CN108026929B

CN108026929B - 具有偏心驱动叶片的真空泵

Info

Publication number: CN108026929B
Application number: CN201580083143.6A
Authority: CN
Inventors: 大卫·希普斯; 西蒙·沃纳
Original assignee: Wabco Europe BVBA
Current assignee: ZF CV Systems Europe BV
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2019-06-18
Anticipated expiration: 2035-11-13
Also published as: CN108026929A; EP3374641A1; US10837283B2; US20190338781A1; WO2017080568A1; EP3374641B1

Abstract

本申请涉及具有偏心驱动叶片的真空泵。具体地，本发明涉及一种真空泵(1)，特别地涉及一种旋转叶片泵，其包括：壳体(50)，其限定具有入口和出口的腔(52)；叶片构件(14)，其用于腔(52)内侧的旋转驱动移动；能够驱动的转子(8)，其在腔(52)内侧；能够旋转的中心轴(6)，其延伸到腔(52)，其中叶片构件(14)被能够滑动地布置在转子(8)中，转子(8)能够与所述叶片构件(14)一起旋转。根据本发明，中心轴(6)包括曲柄销(16)，曲柄销(16)接合转子(8)的相应的引导凹部(18)，用于至少沿着第一预定旋转角度(α)驱动转子(8)。本发明还涉及一种方法。

Description

具有偏心驱动叶片的真空泵

技术领域

本发明涉及一种真空泵，特别地涉及一种旋转真空泵，其包括限定具有入口和出口的腔的壳体、用于腔内侧的旋转驱动移动的叶片构件、在腔内侧的能够驱动的转子、延伸到腔的能够旋转的中心轴，其中叶片构件被能够滑动地布置在转子中，转子能够与所述叶片构件一起旋转。

此外，本发明涉及一种用于驱动真空泵(特别是前述类型的真空泵)的方法。

背景技术

这样的真空泵可以被装配到具有汽油或柴油发动机的道路交通工具。真空泵由发动机的凸轮轴、电动马达或带驱动来驱动。前述类型的真空泵通常包括限定具有入口和出口的腔的壳体和用于在腔内侧的旋转驱动移动的叶片构件。壳体可以包括封闭腔的盖。叶片构件通常是能够移动的，以通过入口将流体吸入腔中或者通过出口从腔吸出流体，以便在在入口处引起压力减小。入口能够被连接到消耗器诸如制动升压器等。

根据叶片泵类型的第一类型的真空泵，转子被驱动并且包括径向布置的狭槽，叶片可以在狭槽中自由地滑动，并且叶片进一步被腔壁引导。由于叶片末端与腔壁之间的磨损，这样的叶片泵被油润滑。相当的叶片泵例如在EP2024641或EP2249040中公开。这样的叶片泵也称为单叶片泵，因为它们包含仅一个单个叶片，所述单个叶片能够在转子的径向方向上滑动而没有另外的引导或驱动装置。转子通常经由驱动轴被直接连接到马达。

此外，具有被分开引导或支撑在支撑表面上的多个叶片的真空泵也是已知的，例如示出在DE4020087或EP0465807中。这样的真空泵的缺点在于，它们包含多个单独的部件和多个摩擦表面，这使得难以将它们同环境密封以有效地在腔内侧引起真空。同样，在这样的真空泵中，转子通常被固定地连接到由马达驱动的中心驱动轴。

从WO 2009/052929，已知一种真空泵，其包括限定具有入口和出口的腔的壳体，和用于腔内侧的旋转驱动移动的能够驱动的叶片构件以及在腔内侧的转子。叶片被布置在转子的径向狭槽中。此外，真空泵包括外心轴，该外心轴具有被联接到叶片的行程销。外心轴的旋转轴线从转子的旋转轴线偏置，并且行程销的旋转轴线从外心轴的旋转轴线偏置。叶片通过外心轴和行程销而被引导。通常，这样的真空泵的移动原理与例如在GB338,546中描述的旋转活塞泵的原理相当。

与这样的偏心驱动的真空泵或曲柄驱动式叶片相关的问题在于，当行程销的轴线经过转子的旋转轴线时，有效力矩臂变为零并且曲柄销的驱动力仅指向叶片的平面的方向，因此将叶片推压在腔壁上。当使用带润滑的真空泵时，这较不成问题，然而，当使用干燥运行的真空泵时，这存在问题。

与这样的真空泵相关的另一个问题是，相对于环境密封腔用以获得真空的有效生成。优选地，使用较少的部件，并且在叶片具有靠近腔壁但不接触腔壁的紧密关系的情况下移动叶片，以减少磨损并避免维护。同时，优选地使用缓慢运行的真空泵，如在WO 2009/052929中所公开的真空泵，其中叶片以驱动轴的一半速度旋转。

发明内容

因此，本发明的一个目的在于提供前述类型的真空泵，其增强相对环境密封腔并且能够在能够以驱动轴的一半速度使叶片旋转的同时有效地在腔内侧引起真空，并能够用于干燥运行的真空泵。

