根據(jù)圖1的轉(zhuǎn)子的俯視3根據(jù)圖1的轉(zhuǎn)子的仰視4可附在轉(zhuǎn)子上的耦合元件的前視5根據(jù)圖4的耦合元件的俯視圖具體實(shí)施方式
轉(zhuǎn)子由罐形基座1、遠(yuǎn)離基座底部的突出圓柱區(qū)域以及與其連接的連接爪部分2構(gòu)成。兩個(gè)具有相同尺寸和形狀且徑向相對(duì)的連結(jié)板3因?yàn)檫B接爪部分2的連接爪軸向向外突出。這些連結(jié)板3覆蓋了在圓周方向大約為90°，以及具有連接爪部分為基礎(chǔ)部分直徑的大約20％的面積。這些數(shù)値只作為參考，對(duì)其范圍沒(méi)有任何限制。這些限制可以在權(quán)利要求書(shū)中被限定。
對(duì)單獨(dú)的連結(jié)板3的輪廓作表面硬化處理，由此這種硬化可以誘導(dǎo)(inductively)產(chǎn)生。單獨(dú)連結(jié)板3的表面硬化區(qū)域被冷卻，特別是激冷，以使所需材料能達(dá)到確定的高強(qiáng)度値。
本發(fā)明的特征包括如連接爪部分2的形成是通過(guò)所述的單獨(dú)連結(jié)板3的形式，以及在轉(zhuǎn)子燒結(jié)過(guò)程中將這些單獨(dú)連結(jié)板3的材料擠壓的足夠壓實(shí)可能性。這樣高的壓實(shí)性可以通過(guò)配備了燒結(jié)壓力沖頭的燒結(jié)壓縮模具來(lái)實(shí)現(xiàn)。燒結(jié)壓力沖頭可以單獨(dú)進(jìn)行操作，并根據(jù)橫截面分配給單獨(dú)的連結(jié)板。在轉(zhuǎn)子罐形基座1的內(nèi)壁區(qū)域分配了可分別操作的燒結(jié)模具沖頭，其在圖3中用數(shù)字4，4’標(biāo)記，以供參考。
具有兩個(gè)分開(kāi)的沖頭4、4’的燒結(jié)模具，由總共7個(gè)能單獨(dú)在壓力下起作用的沖頭組成。其中的兩個(gè)沖頭分別為4和4’，在上文中已有說(shuō)明。其它沖頭分配到轉(zhuǎn)子區(qū)域，在圖3中標(biāo)號(hào)為5、5’，6、6’和7。
轉(zhuǎn)子由以下材料組成碳0.6％-0.8％，錳0.1％-0.3％，其它成分最多為1％，剩余部分為鐵，燒結(jié)為一個(gè)單件。提供充分的燒結(jié)壓力，轉(zhuǎn)子內(nèi)的所有區(qū)域的材料密度可達(dá)到6.8-7.4g/cm3，特別是在連接爪部分的單獨(dú)連結(jié)板3區(qū)域內(nèi)。
如果在燒結(jié)加熱工序的燒結(jié)轉(zhuǎn)子生產(chǎn)中，最少應(yīng)用于單獨(dú)連結(jié)板面積的銅層的銅在材料內(nèi)部與，例如燒結(jié)材料的氣孔通過(guò)毛細(xì)管的作用相結(jié)合，那么，對(duì)于上述燒結(jié)鋼材料，所使用的銅應(yīng)具有以下的成分比例，例如，鐵3％-5％，錳0.6％-1.5％，其他成分最多為2％，剩余部分為銅。
鍍銅層可以在單獨(dú)連結(jié)板形成蓋狀，這些單獨(dú)連結(jié)板在熱燒結(jié)工序前就已經(jīng)經(jīng)過(guò)燒結(jié)壓制。這意味著將合適形狀的蓋，帽或罐狀結(jié)構(gòu)安裝在材料上是很容易的，以便在熱燒結(jié)工序前與銅充分滲透。鍍銅層的厚度，如安裝在材料上的柱帽的壁厚，可以用實(shí)驗(yàn)方法輕松地測(cè)量得到，如通過(guò)確保用來(lái)加工的材料區(qū)的完全滲透。本質(zhì)上說(shuō)，需要使用的銅量同樣也可以通過(guò)計(jì)算得出準(zhǔn)確或至少接近的結(jié)果。
適用于該截面連接段的耦合元件8應(yīng)可以安裝在連接爪部分2上。該耦合元件8包含一個(gè)連接爪部分9，該連接爪部分結(jié)合在一個(gè)縱向的連結(jié)板10中，以作為一個(gè)連接元件的組件。由于通過(guò)這種設(shè)計(jì)的耦合元件8融合了不同的長(zhǎng)度，制造和使用起來(lái)都很方便。
無(wú)論是單獨(dú)的還是任何形式組合的創(chuàng)造，說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所描述的所有特征都是本質(zhì)的。
權(quán)利要求
1.燒結(jié)金屬轉(zhuǎn)子，用于旋轉(zhuǎn)活塞泵、尤其是可連接于機(jī)動(dòng)車輛低壓制動(dòng)調(diào)壓器的真空泵吸頭上以產(chǎn)生低壓的旋轉(zhuǎn)活塞泵，一罐形基座(1)、一支承軸頸元件，該支承軸頸元件從所述的基座底部中心突出，所述的支承軸徑元件包括，一從所述基座底部向外突出的基礎(chǔ)部分和鄰接的連接爪部分(2)，所述的連接爪部分用于和一耦合元件連接，其特征在于，所述的連接爪部分(2)由兩個(gè)突出的單獨(dú)連結(jié)板(3)形式構(gòu)成；所述的單獨(dú)連結(jié)板(3)，按直徑方向相對(duì)設(shè)置在圓柱基礎(chǔ)部分的圓周區(qū)域，其每個(gè)連接板的面積限制為，在基礎(chǔ)部分的圓周上最大為100°，而徑向最大為基礎(chǔ)部分直徑的25％；所述連接爪的兩個(gè)連結(jié)板(3)通過(guò)設(shè)置在橫斷區(qū)域內(nèi)的燒結(jié)壓力沖頭進(jìn)行沖壓燒結(jié)，所述的沖頭與制造轉(zhuǎn)子必需的其他燒結(jié)壓力沖頭分開(kāi)操作。
