| (19) |
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(11) |
EP 2 215 364 B1 |
| (12) |
EUROPÄISCHE PATENTSCHRIFT |
| (45) |
Hinweis auf die Patenterteilung: |
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08.07.2015 Patentblatt 2015/28 |
| (22) |
Anmeldetag: 27.10.2008 |
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| (51) |
Internationale Patentklassifikation (IPC):
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| (86) |
Internationale Anmeldenummer: |
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PCT/EP2008/009052 |
| (87) |
Internationale Veröffentlichungsnummer: |
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WO 2009/062592 (22.05.2009 Gazette 2009/21) |
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| (54) |
MATRIZE, SINTERROTOR UND VERFAHREN ZUM SINTERN
DYE, SINTERED ROTOR AND SINTERING METHOD
MATRICE, ROTOR FRITTÉ ET MÉTHODE DE FRITTAGE
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| (84) |
Benannte Vertragsstaaten: |
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AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL
PT RO SE SI SK TR |
| (30) |
Priorität: |
13.11.2007 DE 102007055468
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| (43) |
Veröffentlichungstag der Anmeldung: |
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11.08.2010 Patentblatt 2010/32 |
| (73) |
Patentinhaber: Magna Powertrain Hückeswagen GmbH |
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42499 Hückeswagen (DE) |
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| (72) |
Erfinder: |
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- HEINEN, Elmar
50769 Köln (DE)
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| (74) |
Vertreter: Rausch, Gabriele |
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Magna International (Germany) GmbH
Patent Department
Kurfürst-Eppstein-Ring 11 63877 Sailauf 63877 Sailauf (DE) |
| (56) |
Entgegenhaltungen: :
WO-A-2005/001293 DE-A1- 19 703 499 JP-A- 59 107 003 US-A- 5 772 748
|
WO-A-2006/005380 GB-A- 1 340 486 US-A- 4 818 201 US-A1- 2002 022 063
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| Anmerkung: Innerhalb von neun Monaten nach der Bekanntmachung des Hinweises auf die
Erteilung des europäischen Patents kann jedermann beim Europäischen Patentamt gegen
das erteilte europäischen Patent Einspruch einlegen. Der Einspruch ist schriftlich
einzureichen und zu begründen. Er gilt erst als eingelegt, wenn die Einspruchsgebühr
entrichtet worden ist. (Art. 99(1) Europäisches Patentübereinkommen). |
[0001] Die Erfindung betrifft eine Matrize zum Sintern eines Sinterrotors gemäß dem Oberbegriff
des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen
eines derartigen Sinterrotors. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein mit Hilfe der
Matrize gemäß einem derartigen Verfahren hergestellten Sinterrotor und eine Pumpe
mit einem derartigen Sinterrotor.
[0002] Es ist möglich, Sinterrotoren mit einem Flügelaufnahmeschlitz herzustellen, der an
einer Stirnseite des Rotorgrundkörpers offen ist. Die Druckschrift
WO 2005/001293 A1 offenbart einen Rotor aus Sintermetall einer Drehkolbenpumpe mit einem topfförmigen
Grundkörper und einem von dem Boden dieses Grundkörpers zentral ablagernden Lagerzapfenelement
aus einem direkt von dem Boden ausgehenden zylindrischen Fußabschnitt und einem sich
an diesen anschließenden Anschlussklauenabschnitt. Die Druckschrift
GB 1 340 486 offenbart Verbesserungen betreffend Schmiedegeräte. Die Druckschrift JB 59107003
offenbart, wie man die Konstitution von Plungerstempeln verbessern kann.
[0003] Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung eines Sinterrotors für eine Pumpe,
insbesondere eine Vakuumpumpe, mit einem Rotorgrundkörper, der einen Flügelaufnahmeabschnitt
mit mindestens einem Flügelaufnahmeschlitz und mindestens zwei gesinterte Lagerabschnitte
aufweist, zu vereinfachen.
[0004] Die Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Die abhängigen Unteransprüche
betreffen Weiterführungen des Erfindungsgedankens im Sinne der Aufgabenstellung.
[0005] Als Sinterrotor wird ein durch Sintern hergestellter Rotor bezeichnet. Beim Sintern
wird ein pulverförmiges oder feinkörniges Material durch Druck- und Temperatureinwirkung
verdichtet, wobei sich die Körner an ihren Oberflächen miteinander verbinden. Durch
den Lagerkörper wird der bei herkömmlichen Sinterrotoren offene Flügelaufnahmeschlitz
geschlossen. Die beiden Lagerabschnitte haben jeweils im Wesentlichen die Gestalt
eines geraden Kreiszylindermantels.
