CN103221639B - 降低噪声的气泵 - Google Patents

Abstract

一种气泵，其包括：用于输送气态介质的泵转子；泵壳体，在所述泵壳体中能旋转容置所述泵转子；沿轴向方向封闭所述泵壳体的限定元件；和封闭元件，所述封闭元件与限定元件形成一消声器。限定元件具有一用于在泵壳体和消声器之间转移介质的开口，以及沿轴向方向延伸的接板，所述接板在径向方向上围绕所述开口，其中所述封闭元件沿轴向方向贴靠在接板上。

Description

降低噪声的气泵

背景技术

为了输送气态介质，例如在机动车的区域中使用不同的泵。为了产生低压，例如这在低压控制的制动助力器中必要的，通常使用叶片泵。如在大多数泵中，由叶片泵输出的介质受脉冲的影响会引起噪声，这种噪声会使在机动车区域中的人员感到不适。

DE19936644A1提出了构造具有一体化消声器的空气泵，其中消声器为柱形空腔，从泵腔中流出的介质流入到该空腔内。帽状部件容纳泵腔，并且在泵腔和帽的内部边界之间围成空腔。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种具有容易制造的一体化消声器的泵。

本发明的问题借助具有权利要求1的特征的泵来解决。从属权利要求给出了优选实施方案。

本发明的气泵包括：用于输送气态介质的泵转子；泵壳体，在所述泵壳体中可旋转地容置泵转子；沿轴向方向封闭所述泵壳体的限定元件；以及封闭元件，所述封闭元件与限定元件形成消声器。限定元件具有一用于在泵壳体和空腔之间转移介质的开口，以及沿轴向方向延伸的接板，所述接板在径向方向上围绕所述开口，其中所述封闭元件沿轴向方向贴靠在接板上。

通过这种结构，封闭元件具有非常简单的形状，从而可产生成本优点。空腔的其余部分通过限定元件定义，其可在一过程中制造，其中接板仅需要较低的附加制造成本。在一种优选实施方式中，在接板和封闭元件之间的接触面是平坦的。封闭元件则在最简单情况下可以是厚度均匀的平面部件、例如板片盖。

限定元件可具有另一接板，其将空腔分成多个相互连接的分空腔。由此，可有效抑制由泵壳体出来的介质流的脉动，从而可实现改进的消声。在一种实施例中，分空腔中的两个可大小不同。由此，可进一步使所述抑制最优化。还可通过接板在消声器内部界定两个以上的分空腔，其中可进一步优化所述抑制。因为所有接板都在轴向方向上延伸，即使在接板的复杂结构中仍使得用于限定元件的制造成本基本上保持相同。

通过分空腔可定义用于经由消声器的介质的、不同长度的能选择的路径。通过叠加已经穿过不同的可选择的路径的脉动介质流，可实现消除进一步消声引起的脉冲。最理想的方式是，路径长度以相应于脉动介质流的半个波长的值进行区分。

分空腔之一可仅具有唯一一个通口，介质能够经由所述通口进入分空腔中或者从中出来。关于介质流以其进行脉动的频率，分空腔可用作亥姆霍茨共振器。在分空腔中，可以实现其它措施用于从脉动的介质能量转换成其它能量形式、例如热能。

分空腔之一可以是通道，所述通道的长度大于其宽度和高度，并且所述通道以横截面流(Querschnittsstrom)的方式通入相邻的分空腔中。关于介质的流动方向，可减少或者增加横截面。在此，通道优选地具有矩形横截面，从而可在横截面流上出现尽可能好的反射。

空腔具有带有不同弯曲的内部轮廓的区段。该内部轮廓可优选地通过接板的区段形成。直线区段比弯曲区段更适合用作反射面。由此，断断续续传播的介质可以通过这种方式转向，从而整体上出现提高的消声度。

在空腔中设置多孔元件。多孔元件例如可以是泡沫橡胶，其具有更大的表面。借助多孔元件，脉动介质的动能可以转换为热能。在一种实施方式中，上述亥姆霍茨共振器部分或者完全填充有多孔元件。

优选的，限定元件为烧结零件(Sinterzeug)。由于在摩擦配对件(Reibpartner)之间形成由磨耗材料制成的传输膜，其使得进一步的磨损最小化，烧结零件通过其开孔的(offenporig)表面可特别好地适合作为相对于泵转子的摩擦配对件。此外，烧结零件的制造过程允许限定元件可以通过很低的成本制成几乎任意的形状。通过设置根据本发明设计的限定元件以及相应的封闭元件，存在的气泵可具有用作消声器的空腔而节省空间并且具有较低的额外成本。