利用具有本发明的特征的前述类型的真空泵来解决该问题。具体地，本发明提供了一种真空泵，该真空泵包括：壳体，所述壳体限定腔，所述腔具有入口和出口；叶片构件，所述叶片构件用于在所述腔内部旋转驱动移动；能够驱动的转子，所述转子在所述腔内部；能够旋转的中心轴，所述中心轴延伸到所述腔，其中，所述叶片构件被能够滑动地布置在所述转子中，所述转子能够与所述叶片构件一起旋转，并且其中，所述中心轴包括曲柄销，所述曲柄销接合所述转子的相应的引导凹部，用于至少沿着第一预定旋转角度驱动所述转子。

本发明基于这样的理念：作为直接地并且永久地驱动转子的替代，通过曲柄销足以驱动转子，所述曲柄销被偏心地布置在中心轴处并且接合转子的引导凹部。曲柄销和引导凹部优选地一起作用以形成滑动块引导，以当需要时确保转子的旋转。可能的和优选地叶片也被联接到驱动件。

根据第一优选实施例，引导凹部呈凹槽的形式。引导凹部具有纵向延伸并且能够相对于转子沿着预定路径引导曲柄销。

凹槽优选在与由叶片构件限定的平面基本垂直的方向上延伸，或者至少在相对于由叶片构件限定的平面的倾斜角度中延伸。由叶片构件限定的平面是叶片相对于转子移动的平面。这样的布置有助于提供相对于叶片构件的有效力矩臂并且因此确保平滑且有效地旋转。

根据进一步优选的实施例，引导凹部包括：至少一个狭窄部，所述至少一个狭窄部具有第一宽度，该第一宽度与曲柄销的外径基本对应；和至少一个宽部，所述至少一个宽部具有第二宽度，该第二宽度基本比曲柄销的外径大。所述宽部优选地被形成为使得当曲柄销在宽部中时，曲柄销脱离转子。根据该实施例，当曲柄销处在窄部的范围中时，曲柄销仅接合转子。由于该实施例，当转子应被驱动时，可以限定转子回转的具体区段。优选地，宽部位于沟槽的中心区域中，同时在引导凹部的周向端处设置两个窄部。因此，能够在转子的回转的两个位置处(例如，在约0°区域和约180°区域中)将驱动力从曲柄销传递到转子上。

优选地，宽部的轴向长度在曲柄销在引导凹部中的移动长度的2/3的范围中。曲柄销在引导凹部中的移动长度由当处在引导凹部的第一端点和第二端点处时的曲柄销的中心轴线之间的长度限定。因此，优选地，两个窄部被设置在引导凹部的两个端部处，使得曲柄销接合端部的区域中的引导凹部。

优选地，引导凹部被形成为使得第一预定转子旋转角度在20°至5°的范围中，优选地在15°至5°的范围中，更优选地在15°至10°的范围中。特别地，当使用由曲柄机构驱动的叶片构件时，当叶片构件的曲柄在转子的旋转轴线的区域中时，有效力矩臂变为零。为了克服小的或接近零的力矩臂，可以使用转子的额外驱动，并且对约20°至5°，优选地15°至5°，更优选地15°至10°，通常足以驱动转子。约15°的值已经示出为在大多数应用中是足够的。

此外，优选地，引导凹部被形成为盲凹部。引导凹部因此不被形成为通孔或贯通沟槽。关于密封问题，这是特别优选的。

根据进一步优选的实施例，曲柄销包括销套筒用于接触引导凹部的接触壁部。由于这样的支承套筒，可以减小曲柄销和引导凹部的壁部之间的接触导致的磨损。

在本发明的进一步优选实施例中，叶片构件通过中心轴上的偏心元件而被联接到中心轴。优选地，在该实施例中的转子在叶片构件对于至少第二预定旋转角度旋转时能够与所述叶片构件一起旋转。优选地，中心轴的旋转轴线从转子的旋转轴线偏置，并且转子的作用点通过中心轴上的偏心元件而从中心轴的旋转轴线偏置。此外，优选地，转子径向地包围中心轴的偏心元件。根据这样的实施例，设置用于驱动叶片构件的第二驱动。该实施例中用于驱动叶片构件的第二驱动被形成为偏心驱动，如在以WABCO Europe BVBA名义的早先欧洲专利申请4002924.0中所描述的。在中心轴上，除了曲柄销以外，还设置偏心元件，其从中心轴的旋转轴线偏置。在该方面，偏心元件的主轴线、中心轴线、旋转轴线或接合点从中心轴的旋转轴线偏置。叶片构件通过偏心元件而被联接到中心轴，使得叶片构件在中心轴旋转时是能够驱动的。优选地，转子径向地包围中心轴的偏心元件。优选地，转子包围曲柄销。换言之，偏心元件和曲柄销被封装在转子内。在旋转中，偏心元件相对于转子来回移动，并且曲柄销相对于转子来回移动，因为中心轴的旋转轴线从转子的旋转轴线偏置并且偏心元件被偏心地设置在中心轴上。当转子径向地包围偏心元件时，转子也径向地包围中心轴。因此，中心轴延伸进入腔所通过的通道也被转子径向地包围。因此，将转子相对于腔充分密封，并且在限定在转子和由腔的壳体形成的壁中的内周之间限定腔中不存在用于中心轴的另外的间隙、狭槽或通道。由于偏心元件被转子径向包围的事实，在中心轴和转子旋转时，偏心元件不移动到转子“外侧”。因此，可以省略另外的密封点，并且增强了真空泵的总体密封。