[0006] Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird der Sinterrotor längs gepresst,
das heißt sämtliche Bewegungen von Stempeln beim Sintermetallpulvertransfer und beim
Verdichten des Sintermetallpulvers in einer Matrize erfolgen in Längsrichtung des
Sinterrotors, das heißt in Richtung beziehungsweise parallel zu der Drehachse des
Sinterrotors.
[0007] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sinterrotors ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Lagerkörper und der Flügelaufnahmeabschnitt den gleichen Außendurchmesser
aufweisen. Der Lagerkörper und der Flügelaufnahmeabschnitt haben außen im Wesentlichen
die Gestalt eines geraden Kreiszylindermantels.
[0008] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sinterrotors ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Lagerkörper die Gestalt eines Rings aufweist. Durch den Ring wird ein unerwünschtes
Aufspreizen des Rotorgrundkörpers in dem Flügelaufnahmeabschnitt verhindert.
[0009] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sinterrotors ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Ring einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist. Die Außenseite
des Rings bildet eine Lagerfläche zur drehbaren Lagerung des Sinterrotors in einem
Pumpengehäuseteil.
[0010] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Sinterrotors ist dadurch gekennzeichnet,
dass der Rotorgrundkörper in dem Flügelaufnahmeabschnitt Längsnuten zur Versenkung
beziehungsweise Aufnahme von Pressgrat im Bereich des Flügelaufnahmeschlitzes aufweist.
Die Längsnuten verlaufen in einer Trennebene zwischen Stegen, die an einer Matrize
vorgesehen sind, und einem Stempel, dessen Funktion im Folgenden erläutert wird.
[0011] Bei einer Matrize zum Sintern eines vorab beschriebenen Sinterrotors mit Längsstegen
zur Bildung des Flügelaufnahmeschlitzes, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch
gelöst, dass die Längsstege durch einen umlaufenden Absatz begrenzt sind. Der umlaufende
Absatz schafft einen Ringraum zur Erzeugung des Lagerkörpers.
[0012] Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Matrize ist dadurch gekennzeichnet, dass
die Längsstege und der Absatz an die Matrize angeformt sind. Alternativ ist es möglich,
die Stege und den Absatz mit Hilfe von Stempeln zu erzeugen.
[0013] Bei einem Verfahren zum Herstellen eines vorab beschriebenen Sinterrotors, mit Hilfe
einer vorab beschriebenen Matrize, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch gelöst,
dass die Matrize von einer Füllseite mit Sintermetallpulver befüllt wird, das mit
Hilfe von mehreren Stempeln verdichtet wird, die in Längsrichtung des Sinterrotors
bewegbar sind, um eine Verdichtungskraft beziehungsweise einen Verdichtungsdruck auf
das Sintermetallpulver in der Matrize auszuüben. Als Längsrichtung wird die Drehachse
oder Rotationsachse des Sinterrotors bezeichnet. Die Matrize kann einteilig oder mehrteilig
ausgeführt sein und hat vorzugsweise eine rohrartige beziehungsweise kreiszylinderartige
Gestalt. Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass ein Teil der Verdichtungskraft beziehungsweise des Verdichtungsdrucks von der
der Füllseite entgegengesetzten Seite aufgebracht wird. Dadurch wird auf einfache
Art und Weise die Erzeugung eines Hinterschnitts an dem Rotorgrundkörper ermöglicht.
[0014] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Matrize, bezogen auf die Erdschwerkraft, von oben mit Sintermetallpulver
befüllt wird, und dass der größte Teil der Verdichtungskraft beziehungsweise des Verdichtungsdrucks
von unten aufgebracht wird. Dadurch wird das Befüllen vereinfacht.
[0015] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Matrize von der Seite, die den Absatz aufweist, befüllt wird. Dadurch wird
das Erzeugen des Hinterschnitts vereinfacht.
[0016] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Matrize nach dem Befüllen mit mindestens einem füllseitigen Stempel verschlossen
wird. Dabei wird eine relativ geringe Verdichtungskraft auf das Sintermetallpulver
aufgebracht.
[0017] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass das Sintermetallpulver in der Matrize mit Hilfe von mehreren Stempeln verschoben
wird. Das Verschieben des Sintermetallpulvers wird auch als Pulvertransfer bezeichnet
und dient dazu, das Sintermetallpulver in die Form oder Gestalt zu bringen, die der
fertige Sinterrotor haben soll.
