CN109416040B - 叶片泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种叶片泵、尤其是真空泵，其包括具有构造为外环的电机定子和杯形电机转子的无刷直流电机、盖板、泵转子和至少一个设置在该泵转子上的叶片，电机定子包围杯形电机转子并且泵转子支承在盖板上、偏心地设置在电机转子中并且与该电机转子运动耦合。为了提供一种叶片泵、尤其是真空泵的替代结构，根据本发明提出，所述泵转子(6)与电机转子(4)直接运动耦合，该运动耦合构造在设置在杯形电机转子(4)内侧上的底部(4.3)与泵转子(6)的同所述底部(4.3)相对置的底面(6.3)之间。

Description

叶片泵

技术领域

本发明涉及一种叶片泵。

背景技术

这样的叶片泵在现有技术中已由众多实施方式所已知。

DE 102014226347 B3示出一种构造为真空泵的叶片泵，该叶片泵包括具有构造为外环的电机定子和杯形电机转子的无刷直流电机，其中，电机定子包围杯形电机转子。

泵转子连同一个支承在该泵转子上的叶片偏心地设置在电机转子中。泵转子支承在盖板上并且借助该叶片与电机转子运动耦合。为此，电机转子具有一个用于该叶片的引导缝隙。

在已知的真空泵运行中，在泵转子中可纵向运动地被引导的叶片的自由端部在构造于电机转子中的紧贴缝隙的壁上来回滑动并且在此进行刮擦运动。

发明内容

本发明基于此。

本发明的任务在于提供一种叶片泵、尤其是真空泵的替代结构。

该任务通过按照本发明的叶片泵、尤其是真空泵来解决，其特征在于，所述泵转子与电机转子直接运动耦合，该运动耦合构造在设置于杯形电机转子内侧上的底部与泵转子的同所述底部相对置的底面之间。

按照本发明的教导的主要优点尤其是在于：在构造空间可相比较地小且同样摩擦减小的情况下也可实现具有多于一个叶片的叶片泵。

原则上，电机转子和泵转子的运动耦合可根据类型和结构设计在宽的适合范围内自由选择。有利的是，所述运动耦合构造为形锁合连接、尤其是榫槽连接。形锁合连接在功能上鲁棒且可靠。此外，榫槽连接在结构上也易于实现。

上述实施方式的一种有利的进一步改进方案规定：在电机转子的底部中设有两个关于电机转子旋转轴线对称地设置的凹槽，其中至少一个凹槽与设置在泵转子上的榫舌处于力传递连接中。由此通过简单的手段确保电机转子平衡。

虽然按照本发明的结构也适合用于具有仅唯一一个叶片、亦即所谓的单叶片的应用。但有利的是，在泵转子上设置多个叶片，尤其是在泵转子的圆周上均匀分布地设置多个叶片。所以这种进一步改进方案将已知的单叶片泵的上述优点并且因此将较低的磨损以及较低的噪声生成与多叶片泵的优点结合起来。

例如具有四个或八个叶片的多叶片泵的优点尤其是在于：泵的密度更大。使用的叶片越多，泵的密度就越大。功率损失也随着叶片数量而相应减少。通过更多数量的叶片也改善了声学效果。更多数量的叶片也意味着更高的噪声频率，其可更易于被减弱，从而在叶片数量更多时噪声排放减少。

原则上盖板可以这样地构造，使得其既用作泵转子的轴承又同时使电机转子的内部空间相对于周围环境密封。适宜的是，在盖板的朝向泵转子的一侧上设置对电机转子的杯形内部空间进行密封的中间板。由此，盖板可专门针对作为用于泵转子的轴承的功能构造，而中间板则专门针对密封杯形电机转子内部空间的功能构造。

上述实施方式的一种有利进一步改进方案规定：所述中间板构造为压板，该压板借助于弹簧预压紧到电机转子、泵转子和所述至少一个设置在该泵转子上的叶片上。以这种方式进一步改善了对杯形电机转子内部空间的密封。尤其是可由此补偿构件公差，而在此不会不利地影响对电机转子的密封。

