CN110234882A - 叶片式气泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种叶片式气泵(10)，其具有泵壳体(20)，其中，所述泵壳体(20)构成泵室(22)，具有至少一个可移动的滑移元件(32、34、36、38、40)的泵转子(30)可转动地支承在所述泵室中，其中，所述泵室(22)配设有至少一个流体入口(60)和至少一个流体出口(52)，并且其中，所述泵壳体(20)具有闭合的行程环(72)、单独的第一止推垫片(76)和单独的第二止推垫片(72)，其中，所述行程环(74)通过至少一个行程环调节器件(100、102)与所述第一止推垫片(76)直接地轴向地紧固，并且其中，所述第一止推垫片(76)、所述行程环(74)和所述第二止推垫片(72)通过至少一个单独的壳体夹紧器件(110、112)相互轴向地紧固。利用这种叶片式气泵(10)可以以简单和低成本的方式设置在所述泵转子(30)和行程环(74)之间的间隙尺寸。

Description

叶片式气泵
本发明涉及一种叶片式气泵。
这种叶片式气泵由现有技术中已知并且在机动车中作为所谓的真空泵通常与制动力增强装置结合使用。在此，叶片泵提供用于运行制动力增强装置所需的负压，其中，所述负压通常为绝对值100毫巴或更小。
由现有技术中已知的叶片式气泵通常具有包围泵室的泵壳体，其中，泵转子布置在泵室中。泵转子通过电动机驱动或者机械式通过内燃机驱动并且具有多个径向可移动的滑移元件。两个相邻的滑移元件与泵转子和泵壳体共同限定各个旋转的泵腔。当泵转子旋转时，滑移元件由于作用到滑移元件上的离心力而移动，使得滑移元件利用滑移元件的头部分别贴靠在泵室的周壁上。泵壳体中构造有流体入口和至少一个流体出口，其中，流体入口和流体出口配属于泵室。
这种叶片式气泵在文献EP 2 568 180 A1中公开。叶片式气泵具有泵壳体，泵壳体由行程环、单独的第一止推垫片和单独的第二止推垫片组装，其中，第一止推垫片布置在行程环的第一端侧面上，第二止推垫片布置在行程环的第二端侧面上。行程环通过定心销相对于第一止推垫片径向地支承和定向。通过行程环的径向定向进行密封间隙的设置，密封间隙构成在行程环的内周面和泵转子的外周面之间，并且很大程度避免流体入口和流体出口之间的气流。止推垫片的和行程环的最终的安装通过壳体螺钉进行，壳体螺钉把第一止推垫片、第二止推垫片和行程环夹心式轴向相互紧固。
文献EP 2 568 180 A1中公开的设计方案的缺点在于，行程环的径向的定位仅通过定心销进行。在此，待设置的并且相对小的密封间隙被定心销的、在行程环中的定心销孔的以及泵转子的制造公差影响，由此使得密封间隙难以准确设置。精确设置密封间隙的方法耗费且容易出错。
因此，本发明要解决的技术问题是实现一种具有简化的安装可行性的叶片式气泵。
上述技术问题通过具有独立权利要求特征的叶片式气泵解决。
气泵具有限定泵室的泵壳体。泵转子布置在泵室中，该泵转子或者电气地通过电动机驱动，或者机械地通过内燃机驱动。泵转子偏心地布置在泵室中并且与泵室的周壁一起构成确定密封区段的密封间隙，由此在密封区段外部确定镰刀形的工作室。
泵壳体由第一止推垫片、单独的第二止推垫片和单独的行程环组装。行程环通过至少一个行程环调节器件与第一止推垫片轴向地紧固。第二止推垫片通过至少一个单独的壳体夹紧器件与第一止推垫片连接，其中，第一止推垫片、轴向布置在两个止推垫片之间的行程环和第二止推垫片通过所述至少一个壳体夹紧器件夹心式地相互紧固。
