CN108809011A - 用于制造由稀土元素制成的防水磁性转子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于制造由稀土元素制成的防水磁性转子(1)的方法，该方法用于具有带永磁体的转子(2)的同步电动马达中，并且其中所述转子(2)牢固地固定在轴杆(3)上。该方法包括以下阶段：第一阶段，用通过由第一注射成型阶段所获得的第一内保护层(12)涂覆转子(2)；第二阶段，用通过第二注射成型阶段所获得的第二外保护层(14)涂覆转子(2)的第一内保护层(12)；在第一注射成型阶段期间，至少一个环形保护挡件(15)成形在转子(2)的至少一个或两个相对的端面上，用于防止水或湿气渗入在第一内保护层(12)和第二外保护层(14)之间。

Description

用于制造由稀土元素制成的防水磁性转子的方法
技术领域
本发明涉及用于制造由稀土元素制成的防水磁性转子的方法，该方法用于具有带永磁体的转子的同步电动马达中，为了简化其说明的单一目的，以下描述结合马达泵的应用领域展开。
众所周知，由术语“循环器”通常所知的马达泵用于载液在加热系统中的循环。
在该技术领域中还已知，循环器通常包括同步电动马达，该同步电动马达的转子安装在具有运动地联接到由电动马达本身所驱动的叶轮的一端的轴杆上。
背景技术
在本发明涉及的用于流体的马达泵类型中，马达泵是已知的，其中电动马达是同步型的并且永磁体转子被容纳在在具有相关绕组的定子组件内的由塑料制成的称为管的中空体中。
转子与轴杆成一体。
具有绕组的组件与中空体分离并与之隔开以确保电绝缘，但是转子容纳在定子组件内的管中，使得其可以容易地被移除以允许容易的组装和用于其维护的可能的抽取。
带有转子的轴杆通过轴承支撑在旋转侧上，轴承插入由硬质耐磨材料制成的推力轴承圆盘，并且通过由抗摩擦材料制成的支撑套管支撑在相对的一侧上。
最新一代转子不再由单片永磁体制成，而是由铁磁材料糊所形成的合成产品制成。
随着技术的发展，需要提高马达泵在液压功率方面的性能，以及因此提高在泵的给定相同尺寸和结构的Q/h曲线(流量/小时)方面的性能。给定相同的生产成本。
可能的方案是使用带有永磁体的转子，在磁通量方面，永磁体具有更高的性能。
当前，通过使用基于所谓稀土元素的高性能合金(例如NEODYMIUM(钕-铁-硼合金)或类似的钐钴合金)，这会是可行的。
例如，这些合金将替代由铁氧体制成的传统磁体。
然而，这些铁磁材料合金对于与水的接触非常敏感，这是因为如果泵的转子浸没在水中或者任何情况下与水接触，它们自然地易于失去其磁性特征。
其容纳在塑料管中的事实不能提供足够的保证：转子可充分保护其不与水或湿气接触。
作为本发明基础的技术问题在于构思具有功能特征的方法，该功能特征例如是使磁性转子能够以工业规成型造，该磁性转子结合有稀土元素合金的磁体，所述磁体是水密的并且不与湿气接触。
本发明的另一个目的是提供由稀土元素的水密合金制成的磁性转子，不论转子必须经历的后续加工或方法阶段如何。
本发明的另一个目的是提供具有较低制造成本的由稀土元素的水密合金制成的磁性转子。
发明内容
作为本发明基础的方案构思是依次提供所述磁性转子的相应外壳的第一和第二成型方法，以便获得完全涂覆和水密的磁体。
基于该解决方案的构思，该技术问题通过用于制造由稀土元素制成的防水磁性转子的方法而解决，该方法将用于具有带永磁体的转子的同步电动马达中，并且其中转子牢固地固定到轴杆，其特征在于该方法提供了：
-第一阶段，用通过由第一注射成型阶段所获得的第一内保护层涂覆转子；
-第二阶段，用通过第二注射成型阶段所获得的第二外保护层涂覆转子的第一内保护层；
-在第一注射成型阶段期间，至少一个环形保护挡件成形在转子的至少一个或两个相对的端面上，用于防止水或湿气渗入在第一内保护层和第二外保护层之间。
优选地，至少一个环形保护挡件通过注射成型材料在第一内保护层和第二外保护层之间的熔凝而提供密封。
优选地，上述环形挡件在第一成型阶段期间成形在转子的两个相对的端面上。