优选地，转子包括基本柱形外壁并且限定内部空间，其中，当中心轴处在旋转中时，中心轴的所述偏心元件在转子的径向方向上来回移动。因此，偏心元件、中心轴并且偏心元件与叶片构件之间的联接也被布置在转子的内部空间中，并且因此被封装在转子内。

转子的外壁可以包括任何适当形状。优选地，转子的外壁可以具有基本柱形形状。这导致更简单的密封布置。优选地，限定腔的壳体包括基本平的底表面和基本平的顶表面以及连接底表面和顶表面的周向壁。

底表面优选由底板形成，底板可以与外壳一体。顶表面优选由端板形成，端板可以是盖板。转子优选从底表面延伸到顶表面并且关于底表面和顶表面密封。由于中心轴的偏心元件在转子的径向方向上来回移动并且被布置在转子的内部空间中的事实，仅转子需要相对于底表面和顶表面密封，由此提供了真空泵的增强的密封布置。

此外，优选地，转子的内部空间具有内径，所述内径至少是偏心元件的中心轴线和转子的旋转轴线的最大偏置的两倍。偏心元件的中心轴线和转子的旋转轴线的最大偏置也可以被理解为偏心元件相对于转子的固定旋转轴线的最大行程。因此，当转子的内部空间具有根据该实施例的内径时，确保偏心元件和因此叶片构件与偏心元件之间的联接被永久地布置在转子内侧，并且在腔内侧不存在另外的需要密封的连接点。这进一步导致真空泵的改进的密封和真空的有效生成。

优选地，转子壁包括在径向方向上的第一相反位置和第二相反位置中的第一狭槽和第二狭槽，使得当中心轴和/或转子旋转时，叶片构件能够在转子的径向方向上滑动。第一狭槽和第二狭槽形成用于叶片构件的引导件。优选地，叶片构件仅通过这些狭槽而被联接到转子。叶片构件优选地在这些狭槽处相对转子密封，例如通过紧密关系或者另外的密封装置，诸如弹性或橡胶唇状物等。

特别优选地，中心轴、转子和叶片构件被形状配合地联接在一起。因此，这三个主要移动部件，即其上设置偏心元件的中心轴、转子和叶片构件总是彼此具有几何限定关系。

因此，能够仅基于中心轴、转子和叶片构件之间的形状配合联接来驱动和移动叶片构件，并且不需要通过腔的内周壁来引导叶片构件。因此叶片构件不需要接触壁。因此可以消除真空泵的摩擦损失。

此外，能够改进叶片构件和腔的内周壁之间的密封，因为叶片构件不由壁引导，导致了叶片构件和内周壁之间的损失的减少。

优选地，中心轴旋转叶片构件和转子的旋转角度的两倍旋转角度。因此，当例如中心轴旋转约180°角时，叶片构件和转子旋转约90°角。因此，中心轴旋转速度是转子和叶片构件的两倍。由于部件的具体联接和几何特性导致中心轴和转子之间的该传递，所述具体联接和几何特性限定：叶片构件通过中心轴上的偏心元件而被联接到中心轴，并且中心轴的旋转轴线从转子的旋转轴线偏置，并且叶片构件的作用点通过中心轴上的偏心元件而从中心轴的旋转轴线偏置。因此，能够以中心轴的一半速度旋转转子和叶片。当例如通过具有高输出速度的电马达来驱动中心轴时，这能够是有利的。在许多应用中，叶片构件的较慢旋转足够提供期望的真空。在可以形成驱动轴的中心轴与叶片构件之间包含传递导致真空泵的移动部件上的载荷和应力的减小，这提高了真空泵的寿命。

根据进一步优选实施例，叶片构件是能够驱动的，并且引导凹部被形成为使得当叶片构件的驱动力矩变低时，曲柄销接合转子，特别是当叶片构件的驱动力矩变低时，曲柄销仅接合转子。变低的叶片构件的驱动力矩被限定为接近零的力矩，特别地，限定为正常运行中的最大驱动力矩的10％或更小、优选地5％或更小。因此，在这样的时间点和转子的这样的回转点，优选地，不仅叶片被驱动，而且另外地，通过接合引导凹部的曲柄销来驱动转子，以提供平滑的旋转并避免迫使叶片构件靠在内周壁上。这允许将真空泵形成为干燥运行真空泵并避免真空泵的润滑。

根据进一步优选实施例，偏心元件被形成为偏心套管，其被偏心地布置在驱动轴上。优选地，偏心元件通过曲柄销而被不能够旋转地联接到驱动轴。优选地，曲柄销和驱动轴被形成为一件，并且呈套管形式的偏心元件绕安装在曲柄销内的中心轴安装。这允许容易的组装真空泵，并且能够由与驱动轴不同的材料来形成偏心元件。此外，这允许使用各种几何形状的偏心元件，允许在不同应用中使用相同的驱动轴。优选地，曲柄销的轴线、驱动轴的旋转轴线和偏心元件的中心轴线被布置在相同平面中。这允许将曲柄销和呈套管形式的偏心元件形成使得不需要配重来平衡驱动轴的偏心。当仅在如在早先的欧洲专利申请EP14002924.0中所公开的真空泵的布置中使用时，这是有利的，并且该方面在这里被单独公开。

