葉片泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種葉片泵，包括泵殼體，在其中構(gòu)造有凸輪環(huán)，且設(shè)置轉(zhuǎn)子，其可圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動地容納在凸輪環(huán)中，凸輪環(huán)具有設(shè)有可變半徑的內(nèi)輪廓，該半徑在最大半徑(rmax)和最小半徑(rmin)之間沿圍繞旋轉(zhuǎn)軸的周向方向變化，且在內(nèi)輪廓和轉(zhuǎn)子之間的徑向間隙中形成多個行程區(qū)，行程區(qū)包括在其中形成的泵室，且在轉(zhuǎn)子上容納有葉片元件，其在凸輪環(huán)的內(nèi)輪廓上滑動并且沿周向方向限定泵室。根據(jù)本發(fā)明，內(nèi)輪廓的半徑(r)繞旋轉(zhuǎn)軸(13)根據(jù)下述函數(shù)變化：r0＝(rmax+rmin)/2、a＝(rmax-rmin)/2且
【專利說明】葉片泵

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種包括泵殼體的葉片泵，在泵殼體中構(gòu)造或設(shè)有凸輪環(huán)，并且設(shè)置 轉(zhuǎn)子，該轉(zhuǎn)子可圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動地容納在凸輪環(huán)中，所述凸輪環(huán)具有設(shè)有可變半徑的內(nèi)輪 廓，該半徑在最大半徑和最小半徑之間沿圍繞旋轉(zhuǎn)軸的周向方向變化，并且在內(nèi)輪廓和轉(zhuǎn) 子之間的徑向間隙中形成多個行程區(qū)，所述行程區(qū)具有在其中構(gòu)成的泵室，所述泵室形成 所謂葉片室，并且在轉(zhuǎn)子上容納有葉片元件，所述葉片元件在凸輪環(huán)的內(nèi)輪廓上滑動并且 沿周向方向限定泵室。

