專利名稱：燃料泵的具有表面微結(jié)構(gòu)的機械零件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及燃料泵的領(lǐng)域，特別涉及在燃料箱的內(nèi)部設(shè)置的燃料泵。本發(fā)明特別涉及燃料泵中用于保護結(jié)構(gòu)部件防護腐蝕性燃料的措施。
背景技術(shù)：
在箱內(nèi)燃料泵中使用的電動機中，通常電樞用聚合物層例如用聚甲醛注塑包封，以便盡量減小渦流損失。然而這種注塑包封不表示對于腐蝕性燃料在電樞的金屬和聚合物層之間的邊界面處侵入的任何保護。特別在含乙醇、水和鹽的燃料的情況下燃料的低分子組成部分能夠侵入電樞和軸之間或者電樞和換向器之間。另外已知，在優(yōu)質(zhì)鋼外殼內(nèi)封裝例如在燃料泵中使用的EC電動機的轉(zhuǎn)子。這種封裝由許多彼此焊接的單個零件組成。為此需要在不同的焊接位置進行多次焊接。從文獻DE 102008040782A1中知曉，在金屬表面設(shè)有微結(jié)構(gòu)，并且接著在微結(jié)構(gòu)化了的金屬表面上涂敷塑料層。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)在于，設(shè)有一種用于電機的機械零件和一種方法，由之實現(xiàn)防護腐蝕性燃料的改進的保護。為解決該任務(wù)，設(shè)有根據(jù)權(quán)利要求1的機械零件和根據(jù)權(quán)利要求8的用于制造機械零件的方法。另外的有利的結(jié)構(gòu)在從屬權(quán)利要求中給出。在根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的機械零件中，該機械零件的至少一個表面用聚合物層覆蓋，其中該表面在聚合物層的與不涂層的區(qū)域的邊界區(qū)域上具有微結(jié)構(gòu)。通過微結(jié)構(gòu)能夠改善機械零件的金屬表面或者熱固性塑料表面和聚合物層之間的附著，使得能夠阻止腐蝕性燃料侵入表面和聚合物層之間。因此包括本發(fā)明的元件的電機具有改善的介質(zhì)耐受性。機械零件特別可以包括燃料泵，其中該燃料泵的電動機的電樞的表面用聚合物層覆蓋，并且其中給在電樞的涂層的和不涂層的區(qū)域之間的邊界區(qū)域內(nèi)的、和/或該機械零件的與電樞相鄰的部件的至少一個表面設(shè)有微結(jié)構(gòu)。由此能夠在電樞朝向軸或者換向器的涂層的關(guān)鍵的邊界區(qū)域內(nèi)有效地阻止腐蝕性燃料侵入聚合物層和金屬表面或者熱固性塑料表面之間。另外可選的方案是機械零件包括EC電動機的電樞和軸，其中電樞的外表面用聚合物層覆蓋，并且其中給軸的與聚合物層相鄰的至少一個表面設(shè)有微結(jié)構(gòu)。通過該實施方式也能夠有效地阻止腐蝕性燃料侵入電樞的聚合物層和軸的金屬表面之間。在上述兩種實施方式的每一種中微結(jié)構(gòu)都可以具有不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，其通過部分蒸發(fā)隨之凝固金屬表面或者熱固性塑料表面產(chǎn)生。這種不規(guī)則的結(jié)構(gòu)具有這樣的優(yōu)點:能夠?qū)崿F(xiàn)微結(jié)構(gòu)的表面和聚合物層之間特別好的連接。但是另外也可以設(shè)有表面的規(guī)則的微結(jié)構(gòu)。在微結(jié)構(gòu)的兩個相鄰的突起和/或兩個相鄰的凹陷之間的平均距離根據(jù)一種實施方式在I μ m到999 μ m之間，優(yōu)選在2 μ m到500 μ m之間。聚合物層可以借助注塑方法涂敷，以便保證聚合物能夠特別好地進入微結(jié)構(gòu)的表面的凹陷內(nèi)。另外也可以借助壓鑄方法(Spritzpress-Verfahren)或者壓制方法涂敷聚合物層。其中使用的聚合物材料可以涉及熱塑性塑料或者熱固性塑料材料。此外本發(fā)明設(shè)有一種具有燃料泵的機動車，該燃料泵包括上述機械零件。