CN106104000B - 真空泵，以及真空泵和发动机的系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适于安装到发动机的真空泵(1)，包括：外壳(2)，所述外壳(2)具有腔(4)；和移动部件(14)，所述移动部件(14)布置为在腔(4)内部旋转，其中，腔(4)设置有入口(31)和出口(33)，且移动部件(14)能移动以将流体通过入口抽吸到腔(4)中以及通过出口(33)抽吸到腔(4)外，以便入口处(31)的压力降低，所述真空泵(1)进一步包括用于将油从储存器供应至腔(4)的供油导管(50、150、250)和布置在供油导管(50、150、250)中的具有止回阀本体(72、172、272)的止回阀(70)。根据发明，止回阀(70)根据油压(DP)计量至腔(4)的油流，使得当超出上油压阈值时，借助于止回阀(70)停止油至腔(4)的供应。

Description

真空泵，以及真空泵和发动机的系统
技术领域
本发明涉及一种真空泵，并且特别地，涉及一种汽车的真空泵以及包括发动机和真空泵的系统。
背景技术
真空泵可以被装配到具有汽油或柴油发动机的道路车辆。通常，真空泵由发动机的凸轮轴驱动。因此，在大多数车辆中，真空泵被安装到发动机的上区域。但是真空泵被安装到发动机的下区域的构造也是熟知的。总体上，已经两种不同构造类型的真空泵，一种是包括可移动的活塞的类型，并且另一种是叶片泵。如今，特别地，叶片泵被广泛地采用。
前述类型的叶片泵通常包括具有腔的外壳和布置为在腔内旋转的移动构件，其中，腔设置有入口和出口，并且可移动部件能够移动以将流体通过入口抽吸到腔中以及通过出口抽吸到腔外，以便使入口处的压力降低。入口能够连接至消耗器诸如制动助力器等。出口通常连接至发动机的曲轴箱。
此外，前述类型的真空泵还包括用于将油从发动机润滑导管供应至真空泵的供油导管和布置在油供应管中的具有止回阀本体的止回阀。
例如，在WO 2007/1 16 216 A1中以本申请人的名义公开了这种真空泵。公开的真空泵包括止回阀，止回阀被布置在供油导管中以在泵不运行的期间防止油流至腔。当泵不运行时，油借助于重力排入到腔中或者通过腔内的残余真空抽吸到腔中是可能的。从WO2007/116 216 A1熟知的止回阀防止油流进腔中。
然而，在操作期间，太多油被供应至腔也是能够发生的。腔内部过多的油导致真空泵的低效操作并且增加了真空泵功率消耗。
因此，发展了这样的布置结构，该布置结构计量或定量配送至腔的油流。
例如，EP 1 972 785 B1建议在止回阀内部提供可滑动地支撑的阀部件，该可滑动地支撑的阀部件能够在与真空泵的轴的旋转轴线垂直的方向上滑动。可滑动地支撑的阀部件以这种方式被布置：轴的旋转速度，供油导管打开更多，从而更多的油被供应至腔。
从EP 0 406 800 B1已知这样的真空叶片泵，其根据叶片泵的旋转速度定量配送油流。所公开的叶片泵包括：第一凹槽，第一凹槽与供油导管流体连通并且被布置为邻近壳体内部的叶片泵的轴；设置在轴中的与轴的旋转轴线垂直的通孔；和第二凹槽，第二凹槽与腔流体连通并且被布置为邻近壳体内部的叶片泵的轴。通孔被这样的方式布置：在旋转过程中，气将第一凹槽连接至第二凹槽，由此允许油从供油导管流动至腔。此外，EP 0 406800 B1公开一个或两个在通孔内部的圆球形阀元件，以按如下方式测量或定量配送油流：在每个旋转过程中，与通孔的体积相等的量的油被供应至腔。
然而，已知的真空泵的缺点是，即使一些这样的真空泵能够按量配送至腔的油流，也不能有效地防止过量的油流至腔。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种前述类型的真空泵，具体地，防止过量的油流至腔的真空泵。
该问题通过根据本发明的真空泵得以解决。本发明也提出了一种系统，该系统包括发动机和真空泵，其中，真空泵被安装到发动机，特别地，真空泵由发动机、特别是道路车辆的发动机的凸轮轴驱动。
本发明始于前述类型的真空泵，即适于安装到发动机的真空泵，包括具有腔的外壳和布置为在腔内部旋转的移动构件，其中，腔设置有入口和出口，并且移动构件能够移动以将流体通过入口抽吸到腔中以及通过出口抽吸到腔外，以便使入口处的压力降低，所述真空泵进一步包括用于将油从储油器供应至腔的供油导管和布置在供油导管中的具有止回阀本体的止回阀。
根据发明，止回阀根据油压计量至腔的油流，使得在超过上油压阈值时，借助于止回阀停止油至腔的供应。
此申请中的油被定义为像油本身或者类似的润滑液体。此申请中的流体为定义为被泵送的任何类型的流体，特别是气态流体或气体，例如空气。术语油压表示涉及在止回阀的储油器侧和腔侧之间测量的油的压力。也就是说，术语“油压”被定义为止回阀的储油器侧与腔侧之间的压力差(因此，“油压”＝“储油器侧处的压力”-“腔侧处的压力”)。
根据发明的储油器的示例是发动机润滑导管或发动机的油沟。
将在下面进一步概述本发明的这些和进一步发展的构造。因此，所提出的概念的提及优势被进一步改进。