至少一个可移动的滑移元件支承在泵转子中。为了支承至少一个滑移元件，泵转子具有至少一个滑移槽，至少一个滑移元件可移动地布置在该滑移槽中。在泵转子旋转时，所述至少一个滑移元件由于作用到滑移元件上的离心力而移动，使得滑移元件始终以滑移元件的头部贴靠在泵室的周壁上并且跟随周壁。额外地，所述至少一个滑移元件可以是弹簧加载的，使得即使在低转速时所述至少一个滑移元件的头部由于弹簧力而贴靠在泵室的周壁上。
泵室根据功能分为入口区段、出口区段和密封区段。在入口区段中布置有流体入口，该流体入口在安装好的状态中例如与制动力增强装置的负压室流体连通并且把所述负压室抽真空。在出口区段中布置有流体出口，其中，泵室通过流体出口与大气环境流体连通。沿转子转动方向观察，流体出口和流体入口之间布置有密封区段，在该密封区段中，在流体入口和流体出口之间的气流被尽可能抑制。为此，在密封区段中在圆形的泵转子的外周面和行程环的内周面之间构造有在十分之一毫米范围内狭窄的密封间隙。
在安装过程中，首先将第一止推垫片和行程环相互安装。在此，首先把行程环放置到第一止推垫片上并且通过至少一个行程环调节器件、例如螺钉略微附接，使得行程环轴向固定但径向仍可在克服一定的静摩擦的情况下移动。然后装入泵转子量规、例如校准泵转子，其相对于实际的工作泵转子具有稍大的圆形外径、例如带有增加0.1mm的半径。所装入的校准泵转子以这种方式定义在工作泵转子和行程环之间的最终的间隙尺寸。行程环沿径向方向被贴靠到校准泵转子上。在该位置中，通过将行程环经由行程环调节器件最终固定，行程环最终固定在第一止推垫片上，使得行程环的径向位置不能再变化。
行程环调节器件如此紧固行程环，使得行程环仅通过贴靠在第一止推垫片上的端侧的摩擦以及行程环调节器件的头部摩擦被径向地固定。在后续步骤中，校准泵转子又被去除，并且工作泵转子连同滑移元件被装入。然后，第二止推垫片通过单独的壳体夹紧器件安装，其中，通过壳体夹紧器件把第一止推垫片、轴向布置在两个止推垫片之间的行程环和第二止推垫片相互夹心式地紧固。通过壳体夹紧器件仅仅把两个止推垫片直接相互紧固。
通过这样安装行程环，可以以简单和低成本的方式可靠地设置密封区段中的、在行程环和泵转子之间的间隙尺寸，其中，构件的制造公差对已设置的间隙尺寸具有明显更小的影响。
优选地，所述至少一个行程环调节器件是螺钉或带螺母的螺栓。在此，第一止推垫片具有带内螺纹的孔，螺钉或螺栓旋拧到该孔中。螺栓在两个轴向端部上具有螺纹，其中，螺栓利用一个螺纹旋拧到第一止推垫片中，并且另一个螺纹设置用于螺母，通过该螺母把行程环轴向直接与第一推力垫片紧固。螺钉的螺钉头或者螺母贴靠在行程环的背离第一止推垫片的端侧上。
在优选设计方案中，行程环通过恰好两个行程环调节器件与第一止推垫片轴向地紧固，由此使得相对均匀的表面压力存在于行程环的端侧和第一止推垫片之间。
优选地，所述至少一个行程环调节器件穿过构造在行程环中的通孔，其中，通孔的直径大于行程环调节器件的直径，例如大几毫米。被附接的行程环以此可以径向地移动，并且密封区段中的径向的间隙尺寸可以被设置。备选地，行程环可以替代通孔而具有沿径向方向上开口的槽。
在优选的设计方案中，第二止推垫片在所述至少一个行程环调节器件的区域中具有凹部，由此可以容易地安装第二止推垫片。可以取消将行程环调节器件完全沉入行程环中。第二止推垫片可以相对于行程环调节器件同轴地具有孔，以此当所有壳体构件已被组装时仍可设置间隙尺寸，其中，为了再校准，所有行程环调节器件和所有壳体夹紧螺钉必须被至少部分地松开。