上述实施方式的一种特别有利的进一步改进方案规定：所述压板构造为耐磨板。由此可进一步减少电机转子、泵转子和所述至少一个设置在该泵转子上的叶片的磨损。同时由此实现了在磨损情况下仅须更换一个构件、即耐磨板。尤其有利的是，耐磨板设计用于泵的整个使用寿命。于是完全不需要更换耐磨板。

可以专门针对用作耐磨件的功能根据类型、材料、形状、尺寸和布置结构来选择耐磨板。通过借助于弹簧将耐磨板预压紧到电机转子、泵转子和所述至少一个设置在该泵转子上的叶片上，使耐磨板即使在其磨损逐渐增加时仍始终密封地贴靠在电机转子、泵转子和所述至少一个设置在该泵转子上的叶片上。同样的情况也适用于通过耐磨板减少、但尽管如此仍存在于电机转子、泵转子和所述至少一个设置在该泵转子上的叶片上的磨损。

原则上可根据类型、材料、形状、尺寸和布置结构在宽的适合范围内自由选择中间板。有利地，中间板具有至少一个出口接管，中间板借助该出口接管紧固和/或定位在盖板上。由此可在结构上简化中间板在盖板上的紧固和/或定位。

按照本发明的教导的一种有利的进一步改进方案规定：所述叶片泵具有壳体盖，该壳体盖包围盖板。一方面由此确保：盖板并且因此支承在该盖板上的泵转子的定位被有效地保护免受不希望的环境影响、例如碰撞或类似情况。另一方面，在盖板与壳体盖之间封闭的间隔空间可构造为消声器。相应地，可进一步降低按照本发明的叶片泵的噪声排放。

原则上可设想：叶片泵具有单独的壳体。有利地，所述电机定子同时构造为叶片泵的壳体部件。以这种方式进一步减少了构件数量。

附图说明

以下借助于所附的粗略示意图进一步阐述本发明。在此：

图1以剖视图示出按照本发明的叶片泵的一种实施例；

图2以第一分解图示出图1的实施例；

图3以第二分解图示出图1的实施例；

图4以第三分解图示出图1的实施例；

图5示出图1的实施例在电机转子底部和泵转子底面的区域中的细节。

具体实施方式

以下借助于附图进一步阐述按照本发明的叶片泵。

图1以剖视图示出按照本发明的叶片泵的一种实施例。

叶片泵构造为用于制动力放大器的干式运行的真空泵并且具有无刷直流电机，即所谓的BLDC电机。电机定子2构造为外环并且包围杯形电机转子4，在该电机转子中偏心地设置有泵转子6。

杯形电机转子4在电机定子2上在一侧支撑地(fliegend)且围绕电机转子旋转轴线4.1可旋转运动地支承。电机定子2由热塑性塑料制成，在该热塑性塑料中浇铸有电线圈。这同样适用于电机转子4，在该电机转子中浇铸有永磁体，该永磁体以本领域技术人员已知的方式与电机定子2的电线圈配合作用。电线圈和永磁体都未在附图中示出。

泵转子6围绕泵转子旋转轴线6.1可旋转运动地支承在盖板8上。为此盖板8具有轴承销8.1上。在泵转子6本身上设置四个由石墨制成的叶片10。

如由图2至4可见，叶片10插入泵转子6的缝隙6.2中并且在真空泵运行中在电机转子4的侧向内壁4.2上滑动。为了避免不平衡，各叶片10均匀分布地设置在泵转子6的圆周上。

泵转子6与电机转子4直接运动耦合，该运动耦合构造在设置在杯形电机转子4内侧上的底部4.3与泵转子6的同该底部4.3相对置的底面6.3之间。

为此，在电机转子4的底部4.3中构造两个关于电机转子旋转轴线4.1对称地设置的纵向凹槽4.3.1，其中一个与设置在泵转子6上且构造为销的榫舌6.4处于力传递连接中。尤其是参见图5，在该图中部分示出真空泵的细节。在图5的图平面中的左侧以俯视图示出杯形电机转子4，而在图5的右侧以侧视图示出泵转子6。为清楚起见，在图5中未示出叶片。

