CN103314216A - 单叶片泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种单叶片泵(110)，该单叶片泵包括：定子(12)，腔室(14)限定在定子中；和转子(116)，转子可绕旋转轴线(O-O)旋转。转子(116)包括具有预定直径(D)的柱状中央部分(116a)和每个均具有与所述预定直径(D)相等的直径的相对的柱状轴向端部部分(116b)。转子(116)在所述相对的轴向端部部分(116b)处被可旋转地支撑在腔室(14)中。叶片(18)可滑动地安装在所述转子(116、216)的相应的大致径向的槽(20)中。转子(116)具有预定的总高度(H1)和沿着所述总高度(H1)与所述预定直径(D)相等的直径。所述定子(12)包括泵体(12a)和封闭泵体(12a)的盖(12b)，泵体(12a)和封闭盖(12b)设有用于容纳转子(116)的轴向端部部分(116b)的相应的座(122a、122b)。每个座(122a、122b)包括用于转子(116)的相应的轴向端部部分(116b)的轴向抵接表面(123)。所述座(122a、，122b)的轴向抵接表面(123)之间的轴向距离(H2)大于转子(116)的总高度(H1)。

Description

单叶片泵
技术领域
本发明涉及一种单叶片泵。
具体地，本发明涉及一种用于机动车辆的马达的单叶片真空泵，这样的真空泵旨在产生预定的压力以用于在机动车辆中设置的特定功能的激活和操作，例如制动***的伺服制动器。
本说明书自始至终具体涉及一种真空泵，在任何情况下可以理解的是，说明书的内容通常也应用于不同类型的泵。
背景技术
通常，单叶片真空泵包括在其中限定腔室的定子、可绕旋转轴线旋转的转子和可滑动地安装在转子的相应的径向槽中的叶片。
在许多情形下由塑料材料制成的转子包括具有预定半径的柱状中央部分和轴向端部部分，该轴向端部部分也具有柱状的形状但其半径小于中央部分的半径。转子在其轴向端部部分处被可旋转地支撑在腔室中。为此，定子设有用于转子的轴向端部部分的座。
文献FR 2845735披露了上述类型的带有塑料材料制成的转子的单叶片真空泵。
还已知设有由塑料制成的转子的单叶片真空泵，在所述转子中，两个轴向端部部分都具有柱状的形状以及比中央部分的直径小的直径。在这种情况下，前面提到的两个轴向端部部分被容纳在适合地形成在定子中的相应的座中。文献EP 1361365公开了这种类型的单叶片真空泵。
现有技术中的单叶片泵中，有必要确定转子能够在定子内自由旋转而不产生堵塞。此外，有必要的是，在转子的轴向端部部分和相应的座之间确保工作流体(在真空泵的情形中的空气)的密封。泵的运行诚然很大程度地取决于前面提到的方面。
因此，在现有技术的泵中，转子的轴向端部部分与形成在定子中的相应的座的联接必须极度精确。具体地，有必要确定转子的轴向端部部分的柱状表面的母线与定子的平坦表面精确正交，转子的柱状中央部分邻接在该平坦表面上。前面提到的定子的平坦表面继而必须与转子的中央部分的柱状表面的母线垂直。为此，转子和定子之间需要非常小的轴向尺寸公差，通常为0.03～0.04mm。
为了达到前面提到的要求，在转子和定子的表面上执行特定的机械加工。具体地，转子的柱状中央部分和轴向端部部分两者都经受磨削，对转子执行所谓的的“求方(squaring)”。这样的操作显著地影响了转子和单叶片泵的最终成本，此外影响了生产时间。
以上描述的现有技术中泵的另外的缺点涉及的事实是，通过驱动轴的转子的拖拽恰好在转子的轴向端部部分处，如已提到的，该轴向端部部分具有相对小的直径。施加到转子的拖拽扭矩的力臂因此相对小，因而产生在轴和转子之间的界面处的高连接力，以及相应的连接表面的快速磨损。
发明内容
基于本发明的技术问题是克服，或者至少减少，以上提到的涉及现有技术的缺点。
本发明因此涉及一种具有权利要求1所述的特征的单叶片泵。
在其他权利要求中描述优选的特征。
有利地，根据本发明的单叶片泵比现有技术的单叶片泵节约成本，但性能是相同的。的确，可通过简单的方式制成转子，而不需要为了“求方”而进行特定的加工。具体地，在塑料材料的模制的单个过程之后可视为“完成”转子。而且，如该说明书的下文中所要详细描述的，由于轴向端部部分的相对大的直径，能够为转子的拖拽扭矩提供相对大的力臂，并且伴随着在轴-转子联接处的连接力(因此磨损)的有利降低。
附图说明
本发明另外的特征和优点将从本发明的一些优选实施例的详细描述中变得更加清晰，附图用于参考并且作为指示给出且不用于限制的目的。在这些图中：
图1是根据现有技术的具体地根据在文献FR 2845735中披露的单叶片泵的纵向部分的示意图；
图2是根据本发明的单叶片泵的纵向部分的示意图；
图3是可在本发明的单叶片泵中使用的转子的第一实施例的纵向局部部分的示意图；
图4是根据平面线IV-IV截取的图3的转子的截面示意图；
图5是可在本发明的单叶片泵中使用的转子的第二实施例的纵向部分的示意图；