上油压阈值优选地被预先确定。因此，在超出上油压阈值时，止回阀将关闭并由此防止油在导致过量的油流至腔的过高压力水平下进入腔。因为在腔中出现真空，所以腔内部的压力低于标准压力。在止回阀的储油器侧和腔侧之间测量的压力通常将高于在止回阀的储油器侧和标准压力之间测量的压力。此外，当止回阀在超过上油压阈值时关闭时，储油器压力可以被直接施加至主轴承，特别是主摩擦轴承。作用在主轴承上的这些额外的油压补充水动力地产生的轴承压力并且显著地降低了真空泵的低速功率消耗。
根据第一优选实施例，止回阀根据在止回阀的储油器侧和腔侧之间测量的压力计量至腔的油流，使得在降到下油压阈值以下时，借助于止回阀停止油流。这防止了当真空泵不工作时，油被排干或流进腔中。再一次，油压与止回阀和腔之间的压力有关。
特别优选的是，止回阀本体能够在第一关闭位置、打开位置和第二关闭位置之间移动，并且，当油压低于下油压阈值时，止回阀本体位于第一关闭位置，当油压在下油压阈值和上油压阈值之间时，止回阀位于打开位置，并且当油压超过上油压阈值时，止回阀位于第二关闭位置。两个关闭位置，即第一关闭位置和第二关闭位置，能够在空间上分离或相同。因此，当从零(或甚至是负的)油压开始时，止回阀的止回阀本体位于第一关闭位置。不允许油从供油导管流动至腔。当(在止回阀的储油器侧和腔侧之间测量的)油压升高至下油压阈值以上时，止回阀本体从第一关闭位置移动到打开位置中，因此允许油从供油导管流动至腔。在操作期间，油压可以进一步升高直至其超过上油压阈值。止回阀本体随后进一步向第二关闭位置移动，并且当油压超过上机油压阈值时，位于第二关闭位置。随后止回阀再次关闭并且防止油从供油导管流动至腔。
进一步优选的是，止回阀包括用于与止回阀本体接合的第一和第二阀座。优选地。止回阀本体在第一关闭位置中接合第一阀座，并且止回阀本体在第二关闭位置中接合第二阀座。再一次，阀座可以在空间上分离或相同。如果两个阀座是分离的，则优选地，第二阀座在至腔的油流的方向上被布置在第一阀座的下游。这导致了止回阀的简单且紧凑的设计。
根据进一步优选实施例，偏压构件被布置在止回阀中，以将止回阀本体偏压在第一关闭位置中。因此，偏压构件适于将止回阀本体偏压至第一阀座。偏压构件具有偏压力。偏压力用于调节下油压阈值。止回阀本体需要克服偏压元件从第一关闭位置移动，并且因此克服偏压力从第一关闭位置移动到打开位置中。优选地，偏压元件的偏压力用于调节上油压阈值。
在进一步优选实施例中，所述两个阀座中的至少一个阀座由塞子形成，该塞子具有通孔并且被布置在供油导管中。在一个可替代例中，第一阀座由具有通孔并且被布置在供油导管中的塞子形成。在另一个可替代例中，第二阀座由具有通孔并且被布置在供油导管中的塞子形成。在进一步可替代例中，第一和第二阀座两者由具有通孔并且被布置在供油导管中的塞子形成。止回阀被布置在供油导管中。因此优选地，两个阀座都被布置在供油导管中。优选地，止回阀本体布置在止回阀的腔中，且能够在第一阀座和第二阀座之间移动。止回阀的腔可以由供油导管的直径增大部形成。所述两个阀座中的一个阀座则可以由锥形壁形成，所述锥形壁将供油导管的直径增大部与供油导管连接。优选地，不是由塞子形成的阀座由锥形壁形成，所述锥形壁将供油导管的直径增大部与供油导管连接。因此，在例如第二阀座由塞子形成的可替代例中，第一阀座由锥形壁形成，并且反之亦然。供油导管的直径增大部则可以延伸至泵的腔，终止在通向腔的油入口。根据本实施例，受损两个阀座中的一个阀座，特别是第二阀座，则由塞子形成，所述塞子从泵的腔观看在直径增大部的近端处布置并且优选地固定在供油导管中。塞子可以借助于粘合或旋紧装置固定。塞子可以被按压进供油导管中或通过焊接固定。优选地，由塞子形成的阀座由位于塞子中的通孔周围的接触线形成。因此，当与塞子接触时，止回阀本体能够关闭供油导管。
特别地，塞子的通孔将供油导管与腔连接，因此形成供油导管或储油器与泵的腔之间的流体连接。
偏压构件优选地是由所述两个阀座中的一个阀座支撑的弹簧，特别是螺旋弹簧或弹簧垫圈。尤其优选的是，偏压构件由形成所述两个阀座中的一个阀座的塞子支撑。因此，偏压构件优选地被布置在(例如由塞子形成的)第二阀座和止回阀本体之间，在第一关闭位置的方向上，因此将止回阀本体偏压到第一阀座的方向上。这带来了止回阀的简单且紧凑的设计。通常，螺旋弹簧具有较高的弹簧范围但具有较低的弹簧力，弹簧垫圈具有较低的弹簧范围但具有较高的弹簧力。根据发明能够有利地使用该两个类型的弹簧。
优选地，止回阀本体形成为球或柱销。当止回阀本体形成为球时，螺旋弹簧的使用是有利的，在止回阀形成柱销的其它情形中，弹簧垫圈是使用是优选的，虽然螺旋弹簧也能够以有利的方式使用。
此外，对于真空泵，泵可以包括用于旋转驱动移动构件的驱动轴，并且优选地，供油导管延伸穿过该驱动轴。这样的轴能够连接至转子或者可以与转子一体形成。转子可以包括狭槽，用于接合在腔内部旋转的叶片。可替代地，供油导管延伸穿过腔的壳体的一部分并且在腔入口处终止。
