具有塑料復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的旋轉(zhuǎn)泵的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)泵，其包括至少一個完全或僅在一些區(qū)域中由塑料構(gòu)成的泵 部件。本發(fā)明有利地既能夠在適合于不可壓縮流體的旋轉(zhuǎn)泵（即容積式泵（displacement pump))中實現(xiàn)，也能夠在適合于可壓縮流體的旋轉(zhuǎn)泵（即氣泵，具體來說諸如是真空泵）中 實現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)旋轉(zhuǎn)泵的特定輸送容積（即根據(jù)輸送轉(zhuǎn)子每轉(zhuǎn)的輸送容積）對旋轉(zhuǎn)泵進(jìn)行 調(diào)節(jié)，優(yōu)選地是對其進(jìn)行校準(zhǔn)。所述泵例如可以是內(nèi)齒環(huán)泵或者往復(fù)式活塞閥泵；然而，優(yōu) 選地，所述泵是單葉片或多葉片的葉片泵。
【背景技術(shù)】
[0002] 在車輛制造中，尤其是在機(jī)動車制造中，一直在致力于減小重量，尤其是還致力于 減小車輛部件的成本，其中機(jī)動車制造是本發(fā)明的優(yōu)選應(yīng)用領(lǐng)域。但是必須滿足與例如機(jī) 械強(qiáng)度、抗磨損能力和疲勞強(qiáng)度相關(guān)的高要求。由于批量生產(chǎn)所涉及的單元的龐大數(shù)量和 相關(guān)的經(jīng)濟(jì)規(guī)模，當(dāng)從生產(chǎn)運行整體考慮時，即使是單元成本上的最小的降低也會顯著地 節(jié)省成本。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的是減小旋轉(zhuǎn)泵的制造成本但是仍然滿足旋轉(zhuǎn)泵的技術(shù)要求。
[0004] 本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)泵，優(yōu)選地是葉片泵，包括：殼體，所述殼體包括用于要被輸 送的流體的入口和出口并且包括連接到入口和出口的輸送室；在輸送室中可以繞旋轉(zhuǎn)軸線 旋轉(zhuǎn)的輸送轉(zhuǎn)子；以及圍繞輸送轉(zhuǎn)子的安裝結(jié)構(gòu)（settingstructure)。輸送室可以被設(shè)定 邊界，從而使其僅由殼體和安裝結(jié)構(gòu)單獨限定。然而，可以想到的是，原則上輸送室還（僅 在那時）由另一種結(jié)構(gòu)界定或者在適用時還由多個其他結(jié)構(gòu)界定。輸送轉(zhuǎn)子和安裝結(jié)構(gòu)形 成輸送格（deliverycell)，通過旋轉(zhuǎn)輸送轉(zhuǎn)子，流體可以在所述輸送格中從入口輸送到出 口，因為輸送格增加了在輸送室的低壓側(cè)上的尺寸并且又再次減小了在輸送室的高壓側(cè)上 的尺寸，如從內(nèi)齒環(huán)泵和往復(fù)式活塞閥泵尤其是從葉片泵中所獲知的那樣。為了能夠調(diào)節(jié) 特定輸送容積，安裝結(jié)構(gòu)相對于輸送轉(zhuǎn)子，優(yōu)選地橫向于輸送轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)軸線，可以往復(fù)運 動。安裝結(jié)構(gòu)可以布置在殼體中從而使其尤其是可以樞轉(zhuǎn)地或線性地運動，以便于能夠調(diào) 節(jié)所述特定輸送容積。
[0005] 輸送轉(zhuǎn)子包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)本身可以構(gòu)成輸送轉(zhuǎn)子，在這樣的實施方式中 其可由一個零件構(gòu)成。例如，內(nèi)齒環(huán)泵中的輸送轉(zhuǎn)子是由一個零件形成的。還可以想到的 是，在原則上，葉片泵包括由一個零件構(gòu)成的輸送轉(zhuǎn)子，從而使得術(shù)語"輸送轉(zhuǎn)子"和"轉(zhuǎn)子 結(jié)構(gòu)"可以指的是相同的零件。由一個零件構(gòu)成的形成為葉片輪的輸送轉(zhuǎn)子例如可以包括 彈性柔性葉片，所述葉片在材料上彈性地屈服以便于能夠形成增加尺寸并又再次減小尺寸 的輸送格。然而，更優(yōu)選地，形成為葉片輪的輸送轉(zhuǎn)子由多個零件構(gòu)成并且包括轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和 一個或多個葉片，在這樣的實施方式中所述轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)位于中心，所述一個或多個葉片自轉(zhuǎn) 子結(jié)構(gòu)向外伸出并且（每個）在其整體上相對于轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)可活動，優(yōu)選地為滑動?？梢栽?DE10 2011 086 175B3和DE10 2008 036 273B4中發(fā)現(xiàn)單葉片旋轉(zhuǎn)泵和多葉片旋轉(zhuǎn)泵 的示例。
