專利名稱：具有改進的軸的家用設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種家用設備，特別是承載水的家用設備，例如洗碗機， 包括要由滑動軸承承載的運動物體，在所述運動物體上設有涂覆層。
背景技術：
在承載水的家用設備中，例如在洗碗機或洗衣機中，使用"濕式運行 泵"。軸的軸承被設計成向心滑動軸承，相關洗滌液、基本上是水在濕式運 行泵中流過軸承。作為被泵泵送的介質，洗滌液通常含有腐蝕性物質，例 如來自家庭用水或飲用水或由洗碗機的水軟化劑產生的氯化物。因此，不 銹鋼軸通常用于避免軸上的腐蝕。洗滌液通常包含顆粒例如沙、硅酸鹽或 金屬，其中一些是源自例如從軸承或軸脫落的顆粒的摩擦物。然而，不銹 鋼軸具有低的表面硬度，因此，當在液體中懸浮有相應的顆粒時，這將導 致不銹鋼軸的表面變粗糙，從而，會由于摩擦增加導致向心軸承的過早失 效。
當使用硬化鋼時，由于硬化鋼是碳合金，通常會因腐蝕發(fā)生失效。即 使通過電鍍施加硬金屬涂覆層例如鉻，但例如也會因為剝落導致向心軸承 的失效。由氧化物陶瓷材料制成的軸制造起來更貴，且只能有限使用，因 為氧化物陶瓷材料的性能使得它們難以成形和加工。此外，由氧化物陶瓷 材料制成的軸不能在向心軸承中經受干式運行。

發(fā)明內容
因此，本發(fā)明的目的是提供一種家用設備，所述家用設備具有低成本 的驅動軸，所述驅動軸在濕式軸承中還能夠在含有腐蝕性物質和顆粒的液 體的情況下工作，且具有良好的干式運行性能。
本發(fā)明的另一 目的是提供一種合適的涂覆方法。
上述目的通過權利要求1所述的根據本發(fā)明的家用設備和權利要求20所述的根據本發(fā)明的涂覆方法實現(xiàn)。有利實施例是從屬權利要求的主題。
在根據本發(fā)明的家用設備、例如吹風機、混合器或真空清潔器中，特 別是在承載水的家用設備例如洗碗機或洗衣機中，包括要由滑動軸承承載 的運動物體，且特別是含有金屬元素的涂覆層設置在運動物體上，涂覆層 含有至少一種非金屬元素，所述至少一種非金屬元素具有至少1%的摩爾分
數(shù)，其中，涂覆層的硬度等于至少800HV、特別是至少2000HV。
特別地，涂覆層含有至少一種金屬元素。非金屬元素例如氮的摩爾分 數(shù)大于3%，特別是大于25%。涂覆層使用的材料所包含的諸如氧或碳的元 素通常非常少即比例非常小，例如在小于0.5%摩爾分數(shù)左右。特別地，涂 覆層由陶瓷或類似陶瓷的材料形成。涂覆層優(yōu)選由含有至少一種非金屬元 素和至少一種金屬元素的化合物形成。-
所述至少一種非金屬元素例如優(yōu)選是選自鹵族、氧族或氮族或碳的元 素。所述非金屬元素也被認為包括惰性氣體。
特別地，涂覆層含有至少一種金屬元素，所述至少一種金屬元素具有 至少1%的摩爾分數(shù)。
金屬元素例如優(yōu)選是從包括堿金屬、堿土金屬或土金屬(earthmetal) 或例如鉛或錫的組中選擇的元素。
涂覆層材料優(yōu)選是由至少一種金屬元素和至少一種非金屬元素形成的 化合物。
涂覆層優(yōu)選通過物理氣相沉積(PVD技術)，例如通過蒸鍍(vapor deposition)、噴濺、等離子體真空技術或離子注入施加。
在另一實施例中，涂覆層通過汽相沉積(deposition from the vapor phase),例如熱CVD、等離子體CVD、光子CVD和激光誘導CVD施加。
在又一實施例中，涂覆層通過化學涂覆技術例如電鍍施加。
涂覆層優(yōu)選含有鉻和/或氮，特別是由鉻-氮化合物形成。因此，金屬元 素是鉻，非金屬元素是氮。除這些元素以外，也可使用其他化學元素。例 如，涂覆層可由氮化鈦形成，盡管由于與鉻-氮化合物相比具有較高的硬度 而使得它趨向于剝落，因此不太合適。