优选地，供油导管包括轴向部，轴向部沿着轴的旋转轴线延伸并且分别与储油器和腔流体连通。因此，关于泵的腔的供油导管的近端部或端部部分大致延伸穿过驱动轴的中心并且在腔处终止。优选地，供油导管终止到狭槽中以将油供应至狭槽。这带来了狭槽有利的润滑，其中，在泵的操作期间，叶片向后向前移动。此外，当沿着轴的中心旋转轴线布置供油导管时，供油导管内的油不经受轴的周向旋转产生的任何离心力。供油导管进一步优选地包括径向部，径向部从轴的周向面延伸到轴的旋转轴线并与供油导管的轴向部流体连通。优选地，径向部将供油导管的轴向部与储油器连接。供油导管的径向部严格地径向，即，垂直于轴的旋转轴线延伸不是必不可少的，但此实施例更加涉及将供油导管的轴向部与轴的径向外表面连接的供油导管的径向部。因此，关于泵的腔的轴的远侧轴向端部不具有油入口和出口，并且能够用作接合部以与发动机的凸轮轴或与驱动马达等接合。
根据这些实施例，优选地，止回阀被布置在供油导管的轴向部中。具体地，供油导管的轴向部形成圆筒形壁，并且导管的壁形成止回阀的壳体。因此，再次，止回阀不受离心力，这是因为其被布置为其中心轴线沿着泵的轴的旋转轴线。
在进一步优选实施例中，供油导管的径向部与油沟流体连通。油沟优选地将油馈给到泵的腔中。优选地，油沟限定在轴和泵的外壳之间。其可以由外壳和/或驱动轴中的周向凹槽限定。因此，在操作中，供油导管的径向部与油沟永久地流体连通。根据这样的实施例，油沟形成驱动轴的主摩擦轴承的一部分。当止回阀在超过上油压阈值时关闭时，储油器压力杯直接且完全地施加至真空泵的该主摩擦轴承。该额外的油压补充水动力地产生的轴承压力并且显著地降低真空泵的低速功率消耗。
综上所述，本发明提供了一种适于安装到发动机的真空泵，该真空泵包括：
外壳，所述外壳具有腔，和
移动构件，所述移动构件布置为在所述腔内部旋转，其中，所述腔设置有入口和出口，并且所述移动构件能够移动以将流体通过所述入口抽吸到所述腔中以及通过所述出口抽吸到所述腔外，以便引起所述入口处的压力降低，
所述真空泵进一步包括：
供油导管和具有止回阀本体的止回阀，所述供油导管用于将油从储存器供应至所述腔，所述止回阀布置在所述供油导管中，
其特征在于，所述止回阀根据油压计量至所述腔的油流，使得在超过上油压阈值时，借助于所述止回阀停止油至所述腔的供应。
优选的是，所述止回阀根据所述油压计量至所述腔的油流，使得在下降至下油压阈值以下时，借助于所述止回阀停止所述油流。
优选的是，所述止回阀本体能够在第一关闭位置、打开位置和第二关闭位置之间移动，并且
当所述油压低于下油压阈值时，所述止回阀本体位于所述第一关闭位置，
当所述油压在下油压阈值和上油压阈值之间时，所述止回阀本体位于所述打开位置，并且
当所述油压超过所述上油压阈值时，所述止回阀本体位于所述第二关闭位置。
优选的是，所述止回阀包括用于与所述止回阀本体相接合的第一阀座和第二阀座。
优选的是，所述第二阀座被布置在所述第一阀座的在至所述腔的所述油流的方向上的下游。
优选的是，偏压构件被布置在所述止回阀中以将所述止回阀本体偏压在所述第一关闭位置中。
优选的是，所述第一阀座和第二阀座中的至少一个阀座由塞子形成，所述塞子具有通孔并且被布置在所述供油导管中。
优选的是，所述通孔将所述供油导管与所述腔连接。
优选的是，所述偏压构件是由所述第一阀座和第二阀座中的一个阀座支撑的弹簧。
优选的是，所述弹簧是螺旋弹簧或弹簧垫圈。
优选的是，所述真空泵包括用于旋转驱动所述移动构件的驱动轴，并且所述供油导管延伸穿过所述驱动轴。
优选的是，所述供油导管包括轴向部，所述轴向部沿着所述驱动轴的旋转轴线延伸并且分别与所述储存器和所述腔流体连通。
优选的是，所述供油导管包括径向部，所述径向部从所述驱动轴的周向面延伸至所述驱动轴的旋转轴线并且与所述供油导管的轴向部流体连通。
优选的是，所述止回阀被布置在所述供油导管的轴向部中。
优选的是，所述供油导管的径向部与油沟流体连通。
本发明还提供了一种包括发动机和根据如上所述的真空泵的系统，其中，所述真空泵被安装到所述发动机。
优选的是，所述真空泵由所述发动机的凸轮轴驱动。
优选的是，所述发动机是道路车辆的发动机。
为了本发明的更加完整的理解，现在将参照附图详细地描述发明。该详细描述将说明并描述什么被认为是发明的优选实施例。当然应当理解，可在不脱离本发明的精神的情况下容易地做出形式或细节上的各种修改或变化。因此不旨在将本发明限定至本文所示出的和所描述的具体形式和细节，也不旨在将本发明限定至少于本文所公开的发明的全部以及如下文所要求的任何事物。词语“包括”不排除其它元件或步骤。词语“一”或“一个”不排除多个。词语“多个”物体也包括数量一，即：单个物体，和另外的数量，如二、三、四等。
附图说明
在附图中：
图1示出了根据本发明的打开的真空泵的透视图；
图2示出了根据第一实施例的连接至转子的驱动轴和驱动轴内侧的止回阀的横截面视图；
图3A至图3C示出了图2的止回阀是工作原理；
图4示出了根据第二实施例的连接至转子的驱动轴和驱动轴内侧的止回阀的横截面视图；