图6是图5中转子的平面示意图；
图7是用于图5的转子的金属接头的平面示意图；
图8是根据平面线VIII-VIII截取的图7的金属接头的截面的示意图。
具体实施方式
首先参考图1，示出了根据现有技术的单叶片泵。该泵用附图标记10整体表示。
单叶片泵10包括定子12，在该定子12中限定了腔室14。转子16被容纳在腔室14内部，转子16可绕旋转轴线O-O旋转。叶片18可滑动地安装在转子16的相应的大致径向槽20中。
转子16包括具有预定的直径D的柱状中央部分16a和具有柱状形状以及小于直径D的直径D1的轴向端部部分。转子16在轴向端部部分16b处被可旋转地支撑在腔室14中。
定子12包括泵体12a和封闭泵体12a的盖12b。泵体12a设有用于容纳轴向端部部分16b的座22。
参考图2-图8，示意性示出了根据本发明的单叶片泵。该泵用附图标记110整体表示。
在图2-图8中，在功能方面与参考图1在上面描述的单叶片泵10的结构元件相同或等同的结构元件通过相同的图标记表示且将不会再描述。
在优选实施例中，本发明的单叶片泵110为旨在在机动车辆的马达中使用的真空泵。
本发明的单叶片泵110与现有技术的单叶片泵10有本质不同，原因在于泵110的转子116的相对轴向端部部分116b具有与转子116的柱状中央部分116a的直径D相同的直径。
在图2-图6的实例中，转子116具有预定的总高度H1和沿着整个高度H1的恒定的直径D。
相对的轴向端部部分116b容纳在设置在定子12中的相应的座122中。具体地，泵体12a设有用于容纳转子116的第一轴向端部部分11b的座122a，盖12b设有用于容纳转子116的第二轴向端部部分116b的座122b。
每个座122a、122b具有大致柱状的侧表面并且包括用于转子116的相应的轴向端部部分116b的轴向抵接表面123。
该两个相对的座122a、122b均与转子116的旋转轴线O-O共轴，并且所述座122a、122b的轴向抵接表面123之间的轴向距离H2大于转子116的总高度H1。
通过这样的方式，在泵110的运行期间，转子116有利地在相对的座122a、122b的轴向抵接表面123之间轴向地浮动。因而不需要对转子116进行特定的机械加工来确保在轴向方向上的预定尺寸精度。的确，根据本发明，由于轴向端部部分116b的外柱状表面和座112a、112b的柱状侧表面之间的精确联接，获得了在转子116处的工作流体的密封。
由于叶片18自身有轴向间隙地安装在槽20中，所以转子116的轴向移动不受叶片18阻碍。
申请人发现，有利地，转子116具有高度简化的几何构造，通过对塑料材料，优选热固树脂进行模制制造该转子116是及其简单的。相对于使用热塑性树脂的情形，在该后一种情形下，转子116的表面精加工具有更好的特性，并且能够通过模制直接获得转子116，而不需要随后的机械磨削。
优选地，如图3和图4所示，轴向端部部分116b包括设有第一开口124a的共同模制的金属***件124，该第一开口124a与转子116的旋转轴O-O共轴。通过形成在转子116的轴向端部部分116b中的第二通孔124b能够接近开口124a。
开口124a优选为通孔且具有大体上方形的部分，该部分旨在容纳驱动轴(未示出)的对应的方形端部。
金属***件124大体上为方形的，从而允许扭矩向转子116的有效传递，该扭矩通过驱动轴施加到转子116。此外，金属***件124的外部尺寸可选择充分大的，从而能够将有限的应力传输到转子116，所述应力适合于塑料材料的负载能力，转子116由该塑料材料制成，并且所述应力在金属***件124和转子116的轴端部116b的塑料材料之间的界面处产生相对低的接触力，从而减少了表面磨损。
申请人观察到图3和图4中的转子116可有利地用于如下构造中：驱动轴的旋转轴线与转子116的旋转轴线O-O对准。
图5和图6示出了可在本发明的单叶片泵中使用的转子216的第二实施例。
这种实施例优选用于这样的情形下，在该情形下，转子的旋转轴线O-O具有相对于驱动轴的旋转轴线的预定偏心量E。该偏心量E在图7中示出。该图涉及金属接头228，该金属接头228在运行中与转子216关联。
在图5和图6中，在功能方面，与参考图3和图4在上面描述的转子116的结构元件相同或等同的结构元件通过相同的附图标记表示且将不会再描述。
转子216包括具有预定半径R1的两个金属销226，该两个金属销226在关于旋转轴线O-O对称地相对的部分处沿高度H3共同模制在转子216中，高度H3小于转子216的总高度H1。金属销226具有从转子216以悬臂方式凸出的相应的自由端部部分226a。
优选地，金属销226以大约等于转子216的高度H1的三分之二的高度共同模制在转子216中，从而当传输旋转扭矩时，使转子216结构中的应力最小化。
图7、图8中示出的金属接头228与转子216相关联。这种接头228设有用于容纳驱动轴的第一开口228a。