根据进一步的特别优选实施例，偏心元件被形成为中心轴上的凸轮，并且叶片构件包括中空护套，并且叶片构件通过护套绕凸轮放置。优选地，形成偏心元件的凸轮具有圆形横截面的基本柱形形状。优选地，形成偏心元件的凸轮具有比中心轴大的直径。因此，偏心元件与叶片构件的中空护套之间的接触表面被增加，导致单个部件之间的力传递的改善。另外，这样的布置导致部件的稳定且明显牢固的布置，这再次导致真空泵的密封的改进和有效的真空生成。根据这样的实施例，凸轮的中心轴线与叶片构件的作用点相同。

特别优选地，叶片构件被形成为具有第一叶片和第二叶片的单个一件式叶片构件，所述第一叶片和第二叶片在中空护套上，在护套的相反侧上在径向方向上突出。一方面，这样的叶片构件容易制造。另一方面，当叶片构件被形成为单个一件式物件时，在叶片与中空护套之间不需要连接点，导致叶片构件的更牢固且更稳定的构造，这也有利于相对环境密封真空泵。

此外，优选地，中心轴的旋转轴线相对于转子的转子旋转轴线的第一偏距与叶片构件的作用点相对于中心轴的旋转轴线的第二偏距基本相同。这导致移动部件的适当匹配并且提供更合适的移动。

作用点是偏心元件的中心轴线。当偏心元件的轴线与转子的轴线交叉时，有效力矩臂的长度变为零，并且对于短区段的回转，没有驱动力被传递。在该区段中曲柄销传递指向转子的力，并且因此获得平滑的旋转。

根据特别优选的实施例，转子包括至少一个支承轴颈，用于在腔的底板和/或端板支承转子。底板优选地形成腔的底表面，并且端板优选地形成腔的顶表面。一般地，底板可以与壳体形成一体。顶板可以与壳体分开并且被形成为经由螺钉等固定到壳体的盖。支承轴颈优选地被形成为与转子的旋转轴线同轴布置的环或环形区段形状的突出部。这样的支承轴颈容易制造，并且即使在高旋转速度期间也提供转子的稳定支承。可替选地，支承轴颈被形成为至少两个环形区段，所述至少两个环形区段被设置为转子的轴向端上的突出部。例如，环形区段可以被如下方式布置：用于叶片构件的狭槽被保持打开，使得能够以简单容易的方式将叶片构件安装到转子。

根据本发明的第二方面，公开一种真空泵，特别是一种旋转叶片泵，其包括限定具有入口和出口的腔的壳体、用于腔内侧的旋转驱动移动的能够驱动的叶片构件、延伸到腔的能够旋转的中心轴，其中所述叶片构件被能够滑动地布置在转子的狭槽中，所述转子能够与所述叶片构件一起旋转，并且其中，所述驱动轴通过第一偏心元件而被联接到叶片构件并且通过第二偏心元件而被联接到转子。优选地，第一偏心构件和第二偏心构件相对彼此不能够旋转并且相对驱动轴不能够旋转。此外，优选地，转子和叶片构件以驱动轴的一半速度旋转。应理解的是，根据本发明的第二方面的真空泵包括相同和类似的优选实施例。因此，参考以上描述。

在本发明的进一步方面中，通过用于驱动真空泵(特别是根据真空泵的前述优选实施例中的至少一个的真空泵)的方法来解决在开端部分中所陈述的问题，所述方法包括以下步骤：沿着第一预定旋转角度直接地驱动转子，以及沿着第二预定旋转角度直接地驱动叶片构件。因此，沿着第一预定旋转角度，转子被驱动，并且沿着第二预定旋转角度，叶片构件被驱动。优选地，当叶片构件被直接地驱动时，通过叶片构件来间接驱动转子，并且当转子被直接地驱动时，叶片构件被间接地驱动。此外，优选地，第一预定转子旋转角度在20°至5°的范围中，优选地在15°至5°的范围中，更优选地在15°至10°的范围中。

应理解的是，根据本发明的该方面的方法和根据本发明的第一方面和第二方面的真空泵包括类似和相同的优选实施例。至此，参考关于优选特征和技术效果的以上描述。

为了更全面理解本发明，现在将参考附图详细描述本发明。详细描述将说明和描述被当成本发明的优选实施例的内容。当然，应理解的是，在不背离本发明的精神的情况下，可以容易地做出在形式或细节上的各种变型和改变。因此，旨在的是，本发明可以不限于这里示出和描述的具体形式和细节，也不限制于这里所公开的本发明的整体以外的任何事物。此外，说明书中描述的特征和附图对于本发明的进一步发展可能是关键的，被单独考虑或组合考虑。表述“包括”不排除其它元件或步骤。表述“一”或“一个”不排除多个。表述“多个”项也包括数目一，即单一项，以及数目如二、三、四等。

