CN101273200B - 叶片泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种具有泵壳体(10)的叶片泵，在泵壳体中设有转子(20)，该转子(20)通过驱动轴(12)旋转驱动，其中，转子(20)在其圆周上分布有多个槽(24)，所述槽(24)至少基本上相对转子(20)的旋转轴线(13)径向上延伸并且在所述槽(24)中分别有一个叶片形输送元件(26)可移动式地被导向。所述泵壳(10)的壳体端壁(14、16)在转子(20)的旋转轴线的方向上与转子(20)相邻。在转子(20)的至少一个端面(201、202)中具有至少一个围绕转子(20)的旋转轴线的环形槽(38)，该环形槽(38)与通过叶片(26)在转子(20)的槽(24)中限定出的内部区域(25)以及与压力区域(32、34)相连。优选通过原型成形在转子(20)中加工出至少一个环形槽(38)。

Description

叶片泵
技术领域
本发明涉及叶片泵。
背景技术
DE 199 52 167 A1公开了这种叶片泵。该叶片泵具有泵壳，转子设置在该泵壳中并通过驱动轴旋转驱动。所述转子具有分布在其圆周上的多个槽，所述槽至少基本上相对转子的旋转轴线径向地延伸，并且分别有一个叶片形输送元件在所述槽中可移动地被导向。所述泵壳具有围绕转子的、相对转子的旋转轴线偏心的圆周壁，叶片通过其径向外侧端部与该圆周壁接触。所述泵体在沿着转子的旋转轴线的方向上具有紧邻着所述转子的壳体端壁。在转子转动时，由于圆周壁的偏心结构而在叶片之间形成变大和变小的腔室，在所述腔室之间待传输的介质在压力升高的情况下被从抽吸区域输送到在圆周方向上与抽吸区域错位的压力区域。在此，所述叶片由于转子旋转时的离心力而保持与圆周壁的接触，其中，然而尤其是在叶片泵启动时产生的离心力仅仅很小，因而叶片泵的输送很微弱。在公知的叶片泵中，由另一与叶片泵共同构成一个泵装置的输送泵压缩的介质被输送到通过叶片于转子的槽中限定出的内部区域中，从而所述叶片除离心力之外被径向向外压在圆周壁上。其中，在至少一个壳体端壁上设有一个在转子的部分圆周上延伸的环形槽，经过其它输送泵压缩的介质被输送到该环形槽。在此，在壳体端壁中制造环形槽很费事，并且通常必须借助切削工艺例如铣削实现。
发明内容
根据本发明，提出了一种具有泵壳体的叶片泵，在所述泵壳体中设置有能通过驱动轴旋转地被驱动的一转子，其中，所述转子具有多个分布在其圆周上的槽，所述槽至少基本上相对所述转子的旋转轴线径向上延伸，在这些槽中分别有一个叶片形输送元件可移动地被导向，其中，所述输送元件在转子的槽中形成径向上位于内侧的内部区域的边界，所述叶片泵具有该泵壳体的围绕所述转子的、相对转子的旋转轴线偏心地分布的圆周壁，所述输送元件以其径向上外侧的端部与所述圆周壁接触，所述叶片泵具有该泵壳体的、在所述转子的旋转轴线的方向上与该转子紧邻的壳体端壁，其中在该转子的旋转运动时，通过所述输送元件将介质从一抽吸区域输送到一在该转子的旋转方向上与该抽吸区域错开的压力区域，其中，设置有至少一个至少在该转子的部分圆周上延伸的环形槽，该环形槽与所述转子的至少两个槽的内部区域相连接，其中，所述至少一个环形槽构造在所述转子的至少一个与所述壳体端壁中的一个相对的端面中，所述至少一个环形槽与所述压力区域相连接，其中，在转子的两个端面中分别设置有至少一个环形槽，其中，所述环形槽的至少一个与所述压力区域相连接，其中，所述转子的一端面中的至少一个环形槽与该转子的另一端面中的所述至少一个环形槽在该转子的不同的圆周区域上延伸。
具有本发明所述特征的本发明叶片泵具有制造简单的优点，在转子中能以比在壳体端壁中更简单的方式加工至少一个环形槽。
在下面给出了本发明叶片泵的优选设计方案和改进方案。根据本发明的设计方案实现转子的双侧压力加载，从而所述转子至少基本不受轴向力的作用，并且转子和壳体端壁的磨损能够保持很小。根据本发明的设计方案在限定所述环形槽在转子的两个端面中的延伸的同时能够至少几乎避免转子受轴向力作用。尤其优选的是，在所述转子中设置有偶数个槽，并且通过设置在所述转子的不同的端面中的环形槽分别仅将两个相邻的槽的所述内部区域相互连接，其中，通过一个环形槽仅分别将转子中的两个前后相邻的槽相互连接，因为这样能够把可能的泄漏损失保持很低。
有利的是，所述转子中的所述至少一个环形槽通过原型成形来形成。