[0018] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Stempel zum Verschieben des Sintermetallpulvers von der Füllseite in die
Matrize hinein bewegt werden. Vorzugsweise sind mehrere, teilweise hohl ausgeführte
Stempel in einem weiteren hohl ausgeführten Stempel beziehungsweise ineinander hin
und her bewegbar geführt.
[0019] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass das verschobene Sintermetallpulver in der Matrize mit Hilfe von mehreren Stempeln
verdichtet wird. Vorzugsweise werden zum Verdichten die gleichen Stempel wie zum Verschieben
des Sintermetallpulvers verwendet.
[0020] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass die Stempel zum Verdichten des Sintermetallpulvers hauptsächlich von der der
Füllseite entgegengesetzten Seite in die Matrize hinein bewegt werden. Fast die gesamte
Verdichtungskraft wird von der der Füllseite entgegengesetzten Seite aufgebracht.
[0021] Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet,
dass ein Stempel zum Verdichten des Lagerkörpers von der Füllseite in die Matrize
hinein bewegt wird. Diese Bewegung ist deutlich kleiner als die Verdichtungsbewegung
von der entgegengesetzten Seite.
[0022] Die Erfindung betrifft auch eine Pumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe, mit einem
vorab beschriebenen Sinterrotor.
[0023] Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden
Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele
im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
- Figur 1
- eine perspektivische Darstellung eines erfindungsgemäßen Sinterrotors;
- Figur 2
- den Sinterrotor aus Figur 1 im Längsschnitt;
- Figur 3
- den Sinterrotor aus Figur 1 in einem weiteren Längsschnitt durch den Flügelaufnahmeschlitz;
- Figur 4
- eine Seitenansicht des Sinterrotors aus Figur 3 von rechts;
- Figur 5
- eine Seitenansicht des Sinterrotors aus Figur 3 von links;
- Figur 6
- eine Matrize zur Herstellung des Sinterrotors aus den Figuren 1 bis 5 im Horizontalschnitt;
- Figur 7
- die Ansicht eines Schnitts entlang der Linie VII-VII in Figur 6;
- Figuren
- schematische Darstellungen eines Verfahrens zum Herstellen eines
- 8 bis 13
- Sinterrotors, wie er in den Figuren 1 bis 5 dargestellt ist, in verschiedenen Verfahrensschritten
und
- Figur 14
- die Ansicht eines Querschnitts an einer Stelle XIV in Figur 1.
[0024] Der erfindungsgemäße Sinterrotor ist Teil einer Vakuumpumpe, insbesondere einer Flügelzellenpumpe,
die dazu dient, zum Beispiel in einem Unterdruckraum eines Bremskraftverstärkers,
ein Vakuum zu erzeugen. Der Sinterrotor wird zum Beispiel über eine Antriebswelle
angetrieben und führt einen Flügel, der innerhalb eines Hubrings drehbar angeordnet
ist. Wenn sich der Sinterrotor um seine Drehachse dreht, dann kommt es in einem Saugraum
zu einer Volumenvergrößerung, die ein Ansaugen eines Arbeitsmediums, insbesondere
von Luft beziehungsweise einem Luft-Öl-Gemisch, in den Saugraum bewirkt. Gleichzeitig
kommt es in einem Druckraum zu einer Volumenabnahme, die ein Fördern des Arbeitsmediums
aus dem Druckraum bewirkt.
[0025] In den Figuren 1 bis 5 ist Rotorgrundkörper 1 in verschiedenen Ansichten dargestellt.
An einem Ende weist der Rotorgrundkörper 1 ein Kopplungselement 2 auf, das zum Beispiel
als Zweiflach ausgeführt ist und zur antriebsmäßigen Kopplung des Rotorgrundkörpers
1 und der (nicht dargestellten) Antriebswelle dient.
[0026] Auf das Kopplungselement 2 folgt ein Lagerabschnitt 4, der außen die Gestalt eines
geraden Kreiszylindermantels aufweist. Der Lagerabschnitt 4 ist einstückig mit einem
Flügelaufnahmeabschnitt 5 verbunden, der ebenfalls im Wesentlichen die Gestalt eines
geraden Kreiszylinders aufweist, der in Längsrichtung durch einen Flügelaufnahmeschlitz
6 unterbrochen ist. Der Flügelaufnahmeschlitz 6 ist an einer Stirnseite durch den
Lagerabschnitt 4 begrenzt, der einen geringeren Durchmesser als der Flügelaufnahmeabschnitt
5 aufweist.
