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Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors, bei dem zumindest mit aggressiven Medien in Kontakt stehende Teile mit einer Schutzschicht beschichtet sind. Gegenstand der Erfindung ist weiter ein nach diesem Verfahren hergestellter Elektromotor mit einem Stator, einer Welle, einem auf der Welle angeordneten Rotor und Kontakten zum Anschluss der Wicklungen.
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Solche Elektromotoren werden in Kraftstoffpumpen von Kraftfahrzeugen eingesetzt und sind somit bekannt. Der Elektromotor treibt ein Laufrad der Kraftstoffpumpe an, um Kraftstoff aus dem Kraftstoffbehälter über eine Vorlaufleitung zur Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs zu fördern. Kraftstoffe mit einem hohen Alkoholanteil sind sehr aggressiv, da sie die metallischen Bestandteile und die kunststoffgebundenen Magnetmaterialien des Elektromotors angreifen. Aus diesem Grund ist es bekannt, den Rotor, insbesondere das Blechpaket mit einem Schrumpfschlauch zu überziehen. Nach diesem Verfahren lassen sich jedoch nur einfache Konturen vor aggressiven Medien schützen. Es ist weiter bekannt, als Schutzschicht eine Parylenebeschichtung aufzubringen. Dazu wird im Vakuum eine Polymerschicht aufgebracht. Eine solche Schicht zeichnet sich dadurch aus, dass damit auch kompliziert geformte Konturen beschichtet werden können, da sich das Polymer auch in Spalten und Ritzen ablagert. Sofern anschließend Teile oder Bereiche weiter bearbeitet werden müssen, z. B. Kontakte oder aufgrund ihrer Funktion, z. B. Wellenlagerung, nicht beschichtet sein dürfen, müssen diese Teile oder Bereiche abgedeckt werden. Die Abdeckung muss dabei sehr exakt ausgeführt werden, da es sonst aufgrund des hohen Eindringvermögens in Spalte und Ritzen zum unerwünschten Beschichten kommen kann. Dadurch ist der Aufwand für entsprechende Abdeckungen sehr hoch. Andererseits kann das Abdecken aufgrund der abzudeckenden Geometrie sehr aufwändig sein, was ebenfalls nachteilig ist.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Elektromotors zu schaffen, mit dem Rotor und Stator des Elektromotors mit geringem Aufwand gegen aggressive Medien geschützt werden soll. Der Erfindung liegt weiter die Aufgabe zugrunde, einen nach diesem Verfahren hergestellten Elektromotor zu schaffen.
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Gelöst wird die Aufgabe dadurch, dass der Rotor und der Stator mit einer Parylenebeschichtung versehen werden und dass anschließend die Parylenebeschichtung von Bereichen des Rotors und des Stators entfernt wird, die weiter bearbeitet werden müssen oder die aufgrund ihrer Funktion keine Beschichtung aufweisen dürfen.
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Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden der Rotor und der Stator beschichtet, ohne das die nicht zu beschichtenden Bereiche mit einer Abdeckung gegen das Beschichten geschützt sind. Mit dem Wegfall der Abdeckungen, vereinfacht sich der Herstellungsprozess erheblich, da nicht nur das Abdecken sondern auch das Entfernen der Abdeckungen mit Aufwand verbunden ist. Zudem könnte das Entfernen der dichten Abdeckungen Bearbeitungsspuren am Rotor, z. B. an der Wellenlagerung, oder an den Kontakten des Stators, hinterlassen. Auch diese unter Umständen die Funktion der einzelnen Bereiche einschränkenden Bearbeitungsspuren werden mit dem Verfahren vermieden. Das partielle Entfernen der Parylenebeschichtung zeichnet sich durch wesentlich weniger Aufwand aus und ist zudem geeignet, automatisiert vorgenommen zu werden.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird die Parylenebeschichtung auch auf bereits beschichtete Bereiche aufgebracht. Das hat den Vorteil, dass das Beschichten ohne Beschränkungen und somit deutlich einfacher durchgeführt werden kann, als wenn bereits beschichtete Bereiche gesondert behandelt werden müssten. Solche vorab beschichteten Bereiche sind z. B. Kontakte, die vorab mit einem Nickel-Zinn-Schichtsystem beschichtet wurden. Zudem stellen Kontakte Bereiche dar, die aufgrund der anschließenden Kontaktierung nicht mit einer Polymerbeschichtung beschichtet sein dürfen.
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Das Abtragen der Parylenebeschichtung erfolgt in besonders schonender Weise durch Vakuum-Saugstrahlen. Der Vorteil dieses Verfahrens besteht darin, dass damit auch sehr dünne Schichten, wie es eine Parylenebeschichtung im Bereich von wenigen µm bis einigen 100 µm sein kann, sauber entfernt werden kann, ohne dass dabei das darunter liegende Material angegriffen wird.
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Eine weitere Ausgestaltung besteht darin, dass die Parylenebeschichtung durch Vakuum-Saugstrahlen mit einem Kunststoff-Strahlmittel abgetragen wird. Der Einsatz eines Kunststoff-Strahlmittels hat den Vorteil, dass eine Parylenebeschichtung nicht nur von massivem Material, z. B. eine Welle, sondern auch von empfindlichem Material, z. B. Zinn-Nickel-Schichtsystem, ohne Beschädigungen dieses Materials abgetragen werden kann.