图5A至图5C示出了图4的止回阀的工作原理；
图6示出连接至转子的驱动轴和驱动轴内侧的止回阀的横截面视图；并且
图7A至图7C示出了图6的止回阀的工作原理。
具体实施方式
参照图1中的附图，示出了总体上被标识为1的真空泵，该真空泵旨在邻近汽车发动机定位。真空泵1包括外壳2，外壳2包围腔4。外壳2被示出为不带有盖板，因此将视图打开至真空泵1的内侧腔4。盖板能够借助于固定部8(仅一个在图1中被示出带有附图标记)附接至外壳2的边沿6。此外，外壳包括用于将真空泵1固定至发动机的发动机固定部10(仅一个被示出为带有附图标记)。
在腔4内设置有转子12和叶片14。叶片14滑动地安装在转子12 的狭缝16中，并且能够如箭头18所指示相对于转子12以可滑动方式移动。叶片14的端部20、22设置有密封件24、26，密封件24、26确保在叶片14和腔4的壁28之间维持大致不漏流体的密封。
腔4设置有入口31和出口33。另外地，第一和第二旁通端口30、32被设置在腔4处以降低冷起动转矩。
入口31连接至连接器34，连接器34则可以连接至车辆的制动助力器布置结构(未示出)。腔出口33可以连接至泵1的外部并且可以连接至发动机的曲轴箱室。
如图2所示，转子12连接至轴40。轴40包括连接至转子12的近端42和包括用于接合例如发动机的凸轮轴或任何其它驱动马达的接合部46的远端44。轴40进一步包括供油导管50，供油导管50穿过轴，将腔4与储油器(未示出)连接，在大多数情况中，储油器是发动机润滑回路或油沟。油从储存器(未示出)流动至腔4(见图1)的方向由箭头52所指示。供油导管50包括径向部54和轴向部56。径向部54从轴向部56延伸至轴40的外径向表面，连通在轴40的外表面上的周向凹槽58。周向凹槽58形成油沟。因此，由周向凹槽58形成的油沟与供油导管50的入口60流体连通。供油导管50的轴向部56 沿着转子12和轴40的旋转轴线A延伸。供油导管50的轴向部56包括具有与供油导管50的轴向部54大致相同的直径的远端部62以及直径增大部，直径增大部64通过锥形部66连接至远端部62。直径增大部64形成止回阀70的壳体。
止回阀70包括止回阀本体72。根据实施例(图2至图3C)的止回阀72形成为圆球状的球。止回阀70并且因此止回阀本体72被布置在供油导管50内侧，止回阀本体72被布置在轴向部56的直径增大部 64内侧。根据图2，止回阀本体72位于第一关闭位置100。止回阀本体72与供油导管50的锥形部66接触，因此形成第一阀座74。
在关于腔4的供油导管50的轴向部56的近端处，设置有塞子76。塞子76包括塞子本体78和通孔80，通孔80将供油导管50连接至腔 4。塞子本体78具有这样的外尺寸，该外尺寸适于固定在供油导管50 内侧，即，根据此实施例固定在直径增大部64内侧。通孔80的中心轴线大致沿着轴40的旋转轴线A和供油导管50的轴向部56的中心轴线布置。塞子本体78进一步包括中央突起82，中央突起82基本上沿着轴40的旋转轴线A从塞子本体78突出到轴40的远端44的方向中，并且因此突出到第一阀座74的方向中。突起82具有大体圆筒形形状，并且通孔80大体上居中地延伸穿过突起82，终止在突起82的顶端84 处。在顶端82处，突起82包括适于与止回阀本体72接合的向内倾斜表面86。塞子76，特别地，突起82的倾斜表面86形成第二阀座(87，见图3B)。塞子本体78进一步具有支撑表面88，支撑表面88大致绕突起82延伸并且被布置为大致垂直于通孔80的中心轴线。表面88用作螺旋弹簧90的支撑部，螺旋弹簧90形成根据此实施例的偏压构件。螺旋弹簧90在第一端(在图2的左侧)与支撑表面88接触，并且在第二端(在图2的右侧)与止回阀本体72接触以偏压止回阀本体72 抵靠第一阀座74并因此将其偏压到第一关闭位置100中。
现在将参照图3A、图3B和图3C详细地描述止回阀70的工作原理。其中，图3A示出在第一关闭位置100的止回阀本体72，图3B示出在打开位置102的止回阀本体72，并且图3C示出在第二关闭位置 104的止回阀本体72。
图3A主要示出和图2相同的情况。止回阀本体72处于第一关闭位置100并且与阀座74接合。供油导管50被关闭并且没有油能够从供油导管50流动到腔4中。螺旋弹簧90将止回阀本体72偏压在阀座 74上。作用在止回阀本体72上的油压DP低于下油压阈值。油压DP 由在止回阀70的储油器侧和腔侧之间的压力差P1-P2限定。因此强迫止回阀本体72抵靠阀座74的弹簧90的力高于强迫止回阀本体72远离阀座74并且因此朝向塞子76的方向的压力DP所产生的力。
当压力DP上升并超过下油压阈值时，止回阀本体72移动到打开位置102中，如图3B所示。
