专利名称：燃料泵的具有表面微结构的机械零件的制作方法
技术领域：
本发明涉及燃料泵的领域，特别涉及在燃料箱的内部设置的燃料泵。本发明特别涉及燃料泵中用于保护结构部件防护腐蚀性燃料的措施。
背景技术：
在箱内燃料泵中使用的电动机中，通常电枢用聚合物层例如用聚甲醛注塑包封，以便尽量减小涡流损失。然而这种注塑包封不表示对于腐蚀性燃料在电枢的金属和聚合物层之间的边界面处侵入的任何保护。特别在含乙醇、水和盐的燃料的情况下燃料的低分子组成部分能够侵入电枢和轴之间或者电枢和换向器之间。另外已知，在优质钢外壳内封装例如在燃料泵中使用的EC电动机的转子。这种封装由许多彼此焊接的单个零件组成。为此需要在不同的焊接位置进行多次焊接。从文献DE 102008040782A1中知晓，在金属表面设有微结构，并且接着在微结构化了的金属表面上涂敷塑料层。
发明内容
本发明的任务在于，设有一种用于电机的机械零件和一种方法，由之实现防护腐蚀性燃料的改进的保护。为解决该任务，设有根据权利要求1的机械零件和根据权利要求8的用于制造机械零件的方法。另外的有利的结构在从属权利要求中给出。在根据本发明的一种实施方式的机械零件中，该机械零件的至少一个表面用聚合物层覆盖，其中该表面在聚合物层的与不涂层的区域的边界区域上具有微结构。通过微结构能够改善机械零件的金属表面或者热固性塑料表面和聚合物层之间的附着，使得能够阻止腐蚀性燃料侵入表面和聚合物层之间。因此包括本发明的元件的电机具有改善的介质耐受性。机械零件特别可以包括燃料泵，其中该燃料泵的电动机的电枢的表面用聚合物层覆盖，并且其中给在电枢的涂层的和不涂层的区域之间的边界区域内的、和/或该机械零件的与电枢相邻的部件的至少一个表面设有微结构。由此能够在电枢朝向轴或者换向器的涂层的关键的边界区域内有效地阻止腐蚀性燃料侵入聚合物层和金属表面或者热固性塑料表面之间。另外可选的方案是机械零件包括EC电动机的电枢和轴，其中电枢的外表面用聚合物层覆盖，并且其中给轴的与聚合物层相邻的至少一个表面设有微结构。通过该实施方式也能够有效地阻止腐蚀性燃料侵入电枢的聚合物层和轴的金属表面之间。在上述两种实施方式的每一种中微结构都可以具有不规则的结构，其通过部分蒸发随之凝固金属表面或者热固性塑料表面产生。这种不规则的结构具有这样的优点:能够实现微结构的表面和聚合物层之间特别好的连接。但是另外也可以设有表面的规则的微结构。在微结构的两个相邻的突起和/或两个相邻的凹陷之间的平均距离根据一种实施方式在I μ m到999 μ m之间，优选在2 μ m到500 μ m之间。聚合物层可以借助注塑方法涂敷，以便保证聚合物能够特别好地进入微结构的表面的凹陷内。另外也可以借助压铸方法(Spritzpress-Verfahren)或者压制方法涂敷聚合物层。其中使用的聚合物材料可以涉及热塑性塑料或者热固性塑料材料。此外本发明设有一种具有燃料泵的机动车，该燃料泵包括上述机械零件。根据另一种实施方式，用于制造用于电机的机械零件的方法包括:在机械零件的在要用聚合物层涂敷的区域和不准备用聚合物层涂敷的区域之间的边界区域内的表面上形成微结构；和在微结构化了的表面上涂敷聚合物层。这里微结构可以借助激光形成。根据一种实施方式，微结构可以在电枢的要涂层的和不准备涂层的区域之间的边界区域内的和/或与机械零件的电枢相邻的部件的至少一个表面上形成。由此能够在电枢的朝向轴或者朝向换向器的聚合物涂层的关键的边界区域内有效阻止腐蚀性燃料侵入聚合物层和金属表面或者热固性塑料表面之间。根据另一种实施方式，微结构可以在机械零件的轴和包围机械零件的电枢的聚合物层之间的边界区域内的至少一个表面上形成。在上述两种实施方式中聚合物层分别借助注塑方法在微结构化了的表面上涂敷。在注塑期间聚合物流到微结构内因此密封相应的表面。备选地也可以借助压铸方法或者压制方法涂敷聚合物层。其中使用的聚合物材料可以涉及热塑性塑料或者热固性塑料。
下面根据附图详细说明本发明的实施方式。附图中:图1示意表示根据本发明的一种实施方式的机械零件；图2示意表示根据本发明的第二实施方式的机械零件；图3示意表示图1中表示的机械零件的微结构化了的并且用聚合物层覆盖的表面。