优选地，叶片式气泵是干式运行的叶片式气泵，使得没有润滑剂被导入泵室中。干式运行的气泵不具有润滑剂连接端。在油润滑的气泵中，润滑剂还用于把在密封区段中的密封间隙密封。通过去掉润滑剂，不再产生所述密封，使得在干式运行的气泵中，精确设置非常狭窄的密封间隙对于良好的气动效率是特别重要的。在此，间隙尺寸优选为最大0.2毫米。在特别优选的设计方案中，间隙尺寸为0.1mm。
在优选的设计方案中，沿周向观察，各一个行程环调节器件和各一个壳体夹紧器件彼此相邻地布置。
可以通过直接或间接的连接实现行程环与第一止推垫片的轴向紧固。例如，行程环调节器件可以穿过构造在行程环中的通孔并且穿过构造在第一止推垫片中的通孔，并且可以旋拧到构造在壳体或者凸缘中的螺纹中，使得第一止推垫片夹在行程环和凸缘或者壳体之间。
优选地，行程环通过所述至少一个行程环调节器件直接与第一止推垫片螺栓紧固，其中，行程环调节器件穿过构造在行程环中的通孔，并且行程环调节器件旋拧到在第一个止推垫片中构造的螺纹中。
根据附图进一步阐述本发明。在此，附图中：
图1示出干式运行的叶片式气泵的分解图，
图2示出图1的干式运行的叶片式气泵的剖视图。
图1和图2示出构造为所谓的真空泵的叶片式气泵10，其例如被确定用于在机动车中使用并且可以产生100毫巴或者更高的绝对压力。干式润滑的叶片式泵10具有包围泵室22的金属泵壳体20。泵壳体20基本上由行程环74、单独的第一止推垫片76和单独的第二止推垫片72构成。在泵室22中，圆形的泵转子30相对于泵室22的重心偏心地可旋转地布置，泵转子30通过驱动轴140与电动机90抗扭地连接。
泵转子30具有五个滑移槽321、341、361、381、401，在滑移槽中分别可移动地支承滑移元件32、34、36、38、40。五个滑移元件32、34、36、38、40不是精确地径向定向的，而是突出或者歪斜地布置并且把泵室22分成五个旋转的泵室，泵室分别具有相同的约70°的泵室角度a。泵转子30在此由电动机90驱动。
泵室22可以分为多个区段，即具有流体入口60的入口区段42、具有第一流体出口52以及第二流体出口54的出口区段44、以及密封区段46。沿转动方向观察，密封区段46布置在出口区段44和入口区段42之间，并且防止气流从流体出口52、54流到流体入口60。
流体入口60构造在第一止推垫片76中。两个流体出口52、54构造在第二止推垫片72中。沿泵转子30的转动方向，第一流体出口52布置在第二流体出口54前。止回阀70在流体方面配属第一流体出口52，其中，止回阀70是簧片阀并且具有阀簧片80和行程限制器82，阀簧片80和行程限制器82固定地布置在第二止推垫片72上。
在气泵10的安装过程中，泵转子30和行程环74首先安装在止推垫片76上，其中，行程环74径向贴靠到泵转子30上，在密封区段46中在泵转子30和行程环74之间的间隙尺寸130被设置，并且行程环74通过两个行程环调节器件100、102最终紧固在设置后的位置中。间隙尺寸130例如可以通过弹簧量规设置。螺钉100′、102′作为行程环调节器件100、102使用，螺钉穿过分别构造在行程环74中的通孔106，并且分别旋拧到构造在第一止推垫片76中的内螺纹104中。通孔106比行程环调节器件100、102的直径大几毫米，使得行程环74可径向移动，并且以此可以在密封区段46中进行泵转子30和行程环74之间的间隙尺寸130的设置。备选地，可以使用假转子用于设置间隙尺寸130。
行程环调节器件100、102这样地紧固行程环74，使得行程环74径向上仅通过贴靠在第一止推垫片76上的端侧面的摩擦以及行程环调节器件100、102的头部摩擦固定。第二止推垫片72具有两个凹部120、122，其中，各一个凹部120、122配属一个行程环调节螺钉100′、102′。