在图3B中，止回阀本体78远离由锥形部76形成的阀座74移动并脱离由锥形部76形成的阀座74。如视图中可容易地看到的，圆球形形成的止回阀本体72的直径略小于供油导管50的直径增大部64的内部直径。因此，当从第一阀座74脱离时，止回阀本体72留下在止回阀本体72和直径增大部64的内表面之间的间隙92，因此允许油52从供油导管50流动到腔4中。油流通过径向部54、围绕止回阀本体72 的轴向部56并且通过形成在塞子76中的通孔80直至到达腔4。在此打开位置102(见图3B)，螺旋弹簧90被压缩到一定程度但是没有被完全地压缩。与弹簧被压缩的范围相当并且因此与止回阀本体72从第一关闭位置100(图3A)移动至打开位置102(图3B)的路程相当的弹簧力与压力DP大致对应，压力DP被测量为在止回阀70的储油器侧处的压力P1与在止回阀70的腔侧处测量的压力P2的差(DP＝P1-P2) 并且施加在止回阀本体72上。
当供油导管50内侧的油压P1进一步升高(见图3C)并且因此油压DP相应地升高时，弹簧90被进一步压缩直至止回阀本体72与由突起82的倾斜表面86形成的第二阀座87接合。在第二关闭位置104中 (见图3C)，止回阀本体72关闭塞子76的通孔80并且流动到腔4 中的油因此被停止。图3C中的箭头53描绘可以在止回阀本体72下面和后面流动但不进入腔4的油。因此当油压DP超过上油压阈值时，至腔4的油供应被止回阀70停止。
图4至图5C示意了包括测量流至腔4的油的止回阀70的真空泵 1的第二实施例。相同的和类似的部分由相同的附图标记指示。在此范围内，参照第一实施例的上面的描述(图1至图3C)。
根据图4的横截面视图，真空泵1包括具有腔4的外壳2。外壳2 具有借助于螺钉106固定至外壳2的盖板3。螺钉106接合盖固定部8，盖固定部8与外壳2一体形成(也见图1)，密封件108在盖板3和外壳2之间布置在形成在外壳2中的凹槽内侧，用于腔4的气密密封。
转子和叶片14被设置在腔4内。在图4中不能看见转子，因为横截切割平面穿过叶片14的平面，使得转子隐藏在叶片14后面。叶片 14包括布置在径向端部20、22处的密封件24、26，径向端部20、22 设置有密封件24、26用以相对于腔4的内周向壁(也见图1)密封叶片。转子(图4未示出)连接至轴40，止回阀70布置在轴40中。在下面将参照图5A至图5C更详细地描述轴40和止回阀70。
图5A至图5C图示止回阀70的三个不同的工作位置100、102、 104，与图3A至图3C所图示的类似。图5A示出与图3A对应的第一关闭位置100，图5B示出与图3B对应的打开位置102并且图5C图示与图3C对应的第二关闭位置104。
现在参照图5A，座置在外壳2的圆筒形部中的轴40经由连接部 112与腔内侧的转子连接。轴40座置在其中的外壳2的圆筒形部形成轴40的主摩擦轴承。在轴40内设置有止回阀70，止回阀70总体上根据第一实施例的止回阀70形成(见图2至图3C)。
根据第二实施例(图4至图5C)的止回阀70被设置在供油导管 150内侧，该供油导管150包括沿着旋转轴线A、沿着轴40的整个轴向长度延伸的轴向部56。供油导管150进一步包括径向部154，径向部154在周向凹槽158中终止，所述周向凹槽158形成轴40和外壳2 之间的油沟159的一部分，油沟159用于主摩擦轴承。
与第一实施例不同(见图2至图3C)，供油导管150不通过径向部154和油沟159馈给，而是通过轴向部156馈给，在轴向部156中，油联接器160设置在轴40的远端44处。油联接器160包括油通道157，油通道157与供油导管150流体连通并且形成轴向部156的一部分。油联接器160具有本体161，本体161具有接合部162和连接部163，接合部162用于与形成在轴40中的管道150的轴向部156接合，连接部163用于将油联接器160连接至发动机的凸轮轴，使得油可以经由油联接器160被供应至供油导管150并且因此被供应至腔4。油联接器体161包括径向延伸的卡圈164，卡圈164邻靠在轴40的一部分上，用于限定轴40和油联接器160之间的轴向关系。此外，油联接器的本体161设置有密封件165、166、167，其中密封件165、166被压靠在形成在轴40的远端44内侧的轴向部156的内周向壁上，用于抵着轴 40密封油联接器160。布置在连接部163处的密封件167适于抵着凸轮轴的油出口(图中未示出)密封油联接器160。
止回阀70被布置在供油导管150的轴向部156中。止回阀70包括止回阀本体172，根据此实施例，止回阀本体172形成为柱销(pintle) 172。柱销172大体成形为蘑菇的形式并且具有柄部171和头部173。
第二阀座187形成为在轴40中的供油导管150的轴向部156的周向内壁的锥形部。形成第二阀座187的锥形部环绕导向腔4的供油导管150的出口开口182。柱销172的柄部171包括与第二阀座187的锥形部对应的锥形部175，用于接合第二阀座187的锥形部。因此，当柱销172处于第一关闭位置100时，如图5A所示，锥形部175与第二阀座187分离并且提供在第二阀座187和锥形部175之间的间隙。相反地，当柱销172处于第二关闭位置104时，如图5C所示，柄部171的锥形部175接合第二阀座187并且因此关闭开口182，使得油不能够经由供油导管150被供应到腔4中。