具体实施例方式如在图1的结构中所示，根据一种实施方式的箱内燃料泵的泵电动机包括电枢12和换向器14。该泵电动机作为具有换向器14的电刷型电动机构造。此外用于驱动箱内燃料泵的转子的轴16与电枢12连接。根据本实施方式的机械零件10包括泵电动机和轴16。电枢12用聚合物层18注塑包封，以便减小围绕电枢12流动的燃料的涡流。特别在电枢12的在图1中用箭头表示的边界面20上在朝向换向器14或者轴16的方向上，也就是说在聚合物层18朝向换向器14或者朝向轴16的边界面上，腐蚀性燃料会侵入电枢12的金属和涂敷的聚合物层18之间。因为换向器通常用热固性塑料制造，所以对于换向器14的热固性塑料表面和电枢12的聚合物层18提出同样的问题。因此希望为抵制燃料侵入金属表面或者热固性塑料表面和聚合物层18之间而密封所述涂层18和机械零件10的相邻的、不涂层的区域之间的边界区域22。根据本发明的另一种实施方式，图2中表示出机械零件110，它包括EC电动机的电枢112和轴116。机械零件110也可以例如在燃料泵中使用。电枢112包括至少一个磁铁124和轴叠片组126并且与轴116不可转动地连接。该至少一个磁铁124可以构造为环形或者盘形。在图2表示的实施方式的电枢112中，塑料注塑包封118分别围绕电枢112的全部外表面延伸直到轴，在聚合物层118的端部区域与轴116接触的边界区域122内，腐蚀性燃料会侵入轴116的金属和电枢112的涂敷的聚合物层118之间。因此在图2表示的实施方式中也希望密封所述涂层118和轴116的相邻的、不涂层的区域之间的边界区域122，防止燃料侵入金属表面和聚合物层118之间。因此，如在图3中关于图1和2的实施方式示意表示的那样，在边界区域22、122内给电枢12、112的或者相邻结构部件的至少一个表面O设有微结构。在图1表示的实施方式中，边界区域22、122从聚合物层18的边缘出发以0.5mm到IOmm的宽度沿电枢12、112的要涂层的表面延伸。这里设有微结构的边界区域22、122的宽度选择的这样大，使得能够实现防止燃料侵入金属表面或者热固性塑料表面O和涂敷的聚合物层18、118之间的足够的密封。因此可以取决于微结构的深度和聚合物层18、118的材料特性确定设有微结构的边界区域22、122的宽度的不同的值。代替或者附加地，在图1表示的第一实施方式中也可以在邻接电枢12、112的结构部件上涂敷聚合物层。为例如在轴16、116上也获得金属和聚合物层之间介质密封的连接，因此也可以给轴16的表面O在到电枢12、112的边界区域内设有微结构，例如在图3中所示，并且用聚合物层覆盖。在这种情况下，于是在轴16、116上的(未在图中表示的)在要涂层的和不准备涂层的区域之间的边界区域内设有微结构，以便在那里对涂层的区域实现密封以抵制燃料侵入。在图2表示的实施方式中微结构优选在轴116的表面的整个区域上在边界区域122内设置，其在用聚合物层118注塑包封后与聚合物材料接触。另外可选的方案是仅在轴116和聚合物层118之间的接触面122的部分区域内设有微结构。微结构化的区段的宽度可以取决于微结构的和使用的聚合物材料的特性如此选择，使得能够实现防止燃料侵入聚合物层118和轴116之间的足够的密封。为设置微结构，根据所示实施方式使用激光，借助它点状地加热表面0，使得通过蒸发和随之的凝固产生不规则的表面结构。该不规则的表面结构形成一种分别由不规则成形的凹陷和突起构成的结构。如在德国专利申请DE 102008040782中详细说明的那样，尚未结构化的面借助脉冲的激光射束照射。这里激光射束借助扫描器系统如此偏转，使得激光射束扫描表面O的要结构化的部分。为产生希望的表面微结构，这里可以使用飞秒、皮秒或纳秒激光，优选具有高的脉冲序列频率。用于制造图2表示的表面结构的结构化工艺优选在工艺气体下进行，以便影响在用铝或钢构成的表面O上形成氧化层。优选激光射束相对于表面O移动的进给量在100mm/s到10000mm/s之间。