附图说明

现在参照附图更准确地描述本发明，其中：

图1示出了气泵；以及

图2至6示出了用于图1中的气泵的消声器的不同实施例。

具体实施方式

图1示出了气泵100的透视图。气泵100包括一向下通过泵底部110封闭的泵壳体105。在泵壳体中设置有泵转子115，其可围绕垂直轴线旋转。对此，泵转子115借助于未示出的轴由设置在泵底部110之下的电动机来驱动。

泵转子包括三个槽，其从围绕泵转子的旋转轴线的圆周以一角度延伸至泵转子115的外部边缘。在槽中的每一个内容置有滑动元件120，其通过离心力和/或弹簧元件保持在泵壳体105的内部圆周中。泵壳体105的内侧是围绕中心轴线的柱形壳面，该中心轴线相对于泵转子115的旋转轴线平行错开。因此泵单元(Pumpenzelle)A至C具有不同的容积，该容积与泵转子115的旋转位置相关，所述泵单元分别在消声器125、泵底部110、泵壳体105的内壁、泵转子115的外壁以及两个相邻的滑动元件120之间形成。

泵壳体105沿轴向方向向下邻接到泵底部110上，沿轴向方向向上邻接到消声器125上，其在此透明地示出并且在图2至6更准确地描述。消声器125沿轴向方向朝上邻接到泵盖130上。在泵盖130上，吸取套管(Ansaugstutzen)135沿轴向方向向上延伸，该吸取套管通入到消声器125中垂直的穿通开口140内。穿通开口140在吸取开口160处终止，其设置在泵转子115的外圆周和泵壳体105的内圆周之间的区域中。排出口145与吸取开口140类似地设置在泵转子115的外圆周和泵壳体105的内圆周之间的区域中的其它位置处，排出口使得气体从泵壳体105的内腔转入到消声器125中。如此使得进入到消声器125中的气体穿过消声器125并且通过通风口150进入周围大气中。

气泵100优选地作为真空泵用于作为介质的空气。气泵100可用于给机动车的制动助力器抽真空。为此，制动助力器与吸取套管135连接。泵转子115可围绕其垂直的旋转轴线沿顺时针旋转。由此，在图1中的图示中与吸取套管135相连接的泵单元A沿顺时针继续转动，从而下部滑动元件120在一定的旋转之后阻断在泵单元A和吸取套管135之间的连接。泵转子115进一步沿顺时针移动，其中泵单元A的容积不断减小。最后，泵单元A会以如此程度沿泵壳体105的内表面移动，使得界定泵单元A的前部滑动元件120扫过排出口145。在图1的图示中，这个位置相应于泵单元B。由此，处于压力下的气体从泵单元B流入到消声器125中。

泵转子115继续旋转，直至滑动元件120之一阻断泵单元B与排出口145的连接。这个位置相应于图1中的泵单元C。

在泵转子115的继续旋转时，此后不久由另一个滑动元件120释放与吸取开口160的连接，从而所观察的泵单元再次相应于图1中的泵单元A。泵转子115继续旋转，其中泵单元A的容积不断增加，直到后部的滑动元件120阻断泵单元与吸取开口160的连接。此后，所述过程可重新循环。由于通过三个滑动元件而沿泵转子115的圆周定义三个泵单元A至C，在泵转子115的每转中三个所述过程彼此相移地进行。

图2至6示出了图1中的消声器125的不同实施例。在所有实施例中，消声器125包括基板210，接板(Steg)220从基板开始沿垂直方向向上延伸。接板220的上端部是平坦的。接板220围绕入口230，其对应于图1中的排出口14。在一位置中，接板具有通风口150。接板220沿径向方向围绕入口230，也就是说，从而消声器的容积沿径向方向由接板来限定。沿垂直方向，消声器125的容积向下由基板210来限定并且向上由图1中的泵盖130来限定。

此外，消声器125具有穿通开口160，其向上通入到图1中的圆形吸取套管135中并且向下通入到吸取开口140中。在气泵100的另一中实施例中，吸取套管135还在另一个位置中可引导到泵壳体105中，例如在径向方向上。消声器125可另外利用被释放的空间。

图2中所示的消声器125具有关于构造情况最大的容积。不设置用于气体的反射或者引导元件，气体通过入口230进入到该容积中，并且经由通风口150离开消声器125。消声器125的径向内部轮廓通常是圆形的，然而也可以设置直线区段，其用作气体或者声波的反射面。