附图说明

在附图中：

图1示出真空泵的透视图；

图2示出不带壳体的真空泵的顶视图；

图3示出沿着图2的平面Z-Z的横截面；

图4示出沿着图2的平面Y-Y的横截面；

图5示出图2至4的真空泵的立体视图；

图6示出图5的真空泵的另一立体视图；

图7示出进入真空泵的腔中的底视图；

图8示出转子的底视图；

图9示出转子的立体视图；

图10示出转子的另一立体视图；

图11示出图2至6的真空泵的分解视图；

图12示出图11的真空泵的另一立分解视图；

图13示出中心轴的立体视图；

图14示出偏心套管的立体视图；

图15示出图14的偏心套管的另一立体视图；并且

图16a至图16d图示真空泵的不同旋转位置。

具体实施方式

真空泵1(图1)包括壳体50。壳体50包括能够拆卸的端板102，在端板102中形成真空泵1的出口104。壳体50进一步包括入口106，入口106设置有连接件108，连接件108可以接收消费器的软管等。真空泵1被连接到具有马达壳体112的驱动马达110。

根据图2至图4，为简单起见，未示出壳体50，真空泵1与驱动马达110连接，其中仅示出转子2。转子2包括马达轴4，该马达轴4被连接到真空泵1的中心轴6。

真空泵1进一步包括能够驱动的转子8，该能够驱动的转子8能够绕旋转轴线AR旋转。转子8包括具有狭槽12的周向外壁10，叶片构件被能够滑动地布置在狭槽12中。转子8因此可以与叶片构件14一起旋转。中心轴6包括曲柄销16(也参考图13)，该曲柄销16接合被一体地形成在转子8中的引导凹部18。由于曲柄销16和引导凹部18之间的接合，转子8能够沿着第一预定角度α驱动，如将在稍后描述的。

根据该实施例，叶片构件14也被联接到作为驱动轴的中心轴6并因此被驱动。这不是强制性的，本发明的范围也涵盖其中叶片14是被动的并且仅通过转子来间接驱动的真空泵。此外，用于至少沿着第二预定角度β直接地驱动叶片构件的替选驱动机构是优选的。

根据该实施例，叶片构件绕中心轴6上的偏心元件20放置。根据该实施例的偏心元件20被形成为偏心套管20，该偏心套管20通过形状配合连接而被固定到中心轴6的曲柄销16(也参见图12、14、15)。偏心元件20包括柱形外壁22，并且叶片构件14包括中空护套24，该中空护套24绕偏心套管20的圆周外表面22被能够旋转地放置。从中空护套24，两个叶片26、28在共同平面中延伸并且突出通过在转子8中形成的狭槽12。

如在图3中所见，转子包括旋转轴线AR，该旋转轴线AR从中心轴6的旋转轴线AS偏置，并且旋转轴线AS和旋转轴线AR都从偏心套管20的中心轴线偏置，偏心套管20的中心轴线形成叶片构件14相对于偏心套管20的旋转轴线AE。

转子8进一步包括轴端30，该轴端30沿着转子的旋转轴线AR延伸并且被接收在用于支撑转子8的真空泵1的盖子(未示出)中。

转子8包括第一周向突出边缘和第二周向突出边缘32、34，一个边缘32在转子8的底侧36处并且另一个边缘34在转子8的顶侧38处。两个边缘32、34被接收在腔52(参见图7)的底部和顶壁中的相应的凹部中，因此形成迷宫式密封。边缘32、34是在转子的底侧36与底板41之间形成的支承轴颈37和在转子8的顶侧38与端板(未在图中示出)之间形成的支承轴颈39的部分，所述端板在顶端处封闭腔52(参见图7)。为了进一步增强密封，相应的密封元件40、42分别被布置在叶片26、28的端处的相应的凹部44、46中(参见图5)。当真空泵被用作润滑真空泵时，这样的密封元件40、42是特别优选的，然而，当被用作在叶片构件14和腔的内周壁之间没有接触的干燥运行的真空泵时，可以避免这样的密封元件。

在图7中，真空泵1被示出有壳体50。壳体50限定具有入口和出口的腔52，入口和出口被布置在底板中，在图7中未示出底板。腔52包括内周壁54。腔52通过叶片构件14被分成两个工作室56、58。叶片构件14被形成为具有中空护套24的单个一件式构件14，两个叶片26、28在相反方向上从护套24突出。叶片26、28被对称地成型并且具有在径向方向测量的相同长度。通过中心真空护套24，叶片构件14被联接到偏心元件20(未在图7中示出)。转子8进一步包括转子壁60，该转子壁60限定基本柱形的外形。转子壁60进一步限定内部空间62，在内部空间62中布置中心轴6、偏心套管20和中空护套24。因此，转子8径向地包围偏心套管20和中心轴6以及中空护套24。转子8在腔52内具有固定位置并且仅绕其旋转轴线AR(参考图3)旋转。