根據(jù)另一種實施方式，用于制造用于電機的機械零件的方法包括:在機械零件的在要用聚合物層涂敷的區(qū)域和不準(zhǔn)備用聚合物層涂敷的區(qū)域之間的邊界區(qū)域內(nèi)的表面上形成微結(jié)構(gòu)；和在微結(jié)構(gòu)化了的表面上涂敷聚合物層。這里微結(jié)構(gòu)可以借助激光形成。根據(jù)一種實施方式，微結(jié)構(gòu)可以在電樞的要涂層的和不準(zhǔn)備涂層的區(qū)域之間的邊界區(qū)域內(nèi)的和/或與機械零件的電樞相鄰的部件的至少一個表面上形成。由此能夠在電樞的朝向軸或者朝向換向器的聚合物涂層的關(guān)鍵的邊界區(qū)域內(nèi)有效阻止腐蝕性燃料侵入聚合物層和金屬表面或者熱固性塑料表面之間。根據(jù)另一種實施方式，微結(jié)構(gòu)可以在機械零件的軸和包圍機械零件的電樞的聚合物層之間的邊界區(qū)域內(nèi)的至少一個表面上形成。在上述兩種實施方式中聚合物層分別借助注塑方法在微結(jié)構(gòu)化了的表面上涂敷。在注塑期間聚合物流到微結(jié)構(gòu)內(nèi)因此密封相應(yīng)的表面。備選地也可以借助壓鑄方法或者壓制方法涂敷聚合物層。其中使用的聚合物材料可以涉及熱塑性塑料或者熱固性塑料。


下面根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。附圖中:圖1示意表示根據(jù)本發(fā)明的一種實施方式的機械零件；圖2示意表示根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的機械零件；圖3示意表示圖1中表示的機械零件的微結(jié)構(gòu)化了的并且用聚合物層覆蓋的表面。
具體實施例方式如在圖1的結(jié)構(gòu)中所示，根據(jù)一種實施方式的箱內(nèi)燃料泵的泵電動機包括電樞12和換向器14。該泵電動機作為具有換向器14的電刷型電動機構(gòu)造。此外用于驅(qū)動箱內(nèi)燃料泵的轉(zhuǎn)子的軸16與電樞12連接。根據(jù)本實施方式的機械零件10包括泵電動機和軸16。電樞12用聚合物層18注塑包封，以便減小圍繞電樞12流動的燃料的渦流。特別在電樞12的在圖1中用箭頭表示的邊界面20上在朝向換向器14或者軸16的方向上，也就是說在聚合物層18朝向換向器14或者朝向軸16的邊界面上，腐蝕性燃料會侵入電樞12的金屬和涂敷的聚合物層18之間。因為換向器通常用熱固性塑料制造，所以對于換向器14的熱固性塑料表面和電樞12的聚合物層18提出同樣的問題。因此希望為抵制燃料侵入金屬表面或者熱固性塑料表面和聚合物層18之間而密封所述涂層18和機械零件10的相鄰的、不涂層的區(qū)域之間的邊界區(qū)域22。根據(jù)本發(fā)明的另一種實施方式，圖2中表示出機械零件110，它包括EC電動機的電樞112和軸116。機械零件110也可以例如在燃料泵中使用。電樞112包括至少一個磁鐵124和軸疊片組126并且與軸116不可轉(zhuǎn)動地連接。該至少一個磁鐵124可以構(gòu)造為環(huán)形或者盤形。在圖2表示的實施方式的電樞112中，塑料注塑包封118分別圍繞電樞112的全部外表面延伸直到軸，在聚合物層118的端部區(qū)域與軸116接觸的邊界區(qū)域122內(nèi)，腐蝕性燃料會侵入軸116的金屬和電樞112的涂敷的聚合物層118之間。因此在圖2表示的實施方式中也希望密封所述涂層118和軸116的相鄰的、不涂層的區(qū)域之間的邊界區(qū)域122，防止燃料侵入金屬表面和聚合物層118之間。因此，如在圖3中關(guān)于圖1和2的實施方式示意表示的那樣，在邊界區(qū)域22、122內(nèi)給電樞12、112的或者相鄰結(jié)構(gòu)部件的至少一個表面O設(shè)有微結(jié)構(gòu)。在圖1表示的實施方式中，邊界區(qū)域22、122從聚合物層18的邊緣出發(fā)以0.5mm到IOmm的寬度沿電樞12、112的要涂層的表面延伸。這里設(shè)有微結(jié)構(gòu)的邊界區(qū)域22、122的寬度選擇的這樣大，使得能夠?qū)崿F(xiàn)防止燃料侵入金屬表面或者熱固性塑料表面O和涂敷的聚合物層18、118之間的足夠的密封。