该不规则的表面结构的两个相邻的凹陷或者两个相邻的突起之间的平均距离d在所示实施方式中在I μ m到999 μ m之间的范围内，特别在2 μ m到500 μ m之间的范围内。已经证明，这种不规则的微结构相对于规则的微结构是有利的，因为通过不规则的结构能够实现微结构化的表面O和涂敷的聚合物层18、118之间的特别好的连接。在电枢12、112或者轴16、116的边界区域22、122的表面分别获得微结构后，借助注塑方法涂敷聚合物层18、118。由此塑料例如聚甲醛流入微结构的凹陷内。因此电枢12的端部区域或者轴116的与电枢112相邻的区域被密封，防止腐蚀性燃料侵入金属表面和聚合物层18、118之间。
权利要求
1.关于电机的机械零件(10、110)，其特征在于，该机械零件(10、110)的至少一个表面(O)用聚合物层(18、118)覆盖，其中所述表面(O)在聚合物层(18、118)的与不涂层的区域的边界区域(22、122)上具有微结构。
2.根据权利要求1所述的机械零件(10)，其特征在于，电机包括燃料泵，其中燃料泵的电动机的电枢(12)的表面用聚合物层(18)覆盖，并且其中给在电枢(12)的涂层的和不涂层的区域之间的边界区域(22)内的和/或该机械零件(10)的与电枢(12)相邻的部件(14、16)的至少一个表面(O)设有微结构。
3.根据权利要求1所述的机械零件(110)，其特征在于，机械零件包括EC电动机的电枢(112)和轴(116)，其中电枢(112)的外表面用聚合物层(118)覆盖，并且其中给轴(116)的与聚合物层(118)邻接的至少一个表面(O)设有微结构。
4.根据权利要求1到3之一所述的机械零件(10、110)，其特征在于，微结构具有不规则的结构，其通过点状地蒸发和凝固金属表面或者热固性塑料表面(O)产生。
5.根据权利要求1到4之一所述的机械零件(10、110)，其特征在于，在微结构的两个相邻的突起和/或两个相邻的凹陷之间的平均距离⑷在I μ m到999 μ m之间，优选在2 μ m到500 μ m之间。
6.根据权利要求1到5之一所述的机械零件(10、110)，其特征在于，聚合物层(18、118)借助注塑方法、借助压铸方法或者借助压制方法涂敷。
7.动车，包括具有根据权利要求1到6之一所述的机械零件(10、110)的燃料泵。
8.关于制造用于电机的机械零件(10、110)的方法，包括: 在要用聚合物层(18、118)涂敷的区域和不准备用聚合物层(18、118)涂敷的区域之间的边界区域(22、122)内在机械零件的表面(O)上形成微结构；和 在该微结构化了的表面(O)上涂敷聚合物层(18、118)。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，微结构借助激光形成。
10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，微结构在电枢(12)的要涂层的和不准备涂层的区域之间的边界区域(22)内的和/或机械零件(10)的与电枢(12)相邻的部件(14、16)的至少一个表面(O)上形成。
11.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，微结构在机械零件(110)的轴(116)和包围机械零件(110)的电枢(112)的聚合物层(118)之间的边界区域(122)内的至少一个表面(O)上形成。
12.根据权利要求8到11之一所述的方法，其特征在于， 聚合物层(18、118)借助注塑方法、借助压铸方法或者借助压制方法在微结构化了的表面(O)上形成。
全文摘要
燃料泵的具有表面微结构的机械零件。本发明涉及用于电机的机械零件(10、110)，其特征在于，该机械零件(10、110)的至少一个表面(O)用聚合物层(18、118)覆盖，其中所述表面(O)在聚合物层(18、118)的到未涂层的区域的边界区域(22、122)上具有微结构。
文档编号F02M37/08GK103089502SQ20121058592
公开日2013年5月8日 申请日期2012年11月2日 优先权日2011年11月3日
发明者J·诺瓦克, J·魏德利希, A·施皮纳, J·施莱格尔 申请人:罗伯特·博世有限公司