同时，具有大致圆柱形形状的柄部171用作偏压构件90的引导和保持装置，该偏压构件90根据此实施例形成为螺旋弹簧。偏压构件90 座置在柄部71上且邻靠在柱销172的头部173上，并且在另一方面座置在绕开口182和第二阀座187形成的向内延伸的卡圈183上。因此，第二阀座187被布置在卡圈183和开口182之间。
此外，与其中第二阀座87由塞子76形成的第一实施例(图2至图3C)不同的是，根据第二实施例(图4至图5C)，第一阀座174 由塞子176形成。根据此实施例的塞子176大致形成为具有通孔180 的圆筒形衬套，该通孔180形成油的通路并且具有形成第一阀座174 的向内成锥形的表面。在相对端处，塞子176具有卡圈178，卡圈178 接合供油导管150的内周表面中的对应的凹部，用于限定塞子176相对于轴40的轴向位置。塞子176可以借助于紧配合或其它合适的固定方式固定至轴40。塞子176适于与柱销172的头部173接合。因此，柱销172的头部173包括锥形部179，该锥形部179与形成阀座174的塞子176的锥形表面对应。根据示出处于第一关闭位置100的止回阀 79的图5A，锥形表面179接合第一阀座174。如能够从图5A容易地看出的，偏压构件90将柱销172强迫处于第一关闭位置100中。
柱销172的头部173具有大致圆柱形的外形。头部173的外径大致与供油导管150的轴向部156的柱销172位于其中的部分的内周直径对应。因此，当在三个位置100、102、104之间移动时，柱销172 能够在轴向部156内侧受引导。
为了允许油从油联接器160流动至腔4，柱销172包括形成在头部173的外部上的凹槽177。凹槽177具有这样的径向深度，其小于塞子176的壁厚，使得当柱销172接合第一阀座174时(图5A)，供油导管150的轴向部156被以不透流体的方式密封。
在图5B中，止回阀70被示出处于打开位置102，并且在图5C中，止回阀70被示出处于第二关闭位置104。第二实施例的止回阀70的工作原理与根据第一实施例的止回阀70的工作原理大致相同(见图3A 至图3C)。当没有油经由油联接器160被供应至止回阀70并且真空泵 1处于空闲状态时，压力P1处于正常值并且借助于偏压构件90强迫柱销172接合第一阀座174。当油压P1增加并且为P1与P2之间的差值的油压DP相应地升高并且超过预定的阈值时，柱销172远离第一阀座 174移动到打开位置102，如图5B所示。在打开位置102中，柱销172 既不接合第一阀座174也不接合第二阀座187，并且因此油能够从油联接器160经由油通道157、轴向部156、塞子176中的通孔180，通过头部173和阀座174之间的间隙、凹槽177，随后通过锥形表面175和第二阀座187之间的间隙通过进入到腔4中的开口182而被供应至腔4。当油压DP进一步升高时，例如：因为与正常压力相关的压力P1上升或与正常压力相关的压力P2下降，柱销172进一步远离第一阀座174 移动并且偏压构件90被进一步压缩，使得柄部171的锥形表面175接合第二阀座187并且停止油从油联接器160流动至腔4。
能够看出，本实施例(图5A至图5C)中最重要的是，当油压DP 超过上油压阈值并且止回阀70处于如图5C所示的第二关闭位置104 时，油可以仅通过油联接器160和管道157流动至径向部154和油沟 159，用于将油供应至驱动轴40和外壳2之间的主摩擦轴承。因此，处于高油压下的油被供应至油沟159。作用在主轴承上的该额外的油压补充了水动力地(hydro-dynamically)产生的轴承压力并且显著地降低真空泵1的低速功率消耗。相同的效果也存在于根据第一实施例的真空泵1中(图2至图3C)，然而，未在图2至图3C中示出主摩擦轴承。关于第一实施例(图2至图3C)，所描述的油压的额外的优点对于本领域的技术人员也将是明显的。
现在参照图6至图7C，示出真空泵的第三实施例。相同和类似的部分被示出带有相同的附图标记。在这个范围内，参照真空泵的第一和第二实施例的以上描述。
第三实施例的真空泵1(图6至图7C)包括其中形成有腔4的外壳2和借助于螺钉106固定至外壳2的盖板3，螺钉106接合形成在外壳2中的固定部8。真空泵1进一步包括转子12和被布置在转子12的狭槽16中的叶片14。与上面的图4不同，图6的横截平面基本垂直于叶片14的平面，使得转子12和自由腔4的部分能够被看到。
转子12被连接至驱动轴40，该驱动轴40借助于摩擦轴承座置在外壳2的圆筒形凹部中，如上面参照第二实施例(图4至图5C)所描述的。
真空泵1进一步包括止回阀70，该止回阀70根据此实施例(图6 至图7C)被布置在外壳2中，而不像第一和第二实施例中的那样被布置在轴40中(图2至图5C)。因此，供油导管250被布置在外壳2 中，其包括轴向部256和两个倾斜管道257、258。第一倾斜管道257 将轴向部256与在腔4处终止的出口260连接，使得油能够经由供油导管250被供应至腔4。第二倾斜管道258将轴向部256与在轴40和外壳2之间的摩擦轴承处的油沟262连接。