[0006]根據(jù)本發(fā)明，安裝結(jié)構(gòu)和/或轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)。各個復(fù)合材料結(jié)構(gòu)包括 模制區(qū)域和功能區(qū)域，所述模制區(qū)域由塑料制成，所述功能區(qū)域固定地并且不可移動地連 接到模制區(qū)域并由功能材料制成，所述功能材料具有與模制區(qū)域的塑料不同的化學(xué)成分。 至少兩種不同的材料還可以是在其他方面彼此區(qū)別，例如根據(jù)它們的密度或者根據(jù)添加的 物質(zhì)，比如舉例來說嵌入加強(qiáng)纖維或其它加強(qiáng)或功能體，如果存在所述加強(qiáng)纖維或其它加 強(qiáng)或功能體，它們大量地至少基本上均勻地分布在各自對應(yīng)的材料中。所述功能材料尤其 可以是金屬材料，比如輕金屬或者輕金屬合金或者優(yōu)選地是鋼。金屬功能材料尤其可以是 相應(yīng)地呈現(xiàn)出鑄造結(jié)構(gòu)或燒結(jié)結(jié)構(gòu)的鑄造體或者燒結(jié)體。然而，可替代地，功能材料還可以 同樣是塑料。
[0007] 在優(yōu)選實施方式中，模制區(qū)域在其體積和/或質(zhì)量上大于功能區(qū)域。功能區(qū)域適 宜地是其中復(fù)合材料結(jié)構(gòu)承受特定應(yīng)力（比如舉例來說動摩擦）或者以另外的方式承受磨 損的區(qū)域。在這種功能的情況下，相應(yīng)地選擇滑動材料作為功能材料。然而，替代或者結(jié)合 其良好的滑動特性，還可以為了增加復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的剛度或者提高復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的其他特 性而選擇功能材料。
[0008] 復(fù)合材料結(jié)構(gòu)尤其可以由單個連續(xù)的模制區(qū)域和單個連續(xù)的功能區(qū)域構(gòu)成。然而 其還可以包括多個功能區(qū)域，所述多個功能區(qū)域或者在每種情況下由相同的功能材料制成 或者由不同的功能材料制成。其還可以包括由相同的塑料制成的兩個或更多個模制區(qū)域， 其中多個模制區(qū)域是不連續(xù)的而是彼此分開的，尤其是由單個功能區(qū)域或由多個功能區(qū)域 中的一個功能區(qū)域而彼此分開。
[0009] 如果功能材料同樣是塑料，模制區(qū)域和功能區(qū)域可以以初始模制（original moulding)的接合方法制造，比如例如是注射成型，例如通過共注。如果復(fù)合材料結(jié)構(gòu)是由 模制區(qū)域和多個功能區(qū)域組成的或者包括彼此分開的多個模制區(qū)域，那么同樣的方法應(yīng)用 到這些變形例中的兩個以上的結(jié)構(gòu)區(qū)域。
[0010] 然而，在優(yōu)選實施方式中，功能區(qū)域或者可選地是多個功能區(qū)域與模制區(qū)域或者 可選地是多個模制區(qū)域分開制造，并且在模制單個或多個模制區(qū)域時優(yōu)選地以強(qiáng)鎖配合 (positivefit)永久且固定地連接到模制區(qū)域或者在適用的情況下連接到多個模制區(qū)域。 然后可以將模制區(qū)域的塑料尤其是在制造模制區(qū)域時完全或至少部分地在功能區(qū)域的周 圍注射成型。模制區(qū)域和功能區(qū)域可以以摩擦配合和/或材料配合和/或強(qiáng)鎖配合而彼此 連接。在優(yōu)選實施方式中，所述連接至少包括正配合。不同的區(qū)域原則上可以彼此分開制造 并且通過接合連接而彼此連接；然而，更優(yōu)選地，正如已經(jīng)提過的，通過將預(yù)先生產(chǎn)出的功 能區(qū)域放入模具中，比如例如注塑成型模具，并完全或者至少部分地在其周圍來模制（優(yōu) 選地，注射成型）模制區(qū)域的塑料，以初始模制模制區(qū)域的方法建立了固定連接。
[0011] 為了節(jié)省成本，用作模制區(qū)域的塑料的塑料優(yōu)選地是每單位質(zhì)量和/或每單位體 積比功能材料更便宜的塑料。
[0012] 在從屬權(quán)利要求以及從屬權(quán)利要求的結(jié)合中還描述了有利的特征。
[0013]還在下面的構(gòu)想出的方面中描述了本發(fā)明的特征。這些方面以權(quán)利要求的方式記 載并且可以用它們來替換。在這些方面中披露的特征還可以補(bǔ)充和/或限定這些權(quán)利要 求，表示對權(quán)利要求的單個特征的替代和/或更寬泛的特征。括在括號內(nèi)的參考標(biāo)記指的 是下面的圖中圖示出的示例性實施方式。它們沒有將這些方面中描述的特征限制到它們文 字列出的意思中，而是相反地表示實現(xiàn)相應(yīng)特征的優(yōu)選方式。
[0014] 方面1、一種旋轉(zhuǎn)泵，優(yōu)選地是葉片泵，包括：
[0015] (a)殼體（1)，其包括用于流體的入口⑶和出口⑷并且包括連接到所述入口和 所述出口的輸送室（2);
[0016] (b)輸送轉(zhuǎn)子（10)，所述輸送轉(zhuǎn)子可以在所述輸送室⑵中繞旋轉(zhuǎn)軸線（R1CI)旋轉(zhuǎn) 并且包括關(guān)于所述旋轉(zhuǎn)軸線（R1CI)位于中心的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)（11);