[0027] An seiner entgegengesetzten Stirnseite ist der Flügelaufnahmeschlitz durch einen
Lagerkörper 10 geschlossen, der einstückig mit dem Rotorgrundkörper 1 verbunden ist.
Der Lagerkörper 10 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Rings mit einem rechteckigen
Querschnitt. Der Lagerkörper 10 weist radial außen einen weiteren Lagerabschnitt 12
auf, der im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylinders aufweist. Der weitere
Lagerabschnitt 12 ermöglicht zusammen mit dem Lagerabschnitt 4 eine besonders stabile
Lagerung des insgesamt mit 20 bezeichneten Sinterrotors. Der Flügelabschnitt 5 erstreckt
sich zwischen den beiden Lagerabschnitten 4 und 12. Im Bereich des Flügelaufnahmeschlitzes
6 weist der Lagerkörper 10 zwei nutartige Vertiefungen 15, 16 auf.
[0028] In den Schnittansichten der Figuren 2 und 3 sieht man, dass der Rotorgrundkörper
1 in dem Lagerabschnitt 4 einen zentralen Ölzuführkanal 22 aufweist, der sich in Richtung
einer Längsbeziehungsweise Rotationsachse 21 des Rotorgrundkörpers 1 beziehungsweise
Rotors 20 erstreckt. Der zentrale Ölzuführkanal 22 steht über einen Verbindungskanal
23 mit einem Querkanal 24 in Verbindung, der radial außen in eine an dem Lagerabschnitt
4 ausgebildete Lagerfläche mündet. Der Rotor 20 umfasst in dem Flügelaufnahmeaufschnitt
5 eine zentrale Ausnehmung 26, die zu dem Lagerabschnitt 4 hin geschlossen und zu
dem Lagerkörper 10 offen ist.
[0029] In den Figuren 6 und 7 ist eine Matrize 30 zur Herstellung des Sinterrotors 20 in
zwei verschiedenen Ansichten dargestellt. Die Matrize 30 weist einen rohrartigen,
zylinderförmigen Grundkörper 31 auf, der innen zwei Längsstege 32, 33 aufweist, die
zur Bildung des Flügelaufnahmeschlitzes 6 in dem Rotorgrundkörper 1 dienen. Die beiden
Längsstege 32, 33 sind an den rohrartigen Grundkörper 31 der Matrize 30 angeformt.
An dem in Figur 7 oberen Ende der Matrize 30 sind die Längsstege 32, 33 durch einen
Absatz 34 begrenzt, der einen Ringraum 35 zur Bildung des Lagerkörpers 10 bildet.
[0030] In den Figuren 8 bis 13 ist die Matrize 30 vereinfacht und schematisch bei der Herstellung
des Sinterrotors 20, insbesondere beim Füllen, Verschieben und Verdichten, dargestellt.
Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.
[0031] In Figur 8 ist die Matrize 30 beim Befüllen dargestellt. Über einen Stutzen 40 wird
Sintermetallpulver 41 in das Innere der Matrize 30 eingefüllt. In der Matrize 30 ist
ein Füllvolumen 42 durch Stempel 44, 45, 46 begrenzt, die von unten, das heißt von
der der Füllseite entgegengesetzten Seite, in die Matrize 30 eingefahren sind. Der
Stempel 44 hat die Gestalt eines geraden Vollzylinders, der an seinem freien Ende
einen Dorn 47 aufweist, der einen geringeren Außendurchmesser als der Stempel 44 aufweist.
[0032] Der Stempel 44 ist in einem weiteren Stempel 45 hin und her bewegbar geführt, der
innen hohl ausgebildet ist. Der Stempel 45 wiederum ist in einem weiteren Stempel
46 hin und her bewegbar geführt, der ebenfalls innen hohl ausgebildet ist. Da der
Stempel 44 zentral in der. Mitte der Matrize 30 angeordnet ist, wird der Stempel 44
auch als zentraler Stempel bezeichnet. Der Stempel 45 wird auch als mittlerer Stempel
bezeichnet. Der Stempel 46 wird auch als äußerer Stempel bezeichnet.
[0033] Der Bereich des späteren Flügelaufnahmeschlitzes ist im Bereich außerhalb der Stege
beziehungsweise Längsstege (32, 33 in den Figuren 6 und 7) der Matrize 30 mit Sinterpulver
gefüllt, wie bei 48 und 49 angedeutet ist. Die mit Sintermetallpulver gefüllten Bereiche
48, 49 sind in Längsrichtung, das heißt parallel zur Drehachse des Sinterrotors, unten
von dem Stempel 46 und oben von dem Ringraum 35 begrenzt, der durch den Absatz (34
in Figur 7) am Ende der Längsstege (32, 33 in Figur 7) der Matrize 30 gebildet wird.