有利的是，所述转子通过压制、锻造或烧结工艺制成。
有利的是，所述转子由烧结金属构成。
有利的是，所述转子的所述至少一个环形槽通过构造在所述壳体端壁之一中的至少一个连接槽或者连接孔与所述压力区域相连。
附图说明
本发明的两种实施例在附图中示出并且在以下附图说明中详细描述。
图1以简化视图的方式示出了叶片泵沿着图3中的I-I线的横截面，
图2以简化视图的方式示出了根据第一实施例的叶片泵沿着图3中的II-II线的横截面，
图3是叶片泵沿着图1中的III-III线的纵截面，和
图4是根据第二实施例的叶片泵沿着图3中的II-II线的横截面。
具体实施方式
图1至4示出了一种叶片泵，其优选设置用于输送燃料，尤其是柴油燃料。在此，通过叶片泵将燃料从储存容器输送至高压泵。叶片泵可以与高压泵分开设置、安装在高压泵上或者与高压泵合为一体。所述叶片泵具有多件式结构的泵壳10和伸入所述泵壳10中的传动轴12。所述泵体10具有两个壳体端壁14、16，通过所述壳体端壁14、16在轴向也就是在传动轴12的旋转轴线13的方向上限定泵室的边界。该泵室在圆周方向上的边界通过圆周壁18限定，该圆周壁18与壳体端壁14、16一体地或者与之分开地构成。所述转子20具有面向壳体端壁14、16的端面201和202。
如图1、3和4所示，转子20设置在泵室中并与传动轴12不可旋转地连接在一起，例如通过槽/键连接22。转子20具有多个分布在其圆周上设置的、至少基本上相对转子20的旋转轴线13在径向上延伸的槽24。所述槽24从转子20的外圆周表面出发向着旋转轴线13延伸至转子20中。例如设置四个槽24，在此也可以设置少于或多余四个槽24。在每个槽24中可移动式设置一个板状的输送元件26，以下将该输送元件26称为叶片，并且该叶片26的径向外侧的端部从槽24伸出。通过各个叶片26在各个槽24中限定出处于径向内侧的内部区域25。
泵壳10的圆周壁18的内侧相对转子20的旋转轴线13偏心设置，例如为圆形或具有其它造型。如图2所示，在壳体端壁14、16的至少一个中设有一个抽吸区域，至少一个抽吸开口28汇入该抽吸区域中。在所述抽吸区域中，优选在壳体端壁14、16的至少一个中设有一个沿着转子20的圆周方向长长地延伸的、大致肾脏形弯曲的抽吸槽30，抽吸开口28汇入该抽吸槽30中。所述抽吸开口28优选汇入抽吸槽30的与转子20的旋转方向21相反的端部中。抽吸开口28与从储存容器引出的输入装置相连。此外，在壳体端壁14、16的至少一个中设有压力区域，至少一个压力开口32汇入该压力区域中。在该压力区域中，优选在壳体端壁14、16的至少一个中设置一个沿着转子20的圆周方向长长地延伸的例如肾脏形弯曲的压力槽24，压力开口32汇入该压力槽中。所述压力开口32优选汇入压力槽34的与转子20的旋转方向21同向延伸的端部中。压力开口32与通向高压泵的输出装置相连。所述抽吸开口28、抽吸槽30、压力开口32和压力槽34设置在圆周壁18的内侧上，与转子20的旋转轴线13具有径向间距。所述叶片26以其径向外侧的端部与圆周壁18的内侧接触并且在转子20沿着旋转方向21转动时在圆周壁的内侧上滑动。由于圆周壁18相对于转子20的旋转轴线13的偏心式构造，在叶片26之间可获得容量变化的腔室36。抽吸槽30和抽吸开口设置在这样的圆周区域中，在该区域中，在转子20沿着旋转方向21转动时，腔室36的容积增大，从而在腔室36中充满燃料。压力槽34和压力开口32设置在这样的圆周区域，在该区域中，在转子20沿着旋转方向21转动时，腔室36的容积减少，从而将燃料从腔室36中挤压到压力槽34中并从压力槽34挤压到压力开口32中。
在如图2所示的第一实施例中，在转子20的至少一个端壁201、202中设有一个分布在转子20的整个圆周上的环形槽38，该环形槽与通过叶片26在各个槽24中限定的内部区域25相连。以下将环形槽38称为环槽38。该环槽38可以例如这样延伸，使得其径向内部边缘相对于转子20的旋转轴线13的径向间距与转子20中的槽24的内侧边缘相对于转子20的旋转轴线13的径向间距至少几乎相同。其中，环槽38例如以相切的方式汇入槽24中。也可以使环槽38这样延伸，其径向内部边缘相对于旋转轴线13的径向间距小于转子20中的槽24的内侧边缘相对于旋转轴线13的径向间距，其中，环槽38例如径向上汇入到槽24中。