因此可以取決于微結(jié)構(gòu)的深度和聚合物層18、118的材料特性確定設(shè)有微結(jié)構(gòu)的邊界區(qū)域22、122的寬度的不同的值。代替或者附加地，在圖1表示的第一實施方式中也可以在鄰接電樞12、112的結(jié)構(gòu)部件上涂敷聚合物層。為例如在軸16、116上也獲得金屬和聚合物層之間介質(zhì)密封的連接，因此也可以給軸16的表面O在到電樞12、112的邊界區(qū)域內(nèi)設(shè)有微結(jié)構(gòu)，例如在圖3中所示，并且用聚合物層覆蓋。在這種情況下，于是在軸16、116上的(未在圖中表示的)在要涂層的和不準(zhǔn)備涂層的區(qū)域之間的邊界區(qū)域內(nèi)設(shè)有微結(jié)構(gòu)，以便在那里對涂層的區(qū)域?qū)崿F(xiàn)密封以抵制燃料侵入。在圖2表示的實施方式中微結(jié)構(gòu)優(yōu)選在軸116的表面的整個區(qū)域上在邊界區(qū)域122內(nèi)設(shè)置，其在用聚合物層118注塑包封后與聚合物材料接觸。另外可選的方案是僅在軸116和聚合物層118之間的接觸面122的部分區(qū)域內(nèi)設(shè)有微結(jié)構(gòu)。微結(jié)構(gòu)化的區(qū)段的寬度可以取決于微結(jié)構(gòu)的和使用的聚合物材料的特性如此選擇，使得能夠?qū)崿F(xiàn)防止燃料侵入聚合物層118和軸116之間的足夠的密封。為設(shè)置微結(jié)構(gòu)，根據(jù)所示實施方式使用激光，借助它點狀地加熱表面0，使得通過蒸發(fā)和隨之的凝固產(chǎn)生不規(guī)則的表面結(jié)構(gòu)。該不規(guī)則的表面結(jié)構(gòu)形成一種分別由不規(guī)則成形的凹陷和突起構(gòu)成的結(jié)構(gòu)。如在德國專利申請DE 102008040782中詳細(xì)說明的那樣，尚未結(jié)構(gòu)化的面借助脈沖的激光射束照射。這里激光射束借助掃描器系統(tǒng)如此偏轉(zhuǎn)，使得激光射束掃描表面O的要結(jié)構(gòu)化的部分。為產(chǎn)生希望的表面微結(jié)構(gòu)，這里可以使用飛秒、皮秒或納秒激光，優(yōu)選具有高的脈沖序列頻率。用于制造圖2表示的表面結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)化工藝優(yōu)選在工藝氣體下進行，以便影響在用鋁或鋼構(gòu)成的表面O上形成氧化層。優(yōu)選激光射束相對于表面O移動的進給量在100mm/s到10000mm/s之間。
該不規(guī)則的表面結(jié)構(gòu)的兩個相鄰的凹陷或者兩個相鄰的突起之間的平均距離d在所示實施方式中在I μ m到999 μ m之間的范圍內(nèi)，特別在2 μ m到500 μ m之間的范圍內(nèi)。已經(jīng)證明，這種不規(guī)則的微結(jié)構(gòu)相對于規(guī)則的微結(jié)構(gòu)是有利的，因為通過不規(guī)則的結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)微結(jié)構(gòu)化的表面O和涂敷的聚合物層18、118之間的特別好的連接。在電樞12、112或者軸16、116的邊界區(qū)域22、122的表面分別獲得微結(jié)構(gòu)后，借助注塑方法涂敷聚合物層18、118。由此塑料例如聚甲醛流入微結(jié)構(gòu)的凹陷內(nèi)。因此電樞12的端部區(qū)域或者軸116的與電樞112相鄰的區(qū)域被密封，防止腐蝕性燃料侵入金屬表面和聚合物層18、118之間。
權(quán)利要求