[0034] In Figur 9 ist die Matrize 30 vor beziehungsweise bei dem Start eines Verschiebens
beziehungsweise eines Transfers des Sintermetallpulvers 42 in der Matrize 30 dargestellt.
Die unten bereits durch die Stempel 44, 45 und 46 verschlossene Matrize 30 wird vor
dem Start des Pulvertransfers oben, das heißt an ihrem füllseitigen Ende, durch drei
füllseitige Stempel 51, 52, 53 verschlossen. Der Stempel 51 ist zentral in der Mitte
angeordnet und wird daher auch als zentraler Stempel 51 bezeichnet. Der Stempel 52,
der auch als mittlerer Stempel bezeichnet wird, ist innen zur Aufnahme und Führung
des zentralen Stempels 51 hohl ausgeführt. Der äußere Stempel 53 ist zur Aufnahme
des Stempels 52 mit dem Stempel 51 innen ebenfalls hohl ausgeführt.
[0035] Beim Pulvertransfer, der in Figur 10 dargestellt ist, bewegen sich der füllseitige
zentrale Stempel 51 und der füllseitige mittlere Stempel 52 in das Füllvolumen beziehungsweise
Transfervolumen 42 hinein, das heißt nach unten. Gleichzeitig bewegen sich der untere
zentrale Stempel 44 und der untere mittlere Stempel 45 aus dem Füllvolumen 42 heraus,
das heißt ebenfalls nach unten.
[0036] In Figur 11 ist das Ende des Pulvertransfers dargestellt. Am Ende des Pulvertransfers
sind die füllseitigen Stempel 51 und 52 über die Mitte der Matrize 30 hinaus in das
Füllvolumen 42 eingefahren. Die unteren Stempel 44 und 45 sind jeweils nur noch mit
ihrer Spitze in der Matrize 30 angeordnet. Die äußeren Stempel 46 und 53 haben ihre
Position bis zum Ende des Pulvertransfers in Figur 11 nicht verändert.
[0037] In den Figuren 12 und 13 sind der Start und das Ende eines Verdichtungsvorgangs dargestellt,
in welchem das Füllvolumen 42, vorzugsweise unter Temperatureinwirkung, zu der endgültigen
Gestalt des Sinterrotors 20 verdichtet wird. In Figur 12 ist angedeutet, dass alle
drei unteren Stempel 44 bis 46 beim Verdichten weit in die Matrize 30 hinein bewegt
werden. Dabei bewegen sich die füllseitigen Stempel 51, 52 nach oben. Gleichzeitig
bewegt sich der füllseitige äußere Stempel 53 geringfügig nach unten, um den Ringraum
35 zur Bildung des Lagerkörpers zu verdichten. Bis zum Ende der Verdichtung in Figur
12 bewegen sich der füllseitige äußere Stempel 53 und die unteren Stempel 44 bis 46
noch weiter aufeinander zu. Gleichzeitig bewegen sich die füllseitigen Stempel 51
und 52 weiter nach oben.
[0038] Durch die vorliegende Erfindung wird auf einfache Art und Weise die Herstellung eines
Sinterrotors mit zwei Lagerstellen aus Sintermetall ermöglicht. Ein wesentlicher Vorteil
ist, dass der Flügelaufnahmeschlitz (6 in Figur 1) fertigfallend beziehungsweise werkzeugfallend
realisiert wird. Der zweite Lagerabschnitt (12 in Figur 1) ist am Pressrohteil endkonturnah
angeordnet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird die Kombination eines werkzeugfallenden
beziehungsweise fertigfallenden, am Ende durch einen Lagerring geschlossenen Flügelaufnahmeschlitzes
bei gleichzeitig minimalem Zerspanungsvolumen ermöglicht. Der erfindungsgemäße Sinterrotor
wird längs zur Drehachse (21 in Figur 3) des Sinterrotors gepresst, wie in den Figuren
12 und 13 dargestellt ist.
[0039] In Figur 14 ist ein Querschnitt an der Stelle XIV in Figur 1 dargestellt. In dem
Querschnitt sieht man einen Teil des Flügelaufnahmeschlitzes in dem Flügelaufnahmeabschnitt
5 des Rotorgrundkörpers 1. Die Kontur des Flügelaufnahmeschlitzes 6 in dem Rotorgrundkörper
1 wird radial außen durch den Steg 33 erzeugt, der an der Matrize 30 ausgebildet ist.