所述环槽38也能这样延伸，即，所述环槽38相对于旋转轴线13的径向间距小于转子20中的槽24的内侧边缘相对于旋转轴线13的径向间距，并且分别通过转子20中的另一个槽与槽24的内部区域25相连接。所述环槽38也能这样延伸，即，该环槽38相对于旋转轴线13的径向间距大于槽24的内侧边缘相对于旋转轴线13的径向间距，但小于叶片26的内侧边缘相对于旋转轴线13的径向间距。通过槽24将环槽38分成多个环槽段。可以在转子20的两个端面201、202中分布设置一个环槽38，或者作为替代方式，也可以在转子20的端面201或202的仅一个中设置一个环槽38。在与转子20的设有环槽38的端面201、202相对的壳体端壁14、16中，从压力槽34向内设置有连接槽40。所述连接槽40大致在环槽38相对于旋转轴线13的间距处结束，因而环槽38通过所述连接槽40与压力槽34以及压力区域相连。也可以设置连接孔来替代连接槽40。在环槽38和传动轴12之间为密封区域39，在该密封区域中，在转子20和与转子20紧邻的壳体端壁14、16之间只有很小的轴向间距。在围绕传动轴12的区域中仅具有较小的压力，从而在环槽38和围绕传动轴12的区域之间形成一个压力差。
也可以使转子20的端面201或202上的环形槽38不在整个转子20的圆周上延伸，而是仅仅在部分圆周上延伸，其中，也可以设置多个沿着圆周方向错位的环形槽38。例如可以设置多个环形槽38，其分别仅与转子20的前后相继的槽24的内部区域25相连。这意味着在如图2所示的实施方式中无需环槽38的两个区域381、382。环槽38在转子20上的两面且对称的结构提供了这样的优点，即在转子20上至少几乎没有作用在转子的旋转轴线13的方向上的合成力并且没有垂直于旋转轴线13的倾覆力矩，从而所述转子20至少几乎在两个壳体端壁14、16之间的中间转动，而不与所述壳体端壁接触。当在转子20的两个端面201、202中分别设有不在转子20的整个圆周上延伸的环形槽38的区段，那么通过密封区域39可将泄漏保持很小。
连接槽40可以例如相对于旋转轴线13径向地或相对径向倾斜地从压力槽34向里延伸。所述连接槽40可以尤其是这样延伸，使得所述连接槽40沿着转子20的旋转方向21靠近环槽38。所述连接槽40还可以螺旋形弯曲。所述连接槽40优选一方面至少近似相切地过渡到压力槽34中并且/或者另一方面至少近似相切地过渡到环槽38中。优选所述连接槽40过渡到压力槽34的与转子20的旋转方向21相反的端部中。通过环槽38与压力槽34的连接，在环槽38以及由此在转子20的槽24的与环槽38相连的内部区域25中充满了较高的压力，通过该压力增强了叶片26在圆周壁18上的接触力，从而优化叶片泵的输送效率。
至少一个环形槽38借助原型成形而不是切削加工方法在转子20上形成。所述转子20可以例如借助压制或者锻造工艺制造，从而在转子20的制造过程中通过压制或锻造模具的相应的造型在该转子20中成形至少一个环形槽38。所述转子20可以尤其是由烧结金属构成，以保证转子20的足够强度和耐磨性。
也可以仅仅在一个壳体端壁14或16的中设置将环形槽38与压力槽34连接的连接槽40，或者也可以在两个壳体端壁14、16中分别设置至少一个连接槽40，所述连接槽40优选相互镜像对称地设置在壳体端壁14和16中。此外，也可以仅仅在一个壳体端壁14或16的中构造抽吸槽30和/或压力槽34，其中，另一壳体端壁16或14为平坦的，或者在两个壳体端壁14和16中分别构造一个抽吸槽30和/或压力槽34，其优选相互镜像对称地设置在壳体端壁14和16中。但是所述抽吸开口28和压力开口32在此仅仅设置在一个壳体端壁14或16中，其中在一个壳体端壁14中设置抽吸开口28并且在另一个壳体端壁16中设置压力开口32。当抽吸槽30和压力槽34以及环槽38和连接槽40在两个壳体端壁14和16中成镜像对称布置时，转子20和叶片26在轴向上受到至少几乎相同的载荷，从而沿旋转轴线13作用在转子20和叶片26上的合力为零或仅仅很小。转子20的至少一个环形槽38的深度和壳体端壁14、16中的连接槽40的深度在0.1mm至0.2mm，其中优选的是槽38、40的宽度大于其深度。
