[发明专利]泵轮、用于制造泵轮的方法和带有泵轮的泵

说明书

本发明涉及泵轮、用于制造泵轮的方法和带有泵轮的泵，该泵论由至少三个不同的材料区域构成，其中，带有空心轴(3)的叶轮(2)限定了第一材料区域，支承构件(4)限定第二材料区域以及永磁体(5)限定第三材料区域。本发明的任务是，在具有塑料复合的永磁体的泵轮的情况下设法实现坚固的结构、最优的排气、支承构件的安全的固定、经济的制造和轴向的长度公差补偿的可能性。此外，应当能建立起支承构件与磁性材料之间的尽可能准确的、平衡差度减小的连接。

技术领域

本发明涉及一种泵轮，其由至少三个不同的材料区域构成，其中，带有空心轴的叶轮限定出第一材料区域、支承构件限定出第二材料区域并且永磁体限定出第三材料区域。此外，本发明还涉及一种用于制造泵轮的方法和一种带有该泵轮的离心泵。

背景技术

用于机动车中或类似应用中的附加水泵的泵轮通常配设有塑料复合的永磁体。在此，已知一件式泵轮和多件式泵轮。在一件式泵轮中，无论是电动的部分还是液压的部分都由永磁材料制成。出于经济的原因，应当使用尽量少的永磁材料，从而优选仅在那些需要的地方使用永磁材料并且在液压的区域中仅使用基本材料。两个部分原则上可以彼此分开地制造和安装。备选地，泵轮可以作为置入部分在压铸工具中以永磁材料注塑包封。因为通常需要至少一个轴承，所以人们将该轴承压入泵轮。这尤其在小尺寸以及关于温度和振动发生高的交变负荷的情况下出现问题。在以永磁材料围绕叶轮和空心轴注塑包封时，经常无法在压铸工具中实现最优的排气。这导致由空气和来自塑料材料的气体析出组成的气态的组分的杂质并因此导致永磁体的机械和磁性的弱化。

发明内容

因此，本发明所要解决的技术问题是，在具有塑料复合的永磁体的泵轮中，设法实现坚固的结构、最优的排气、支承构件的安全的固定、经济的制造和轴向的长度公差补偿的可能性。此外，应当能建立起支承构件和磁性材料之间的尽可能准确的、平衡差度减小的连接。

该技术问题按照本发明由如下泵轮来解决，即，所述泵轮由至少三个不同的材料区域构成，其中，带有空心轴的叶轮限定出第一材料区域，支承构件限定出第二材料区域并且永磁体限定出第三材料区域，所述支承构件和所述空心轴在轴向上部分地重叠，其特征在于，沿轴向设在所述空心轴与所述支承构件之间的区域是以永磁材料填充的间隙。因为支承构件和空心轴部分重叠，所以产生了径向的形状锁合和允许充分的排气的间隙(约0.01mm至0.03mm的间隙厚度)，但间隙足够小，使得它通过升高的喷射压力关闭。一旦间隙小于或等于0.01mm，则不再有熔融物被挤压穿过间隙。在约500bar的最大喷射压力下结束喷入过程。排气部位处在对排气而言最佳的部位上并且允许以包含磁性颗粒的塑料材料近乎完全地填充型腔。由于极为缺少特别是大的空腔和缩孔，永磁体极为坚固耐用并且耐温度交变负荷和振动负荷。断裂敏感性和温度突变敏感性尤其变小。这种技术方案的优点也在于，所有的构件都可以对应其功能地配设有不同的填充材料。叶轮通过玻璃纤维增强，支承构件通过碳纤维在摩擦学上优化并且永磁体能通过磁性颗粒磁化。通过以磁性材料注塑包封促成全部三个部件(叶轮、支承构件和永磁体)形状锁合且部分材料锁合地(stoffschlüssig)连接成不可分离的磁转子组件。因此不能移出轴承。

规定沿轴向在空心轴和支承构件之间设有不属于第一材料区域(空心轴)以及也不属于第二材料区域(支承构件)的区域。这个间隙是排气路径的一部分并且限定了排气区域的轴向方位。

此外规定，沿轴向设在空心轴和支承构件之间的区域是以永磁材料填充的间隙。该间隙在压铸过程期间用作排气通道并且在冷却的状态下用作形状锁合区域。

支承构件和空心轴彼此间形成分隔面。分隔面的基本形状可以是柱形或锥形的。在使用锥形的分隔面时，通过喷射压力又封闭的暂时的排气间隙能够在压铸过程期间打开。暂时的间隙在最简单的情形下是锥形的环形间隙。

锥面相对于柱面的倾斜优选在0°和15°之间，其中，可以是5°、10°或15°