此外，有利的是，所述保护挡件通过与所述第一内保护层形成一体的至少一对同心环形边缘而形成。
应该注意，环形边缘具有朝向外部的基本上三角形的渐缩截面。
第二外保护层覆盖两个同心环形边缘，以密封两个同心环形边缘之间的空间，防止水或湿气渗入两个保护层之间。
此外，第一成型阶段在模具中进行，其中具有圆柱形内部管道的转子以预定距离关系与轴杆保持同轴。
第一成型阶段还提供了将第一内保护层的树脂注入在转子的所述管道和支撑轴杆之间的空隙中。
此外，第一成型阶段提供了在轴杆大部分从转子伸出的一侧上形成附接到轴杆的轴环。第二成型阶段提供了用第二外保护层覆盖所述轴环并形成用于容纳推力轴承的环形座。
有利的是，第二成型阶段提供了使膜注射在转子的其中轴杆从转子大部分伸出的一侧的整个直径上。
参考附图，通过示例性和非限制性示例给出的实施方式的其描述和下文的描述，根据本发明的方法和磁性转子的特征和优点将变得明显。
附图说明
-图1示出了根据本发明的方法所制造的待并入同步电动马达中的磁性转子的立体示意图；
-图2示出了用于制造其的根据本发明的方法的第一阶段中的图1的磁性转子的纵向截面图；
-图3示出了在根据本发明的方法的后续阶段中的图1的磁性转子的纵向截面图，特别是强调其中经由熔凝进行密封的区域的细节；
-图4示出了由根据本发明的方法所提供的加工结束时图1的磁性转子的纵向截面图。
具体实施方式
参照这些附图，特别是图1的示例，根据本发明的方法所制造的具有永磁体的磁性转子全面且示意性地由1指出。
磁性转子1应理解为永磁体转子2与同步电动马达的驱动轴杆3的组合。
由于电动马达是常规的，因此在附图中未示出电动马达；然而，并入磁性转子(例如下文描述的磁性转子)的电动马达可以在相同申请人的专利申请中看出。
转子2有利地通过所谓的稀土元素的合金(即，通过烧结阶段彼此附接的铁磁材料的颗粒或粉末的合金)来提供。
可用于转子2的稀土元素的合金可以是NEODYMIUM，例如钕铁硼合金或类似的钐钴合金。
在下文的描述中，将转子2称为基本上圆柱形的套筒。本质上，转子2通过例如通过烧结方法烧结稀土元素粉末而获得，然而这在本发明的方法之外。
转子2具有圆柱形内管道4，该圆柱形内管道4具有略微大于轴杆3的外径的预定直径。转子2于是可插入在轴杆3上，以进行根据本发明的方法的第一加工阶段。
如上所述，作为本发明基础的构思是通过用塑性材料的二次成型方法完全缠绕转子2的磁体。
采用塑性材料5的第一注射成型阶段可以使转子2与轴杆3同轴地成一体。该第一注射成型阶段将被称为二次成型。
该二次成型例如通过在包含轴杆3和转子2的专用模具中注入环氧树脂(例如耐水解的PPS GF40树脂)来进行。
通过存在于专用模具中且从相对侧支撑转子2的一些支撑销(图中未示出)，特别是接触转子2的相对的端面8、9的销，使转子2和轴杆3彼此同轴，以使转子2的内管道4与轴杆3保持预定的距离关系。
更具体地，即使其不可见，对于本领域技术人员来说显而易见的是，当这些部件被定位于模具本身内时，在该方法的第一阶段中所使用的模具将允许转子2围绕轴杆3的轴向定心。
如图2清楚地所示，塑性材料5在上述模具中熔化并渗入在转子2和轴杆3之间的所有间隙和空隙，以形成第一内保护层12。
层12沿着轴杆3从转子2的表面9的部分伸长以形成附接到轴杆3的轴环13。
显然，第一成型阶段提供了还将第一内保护层12的树脂注入在转子的所述管道4与支撑轴杆3之间的空隙中。
在该第一加工阶段之后，从图中清楚地看出转子磁体2如何在其外部圆柱形表面6上以及在一些区域7或开口(例如图2中左上方圆圈所强调的那些)仍然暴露于周围环境。
在第一二次成型阶段期间，这些开口7是存在于模具中的支撑销的驻留迹线。
有利地，根据本发明，提供第二注射成型阶段(即二次成型阶段)，以完全涂覆仍然暴露出转子2的区域7和表面6，以形成第二外部保护层14，从而通过使其涂覆而用由双水密保护层所形成的防水外壳完全保护磁体。
在图3中，示意性地示出了该第二二次成型阶段的结果，并且特别地强调了其中进行经由熔凝的密封的区域的细节。由于在之前的二次成型阶段期间转子已经与轴杆同轴，故该第二二次成型阶段在与先前模具不用提供的专用模具中进行。