涂覆層的厚度優(yōu)選在0.1ym和20um之間，特別是為5um左右。
在優(yōu)選實施例中，運動物體是由向心軸承承載的軸。
在優(yōu)選實施例中，軸可由電機驅動。 在另一實施例中，泵的葉輪或螺旋槳可由軸驅動。 軸的向心軸承優(yōu)選被實施為濕式軸承。
在另一實施例中，向心軸承由燒結碳制成，且優(yōu)選被實施為單獨的軸 瓦。除了燒結碳以外，塑料例如熱塑性塑料也可用于向心軸承。
在又一實施例中，電機和/或濕式運行泵和/或軸瓦設置在塑料包封結構中。
包封結構優(yōu)選由多個部件組成。
在另一實施例中，軸由不銹鋼制成，從而軸是非腐蝕性的。
在根據本發(fā)明的用于家用設備的軸的涂覆方法中，涂覆層通過PVD技 術、化學涂覆技術或CVD技術施加。 特別地，涂覆層由鉻-氮化合物形成。


下面，參看附圖示例性地描述本發(fā)明，附圖包括
圖1示出了通過用于洗碗機的濕式運行泵及電機的剖視圖。
具體實施例方式
濕式運行泵14設置在根據本發(fā)明的洗碗機(未示出)中。電機13經 由軸12驅動濕式運行泵14的葉輪2。葉輪2由外泵殼1和內泵殼3環(huán)繞著。 環(huán)4設置在外泵殼1與電機殼體11之間。轉子10由定子5驅動。轉子10 固定到軸12上。軸12由作為軸瓦7的向心軸承承載。軸瓦7優(yōu)選由燒結 碳制成。軸瓦7經由環(huán)6連接到內泵殼3或電機殼體11。此外，軸12由陶 瓷環(huán)8環(huán)繞著，且陶瓷環(huán)8由橡膠支座承載。
根據本發(fā)明的洗碗機中的洗滌液流過軸12，還流過轉子IO。因此，洗 滌液也在軸12與軸瓦7之間的間隙中出現(xiàn)。
軸12由不銹鋼制成，且涂覆有含有非金屬元素例如氮的材料。涂覆層 的硬度大于1000HV (維氏硬度)，特別是大于1500或2000HV。涂覆層優(yōu) 選由鉻-氮化合物形成。由鉻-氮化合物形成的涂覆層通過物理氣相沉積 (PVD)施加。該技術例如包括蒸鍍、噴濺、等離子體真空方法或離子注
入。在等離子體真空處理中，不銹鋼軸12放入合適的處理腔室中，且鉻-氮涂覆層通過使用電弧從絡板燒掉鉻離子、以及由處理腔室中存在的氮離 子施加到不銹鋼軸12上。其他涂覆技術，例如使用電鍍方法的化學沉積， 會產生性能不合適的涂覆層。
涂覆層的厚度在2至10um的范圍內，特別是在5um左右。軸12上 的涂覆層(未示出)的高的硬度意味著洗滌液(懸浮液)中存在的顆粒不 能刺入軸12的表面，或不能使軸12的表面變粗糙。這提高了濕式運行泵 14的使用壽命，換言之，提高了可靠性，因為在軸12的表面與作為向心軸 承的軸瓦7之間的摩擦沒有增加。軸12使用不銹鋼材料還確保了相對于含 有腐蝕性物質例如氯或清潔劑的洗滌液的耐腐蝕性。軸瓦7優(yōu)選由燒結碳 或塑料制成。軸12的涂覆層還確保了需要的干式運行可靠性，即確保了在 軸瓦7的周圍沒有清潔液或水時的運行。向心軸承需要在濕式運行泵的許 多應用場合、例如在洗碗機中的臨界工作條件下能夠經受干式運行，所述 臨界工作條件例如有起泡、泡沫形成或不正確使用。使用PVD技術施加涂 覆層不會損害軸12的原始形狀，因為涂覆層即使對于困難的輪廓也能提供 永久的保護涂覆層。
簡而言之，濕式運行泵設在根據本發(fā)明的洗碗機中，其驅動軸與現(xiàn)有 技術相比便宜很多，且由于該軸具有特殊的涂覆層，因此它對顆粒的機械 作用和腐蝕性物質的化學作用具有更顯著的抵抗力。因此根據本發(fā)明的洗 碗機中的濕式運行泵的可靠性和使用壽命可以較低的制造成本得到顯著提 咼。
權利要求