因此，运动耦合在此构造为榫槽连接，亦即形锁合连接。然而，原则上也可设想力锁合连接。

中间板12借助轴承销8.1支承在盖板8上，其中，中间板12既构造为压板又构造为耐磨板。

中间板12使电机转子4的内部空间相对于周围环境密封，在该电机转子的内部空间中偏心地设置有具有叶片10的泵转子6。为此，中间板12借助于两个弹簧14预压紧到电机转子4、泵转子6和叶片10上。在此，各弹簧14分别压靠到一个构造在中间板12上的斜面上，从而弹簧14的一个弹力分量平行于泵转子旋转轴线6.1地朝电机转子4底部4.3方向预压紧中间板12。中间板12的这两个斜面未在附图中示出。

在一种替代于此的实施方式中，至少一个弹簧可以这样地设置，使得弹簧自身的作用方向平行于泵转子旋转轴线6.1延伸。例如，为此可设想碟形弹簧或碟形弹簧组。

为了使电机转子4、泵转子6和叶片10的磨损保持尽可能低的并且因此延长真空泵的使用寿命，中间板12也构造为由聚四氟乙烯(简称PTFE)制成的耐磨板。

在这里，中间板12这样地带有间隙支承在盖板8的轴承销8.1上，使得中间板12借助于弹簧14弹力即使在构件磨损、亦即在中间板12、电机转子4、泵转子6和叶片10磨损的情况下仍使杯形电机转子4的内部空间相对于周围环境可靠地密封。中间板12带有间隙的支承的另一优点在于可补偿构件公差和温度波动。

此外，按照本发明的真空泵的当前实施方式是免维护的。因此，在真空泵的整个使用寿命期间无需更换耐磨件。

中间板12还具有一个入口区域12.1、一个出口区域12.2、一个与该出口区域12.2处于流动连接的出口接管12.3和另一出口接管12.4。出口接管12.3和所述另一出口接管12.4构造成结构相同的并且两者都用于中间板12在盖板8上的紧固和定位。

为此出口接管12.3和所述另一接管12.4嵌入构造在盖板8中的开口8.2中。为了实现出口接管12.3和所述另一接管12.4在两个开口8.2中的密封及固定配合，在接管12.3和12.4与开口8.2之间设置橡胶密封件16。

此外，叶片泵具有壳体盖18，该壳体盖包围盖板8并且与构造为壳体部件的电机定子2以及壳体底部20形成用于按照本发明的叶片泵的壳体22。由壳体盖18和盖板8包围的间隔空间用作消声器。

在真空泵运行中，空气通过构造在壳体底部20上的入口接管20.1被吸入真空泵壳体22的内部空间中、穿流电机定子2并且通过中间板12的入口区域12.1进入杯形电机转子4的内部空间中。空气流动在图1中用箭头24表示。

通过电机转子4围绕电机转子旋转轴线4.1的旋转以及电机转子4与泵转子6之间的榫槽连接4.3.1、6.4使泵转子6围绕泵转子旋转轴线6.1旋转，其中，泵转子6的转速等于电机转子4的转速。但是，由于泵转子6的偏心设置，在电机转子4的侧向内壁4.2上在叶片10之一运动所在的圆形轨迹与电机转子的圆形轨迹之间产生轻微的相对运动。

这一方面引起相互摩擦的构件、尤其是叶片10的仅轻微的磨损并且因此引起真空泵的使用寿命显著延长。由此还明显降低了真空泵的噪声排放。

以这种方式被吸入杯形电机转子4内部空间的空气通过偏心地设置在电机转子4中且其上设有叶片10的泵转子6的旋转被压缩并且通过中间板12的出口区域12.2以及出口接管12.3从电机转子4的内部空间中被导入形成在盖板8和壳体盖18之间的间隔空间中。