Radial innen wird der Flügelschlitz 6 durch den Stempel 52 erzeugt, der beim Pulvertransfer
in die Matrize 30 hineinfährt.
[0040] Die Trennebene zwischen dem Stempel 52 und dem Längsstege 33 ist durch eine Linie
60 angedeutet. An den Enden der Trennebene 60 ist in dem Rotorgrundkörper 1 jeweils
eine Längsnut 61, 62 ausgespart. Die Längsnuten 61, 62 dienen dazu, beim Verdichten
des Sintermetallpulver entstehenden Pressgrat im Flügelschlitz 6 aufzunehmen. Der
Pressgrat wird auch als Werkzeugtrenngrat bezeichnet.
[0041] Durch das Versenken des Werkzeugtrenngrats in den Längsnuten 61, 62 kann ein unerwünschtes
Verklemmen eines Flügels der Vakuumpumpe in dem Flügelaufnahmeschlitz 6 verhindert
werden, ohne dass die Dichtwirkung zwischen Flügel und Flügelaufnahmeschlitz beeinträchtigt
wird.
[0042] Durch die an den Enden des Sinterrotors 20 geschlossene Geometrie des Flügelaufnahmeschlitzes
6 kann eine größere Maßstabilität erhalten werden, da ein unerwünschtes Aufspreizen
des Flügelaufnahmeschlitzes verhindert wird. Darüber hinaus kann ein zusätzlicher
Arbeitsgang Kalibrieren bei dem pulvermetalllogischen Herstellungsprozess eingespart
werden.
Bezugszeichenliste
| 1 |
Rotorgrundkörper |
46 |
Stempel |
| 2 |
Kopplungselement |
47 |
Dorn |
| 4 |
Lagerabschnitt |
48 |
Bereich |
| 5 |
Flügelaufnahmeabschnitt |
49 |
Bereich |
| 6 |
Flügelaufnahmeschlitz |
51 |
Stempel |
| 10 |
Lagerkörper |
52 |
Stempel |
| 12 |
Lagerabschnitt |
53 |
Stempel |
| 15 |
Vertiefung |
60 |
Linie |
| 16 |
Vertiefung |
61 |
Längsnut |
| 20 |
Sinterrotor |
62 |
Längsnut |
| 21 |
Rotationsachse |
|
|
| 22 |
Ölzuführkanal |
|
|
| 23 |
Verbindungskanal |
|
|
| 24 |
Querkanal |
|
|
| 26 |
Ausnehmung |
|
|
| 30 |
Matrize |
|
|
| 31 |
Grundkörper |
|
|
| 32 |
Längssteg |
|
|
| 33 |
Längssteg |
|
|
| 34 |
Absatz |
|
|
| 35 |
Ringraum |
|
|
| 40 |
Stutzen |
|
|
| 41 |
Sintermetallpulver |
|
|
| 42 |
Füllvolumen |
|
|
| 44 |
Stempel |
|
|
| 45 |
Stempel |
|
|
1. Matrize zum Sintern eines Sinterrotors für eine Pumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe,
mit einem Rotorgrundkörper (1), der einen gesinterten Lagerabschnitt (4) und einen
Flügelaufnahmeabschnitt (5) aufweist, der mindestens einen Flügelaufnahmeschlitz (6)
umfasst, wobei der Flügelaufnahmeschlitz (6) durch einen einstückig mit dem Sinterrotorgrundkörper
(1) verbundenen Lagerkörper (10) begrenzt ist, der einen weiteren gesinterten Lagerabschnitt
(12) aufweist, mit Längsstegen (32,33) zur Bildung des Flügelaufnahmeschlitzes (6),
dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstege (32,33) durch einen umlaufenden Absatz (34) begrenzt sind.
2. Matrize nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsstege (32,33) und der Absatz (34) an die Matrize (30) angeformt sind.
3. Verfahren zum Herstellen eines Sinterrotors (20) mit Hilfe einer Matrize (30) nach
Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (30) von einer Füllseite mit Sintermetallpulver befüllt wird, das mit
Hilfe von mehreren Stempeln (44-46,51-53) verdichtet wird, die in Längsrichtung des
Sinterrotors (20) bewegbar sind, um eine Verdichtungskraft beziehungsweise einen Verdichtungsdruck
auf das Sintermetallpulver in der Matrize (30) auszuüben.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teil der Verdichtungskraft beziehungsweise des Verdichtungsdrucks von der der
Füllseite entgegengesetzten Seite aufgebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (30), bezogen auf die Erdschwerkraft, von oben mit Sintermetallpulver
befüllt wird, und dass ein Teil der Verdichtungskraft beziehungsweise des Verdichtungsdrucks
von unten aufgebracht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, mit einer Matrize (30) nach Anspruch 6
oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (30) von der Seite, die den Absatz (34) aufweist, befüllt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize (30) nach dem Befüllen mit mindestens einem füllseitigen Stempel (51-53)
verschlossen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Sintermetallpulver in der Matrize (30) mit Hilfe von mehreren Stempeln (51-53),
insbesondere von allen Stempeln (44-46;51-53), verschoben wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (51-53) zum Verschieben des Sintermetallpulvers von der Füllseite in
die Matrize (30) hinein bewegt werden.