在图3中示出的消声器125的实施例中，设置有另外两个接板250，所述接板例如垂直地从接板220开始在径向平面中彼此相向延伸，并且在之间形成通口260。消声器125通过另外的接板250分成不同大小的分空腔(Teil-Hohlraum)，其借助通口260相互连接。气体从入口230到通风口150的流动路径经由两个分空腔以及通口260延伸。在另一种未示出的实施例中，分空腔之一借助于通口260仅与另一个分空腔连接，其中入口230和通风口150位于另一个分空腔的区域内。首先提到的分空腔不被气体流经，然而该分空腔可作为共振容积，特别是亥姆霍茨共振器(Helmholtz-Resonator)。

在图4中示出了消声器125的一种实施例，其中另外的接板250形成通道270。沿气体的路径，通道270具有基本上恒定的截面。优选的，此截面为正方形。通道270具有一长度，该长度与从入口230出来的气体的声波或者气波的波长协调一致。在另一种未示出的实施例中，另外的接板以下述方式设置在消声器125中：提供至少两个用于气体从入口230到通风口150的可选择的路径，其中路径具有不同长度，从而声波或者气波在两个路径彼此相遇的位置处相互抵消。不同长度的路径可通过相应的通道270来实现。在此，通道270通入到消声器125的部分容积中或者从部分容积出来，或者直接与入口230或者通风口150连接。

在图5所示的消声器的实施例中，通过与图4中相似的其它的接板250形成通道270。附加地，在另外两个接板250之间形成非常短的通道或者通口260。沿着气体从入口230到通风口150的流动路径，在通道270端部处或者在通口260的两侧存在横截面突起(Querschnittssprung)。这种横截面突起可用于部分反射声波或者气波并且适合于进一步提高消声器125的作用。

在图6中示出的实施例中，在消声器125的容积中设置多孔元件，例如海绵橡胶或者说微孔橡胶(Moosgummi)或者泡沫橡胶。在所示实施例中，多孔元件280在入口230和通风口150之间的直接连接中释放楔形空槽240。在其它实施例中，任意部件、分空腔或者通道270可衬有或者填充有多孔元件280。此外，泡沫橡胶至少在一侧具有涂层、例如薄膜。

应注意，参考图2至6示出的用于形成消声器125的措施能以任意方式相互组合。例如，参考图3示出的不同大小的分空腔可毫无疑问与图4或5中实施例的通道270相组合。在其它变型例中，图4中的通道可与图2中的圆形限定轮廓相组合。

Claims (8)

1.气泵（100），包括：

-用于输送气态介质的泵转子（115）；

-泵壳体（105），在所述泵壳体中能旋转容置所述泵转子（115）；

-沿轴向方向封闭所述泵壳体（105）的限定元件（125）；

-封闭元件（130），所述封闭元件与限定元件（125）形成一用于容纳被输送的介质的空腔；

-其中，所述限定元件（125）具有一用于在泵壳体（105）和空腔之间转移介质的开口（230），

-其中，所述限定元件（125）具有沿轴向方向延伸的接板（220），所述接板在径向方向上围绕所述开口（230），并且所述封闭元件（130）沿轴向方向贴靠在接板（220）上，

-其中，所述限定元件（125）具有另一接板（250），其将空腔分成多个相互连接的分空腔，

其特征在于，

-通过部分容积来定义用于经由空腔的介质的、不同长度的能选择的路径。

2.如权利要求1所述的气泵（100），其特征在于，在所述接板（220）和封闭元件（130）之间的接触面是平坦的。

3.如权利要求1所述的气泵（100），其特征在于，所述分空腔中的两个大小不同。

4.如权利要求1至3中任一项所述的气泵（100），其特征在于，分空腔之一仅具有唯一一个通口（260），介质能够经由所述通口进入分空腔中或者从中出来。

5.如权利要求1所述的气泵（100），其特征在于，分空腔之一是通道（270），所述通道的长度大于其宽度和高度，并且所述通道（270）以横截面突起的方式通入到相邻的分空腔中。

6.如权利要求1所述的气泵（100），其特征在于，所述空腔具有带有不同弯曲的内部轮廓的区段。

7.如权利要求1所述的气泵（100），其特征在于，在空腔中设置多孔元件（280）。

8.如权利要求1所述的气泵（100），其特征在于，所述限定元件（125）为烧结零件。