旋转活塞烧结金属转子

申请号 CN200480006773.5 申请日 2004-06-16 公开(公告)号 CN1759251A 公开(公告)日 2006-04-12
申请人 玛勒马达零件瑞士股份公司; 发明人 彼得·格拉尔; 彼得·哈尔德曼; 瓦尔特·农利斯特; 海因茨·吕恩;
摘要 本 发明 提供一种 烧结 金属 转子 ,用于旋转 活塞 泵 ,包括:一罐形 基座 (1)、一支承轴颈元件,该支承轴颈元件从所述的基座底部中心突出,所述的支承轴径元件包括,一从所述基座底部向外突出的 基础 部分和邻接的连接爪部分(2),所述的连接爪部分用于和一耦合元件连接,其特征在于:所述的连接爪部分(2)由两个突出的单独连结板(3)形式构成;所述的单独连结板(3),径向相对设置在圆柱基础部分的圆周区域,其每个连接板的面积限制为,在基础部分的圆周上最大为100°,而径向最大为基础部分直径的25%;所述连接爪的两个连结板(3)通过设置在横断区域内的烧结压 力 冲头进行 冲压 烧结,所述的冲头与制造转子必需的其他烧结压力冲头分开操作。
权利要求

1.烧结金属转子,用于旋转活塞、尤其是可连接于机动车辆低压制 动调压器的真空吸头上以产生低压的旋转活塞泵,一罐形基座(1)、 一支承轴颈元件,该支承轴颈元件从所述的基座底部中心突出,所述的支 承轴径元件包括,一从所述基座底部向外突出的基础部分和邻接的连接爪 部分(2),所述的连接爪部分用于和一耦合元件连接,其特征在于,
所述的连接爪部分(2)由两个突出的单独连结板(3)形式构成;
所述的单独连结板(3),按直径方向相对设置在圆柱基础部分的圆 周区域,其每个连接板的面积限制为,在基础部分的圆周上最大为100°, 而径向最大为基础部分直径的25%;
所述连接爪的两个连结板(3)通过设置在横断区域内的烧结压冲 头进行冲压烧结,所述的冲头与制造转子必需的其他烧结压力冲头分开操 作。
2.如权利要求1所述的转子,其特征在于,所述的两个单独连结板(3) 具有相同的尺寸和形状。
3.如权利要求1或2所述的转子,其特征在于,所述的单独的连结板 (3),在圆周区域的度被限制在最大为90°。
4.如前述任一权利要求所述的转子,其特征在于,所述的单独的连结 板区域,被限制在最大为圆柱基础部分直径的20%。
5.如前述任一权利要求所述的转子,其特征在于,所述的连接爪部分 的单独连结板(3)的外轮廓边缘经过表面硬化。
6.如前述任一权利要求所述的转子,其特征在于,所述的外轮廓边缘 的表面硬化是被诱导产生的。
7.如前述任一权利要求所述的转子,其特征在于,所述的表面硬化区 域被激冷。
8.如前述任一权利要求所述的转子,其特征在于,所述的单独连结板 (3)包括至少一接近转子基座体的过渡区域,其包括随后渗透到压缩烧 结体内的
9.如权利要求8所述的转子,其特征在于,添加了铜的单独连结板(3) 比重至少为7.5g/cm3。
10.如权利要求9所述的转子,其特征在于,所述的比重应大于7.8 g/cm3。
11.如权利要求10所述的转子,所述的比重至少为7.9-8.0g/cm3。
12.如前述任一权利要求所述的转子烧结耦合元件,其特征在于,所 述的耦合元件具有一适合于连接爪部分(2)的形成的横截面,其具有一 纵向连结板(10)的形式的杆状扭矩磨损区域。
13.如前述任一权利要求所述的转子的制造方法,其特征在于,在制 造烧结转子的烧结压力模具中,为根据横截面分别分配给所述的单独连结 板(3)的冲头,设置分开的冲压操作。
14.如权利要求8-11中任一权利要求,尤其是权利要求13所述的制 造转子的方法,其特征在于,所述的在至少单独连结板(3)中以渗透形 式的铜,在烧结热处理过程中,从涂敷在单独连结板(3)上的薄的铜层 渗出,并进入烧结结构中。

说明书全文

技术领域

发明涉及旋转活塞烧结金属转子,以及制造该转子的方法。

背景技术

旋转活塞泵的烧结金属转子在,例如DE197 03 499 A1中被公开。该 转子通过非常耗时和高成本的工艺制造成三部分,即烧结罐部分,旋转 制部分和环。在预先渗后,旋转部分通过铜环而焊接到烧结罐部分。 在焊接必需的热处理过程中,铜环中的铜会扩散进具有碎裂险的烧结元 件的孔隙,从而确保了转子的旋转部分有足够的碎裂稳定性。钢制旋转部 分形成转子的连接爪部分。该区域的连接爪具有一耦合部,并被设计为超 出焊接钢制旋转件的全直径。例如,公知的转子可以通过如EP 0 822 876 B1里所描述的烧结工序制造而成。接合多个部件,也就是如上所述的至 少两个预制起动件的原因在于,在整体式烧结转子的耦合区域,不能预先 提供获得转子连续工作所需的足够强度。