2.如權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述的兩個(gè)單獨(dú)連結(jié)板(3)具有相同的尺寸和形狀。
3.如權(quán)利要求1或2所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述的單獨(dú)的連結(jié)板(3)，在圓周區(qū)域的角度被限制在最大為90°。
4.如前述任一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述的單獨(dú)的連結(jié)板區(qū)域，被限制在最大為圓柱基礎(chǔ)部分直徑的20％。
5.如前述任一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述的連接爪部分的單獨(dú)連結(jié)板(3)的外輪廓邊緣經(jīng)過(guò)表面硬化。
6.如前述任一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述的外輪廓邊緣的表面硬化是被誘導(dǎo)產(chǎn)生的。
7.如前述任一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述的表面硬化區(qū)域被激冷。
8.如前述任一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述的單獨(dú)連結(jié)板(3)包括至少一接近轉(zhuǎn)子基座體的過(guò)渡區(qū)域，其包括隨后滲透到壓縮燒結(jié)體內(nèi)的銅。
9.如權(quán)利要求8所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，添加了銅的單獨(dú)連結(jié)板(3)比重至少為7.5g/cm3。
10.如權(quán)利要求9所述的轉(zhuǎn)子，其特征在于，所述的比重應(yīng)大于7.8g/cm3。
11.如權(quán)利要求10所述的轉(zhuǎn)子，所述的比重至少為7.9-8.0g/cm3。
12.如前述任一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子燒結(jié)耦合元件，其特征在于，所述的耦合元件具有一適合于連接爪部分(2)的形成的橫截面，其具有一縱向連結(jié)板(10)的形式的桿狀扭矩磨損區(qū)域。
13.如前述任一權(quán)利要求所述的轉(zhuǎn)子的制造方法，其特征在于，在制造燒結(jié)轉(zhuǎn)子的燒結(jié)壓力模具中，為根據(jù)橫截面分別分配給所述的單獨(dú)連結(jié)板(3)的沖頭，設(shè)置分開(kāi)的沖壓操作。
14.如權(quán)利要求8-11中任一權(quán)利要求，尤其是權(quán)利要求13所述的制造轉(zhuǎn)子的方法，其特征在于，所述的在至少單獨(dú)連結(jié)板(3)中以滲透形式的銅，在燒結(jié)熱處理過(guò)程中，從涂敷在單獨(dú)連結(jié)板(3)上的薄的銅層滲出，并進(jìn)入燒結(jié)結(jié)構(gòu)中。
全文摘要
本發(fā)明提供一種燒結(jié)金屬轉(zhuǎn)子，用于旋轉(zhuǎn)活塞泵，包括一罐形基座(1)、一支承軸頸元件，該支承軸頸元件從所述的基座底部中心突出，所述的支承軸徑元件包括，一從所述基座底部向外突出的基礎(chǔ)部分和鄰接的連接爪部分(2)，所述的連接爪部分用于和一耦合元件連接，其特征在于所述的連接爪部分(2)由兩個(gè)突出的單獨(dú)連結(jié)板(3)形式構(gòu)成；所述的單獨(dú)連結(jié)板(3)，徑向相對(duì)設(shè)置在圓柱基礎(chǔ)部分的圓周區(qū)域，其每個(gè)連接板的面積限制為，在基礎(chǔ)部分的圓周上最大為100°，而徑向最大為基礎(chǔ)部分直徑的25％；所述連接爪的兩個(gè)連結(jié)板(3)通過(guò)設(shè)置在橫斷區(qū)域內(nèi)的燒結(jié)壓力沖頭進(jìn)行沖壓燒結(jié)，所述的沖頭與制造轉(zhuǎn)子必需的其他燒結(jié)壓力沖頭分開(kāi)操作。
文檔編號(hào)F04C2/344GK1759251SQ200480006773
公開(kāi)日2006年4月12日 申請(qǐng)日期2004年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月30日
發(fā)明者彼得·格拉爾, 彼得·哈爾德曼, 瓦爾特·農(nóng)利斯特, 海因茨·呂恩 申請(qǐng)人:瑪勒馬達(dá)零件瑞士股份公司