现在将参照图7A至图7C更详细地描述止回阀70。再一次，与图 3A至图3C和图5A至图5C对应，图7A示出处于第一关闭位置100 的止回阀70，图7B示出处于打开位置102的止回阀70，图7C示出处于第二关闭位置104的止回阀70。根据第三实施例(图6至图7C)的止回阀70的结构总体上与第二实施例(图4至图5C)的止回阀70的结构类似。第三实施例的止回阀70(图6至图7C)包括止回阀本体272，该止回阀本体272形成为柱销272，其与第二实施例的柱销类似。柱销 272再一次包括柄部271和头部273。
供油导管250的轴向部256包括形成第二阀座287的锥形表面和凹部283。根据此实施例再一次形成为螺旋弹簧90的偏压构件90座置在凹部283中并且接合柱销272的柄部271。与柄部171类似(见图 5A)，柄部271包括的锥形部275，该锥形部275与锥形部175对应，用于接合第二阀座287。
供油导管250的轴向部256中布置有塞子276，塞子276形成为与根据第二实施例的塞子176相同。与第二实施例不同的是，根据第三实施例的塞子276被布置在外壳2的供油导管250的轴向部256中，而不是在轴40中。塞子276大致形成为具有中央通孔280的衬套，用于允许油从供油导管250的轴向部256流动至倾斜管道257。塞子276 包括形成第一阀座274的向内成锥形的表面。柱销272的头部273包括锥形部279，其与形成第一阀座274的塞子276的锥形部对应。塞子276进一步包括卡圈278，该卡圈278接合外壳2中的凹部281，以使塞子276紧配合到供油导管250的轴向部256中。
与第二实施例类似，柱销272的头部273包括在其外周部处的凹槽277，用以允许油流通过凹槽277。
根据第三实施例(图6至图7C)的止回阀70的功能与第一和第二实施例(图2至图5C)类似。当真空泵1处于空闲状态中时，偏压构件90强迫柱销272抵靠在由塞子276形成的第一阀座274上。由于头部273的锥形部279接合第一阀座274，所以没有油能够从轴向部256流动至倾斜管道257并且因此没有油能够流动到腔4中。仅允许油被从供油导管250供应至倾斜管道258并且因此被供应至用于轴40的摩擦轴承的油沟262。当作为轴向部256中的压力P1和压力P2之间的差的压力DP升高时，柱销272远离第一阀座274移动到第二阀座287的方向上，并且建立从轴向部256至倾斜管道257并且因此至腔4的油流。油从轴向部流动通过塞子276中的通孔280，然后在形成阀座 274的锥形部和头部273和轴向部279之间流动，流动通过沿着柄部 271的凹槽277，随后在柄部271的锥形部275和形成第二阀座271的锥形部275之间流动，并且流动到供油导管250的倾斜管道257中并且最终流动到腔4中。在油压DP进一步升高并且超过预定的阈值时，柱销272进一步移动第二阀座287的方向中并且使第二阀座与柄部271 的锥形部接合，并且相应地停止从轴向部256流动到倾斜管道257中并且因此流动到腔4中的油流。
当根据第三实施例(图6至图7C)的止回阀70处于第二关闭位置104时，储油器压力可以经由倾斜管道258被直接地施加至油沟262 并且因此被施加至形成在驱动轴40和外壳2之间的真空泵1的主摩擦轴承。如已经参照第二实施例(图5A至图5C)在上面描述的，作用在主轴承上的该额外的油压补充水动力地产生的轴承压力并且显著地降低真空泵1的低速功率消耗。
附图标记清单
1 真空泵
2 外壳
3 盖板
4 腔
6 边沿
8 盖板固定部
10 发动机固定部
12 转子
14 移动构件/叶片
16 狭槽
18 箭头
20、22 叶片的端部
24、26 叶片的密封件
28 壁
30 第一旁通端口
31 入口
32 第二旁通端口
33 出口
34 连接器
40 轴
42 近端
44 远端
46 接合部
50 供油导管
52 箭头(在打开位置的油流的方向)
53 箭头(在关闭位置的油流)
54 径向部
56 轴向部
58 形成油沟的一部分的周向凹槽
6 油供应的入口
62 远端部
64 直径增大部
66 锥形部
70 止回阀
72 止回阀本体/球
74 第一阀座
76 塞子
78 塞子本体
80 通孔
82 突起
84 顶端
86 向内倾斜表面
88 第二阀座表面
90 偏压构件/螺旋弹簧
92 间隙
100 第一关闭位置
102 打开位置
104 第二关闭位置
106 螺钉
108 密封件
112 连接部
150 供油导管
154 径向部
156 轴向部
157 油通道
158 周向凹槽
159 油沟
160 油联接器
161 油联接器的本体
162 接合部
163 连接部
164 向外延伸的卡圈
165 密封件
166 密封件
167 密封件
171 柄部
172 止回阀本体/柱销