图4示出了根据一个第二实施例的叶片泵，其中基本构造与第一实施例的基本结构相似。在转子20的两个端面201、202中分别开出至少一个环形槽38，其中端面201的环形槽38在转子20和另一端面202的环形槽38在不同的圆周区域延伸。在所述实施例中，转子20具有四个槽24，其中，端面201的两个环形槽383分别在每两个相邻的槽24之间分别延伸大约90度并且相互径向相对。另一端面202的两个环形槽384同样延伸90度，但是相对端面201的槽383错开90度设置并且分别在每两个相继的槽24之间延伸，从而这些槽不重叠。端面202的环形槽384如图4虚线所示，因而该环形槽384设置在转子20的、相对的端面202上，因而在图4种实际上不可见。根据图4所述的技术方案也可以移植到转子20的其它实施方案中，其中所述转子具有偶数个槽24。其中，在转子20的每个端面201、202上，环形槽38分别仅在两个相邻的槽24之间延伸并且两个端面201、202的环形槽38沿圆周方向相互错开地设置，从而这些环形槽38不会重叠。通过环形槽38的这一布置，至少基本上没有轴向力沿旋转轴线13的方向作用在转子20上，所述轴向力会将转子20压在壳体端壁14、16上，从而导致磨损上升。此外，通过密封区域39能将泄漏保持较低。

Claims (7)

1.具有泵壳体(10)的叶片泵，在所述泵壳体(10)中设置有能通过驱动轴(12)旋转地被驱动的一转子(20)，其中，所述转子(20)具有多个分布在其圆周上的槽(24)，所述槽(24)至少基本上相对所述转子(20)的旋转轴线(13)径向上延伸，在这些槽(24)中分别有一个叶片形输送元件(26)可移动地被导向，其中，所述输送元件(26)在转子(20)的槽(24)中形成径向上位于内侧的内部区域(25)的边界，所述叶片泵具有该泵壳体(10)的围绕所述转子(20)的、相对转子的旋转轴线(13)偏心地分布的圆周壁(18)，所述输送元件(26)以其径向上外侧的端部与所述圆周壁(18)接触，所述叶片泵具有该泵壳体(10)的、在所述转子(20)的旋转轴线(13)的方向上与该转子紧邻的壳体端壁(14，16)，其中在该转子(20)的旋转运动时，通过所述输送元件(26)将介质从一抽吸区域(28，30)输送到一在该转子(20)的旋转方向(21)上与该抽吸区域错开的压力区域(32，34)，其中，设置有至少一个至少在该转子(20)的部分圆周上延伸的环形槽(38；381，382；383，384)，该环形槽与所述转子(20)的至少两个槽(24)的内部区域(25)相连接，其中，所述至少一个环形槽(38；381，382；383，384)构造在所述转子(20)的至少一个与所述壳体端壁(14，16)中的一个相对的端面(201，202)中，所述至少一个环形槽(38；381，382；383，384)与所述压力区域(32，34)相连接，其中，在转子(20)的两个端面(201，202)中分别设置有至少一个环形槽((38；381，382；383，384)，其中，所述环形槽(38；381，382；383，384)的至少一个与所述压力区域(32，34)相连接，其特征在于：所述转子(20)的一端面(201，201)中的至少一个环形槽(383)与该转子(20)的另一端面(202)中的所述至少一个环形槽(384)在该转子(20)的不同的圆周区域上延伸。
2.根据权利要求1所述的叶片泵，其特征在于：在所述转子(20)中设置有偶数个槽(24)，并且通过设置在所述转子(20)的不同的端面(201，202)中的环形槽(383，384)分别仅将两个相邻的槽(24)的所述内部区域(25)相互连接。
3.根据权利要求1或2所述的叶片泵，其特征在于：所述转子(20)中的所述至少一个环形槽(38；381，382；383，384)通过原型成形来形成。
4.根据权利要求3所述的叶片泵，其特征在于：所述转子(20)通过压制、锻造或烧结工艺制成。
5.根据权利要求3所述的叶片泵，其特征在于：所述转子(20)由烧结金属构成。
6.根据权利要求1或2所述的叶片泵，其特征在于：所述转子(20)的所述至少一个环形槽(38；381，382；383，384)通过构造在所述壳体端壁(14，16)之一中的至少一个连接槽(40)或者连接孔与所述压力区域(32，34)相连。
7.根据权利要求3所述的叶片泵，其特征在于：所述转子(20)的所述至少一个环形槽(38；381，382；383，384)通过一构造在所述壳体端壁(14，16)之一中的至少一个连接槽(40)或者连接孔与所述压力区域(32，34)相连。
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