此外，根据图7，可以看到引导凹部18。引导凹部18具有轴线AG，轴线AG垂直于由叶片构件14的叶片26、28限定的平面E延伸。引导凹部18被形成为使得中心轴6的曲柄销16接合在腔52内侧的转子8的回转的预定旋转角度α的转子8。

在图8中，示出转子8的底视图。转子8包括转子壁60和狭槽12，狭槽12形成在转子壁60中并且沿着包含转子8的旋转轴线AR的平面延伸。转子壁60限定内部空间62(参考图7)。引导凹部18被形成在顶壁64中。引导凹部18(其形成为沟槽17，即盲凹部19)的纵向轴线AG基本垂直于由狭槽12和叶片构件14(参考图7)限定的平面E。引导凹部18包括宽部66和两个窄部68a、68b。宽部66具有宽度W1，宽度W1显著大于曲柄销16(参考图13)的直径DC。两个窄部68a、68b被布置在引导凹部的相反端部处并且包括与纵向轴线AG垂直的宽度W2，宽度W2基本等于曲柄销的外径DC。当在中心轴6旋转时，在曲柄销16沿着纵向轴线AG行进通过引导凹部18时，当在部分68a、68b的范围中时，曲柄销18接合转子8，但是当在宽部66中时，曲柄销18从转子8脱离。为了宽部66和窄部68a、68b之间的更平滑的旋转，两个过渡部69a、69b设置有渐缩表面。当真空泵1包括用于驱动叶片构件14的第二驱动时，引导凹部18的具有宽部66的这种构造是优选的，如参考图2至图5已经特别描述的。

当叶片构件14不被驱动而只是被动的时，可以将引导凹部18设置成沿着它的轴向延伸具有同一宽度W2并且不包括窄部W1。当曲柄销在窄部W1中时，力不能从中心轴6传递到转子8。由于引导凹部的布置和转子的旋转轴线AR和驱动轴的旋转轴线AS的偏置，转子8将以中心轴6的旋转速度的半速度行进，这因此允许使用用于驱动真空泵的电马达，而同时保持真空泵1的旋转速度是低的，这相对于摩擦和维护问题是有利的。

关于该实施例(图8)，宽部66的总体长度LW近似引导凹部18的总长度LT的三分之二，所述总长度LT从曲柄销的行进的最外点测量，即是从引导凹部18的圆端部分的半径的中心。在旋转中，这导致对于近似15°的第一预定角度α在转子的90°和270°的旋转位置处的曲柄销16和引导凹部18之间的接合(参考图16a-16d)。

转子8由塑料材料形成，优选地通过注射成型，如从图8至图10可以推断出的。转子8不包括任何底切并且因此易于制造。

图11和图12图示真空泵1的组件，特别是移动部件，即转子8、叶片构件14、偏心套管20、中心轴6和转子轴4。

中心轴6包括接收马达轴4的末端的开口70。中心轴6进一步包括具有柱形外表面的连接部72。连接部72适于被接收在偏心套管20的对应的凹部74中。凹部74相对于偏心套管20的中心轴线AE被偏心地布置在套管20中。在凹部74内侧形成通孔76，曲柄销16可以通过通孔76突出。由于凹部74和通孔76，中心轴6和偏心套管通过形状配合而被彼此不能够旋转地连接。在离开通孔76后，曲柄销16被接收在销套筒78中，销套筒78被旋转地设置在曲柄销16上。销套筒78形成曲柄销的外表面并且与引导凹部18的内壁部分接触。销套筒78不是强制性的，但有利于摩擦减小。

偏心套管20被接收在中空护套24的空间80内侧，形成能够旋转地连接，并且叶片构件14通过放置在狭槽12中的两个叶片26、28而被接收在转子8中。此外，密封元件40、42分别被接收在凹部44、46中。

现在转到图14和图15，特别地，示出偏心套管20。从图14，示出底视图，其中可以看到凹部74和通孔76。在图14中，示出相应的顶视图。可以看到，在套管20的顶区段中，形成第一基本平面凹部82，以及第二凹部84，第二凹部84具有较大深度并且是弯曲的，并且相对于曲柄销16相反地布置。当适当地形成凹部82、84并且适当地选择中心轴6和偏心套管20的材料时，能够平衡惯性力，所述惯性力通过曲柄销16和偏心套管20相对于驱动轴4的偏心布置而生成。根据该实施例，不需要另外的平衡配重等。

现在转到图16a至图16d，将解释驱动机构，当使用两个驱动机构时，偏心的驱动机构用于驱动叶片构件14，并且曲柄销16用于在预定角度α中驱动转子8。图16a至图16d图示在操作期间的移动部件的移动。示出转子8如何旋转，以及在中心轴6的完全旋转时叶片构件14如何移动，以及曲柄销16在引导凹部18内如何移动。在图16a中以参考标记指示主要部件；在图16b至图16d中，移除这些参考标记以简化图示。应理解的是，图16a至图16d示出如图16a中的相同部件，然而，在不同的旋转位置中，如现在将描述的。