173 头部
174 第一阀座
175 锥形部
176 塞子
177 凹槽
178 塞子的卡圈
179 柱销的锥形部
180 通孔
182 出口开口
183 向内延伸的卡圈
187 第二阀座
250 供油导管
256 轴向部
257 倾斜管道
258 倾斜管道
260 出口
262 油沟
271 柄部
272 止回阀本体/柱销
273 头部
274 第一阀座
275 柄部的锥形部
276 塞子
277 凹槽
278 卡圈
279 锥形部
280 中央通孔
283 凹部
287 第二阀座
A 轴的旋转轴线
P1 止回阀的油沟侧上的油压
P2 止回阀的腔侧上的油压
DP 作用在止回阀上的油压(DP＝P1-P2)

Claims (13)

1.一种适于安装到发动机的真空泵(1)，包括：
外壳(2)，所述外壳(2)具有腔(4)，
转子(12)，和
移动构件(14)，所述移动构件(14)布置为在所述腔(4)内部旋转，其中，所述腔(4)设置有入口(31)和出口(33)，并且所述移动构件(14)能够移动以将流体通过所述入口(31)抽吸到所述腔(4)中以及通过所述出口(33)抽吸到所述腔(4)外，以便引起所述入口(31)处的压力降低，
所述真空泵(1)进一步包括：
供油导管(250)和具有止回阀本体(272)的止回阀(70)，所述供油导管(250)用于将油从储存器供应至所述腔(4)，所述止回阀(70)布置在所述供油导管(250)中，
其中，所述止回阀(70)根据油压(DP)计量流至所述腔(4)的油流(52)，使得在超过上油压阈值时，借助于所述止回阀(70)停止油至所述腔(4)的供应，
其中，所述转子(12)被连接至驱动轴(40)，并且
其中，所述供油导管(250)被布置在所述外壳(2)中；所述供油导管(250)包括轴向部(256)、第一倾斜管道(257)和第二倾斜管道(258)；所述第一倾斜管道(257)使所述轴向部(256)与在所述腔(4)处终止的出口(260)连接，使得油能够经由所述供油导管(250)被供应至所述腔(4)；并且所述第二倾斜管道(258)将所述轴向部(256)与在所述驱动轴(40)和所述外壳(2)之间的摩擦轴承处的油沟(262)连接，其中，所述止回阀(70)位于所述供油导管(250)的轴向部(256)中，并且其中，所述止回阀(70)位于连接所述第一倾斜管道(257)与所述轴向部(256)的第一连接部位和连接所述第二倾斜管道(258)与所述轴向部(256)的第二连接部位之间。
2.根据权利要求1所述的真空泵(1)，其特征在于，所述止回阀(70)根据所述油压(DP)计量流至所述腔(4)的油流，使得在下降至下油压阈值以下时，借助于所述止回阀(70)停止所述油流(52)。
3.根据权利要求1或2所述的真空泵(1)，其特征在于，所述止回阀本体(272)能够在第一关闭位置(100)、打开位置(102)和第二关闭位置(104)之间移动，并且
当所述油压(DP)低于下油压阈值时，所述止回阀本体(272)位于所述第一关闭位置(100)，
当所述油压(DP)在下油压阈值和上油压阈值之间时，所述止回阀本体(272)位于所述打开位置，并且
当所述油压(DP)超过所述上油压阈值时，所述止回阀本体(272)位于所述第二关闭位置。
4.根据权利要求3所述的真空泵(1)，其特征在于，所述止回阀(70)包括用于与所述止回阀本体(272)相接合的第一阀座(274)和第二阀座(287)。
5.根据权利要求4所述的真空泵(1)，其特征在于，所述第二阀座(287)被布置在所述第一阀座(274)的在至所述腔(4)的所述油流(52)的方向上的下游。
6.根据权利要求4所述的真空泵(1)，其特征在于，偏压构件(90)被布置在所述止回阀(70)中以将所述止回阀本体(272)偏压在所述第一关闭位置(100)中。
7.根据权利要求4所述的真空泵(1)，其特征在于，所述第一阀座(274)和第二阀座(287)中的至少一个阀座由塞子(276)形成，所述塞子具有通孔(280)并且被布置在所述供油导管(250)中。
8.根据权利要求7所述的真空泵(1)，其特征在于，所述通孔(280)将所述供油导管(250)与所述腔(4)连接。
9.根据权利要求6所述的真空泵(1)，其特征在于，所述偏压构件(90)是由所述第一阀座(274)和第二阀座(287)中的一个阀座支撑的弹簧。
10.根据权利要求9所述的真空泵(1)，其特征在于，所述弹簧是螺旋弹簧或弹簧垫圈。
11.一种包括发动机和根据权利要求1至10中的任一项所述的真空泵(1)的系统，其中，所述真空泵(1)被安装到所述发动机。
12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述真空泵(1)由所述发动机的凸轮轴驱动。
13.根据权利要求12所述的系统，其特征在于，所述发动机是道路车辆的发动机。
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