发明内容

本发明从整体考虑普通烧结金属转子的经济和廉价制造问题,尤其是 在其耦合部分具有足够的后期强度。
上述问题可以通过如权利要求1中的限定特征部分所述的转子设计得 到解决,从属权利要求的内容则包括在较佳实施例中。
相应的耦合元件的较佳实施例则来自于转子连接爪部分的独创性外 形。
此外,最后的从属权利要求说明了一烧结压模的制造工序,该烧结压 模对于该实施具有尤其有利的设计。
本发明是基于给予转子一种外形的基本观念,特别是在连接爪部分, 这就使得转子的制造可以使用带有一系列模具冲头的压缩模具,其能以充 分的烧结压分别作用于每一冲头的所有作用区域。由于连接爪部分被分 为两个单独的、径向相对的连结板,从而使得这些单独的连结板可以被上 述的烧结压缩模具冲头充分地冲压,其能分别满足该区域所需的足够的棒 料稳定性。这可能是由于压缩压力仅仅是作用于每一模容器的小的横截 面,从而使得这些横截面能够获得极高的特殊压力。
一般地或特别地,由DE 197 03 499 A1公开的普通转子可以得知,通 过将低熔点金属(合金浸透),如铜或铜合金,填充入气孔,能够提高烧 结钢材的强度。因此,针对本发明的转子,至少所述的单独的连结板在邻 近转子体的过渡区域,进行铜渗透。为了达到该目的,在烧结压制基座基础材料暴露于所要求的烧结温度之前,在用来渗透铜的区域的表面上将 涂上一层铜。在烧结热力下,用这种方法涂上去的铜融化并由于气孔的毛 细管作用,渗透至涂敷层表面下的材料中。通过选择所涂敷的适当的铜层 的厚度,可以实现至少两个单独个包括邻近过渡区域的连结板被完全渗 透。所以,针对由烧结钢制造的转子,至少在单独连结板中的密度最大可 达到8g/cm3或更大。事实上要消除烧结和压制的模块中的气孔现象从本 质上讲是完全可能实现的,因此,由于与钢相比,铜拥有更高的比重,通 过这种方法渗透了铜的烧结钢的比重会高于钢的比重。因此包括有邻近转 子过渡区域的单个的连结板,拥有极佳的强度。
借助以下附图将对本发明的一个较佳实施例进行更详细的说明:

附图说明

图1烧结转子剖视图
图2根据图1的转子的俯视图
图3根据图1的转子的仰视图
图4可附在转子上的耦合元件的前视图
图5根据图4的耦合元件的俯视图

具体实施方式

转子由罐形基座1、远离基座底部的突出圆柱区域以及与其连接的连 接爪部分2构成。两个具有相同尺寸和形状且径向相对的连结板3因为连 接爪部分2的连接爪轴向向外突出。这些连结板3覆盖了在圆周方向大约 为90°,以及具有连接爪部分为基础部分直径的大约20%的面积。这些 数値只作为参考,对其范围没有任何限制。这些限制可以在权利要求书中 被限定。
对单独的连结板3的轮廓作表面硬化处理,由此这种硬化可以诱导 (inductively)产生。单独连结板3的表面硬化区域被冷却,特别是激冷, 以使所需材料能达到确定的高强度値。
本发明的特征包括如连接爪部分2的形成是通过所述的单独连结板3 的形式,以及在转子烧结过程中将这些单独连结板3的材料挤压的足够压 实可能性。这样高的压实性可以通过配备了烧结压力冲头的烧结压缩模具 来实现。烧结压力冲头可以单独进行操作,并根据横截面分配给单独的连 结板。在转子罐形基座1的内壁区域分配了可分别操作的烧结模具冲头, 其在图3中用数字4,4’标记,以供参考。
具有两个分开的冲头4、4’的烧结模具,由总共7个能单独在压力下 起作用的冲头组成。其中的两个冲头分别为4和4’,在上文中已有说明。 其它冲头分配到转子区域,在图3中标号为5、5’,6、6’和7。
转子由以下材料组成:碳0.6%-0.8%,锰0.1%-0.3%,其它成分最多 为1%,剩余部分为,烧结为一个单件。提供充分的烧结压力,转子内 的所有区域的材料密度可达到6.8-7.4g/cm3,特别是在连接爪部分的单独 连结板3区域内。
如果在烧结加热工序的烧结转子生产中,最少应用于单独连结板面积 的铜层的铜在材料内部与,例如烧结材料的气孔通过毛细管的作用相结 合,那么,对于上述烧结钢材料,所使用的铜应具有以下的成分比例,例 如,铁3%-5%,锰0.6%-1.5%,其他成分最多为2%,剩余部分为铜。
铜层可以在单独连结板形成盖状,这些单独连结板在热烧结工序前 就已经经过烧结压制。这意味着将合适形状的盖,帽或罐状结构安装在材 料上是很容易的,以便在热烧结工序前与铜充分渗透。镀铜层的厚度,如 安装在材料上的柱帽的壁厚,可以用实验方法轻松地测量得到,如通过确 保用来加工的材料区的完全渗透。本质上说,需要使用的铜量同样也可以 通过计算得出准确或至少接近的结果。
适用于该截面连接段的耦合元件8应可以安装在连接爪部分2上。该 耦合元件8包含一个连接爪部分9,该连接爪部分结合在一个纵向的连结 板10中,以作为一个连接元件的组件。由于通过这种设计的耦合元件8 融合了不同的长度,制造和使用起来都很方便。
无论是单独的还是任何形式组合的创造,说明书和权利要求书中所描 述的所有特征都是本质的。
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