转子8、中心轴6和叶片构件14设置有指示符I1、I2、I3，它们呈箭头的形式，用于指示这些部件的旋转位置。根据图16a，所有三个指示符I1、I2、I3指向图16a的底部，并且因此，与手表相比，所有三个指示符指向六点钟位置。当现在例如中心轴6绕其旋转轴线AS(参考图2、11和3)在顺时针方向上旋转约90°时，放置在中心轴6上的偏心套管20旋转约90°，并且偏心套管20的中心轴线AE，并且因此偏心套管20的作用点在圆形区段上移动约90°，从六点钟位置到九点钟位置。曲柄销16也以相同的方式移动。因为叶片构件14接合偏心套管20使得中空护套24绕偏心套管20放置，与偏心套管20的中心轴线AE相同的叶片构件14的作用点因此被移动到9点钟位置。然而，因为叶片构件14不能够自由移动，而是通过狭槽12(也特别参见图2、5和7)而被形状配合地联接到转子8，所以叶片构件14不能在不旋转的情况下在与图16a的定向的叶片26、28垂直的方向上移动。因此，叶片构件14和转子8被迫使一起旋转约45°(如由指示符I2、I3相应指示的)到图16b。因为曲柄销16被联接到中心轴6并且引导凹部16被形成在转子18中，所以曲柄销16也在引导凹部18内侧行进，同时在图16a和图16b中所示的位置中，曲柄销16仍维持在宽部66中并且不接合转子8。因此，真空泵1被从第一旋转位置P1移动到中间位置PI(参见图16b)。

当中心轴6旋转到180°位置(参见图16c)时，指示符I1指向12点钟位置并且叶片构件14的作用点(其再次与偏心套管20的中心轴线AE相同)进一步绕中心轴6的旋转轴线AS旋转，并且因此，叶片构件14和转子8两者均旋转约19°，使得指示符I2、I3指向九点钟位置。在该位置中，可以看到的是，从偏心套管20作用在叶片构件14上的合力F与由叶片26、28限定的平面平行，而同时偏心套管20的中心轴线AE与转子8的旋转轴线AR交叉。在该位置P2(参见图16c)中的力矩臂变为零，并且没有旋转力被引到叶片构件14，但是叶片构件14仅沿着由叶片限定的平面被推动并且相对于图16c到右手侧。这可能导致右手侧叶片和真空泵1的周向壁之间的接触，因此导致磨损。然而，根据本发明，曲柄销16已经进一步行进通过引导凹部18，并且现在(参见图16c)在引导凹部的窄部68中，因此接合转子8。在这个位置中的曲柄销16曲柄驱动转子8并且通过推动力FC来将转子8推进到旋转中，因此间接驱动叶片构件14。

在进一步旋转(从位置P2到位置P3，图16d)时，转子8和叶片构件14被进一步旋转，并且曲柄销16往回行进通过引导凹部18到白色部分66，因此接合转子8，而叶片构件14通过偏心套管20而被再次驱动。在第一位置P1和中间位置PI中，从偏心套管20到叶片构件14的驱动力F基本垂直于叶片构件14的平面(参见图16a)或者至少锐角(参见图16b)。在这些位置中曲柄销16脱离转子8，而在图16c中所示的位置中，曲柄销16经由引导凹部18接合转子8。这发生在转子8的整个回转的两个位置中，即在90°和到170°位置(170°类似于图16c，而指示符I2、I3将指向右手侧并且指示符I1指向底部)。如从图16a至图16d也可以看见的，转子和叶片构件14以中心轴6的速度的一半速度行进。

参考标记列表(说明书的一部分)

1 真空泵

2 马达的转子

4 马达轴

6 中心轴

8 能够驱动的转子

10 外壁

12 狭槽

14 叶片构件

16 曲柄销

17 沟槽

18 引导凹部

19 盲凹部

20 偏心元件

21 偏心套管

22 偏心套管的表面

24中空护套

26、28 叶片

30 轴端

32、34 周向突出边缘

36 底侧

37 支承轴颈

38 顶侧

39 支承轴颈

40、42 密封元件

41 底板

44、46 凹部

50 壳体

52 腔

54 内部周向壁

56、58 工作室

60 转子壁

62 内部空间

64 顶壁

66 宽部

68a、68b 窄部

69a、69b 过渡部

70 开口

72 连接部

74 凹部

76 通孔

78 销套筒

80 空间

82、84 凹部

α 第一(预定)旋转角度

β 第二(预定)旋转角度

AE (叶片构件的)作用点

AS (中心轴的)旋转轴线

AR 转子旋转轴线

e1 第一偏距

e2 第二偏距

LT (宽部的)移动长度

LW (曲柄销的)轴向长度

w1 第二宽度

w2 第一宽度

Claims

1.一种真空泵(1)，包括：

壳体(50)，所述壳体(50)限定腔(52)，所述腔(52)具有入口(106)和出口(104)，

叶片构件(14)，所述叶片构件(14)用于在所述腔(52)内部旋转驱动移动，

能够驱动的转子(8)，所述转子(8)在所述腔(52)内部，

能够旋转的中心轴(6)，所述中心轴(6)延伸到所述腔(52)，

其中，所述叶片构件(14)被能够滑动地布置在所述转子(8)中，所述转子(8)能够与所述叶片构件(14)一起旋转，并且其中，所述中心轴(6)包括曲柄销(16)，所述曲柄销(16)接合所述转子(8)的相应的引导凹部(18)，用于至少沿着第一预定旋转角度(α)驱动所述转子(8)。