上述间隔空间用作消声器。压缩空气随后通过构造在壳体盖18中的出口18.1释放到开放的周围环境中。

本发明不局限于本实施例。例如本发明的教导不局限于应用在真空泵中。

此外，可设想任何适合数量的叶片、即旋转滑阀。代替于四个叶片，原则上可以是任何奇数或偶数个叶片。

代替于电机转子底部中的至少一个凹槽和设置在泵转子底面上的至少一个栓或销，也可与此相反地设置。

代替于热塑性塑料，也可为电机定子和电机转子使用热固性塑料。但原则上也可以是非塑料、例如金属压铸、尤其是铝压铸。同样的情况也适用于复合材料、例如纤维复合材料。

至少一个用于将中间板预压紧到电机转子、泵转子和所述至少一个设置在该泵转子上的叶片上的榫舌可根据类型、材料、尺寸和布置结构在宽的适合范围内自由选择。

代替于聚四氟乙烯(简称PTFE)，可根据应用情况为耐磨板使用其它具有滑动能力且具有耐磨能力的材料。

由盖板和壳体盖形成的间隔空间除了用作消声器的功能之外还可以满足其它功能和/或附加构件、例如至少一个止回阀可以容纳在该间隔空间中和/或设置在盖板或壳体盖上。因此，可设想在盖板中和/或壳体盖的出口中的至少一个止回阀。

此外，可在空气入口区域中、例如在壳体底部的入口接管上或电机定子的为空气进入所需的通孔中设置至少一个止回阀。

附图标记列表

2 电机定子，构造为壳体部件

4 电机转子

4.1 电机转子旋转轴线

4.2 电机转子4的侧向内壁

4.3 电机转子4内侧上的底部

4.3.1 底部4.3中的凹槽

6 泵转子

6.1 泵转子旋转轴线

6.2 泵转子6的用于叶片10的缝隙

6.3 泵转子6的底面

6.4 榫舌，构造为销

8 盖板

8.1 盖板8的用于泵转子6的轴承销

8.2 盖板8中的开口

10 叶片

12 中间板，构造为压板和耐磨板

12.1 中间板12的入口区域

12.2 中间板12的出口区域

12.3 中间板12的出口接管

12.4 中间板12的另一接管

14 弹簧

16 橡胶密封件

18 壳体盖

18.1 壳体盖18的出口

20 壳体底部

20.1 壳体底部20的入口接管

22 壳体

24 用于表示空气流动的箭头

Claims (13)

1.叶片泵，包括具有构造为外环的电机定子和杯形电机转子的无刷直流电机、盖板、泵转子和至少一个设置在该泵转子上的叶片，电机定子包围杯形电机转子并且泵转子支承在盖板上、偏心地设置在电机转子中并且与该电机转子运动耦合，其特征在于，所述泵转子(6)与电机转子(4)直接运动耦合，该运动耦合构造在设置在杯形电机转子(4)内侧上的底部(4.3)与泵转子(6)的同所述底部(4.3)相对置的底面(6.3)之间。

2.根据权利要求1所述的叶片泵，其特征在于，所述叶片泵是真空泵。

3.根据权利要求1所述的叶片泵，其特征在于，所述运动耦合构造为形锁合连接。

4.根据权利要求3所述的叶片泵，其特征在于，所述形锁合连接是榫槽连接(4.3.1、6.4)。

5.根据权利要求4所述的叶片泵，其特征在于，在所述电机转子(4)的底部(4.3)中设有两个关于电机转子(4)的电机转子旋转轴线(4.1)对称地设置的凹槽(4.3.1)，其中至少一个凹槽(4.3.1)与设置在泵转子(6)上的榫舌(6.4)处于力传递连接中。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的叶片泵，其特征在于，在所述泵转子(6)上设置多个叶片(10)。

7.根据权利要求6所述的叶片泵，其特征在于，所述多个叶片(10)在泵转子(6)的圆周上均匀分布地设置。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的叶片泵，其特征在于，在所述盖板(8)的朝向泵转子(6)的一侧上设置对杯形电机转子(4)的内部空间进行密封的中间板(12)。

9.根据权利要求8所述的叶片泵，其特征在于，所述中间板(12)构造为压板，该压板借助于至少一个弹簧(14)预压紧到电机转子(4)、泵转子(6)和至少一个设置在该泵转子(6)上的叶片(10)上。

10.根据权利要求9所述的叶片泵，其特征在于，所述压板构造为耐磨板。

11.根据权利要求8所述的叶片泵，其特征在于，所述中间板(12)具有至少一个出口接管(12.3)，中间板(12)借助该出口接管(12.3)紧固和/或定位在盖板(8)上。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的叶片泵，其特征在于，所述叶片泵具有壳体盖(18)，该壳体盖包围盖板(8)。

13.根据权利要求1至5中任一项所述的叶片泵，其特征在于，所述电机定子(2)同时构造为叶片泵的壳体部件。

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