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das verschobene Sintermetallpulver in der Matrize (30) mit Hilfe von mehreren Stempeln
(44-46,51-53) verdichtet wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stempel (44-46) zum Verdichten des Sintermetallpulvers hauptsächlich von der
der Füllseite entgegengesetzten Seite in die Matrize hinein bewegt werden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Stempel (53) zum Verdichten des Lagerkörpers (10) von der Füllseite in die Matrize
(30) hinein bewegt wird.
13. Sinterrotor, hergestellt durch ein Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 12, mit
Hilfe einer Matrize nach Anspruch 1 oder 2.
14. Sinterrotor nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (10) und der Flügelaufnahmeabschnitt (5) den gleichen Außendurchmesser
aufweisen.
15. Sinterrotor nach einem der Ansprüche 13 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerkörper (10) die Gestalt eines Rings aufweist.
16. Sinterrotor nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Ring einen im Wesentlichen rechteckigen Querschnitt aufweist.
17. Sinterrotor nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotorgrundkörper (1) in dem Flügelaufnahmeabschnitt (5) Längsnuten (61,62) zur
Aufnahme von Pressgrat im Bereich des Flügelaufnahmeschlitzes (6) aufweist.
18. Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe, mit einem Sinterrotor (20) nach einem der Ansprüche
14 bis 17.
1. Die for sintering a sintered rotor for a pump, in particular a vacuum pump, comprising
a basic rotor body (1), which has a sintered bearing section (4) and a vane receiving
section (5), which comprises at least one vane receiving slot (6), the vane receiving
slot (6) being delimited by a bearing body (10), which is connected in one piece to
the sintered basic rotor body (1) and has a further sintered bearing section (12),
with longitudinal webs (32, 33) for forming the vane receiving slot (6), characterized in that the longitudinal webs (32, 33) are delimited by a peripheral offset (34).
2. Die according to Claim 2, characterized in that the longitudinal webs (32, 33) and the offset (34) are integrally formed on the die
(30).
3. Method for producing a sintered rotor (20) with the aid of a die (30) according to
Claim 1 or 2, characterized in that the die (30) is filled from a filling side with sintered metal powder, which is compacted
with the aid of a number of rams (44-46, 51-53), which are movable in the longitudinal
direction of the sintered rotor (20), in order to exert a compacting force or a compacting
pressure on the sintered metal powder in the die (30).
4. Method according to Claim 3, characterized in that part of the compacting force or the compacting pressure is applied from the side
opposite from the filling side.
5. Method according to Claim 4, characterized in that the die (30) is filled with sintered metal powder from above, with respect to the
Earth's gravitational force, and in that part of the compacting force or the compacting pressure is applied from below.
6. Method according to one of Claims 3 to 5, with a die (30) according to Claim 6 or
7, characterized in that the die (30) is filled from the side that has the offset (34).
7. Method according to Claim 6, characterized in that, after filling, the die (30) is closed by at least one ram (51-53) on the filling
side.
8. Method according to Claim 6 or 7, characterized in that the sintered metal powder is displaced in the die (30) with the aid of a number of
rams (51-53), in particular all the rams (44-46; 51-53).
9. Method according to Claim 8, characterized in that the rams (51-53) for displacing the sintered metal powder are moved into the die
(30) from the filling side.
10. Method according to Claim 8 or 9, characterized in that the displaced sintered metal powder is compacted in the die (30) with the aid of
a number of rams (44-46, 51-53).
11. Method according to Claim 10, characterized in that the rams (44-46) for compacting the sintered metal powder are moved into the die
primarily from the side opposite from the filling side.
12. Method according to Claim 11, characterized in that a ram (53) for compacting the bearing body (10) is moved into the die (30) from the
filling side.
13. Sintered rotor, produced by a method according to one of Claims 3 to 12, with the
aid of a die according to Claim 1 or 2.