1.關(guān)于電機的機械零件(10、110)，其特征在于，該機械零件(10、110)的至少一個表面(O)用聚合物層(18、118)覆蓋，其中所述表面(O)在聚合物層(18、118)的與不涂層的區(qū)域的邊界區(qū)域(22、122)上具有微結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械零件(10)，其特征在于，電機包括燃料泵，其中燃料泵的電動機的電樞(12)的表面用聚合物層(18)覆蓋，并且其中給在電樞(12)的涂層的和不涂層的區(qū)域之間的邊界區(qū)域(22)內(nèi)的和/或該機械零件(10)的與電樞(12)相鄰的部件(14、16)的至少一個表面(O)設(shè)有微結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的機械零件(110)，其特征在于，機械零件包括EC電動機的電樞(112)和軸(116)，其中電樞(112)的外表面用聚合物層(118)覆蓋，并且其中給軸(116)的與聚合物層(118)鄰接的至少一個表面(O)設(shè)有微結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1到3之一所述的機械零件(10、110)，其特征在于，微結(jié)構(gòu)具有不規(guī)則的結(jié)構(gòu)，其通過點狀地蒸發(fā)和凝固金屬表面或者熱固性塑料表面(O)產(chǎn)生。
5.根據(jù)權(quán)利要求1到4之一所述的機械零件(10、110)，其特征在于，在微結(jié)構(gòu)的兩個相鄰的突起和/或兩個相鄰的凹陷之間的平均距離⑷在I μ m到999 μ m之間，優(yōu)選在2 μ m到500 μ m之間。
6.根據(jù)權(quán)利要求1到5之一所述的機械零件(10、110)，其特征在于，聚合物層(18、118)借助注塑方法、借助壓鑄方法或者借助壓制方法涂敷。
7.動車，包括具有根據(jù)權(quán)利要求1到6之一所述的機械零件(10、110)的燃料泵。
8.關(guān)于制造用于電機的機械零件(10、110)的方法，包括: 在要用聚合物層(18、118)涂敷的區(qū)域和不準(zhǔn)備用聚合物層(18、118)涂敷的區(qū)域之間的邊界區(qū)域(22、122)內(nèi)在機械零件的表面(O)上形成微結(jié)構(gòu)；和 在該微結(jié)構(gòu)化了的表面(O)上涂敷聚合物層(18、118)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，微結(jié)構(gòu)借助激光形成。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，微結(jié)構(gòu)在電樞(12)的要涂層的和不準(zhǔn)備涂層的區(qū)域之間的邊界區(qū)域(22)內(nèi)的和/或機械零件(10)的與電樞(12)相鄰的部件(14、16)的至少一個表面(O)上形成。
11.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的方法，其特征在于，微結(jié)構(gòu)在機械零件(110)的軸(116)和包圍機械零件(110)的電樞(112)的聚合物層(118)之間的邊界區(qū)域(122)內(nèi)的至少一個表面(O)上形成。
12.根據(jù)權(quán)利要求8到11之一所述的方法，其特征在于， 聚合物層(18、118)借助注塑方法、借助壓鑄方法或者借助壓制方法在微結(jié)構(gòu)化了的表面(O)上形成。
全文摘要
燃料泵的具有表面微結(jié)構(gòu)的機械零件。本發(fā)明涉及用于電機的機械零件(10、110)，其特征在于，該機械零件(10、110)的至少一個表面(O)用聚合物層(18、118)覆蓋，其中所述表面(O)在聚合物層(18、118)的到未涂層的區(qū)域的邊界區(qū)域(22、122)上具有微結(jié)構(gòu)。
文檔編號F02M37/08GK103089502SQ20121058592
公開日2013年5月8日 申請日期2012年11月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月3日
發(fā)明者J·諾瓦克, J·魏德利希, A·施皮納, J·施萊格爾 申請人:羅伯特·博世有限公司