[0017] (c)以及安裝結(jié)構(gòu)（20)，所述安裝結(jié)構(gòu)圍繞所述輸送轉(zhuǎn)子（10)并且與所述輸送轉(zhuǎn) 子（10) -起形成輸送格（9)，以便于將所述流體從所述入口（3)輸送到所述出口（4)，并且 可以相對于所述輸送轉(zhuǎn)子（10)往復(fù)運動，優(yōu)選地是橫向于所述旋轉(zhuǎn)軸線（R1CI)運動，以便于 能夠調(diào)節(jié)所述旋轉(zhuǎn)泵的特定輸送容積；
[0018] (d)其中這些結(jié)構(gòu)（11，20)的至少一個，即所述安裝結(jié)構(gòu)（20)和/或所述轉(zhuǎn)子結(jié) 構(gòu)（11)，是復(fù)合材料結(jié)構(gòu)并且包括由塑料制成的模制區(qū)域（15 ;25)和固定連接到所述模制 區(qū)域（15 ;25)并由功能材料制成的功能區(qū)域（16 ;26)，所述功能材料具有與所述模制區(qū)域 (15 ;25)的塑料不同的化學(xué)成分。
[0019]方面2、根據(jù)方面1所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中所述功能區(qū)域（16 ;26)加強(qiáng)和/或加固所 述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)（11 ;20)，和/或形成滑動表面（17 ;27)和/或所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)（11 ;20) 的支承或接合區(qū)域（19)。
[0020] 方面3、根據(jù)前述方面任一項所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中所述功能區(qū)域（16 ;26)與所述 模制區(qū)域（15 ;25)分開制造，所述模制區(qū)域（15 ;25)以初始模制方法模制在所述功能區(qū)域 (16;26)上或周圍，優(yōu)選地通過注射成型模制，籍此這些區(qū)域（15，16;25,26)彼此固定連 接。
[0021] 方面4、根據(jù)前述方面任一項所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中所述功能區(qū)域（16 ;26)以強(qiáng)鎖配 合和/或摩擦配合和/或材料配合連接到所述模制區(qū)域（15 ;25)。
[0022] 方面5、根據(jù)前述方面任一項所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中所述功能區(qū)域（16 ;26)完全或者 部分地嵌入在所述模制區(qū)域（15 ;25)中，并且所述功能區(qū)域（16 ;26)加固和/或加強(qiáng)所述 模制區(qū)域（15 ;25)或者所述模制區(qū)域（15 ;25)加固和/或加強(qiáng)所述功能區(qū)域（16 ;26)。
[0023] 方面6、根據(jù)前述方面任一項所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中所述功能區(qū)域（16 ;26)加固和/ 或加強(qiáng)所述模制區(qū)域（15 ;25)以便于在泵操作過程中提高加固和/或加強(qiáng)的模制區(qū)域的尺 寸穩(wěn)定性。
[0024] 方面7、根據(jù)前述方面任一項所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中所述功能區(qū)域（26 ;31)形成和/ 或繞所述旋轉(zhuǎn)軸線（R1CI)在周向上圍繞所述安裝結(jié)構(gòu)（20)的內(nèi)周表面（27)，所述安裝結(jié)構(gòu) 圍繞所述輸送轉(zhuǎn)子（10)。
[0025] 方面8、根據(jù)前述方面任一項所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中由于所述功能區(qū)域（16 ;26)和所 述模制區(qū)域（15 ;25)中的一個在一個或多個點（18 ;28 ;29 ;30)處伸入另一個中，因而這些 區(qū)域以強(qiáng)鎖配合彼此連接。
[0026] 方面9、根據(jù)前述方面任一項所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中所述功能區(qū)域（16 ;26)和所述模 制區(qū)域（15 ;25)中的一個在一個或多個點（18 ;30)處在后面抓住另一個，因而這些區(qū)域彼 此錨定。
[0027] 方面10、根據(jù)前述方面任一項所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中至少其中一個區(qū)域，優(yōu)選地是所 述功能區(qū)域（16 ;26)，包括一個或多個凹槽（18 ;28 ;30)優(yōu)選地是一個或多個通道（30)，另 一個區(qū)域的材料可以伸入到所述凹槽中和/或另一個區(qū)域的材料穿入所述通道。
[0028] 方面11、根據(jù)前述方面所述的旋轉(zhuǎn)泵，其中當(dāng)模制所述復(fù)合材料結(jié)構(gòu)（11 ;20)時， 所述另一個區(qū)域的材料以流體形式穿入所述凹槽和/