2.根据权利要求1所述的真空泵(1)，其中，所述引导凹部(18)呈沟槽(17)的形式。

3.根据权利要求2所述的真空泵(1)，其中，所述沟槽(17)在与由所述叶片构件(14)限定的平面(E)基本垂直的方向上延伸。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的真空泵(1)，其中，所述引导凹部(18)包括：至少一个窄部(68a、68b)，所述窄部(68a、68b)具有第一宽度(w2)，所述第一宽度(w2)基本对应于所述曲柄销(16)的外径(Dc)；和至少一个宽部(66)，所述宽部(66)具有第二宽度(w1)，所述第二宽度(w1)明显大于所述曲柄销(16)的外径(Dc)。

5.根据权利要求4所述的真空泵(1)，其中，所述宽部(66)的轴向长度(LW)在曲柄销(16)的在所述引导凹部(18)中的移动长度(LT)的2/3的范围中。

6.根据权利要求4所述的真空泵(1)，其中，所述引导凹部(18)被形成为使得所述第一预定旋转角度(α)在20°至5°的范围中。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的真空泵(1)，其中，所述引导凹部(18)被形成为盲凹部(19)。

8.根据权利要求1至3中的任一项所述的真空泵(1)，其中，所述曲柄销(16)包括销套筒(78)，所述销套筒(78)用于接触所述引导凹部(18)的壁部。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的真空泵(1)，其中，所述叶片构件(14)通过所述中心轴(6)上的偏心元件(20)被联接到所述中心轴(6)。

10.根据权利要求9所述的真空泵(1)，其中，在所述叶片构件(14)对于至少第二预定旋转角度(β)旋转时，所述转子(8)能够与所述叶片构件(14)一起旋转。

11.根据权利要求1至3中的任一项所述的真空泵(1)，其中，所述叶片构件(14)是能够驱动的，并且所述引导凹部(18)被形成为使得当所述叶片构件(14)上的驱动力矩变低时，所述曲柄销(16)接合所述转子(8)。

12.根据权利要求9所述的真空泵(1)，其中，所述偏心元件(20)被形成为偏心套管(21)，所述偏心套管(21)被偏心地布置在所述中心轴(6)上。

13.根据权利要求9所述的真空泵(1)，其中，所述偏心元件(20)通过所述曲柄销(16)被不能够旋转地联接到所述中心轴(6)。

14.根据权利要求9所述的真空泵(1)，其中，所述叶片构件(14)包括中空护套(24)，并且所述叶片构件(14)通过所述中空护套(24)而被绕所述偏心元件(20)能够旋转地放置。

15.根据权利要求14所述的真空泵(1)，其中，所述叶片构件(14)被形成为单个的一件式叶片构件，所述一件式叶片构件具有在所述中空护套(24)上的第一叶片(26)和第二叶片(28)，所述第一叶片(26)和所述第二叶片(28)在径向方向上在所述中空护套(24)的相反侧上突出。

16.根据前述权利要求9所述的真空泵(1)，其中，所述中心轴(6)的旋转轴线(AS)相对于所述转子(8)的转子旋转轴线(AR)的第一偏距(e1)与所述叶片构件(14)的作用点(AE)相对于所述中心轴(6)的旋转轴线(AS)的第二偏距(e2)基本相同。

17.根据权利要求1至3中的任一项所述的真空泵(1)，其中，所述转子(8)包括至少一个支承轴颈(35、37)，用于将所述转子(8)支承在所述腔(52)的底板(41)和/或端板(102)上。

18.根据权利要求1至3中的任一项所述的真空泵(1)，其中，所述真空泵是旋转叶片泵。

19.根据权利要求6所述的真空泵(1)，其中，所述引导凹部(18)被形成为使得所述第一预定旋转角度(α)在15°至5°的范围中。

20.根据权利要求19所述的真空泵(1)，其中，所述引导凹部(18)被形成为使得所述第一预定旋转角度(α)在15°至10°的范围中。

21.一种用于驱动真空泵(1)的方法，所述真空泵(1)是根据权利要求1至20中的任一项所述的真空泵(1)，所述方法包括以下步骤：

沿着第一预定旋转角度(α)直接地驱动转子(8)，

沿着第二预定旋转角度(β)直接地驱动叶片构件(14)。

22.根据权利要求21所述的方法，其中，当所述叶片构件(14)被直接地驱动时，所述转子(8)通过所述叶片构件(14)被间接地驱动，并且当所述转子(8)被直接地驱动时，所述叶片构件(14)被间接地驱动。

23.根据权利要求21或22所述的方法，其中，所述第一预定旋转角度(α)在20°至5°的范围中。

24.根据权利要求23所述的方法，其中，所述第一预定旋转角度(α)在15°至5°的范围中。

25.根据权利要求24所述的方法，其中，所述第一预定旋转角度(α)在15°至10°的范围中。