考虑转子2的其中轴杆3大部分伸出的一侧的第二模具的构型本身，获得用于容纳推力轴承的环形座18。该座18在由塑性材料制成的第二外保护层14中获得。
在图3中可以注意到，第二二次成型阶段如何完全覆盖外部圆柱形表面6和开口7两者，而不存在第一二次成型阶段的支撑/定心销。
在该阶段，转子2的磁体从几何角度而言完全被双层保护层10包围，该双层保护层10形成一种双层防水外壳，使其理想地保护而免受水或湿气。结果，环形保护挡件15通过注射成型材料在第一内保护层12和第二外保护层14之间的熔凝而提供密封。
通过两种不同的二次成型阶段所获得的该双层外壳10如果浸没在水中，则仍然可允许水渗入塑性材料的两个保护层12、14之间，直到其到达磁体并且潜在地使其损坏。
有利地，本发明还通过对在两个保护层之间可能的渗漏提供结构挡件来找到解决该极小可能性的方案。
通过在转子2的端面8或9中的一个上沉积至少一个第一内保护层12所获得的至少一个环形边缘15而获得该挡件。
优选但非必要地，在转子2的两个相对端面8或9上的至少第一内保护层12上，获得该至少一个环形边缘15。
更具体地，该边缘15优选已经直接形成在通过第一二次成型阶段所获得的第一内保护层12中。
显然，本领域技术人员可以理解，即使在进行第一二次成型阶段之前，边缘15也可以形成在转子2的相对的端面8或9上。在该情况下，二次成型可能会使边缘15的厚度更大。
然而，在第一二次成型保护层12中形成边缘15具有提供模具的简单构型的优点，其中该第一二次成型阶段是在形成边缘15本身的情况下进行。
在替代的但优选的实施方式中，上述挡件由一对同心环形边缘16、17形成。
即使在该情况下，优选的是直接在由第一二次成型阶段所获得的第一内保护层中直接获得这样的边缘16、17。
有利地，在第二二次成型阶段期间，第二外保护层14覆盖两个环形边缘16、17，其通过该塑性材料的第二外层基本上密封介于同心边缘之间的空间，从而防止水渗入在已经焊接在一起的两个保护层12、14之间。
更详细地，如图3所示，同心环形边缘16和17具有朝向外侧的渐缩部分。在该类型的加工涉及的表面不平整的范围内，该截面也可以限定为三角形。
边缘16、17的渐缩的三角形形状朝向顶点具有较低的厚度，并且当其受到来自第二二次成型的高温和高压下的塑性材料撞击时，其过热直到其熔化并确保完成在两个保护塑料层之间的粘合。
两个模具在短时间内相互操作，以避免在第一成型之后部件的完全冷却并促进两种材料之间的粘合。
由于边缘16和17基本上是同心的环形凸起，故它们形成了360°的完整的卷边，该卷边中断了可能的水渗漏。
为了使边缘的熔凝过程更均匀，通过如图1所示的成品的示意图所示，第二注射阶段在整个外齿圈上的膜中进行。
本发明成功地解决了技术问题，并实现了以下所示的多个优点。
为了转子的功能性，即，为了将磁体正确地装配到马达的轴杆上，必要的是，组件是坚固的、在结构上和力学上是精确和平衡的。这需要第一二次成型阶段提供支撑销，这些支撑销允许磁体在成型阶段同轴固定到轴杆上。
同样对于功能性而言，必要的是，磁体不接触水，这意味着磁体应该完全以塑性材料覆盖，特别以在两个模具之间的界面覆盖。
用于防止湿气通过的第二二次成型阶段不得有不平整，例如异常焊缝、瑕疵或其他。因此，用于湿气通过的的最关键位置是转子2的两个端面8和9。
为了确保第一二次成型的塑料和第二二次成型的塑料之间的粘合，已经具体提供了在第一二次成型阶段期间形成的边缘15。
在第二二次成型阶段期间，这些边缘至少部分地熔化，以确保均匀材料的防止湿气通过的界面。
在第一成型阶段中所使用的定心销相对于边缘16和17定位在外部，以具有形成边缘的更多可用空间。这使得可以创建形成两个同心圆的边缘16和17，并且因此可以具有两个湿气进入的挡件。
第二二次成型阶段提供了使膜注射转子的其中轴杆3大部分伸出的一侧的整个直径上，并且这也需要位于第二外保护层14的相对侧上的界面，即在表面8的一侧上，在最佳条件下熔化，并且不形成不平整，例如保护外壳10上的异常焊缝或瑕疵。