14. Sintered rotor according to Claim 13, characterized in that the bearing body (10) and the vane receiving section (5) have the same outside diameter.
15. Sintered rotor according to either of Claims 13 and 14, characterized in that the bearing body (10) has the form of a ring.
16. Sintered rotor according to Claim 15, characterized in that the ring has a substantially rectangular cross section.
17. Sintered rotor according to one of Claims 13 to 16, characterized in that the basic rotor body (1) has in the vane receiving section (5) longitudinal grooves
(61, 62) for receiving flash in the region of the vane receiving slot (6).
18. Pump, in particular a vacuum pump, comprising a sintered rotor (20) according to one
of Claims 14 to 17.
1. Matrice de frittage d'un rotor fritté pour pompe, en particulier pour pompe aspirante,
présentant un corps de base (1) de rotor qui présente une partie frittée de palier
(4) et une partie (5) de reprise d'aile qui comporte au moins une fente (6) de reprise
d'aile,
la fente (6) de reprise d'aile étant délimitée par un corps de palier (10) relié d'un
seul tenant au corps (1) de base de rotor fritté et présentant une autre partie de
palier (12) dotée de nervures longitudinales (32, 33) de formation de la fente (6)
de reprise d'aile,
caractérisée en ce que
les nervures longitudinales (32, 33) sont délimitées par un appendice périphérique
(34).
2. Matrice selon la revendication 2, caractérisée en ce que les nervures longitudinales (32, 33) et l'appendice (34) sont formés sur la matrice
(30).
3. Procédé de fabrication d'un rotor fritté (20) à l'aide d'une matrice (30) selon les
revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la matrice (30) est remplie de poudre de métal de frittage par un côté de remplissage,
cette poudre étant comprimée à l'aide de plusieurs poussoirs (44-46, 51-53) aptes
à se déplacer dans le sens de la longueur du rotor fritté (20) pour exercer une force
de compactage ou une pression de compactage sur la poudre de métal de frittage présente
dans la matrice (30).
4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une partie de la force de compactage ou de la pression de compactage est appliquée
par le côté opposé au côté de remplissage.
5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que dans le sens de la gravité, la matrice (30) est remplie par le haut de poudre de
métal de frittage et une partie de la force de compactage de la pression de compactage
est appliquée par le bas.
6. Procédé selon l'une des revendications 3 à 5 appliqué à l'aide d'une matrice (30)
selon les revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la matrice (30) est remplie par le côté qui présente l'appendice (34).
7. Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'après avoir été remplie, la matrice (30) est fermée par au moins un poussoir (51-53)
situé côté remplissage.
8. Procédé selon les revendications 6 ou 7, caractérisé en ce que la poudre de métal de frittage est déplacée dans la matrice (30) à l'aide de plusieurs
poussoirs (51-53) et en particulier de tous les poussoirs (44-46: 51-53).
9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que pour déplacer la poudre de métal de frittage, les poussoirs (51-53) sont déplacés
vers l'intérieur de la matrice (30) depuis le côté de remplissage.
10. Procédé selon les revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que la poudre de métal de frittage déplacée est comprimée dans la matrice (30) à l'aide
de plusieurs poussoirs (44-46, 51-53).
11. Procédé selon la revendication 10, caractérisé en ce que les poussoirs (44-46) servant à comprimer la poudre de métal de frittage sont déplacés
vers l'intérieur de la matrice principalement depuis le côté opposé au côté de remplissage.
12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce qu'un poussoir (53) de compactage du corps de palier (10) est déplacé vers l'intérieur
de la matrice (30) depuis le côté de remplissage.
13. Rotor fritté fabriqué en recourant à un procédé selon l'une des revendications 3 à
12 à l'aide d'une matrice selon les revendications 1 ou 2.
14. Rotor fritté selon la revendication 13, caractérisé en ce que le corps de palier (10) et la partie (5) de reprise d'aile présentent le même diamètre
extérieur.
15. Rotor fritté selon l'une des revendications 13 et 14, caractérisé en ce que le corps de palier (10) présente la forme d'un anneau.
16. Rotor fritté selon la revendication 15, caractérisé en ce que l'anneau présente une section transversale essentiellement rectangulaire.
17. Rotor fritté selon l'une des revendications 13 à 16, caractérisé en ce que le corps de base (1) de rotor présente dans la partie (5) de reprise d'aile des rainures
longitudinales (61, 62) qui reprennent les ébarbures au niveau de la fente (6) de
reprise d'aile.
18. Pompe, en particulier pompe aspirante, dotée d'un rotor fritté (20) selon l'une des
revendications 14 à 17.
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