金属接头228还包括具有预定半径R2的两个圆形开口228b，该两个圆形开口228b关于第一开口228a对称布置在相对侧上。在图7的非限制实例中，金属接头228具有大致椭圆的形状。
开口228a优选为通孔并且具有大体上方形的部分，该部分旨在容纳驱动轴的对应的端部。图7示出了驱动轴的旋转轴线与转子216的旋转轴线O-O之间的偏心量E。
金属销226的自由端部部分226a容纳在圆形开口228b中，该环形开口也优选为通孔，使得转子216和金属接头228作为整体旋转。
优选地，环形开口228b的半径R2比金属销226的半径R1大。更优选地，半径R2至少等于金属销226的半径R1加上预定的偏心量E。
在运行中，本发明的转子116、216在定子12内侧旋转，确保在轴向端部部分116b处的转子的侧向柱状表面和座122a、122b的侧向柱状表面之间的期望的不透流体的密封，所述座分别形成在泵体12a和封闭盖12b上。
在图3和图4的实施例中，通过在转子116的轴向端部部分116b中共同模制的金属***件124产生运动向转子的传递，其中在图5-图8的实施例中，通过金属接头228产生运动向转子的传递，该金属接头与共同模制在转子216中的金属销226连接。在这两种情形下，可通过塑料模制获得转子，而不要求随后的磨削操作且不需要参考定子的轴向尺寸来考虑轴向方向上的窄的尺寸公差。此外，金属材料和塑料材料之间的在驱动轴处的界面要充分远离转子和/或驱动轴的旋转轴线，诸如，在任何情形下，以产生小量的接触表面力。
当然对于本领域技术人员来说，为了满足特定的和附随的要求的目的，可以对上面描述的单叶片泵进行许多的变型和修改，然而所有的变型和修改都被如在以下权利要求中限定的本发明的保护范围所覆盖。

Claims (7)

1.一种单叶片泵(110)，包括：
定子(12)，在所述定子中限定了腔室(14)；
转子(116、216)，所述转子能够绕旋转轴线(O-O)旋转并且包括柱状中央部分(116a)和柱状相对轴向端部部分(116b)，所述柱状中央部分具有预定直径(D)，所述柱状相对轴向端部部分均具有与所述预定直径(D)相等的直径，所述转子(116、216)在所述相对轴向端部部分(116b)处被可旋转地支撑在所述腔室(14)中；
叶片(18)，所述叶片可滑动地安装在所述转子(116、216)的相应的大致径向的槽(20)中；
其中，所述转子(116、216)具有预定的总高度(H1)和沿着所述总高度(H1)与所述预定直径(D)相等的直径；
并且其中，所述定子(12)包括泵体(12a)和封闭所述泵体(12a)的盖(12b)，所述泵体(12a)和所述盖(12b)设有相应的座(122a、122b)用于容纳所述转子(116、216)的轴向端部部分(116b)，每个座(122a、122b)包括用于所述转子(116、216)的相应的轴向端部部分(116b)的轴向抵接表面(123)，其中所述座(122a、122b)的轴向抵接表面(123)之间的轴向距离(H2)大于所述转子(116、216)的总高度(H1)。
2.根据权利要求1所述的单叶片泵(110)，其中所述转子(116、216)由塑料材料制成。
3.根据权利要求2所述的单叶片泵(110)，其中金属***件(124)共同模制在所述至少一个轴向端部部分(116b)中的一个轴向端部部分中，所述金属***件(124)设有用于容纳驱动轴的第一开口(124a)，所述第一开口(124a)与所述旋转轴线(O-O)共轴并且能够通过对应的第二开口(124b)接近，所述第二开口形成于所述转子(116)的所述至少一个轴向端部部分(116b)中。
4.根据权利要求2所述的单叶片泵(110)，包括金属接头(228)，所述金属接头设有用于容纳驱动轴的第一开口(228a)，所述金属接头(228)还包括具有预定半径(R2)的两个圆形开口(228b)，所述圆形开口(228b)关于所述第一开口(228a)对称地布置在相对侧上，其中具有预定半径(R1)的两个金属销(226)共同模制在所述转子(216)中，所述金属销(226)关于所述旋转轴线(O-O)对称布置并且具有容纳在所述圆形开口(228b)中的相应的自由端部部分(226a)。
5.根据权利要求3所述的单叶片泵(110)，其中所述转子(216)的旋转轴线(O-O)具有相对于所述驱动轴的旋转轴线的预定偏心量(E)，并且其中所述圆形开口(228b)的半径(R2)至少等于所述金属销(226)的半径(R1)加上所述预定偏心量(E)。
6.根据权利要求4或5所述的单叶片泵(110)，其中所述金属销(226)沿着高度(H3)共同模制在所述转子(216)中，所述高度(H3)低于所述转子(216)的总高度(H1)。
7.根据前述权利要求中的任一项所述的单叶片泵(110)，其中所述泵(110)是真空泵。
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