此外，根据本发明的方法具有易于以绝对低的成本来实施的优点。

Claims (12)

1.一种用于制造由稀土元素制成的防水磁性转子(1)的方法，所述方法用于具有带永磁体的转子(2)的同步电动马达中，并且其中所述转子(2)牢固地固定到轴杆(3)，其特征在于，所述方法提供了：
-第一阶段，用通过由第一注射成型阶段所获得的第一内保护层(12)涂覆所述转子(2)；
-第二阶段，用通过第二注射成型阶段所获得的第二外保护层(14)涂覆所述转子(2)的所述第一内保护层(12)；
-在所述第一注射成型阶段期间，至少一个环形保护挡件(15)成形在所述转子(2)的至少一个或两个相对的端面上，用于防止水或湿气渗入在所述第一内保护层(12)和所述第二外保护层(14)之间。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述至少一个环形保护挡件(15)通过注射成型材料在所述第一内保护层(12)和所述第二外保护层(14)之间的熔凝而提供密封。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述至少一个环形保护挡件(15)由至少一对同心环形边缘(16,17)提供，所述至少一对同心环形边缘一体地形成在所述第一内保护层(12)中，其中所述第二外保护层(14)覆盖两个所述同心环形边缘(16,17)，以密封两个所述同心环形边缘(16,17)之间的空间。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述同心环形边缘(16,17)具有朝向外部的基本上渐缩的截面。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第二外保护层(14)覆盖两个所述同心环形边缘(16,17)，以密封两个所述同心环形边缘(16,17)之间的空间，防止水或湿气渗入在所述第一内保护层(12)与所述第二外保护层(14)之间。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，用所述第一内保护层(12)涂覆所述转子(2)的所述第一阶段使所述转子(2)与所述轴杆(3)同轴地成一体。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述第一注射成型阶段在模具中进行，其中具有圆柱形内部管道(4)的所述转子(2)以预定距离关系保持与所述轴杆(3)同轴。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一注射成型阶段还将所述第一内保护层(12)树脂注入到所述转子的所述管道(4)和所述支撑轴杆(3)之间的空隙中。
9.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，所述第一注射成型阶段提供轴环(13)的成形，在其中所述轴杆(3)从所述转子(2)伸出最多的一侧(9)上，所述轴环(13)附接到所述轴杆(3)。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第二注射成型阶段提供了用所述第二外保护层(14)涂覆所述轴环(13)并形成用于容纳推力轴承元件的环形座(18)。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述第二注射成型阶段提供了在所述轴杆(3)伸出最多的所述一侧(9)的整个直径上进行膜注射。
12.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，在所述第一注射成型阶段期间，在所述转子(2)的两个相对的所述端面上制备所述至少一个环形保护挡件(15)。
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