1. 一種家用設備，特別是承載水的家用設備，例如洗碗機，包括要由滑動軸承(7)承載的運動物體(12)，在所述運動物體(12)上設有涂覆層，其特征在于，所述涂覆層含有至少一種非金屬元素，所述至少一種非金屬元素具有至少1％的摩爾分數(shù)，所述涂覆層的硬度等于至少800HV。
2. 如權利要求1所述的家用設備，其特征在于，所述涂覆層的硬度 等于至少2000HV。
3. 如權利要求1或2所述的家用設備，其特征在于，所述至少一種 非金屬元素例如是選自鹵族、氧族或氮族的元素。
4. 如前面權利要求中任一所述的家用設備，其特征在于，所述涂覆 層含有至少一種金屬元素，所述至少一種金屬元素具有至少1%的摩爾分 數(shù)。
5. 如權利要求4所述的家用設備，其特征在于，所述至少一種金屬 元素是例如從包括堿金屬、堿土金屬或土金屬的組中選擇的元素。
6. 如權利要求4或5所述的家用設備，其特征在于，涂覆層材料是 由至少一種金屬元素和至少一種非金屬元素形成的化合物。
7. 如前面權利要求中任一所述的家用設備，其特征在于，所述涂覆 層通過物理氣相沉積(PVD技術)，例如通過蒸鍍、噴濺、等離子體真空 技術或離子注入施加。
8. 如權利要求1至7中任一所述的家用設備，其特征在于，所述涂覆層通過汽相沉積，例如通過熱CVD、等離子體CVD、光子CVD或激光誘導CVD施加。
9. 如權利要求1至7中任一所述的家用設備，其特征在于，所述涂覆層通過化學涂覆技術例如電鍍施加。
10. 如前面權利要求中任一所述的家用設備，其特征在于，所述涂覆層含有鉻和/或氮，特別是由鉻-氮化合物形成。
11. 如前面權利要求中任一所述的家用設備，其特征在于，所述涂覆層的厚度在0.1 H m和20 U m之間，特別是為5 u m左右。
12. 如前面權利要求中任一所述的家用設備，其特征在于，運動物體是由向心軸承(7)承載的軸(12)。
13. 如權利要求12所述的家用設備，其特征在于，軸(12)可由電機(13)驅動。
14. 如權利要求13所述的家用設備，其特征在于，泵(14)的葉輪 (2)或螺旋槳(2)可由軸(12)驅動。
15. 如權利要求12至14中任一所述的家用設備，其特征在于，軸(12) 的向心軸承(7)被實施為濕式軸承。
16. 如權利要求12至15中任一所述的家用設備，其特征在于，向心軸承(7)由燒結碳制成，且優(yōu)選被實施為單獨的軸瓦(7)。
17. 如權利要求13至16中任一所述的家用設備，其特征在于，電機(13)和/或濕式運行泵(14)和/或軸瓦(7)設置在塑料包封結構(1，
18. 如權利要求17所述的家用設備，其特征在于，包封結構(1， 3， 11)由多個部件組成。
19. 如權利要求12至18中任一所述的家用設備,其特征在于，軸(12) 由不銹鋼制成。
20. —種用于家用設備的運動物體、特別是軸(12)的涂覆方法，其特征在于，涂覆層通過PVD技術、化學涂覆技術或CVD技術施加。
21. 如權利要求20所述的方法，其特征在于，所述涂覆層由鉻-氮化合物形成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種傳導水的家用設備、特別是洗碗機，其配有改進的驅動軸(12)，所述驅動軸(12)設置在濕式運行泵(14)中。鉻-氮化合物形成的涂覆層根據PVD方法施加到驅動軸(12)上。所述軸(12)由高級鋼制成，對表面上的物理和化學浸蝕來說具有高的抵抗能力，且制造經濟。
文檔編號D06F39/08GK101389258SQ200780006423
公開日2009年3月18日 申請日期2007年1月15日 優(yōu)先權日2006年2月24日
發(fā)明者B·賴特爾, E·U·埃特勒, F-J·瓦格納, L·M·埃特勒, M·A·埃特勒, M·埃特勒, R·埃特勒(己故) 申請人:Bsh博世和西門子家用器具有限公司