在后续步骤中，第二止推垫片72通过三个单独的壳体夹紧器件110、112、114安装，其中，每个壳体夹紧器件110、112、114分别穿过构造在第二止推垫片72中的通孔118并且分别穿过构造在行程环74中更大的通孔119，并且分别旋拧到构造在第一止推垫片76中内螺纹116中。
第一止推垫片76、轴向布置在两个止推垫片72、76之间的行程环74和第二止推垫片72夹心式地轴向相互紧固。
通过这样安装行程环74，可以以简单且低成本的方式设置密封区段46中在行程环74和泵转子30之间的间隙尺寸130，其中，构件的制造公差对设置的间隙尺寸130只有很小的影响。
清楚的是，在不超出独立权利要求的保护范围的情况下，干式运行气体泵的与所述的实施方式相比不同的设计实施方式是可行的。例如，滑移元件的数量可以变化，或者流体入口和/或流体出口可以构造在其他壳体构件上。

Claims (10)

1.一种叶片式气泵(10)，
其具有泵壳体(20)，
其中，所述泵壳体(20)构成泵室(22)，具有至少一个可移动的滑移元件(32、34、36、38、40)的泵转子(30)可转动地支承在所述泵室(22)中，其中，所述泵室(22)配设有至少一个流体入口(60)和至少一个流体出口(52)，并且
其中，所述泵壳体(20)具有闭合的行程环(72)、单独的第一止推垫片(76)和单独的第二止推垫片(72)，其中，所述行程环(74)通过至少一个行程环调节器件(100、102)与所述第一止推垫片(76)直接地轴向地紧固，并且其中，所述第一止推垫片(76)、所述行程环(74)和所述第二止推垫片(72)通过至少一个单独的壳体夹紧器件(110、112、114)相互轴向地紧固。
2.按照权利要求1所述的叶片式气泵(10)，其特征在于，所述至少一个行程环调节器件(100)是螺钉(100′)或带螺母的螺栓。
3.按照权利要求1或2所述的叶片式气泵(10)，其特征在于，所述行程环(72)通过恰好两个行程环调节器件(100、102)与所述第一止推垫片(76)紧固。
4.按照上述权利要求之一所述的叶片式气泵(10)，其特征在于，所述至少一个行程环调节器件(100、102)穿过构造在所述行程环(74)中的通孔(106)，其中，所述通孔(106)的直径设计得大于所述行程环调节器件(100、102)的直径，使得所述行程环(74)相对于所述第一止推垫片(76)可以径向地调节。
5.按照上述权利要求之一所述的叶片式气泵(10)，其特征在于，所述第二止推垫片(72)在所述至少一个行程环调节器件(100、102)的区域中具有凹部(120、122)。
6.按照上述权利要求之一所述的叶片式气泵(10)，其特征在于，所述叶片式气泵(10)是干式运行的。
7.按照上述权利要求之一所述的叶片式气泵(10)，其特征在于，在所述行程环(74)与泵转子(30)之间的间隙尺寸为最大0.2mm。
8.按照上述权利要求之一所述的叶片式气泵(10)，其特征在于，在所述行程环(74)与泵转子(30)之间的间隙尺寸为0.1mm。
9.按照上述权利要求之一所述的叶片式气泵(10)，其特征在于，各一个行程环调节器件(100、102)和各一个壳体夹紧器件(110、112)彼此相邻地布置。
10.按照上述权利要求之一所述的叶片式气泵(10)，其特征在于，所述行程环(74)通过所述至少一个行程环调节器件(100、102)直接与所述第一止推垫片(76)螺栓紧固。
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