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Zum Entfernen der Parylenebeschichtung werden die Bereiche, von denen die Parylenebeschichtung entfernt werden soll, in eine Strahlkabine eingebracht, und gegenüber einer feststehenden Sauglanze für das Strahlmittel bewegt. Da nur ein Teil des Werkstücks eingebracht wird, kann die Strahlkabine kleiner gestaltet werden. Da die Bereiche ohnehin gegenüber der Sauglanze bewegt werden und der Antrieb für die Bewegung der Bereiche außerhalb der Stahlkabine angeordnet ist, ist die Abdichtung der Bereiche mit der Strahlkabine kein zusätzlicher Aufwand, da zum Bewegen der Bereiche eine in der Strahlkabine angeordnete Haltevorrichtung von außen über den Antrieb angetrieben wird und bereits dort eine Abdichtung gegenüber der Strahlkabine erfolgt. Dagegen ist eine feststehende Sauglanze einfacher als eine bewegliche Sauglanze gegenüber der Strahlkabine abzudichten.
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Die zweite Aufgabe wird dadurch gelöst, dass Teile des Rotors, der dazugehörigen Welle und/oder des Stators frei von der Parylenebeschichtung sind. Mit dem Aufbringen der Parylenebeschichtung kann an einem Rotor und/oder Stator auf schwer zugängliche Bereiche auf einfache und zuverlässige Weise gegen aggressive Medien geschützt werden. Das anschließende Entfernen der Beschichtung, so dass Teile des Rotors und/oder des Stators diese Beschichtung nicht aufweisen, hat den Vorteil, dass diese Teile anschließend bearbeitet werden können oder dass sie ihre Funktion ausüben können, ohne dass diese Funktion durch die Beschichtung beeinflusst wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind solche Bereiche beispielsweise Kontakte, die erst nach der Beschichtung mit elektrischen Leitungen verbunden werden und wo eine Polymerbeschichtung die Kontaktierung negativ beeinflussen würde. Dies gilt ebenso für die Wellen/Wellenlagerung. Auch in diesem Bereich würde eine Polymerbeschichtung die Lagerlebensdauer verkürzen.
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An mehreren Ausführungsbeispielen wird die Erfindung näher beschrieben. Es zeigt in:
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1 eine Kraftstoffpumpe in schematischer Darstellung,
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2 einen Teil des Stators nach 1,
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3 einen Rotor nach 1 und
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4 einen Kontakt in schematischer Darstellung.
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1 zeigt Kraftstoffpumpe mit einem Elektromotor 1, mit einem Stator 2, einer Welle 3, einem auf der Welle 3 angeordneten Rotor 4 und einem von der Welle 3 angetriebenen Laufrad 5, welches in einem Pumpengehäuse 6 drehbar gelagert ist. Die Welle 3 ist im Pumpengehäuse 6 und im Anschlussstück 7 gelagert. Bei Drehung des Laufrades 5 wird Kraftstoff aus einem Kraftstoffbehälter über einen Pumpeneinlass 8 angesaugt und über einen Pumpenauslass 9 im Pumpengehäuse 6, durch den Elektromotor 1 zu einem Auslass 10 im Anschlussstück 7 gefördert. Von dort gelangt der Kraftstoff über eine Vorlaufleitung 11 zu der nicht dargestellten Brennkraftmaschine des Kraftfahrzeugs. Das Anschlussstück 7 besitzt einen Stecker 12 zum Anschluss elektrischer Leitungen für den Elektromotor 1. Vom Stecker 12 verlaufen nicht dargestellte Leitungen zum Stator 2.
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Der Stator 2 in 2 besteht aus einem Blechpaket 13, welches eine innenliegende Kunststoffumspritzung 14 und die jeweiligen Wicklungen 15 aufweist. Die Kunststoffumspritzung 14 umfasst weiter Kontakthalter 16, in die Kontakte 17 eingesetzt sind. Die Kontakte 17 sind entsprechend der Motorverschaltung mit den Wicklungen 15 über einzelne Drähte 18 verbunden. An ihrem anderen Ende besitzen die Kontakte 17 Bereiche 19 die zur Kontaktierung mit den in 1 genannten Leitungen vorgesehen sind. Die schraffierten Bereiche 19 sind für die noch zu erfolgende Kontaktierung frei von der Parylenebeschichtung, während die restlichen Teile der Kontakte 17 und des Stators 2 die Parylenebeschichtung aufweisen.
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3 zeigt den Rotor 4. Der Rotor 4 umfasst ein Blechpaket 23, welches auf der zum Rotor 4 gehörenden Welle 3 aufgebracht ist. Das Blechpaket 23 ist von einer Umspritzung 24 aus einem kunststoffgebundenen Neodym-Magnetmaterial umgeben. Nach dem Umspritzen wird auf den Rotor 4 und der Welle 3 eine Parylenebeschichtung 25 von 15µm aufgebracht. Da die Welle 3 mit ihren Enden 26, 27 gelagert ist und am Ende 27 zusätzlich das Laufrad 5 angeordnet ist, dürfen diese Bereiche aufgrund ihrer Funktion keine Beschichtung aufweisen. Die Parylenebeschichtung wird daher an den Enden 26, 27 der Welle 3 anschließend mittels Vakuum-Saugstrahlen wieder abgetragen.
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Die 4a, b zeigen einen Kontakt 17 in vergrößerter Ansicht. Der Kontakt 17 besitzt ein Korrosionsschutzschichtsystem, bestehend aus einer ersten Schicht Nickel 20 und einer darüber angeordneten Schicht Zinn 21, welche auf dem aus Kupfer bestehenden Kontakt 17 aufgebracht wurden. Abschließend wurde gemäß 4a der Stator und damit der gesamte Kontakt 17 mit der Parylenebeschichtung 22 versehen. Anschließend wurde die Parylenebeschichtung 22 mittels Vakuum-Saugstrahlen in dem Bereich des Kontaktes 17 abgetragen, so dass die Zinn-Schicht 21 gemäß 4b freiliegt.