【背景技術(shù)】
[0002] 由DE 10 2004 002 076A1公開了一種具有泵殼體的葉片泵，并且在泵殼體中容 納有凸輪環(huán)。轉(zhuǎn)子可圍繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動地設(shè)置在凸輪環(huán)內(nèi)，并且凸輪環(huán)具有內(nèi)輪廓，在轉(zhuǎn)子圍 繞旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動時容納于轉(zhuǎn)子上的葉片元件相對內(nèi)輪廓滑動。由此形成行程區(qū)，每個行程區(qū) 具有多個泵室，這些泵室沿周向方向通過葉片元件被限定。
[0003] 凸輪環(huán)可動地容納在泵殼體內(nèi)，以致凸輪環(huán)可從與轉(zhuǎn)子同心的布置中移動出，從 而可形成具有可變?nèi)莘e的行程區(qū)，并且當(dāng)具有葉片元件的轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時，則每個行程區(qū)的容 積增大和減小，所述行程區(qū)沿周向方向通過葉片元件被劃分，以便形成各個泵室?；诒檬?容積的增大和減小可從可與吸入管接頭連接的吸入孔吸入流體，并且該流體在通過泵室在 轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動角度上相應(yīng)減小被壓縮后被供應(yīng)給壓力孔，從而流體可壓縮地通過壓力孔再次泄 出泵室。凸輪環(huán)的內(nèi)輪廓在此相應(yīng)于圓形軌道，盡管凸輪環(huán)可從旋轉(zhuǎn)軸移出。
[0004] GB 848, 760 A示出一種具有多個行程區(qū)的葉片泵，所述行程區(qū)在凸輪環(huán)的內(nèi)輪廓 和轉(zhuǎn)子之間延伸。凸輪環(huán)的內(nèi)輪廓具有多個凹部，這些凹部具有圓柱區(qū)段形式的輪廓。因 此沿圓周分布地形成六個行程區(qū)，彈簧加載的葉片元件的端部掠過這些行程區(qū)。
[0005] DE 43 03 115 Al公開了葉片泵的另一種實施方式，其具有凸輪環(huán)，轉(zhuǎn)子可圍繞旋 轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動地容納在凸輪環(huán)內(nèi)，并且凸輪環(huán)的內(nèi)輪廓具有橢圓形狀。容納在轉(zhuǎn)子上并且隨轉(zhuǎn) 子一起轉(zhuǎn)動的葉片元件的外端部在內(nèi)輪廓上滑動，并且清楚的是，通過構(gòu)造橢圓形狀來形 成行程區(qū)的外邊界可形成比借助凸輪環(huán)內(nèi)輪廓所形成的且具有圓柱形狀的行程區(qū)實現(xiàn)更 大的泵室容積。
[0006] 不利的是，橢圓形輪廓導(dǎo)致葉片泵在利用泵室的更大容積時不得不承受較大的磨 損。當(dāng)利用凸輪環(huán)的圓柱形內(nèi)輪廓來形成行程區(qū)時，在磨損稍輕的情況下僅產(chǎn)生相對小的 泵室容積，因此希望在此在不增大葉片泵的磨損的情況下提高泵室容積。
[0007] 行程區(qū)在轉(zhuǎn)子外輪廓上的徑向高度越大，則葉片元件在其通過相對更大成形的 (如在橢圓形狀中產(chǎn)生的）內(nèi)輪廓滑動而向外和再次向內(nèi)的往復(fù)運動中加速就越快。這種 加速特性除了增大磨損外還導(dǎo)致增多的噪音形成，因此還希望優(yōu)化于內(nèi)輪廓上滑動時的葉 片室的加速曲線同時最小化噪音形成。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 本發(fā)明的任務(wù)在于提供一種葉片泵，其具有小的磨損和小的噪音形成，同時泵室 的容積應(yīng)盡可能大。葉片泵尤其是應(yīng)適合用于車輛的制動助力裝置。
[0009] 該任務(wù)從根據(jù)權(quán)利要求1前序部分的葉片泵出發(fā)結(jié)合特征部分特征得以解決。本 發(fā)明有利的擴展方案在從屬權(quán)利要求中給出。
[0010] 本發(fā)明包含下述技術(shù)教導(dǎo)：圍繞旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)輪廓的半徑根據(jù)下述函 數(shù)變化：r=r0+a*sta(n.<|〇,其中 r。= (rmax+rmin)/2, a = (rmax-rmin)/2 并且 φ=半後在最小半徑至最大半徑之間沿轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動方向的相位角《
[0011] 借助在圓柱坐標(biāo)系中給出的用以形成根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)輪廓的函數(shù)可確定，與凸輪 環(huán)的橢圓形內(nèi)輪廓相比，葉片元件的加速特性得到改善，并且可確定更小的磨損和更小的 噪音形成。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的函數(shù)構(gòu)造內(nèi)輪廓時，得到具有下述半徑的用于形成行程區(qū)的內(nèi) 輪廓，所述半徑大于由凸輪環(huán)圍繞旋轉(zhuǎn)軸根據(jù)橢圓函數(shù)的內(nèi)輪廓構(gòu)成的半徑。通過更大的 半徑形成葉片元件的外邊緣與凸輪環(huán)的內(nèi)輪廓之間接觸的接觸線的改善的特性，因為該接 觸線與橢圓形狀相比可變地經(jīng)過外邊緣的頂部，由此最小化磨損。尤其是也通過削弱葉片 元件的加速度峰值改善了葉片泵的運行。
[0012] 基于根據(jù)本發(fā)明的用于構(gòu)造內(nèi)輪廓的函數(shù)，所述內(nèi)輪廓可通過半徑圍繞旋轉(zhuǎn)軸確 定，該半徑在其尺寸方面根據(jù)三角函數(shù)圍繞平均半徑變化。行程區(qū)的數(shù)量可以是η = 2、η =3或η>3,其中η選自自然數(shù)。例如當(dāng)η等于1時，則函數(shù)為r=retsin(f)。
[0013] 根據(jù)本發(fā)明的用于形成凸輪環(huán)內(nèi)輪廓的半徑函數(shù)在圓柱坐標(biāo)系中給出，當(dāng)然本發(fā) 明也可延伸到用于描述與圓柱坐標(biāo)系類似的在笛卡爾坐標(biāo)系中給出的內(nèi)輪廓的函數(shù)。
[0014] 在行程區(qū)的數(shù)量為η = 2時，圍繞旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)輪廓的半徑在的 角度上與凸輪環(huán)的橢圓形內(nèi)輪廓的半徑重疊四次。橢圓形輪廓在此可借助函數(shù) 線并且為副軸線。
[0015] 葉片泵優(yōu)選構(gòu)成用于用在機動車的制動助力裝置中，并且轉(zhuǎn)子例如可以以1000 轉(zhuǎn)/分鐘至10000轉(zhuǎn)/分鐘、優(yōu)選3000轉(zhuǎn)/分鐘至8000轉(zhuǎn)/分鐘并且特別優(yōu)選6000轉(zhuǎn)/ 分鐘的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。特別有利的是，葉片泵可具有電動馬達，該電動馬達驅(qū)動轉(zhuǎn)子。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0016] 下面參考附圖借助本發(fā)明的優(yōu)選實施例的說明詳細闡述其它改進本發(fā)明的措施。 附圖如下：
[0017] 圖1為具有泵殼體和凸輪環(huán)的葉片泵的橫截面圖，容納有葉片元件的轉(zhuǎn)子在凸輪 環(huán)內(nèi)旋轉(zhuǎn)；
[0018] 圖2為圖1的局部圖A ;
[0019] 圖3為在η = 2形成兩個行程區(qū)時根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)輪廓曲線與根據(jù)橢圓形式構(gòu)造 的內(nèi)輪廓曲線的比較；且
[0020] 圖4為在η = 3形成三個行程區(qū)時根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)輪廓曲線與根據(jù)橢圓形式構(gòu)造 的內(nèi)輪廓曲線的比較。

【具體實施方式】
[0021] 圖1示出具有泵殼體10的葉片泵1的橫截面圖，并且在泵殼體10中容納有凸輪 環(huán)11，該凸輪環(huán)設(shè)有內(nèi)輪廓14。轉(zhuǎn)子12可圍繞旋轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動地支承在凸輪環(huán)11內(nèi)。在 轉(zhuǎn)子12上容納有葉片元件16,當(dāng)轉(zhuǎn)子12圍繞旋轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動時，這些葉片元件以其外側(cè)相 對內(nèi)輪廓14滑動。這樣構(gòu)造內(nèi)輪廓14,使得形成兩個行程區(qū)15,這兩個行程區(qū)包括在其中 形成泵室15'，所述行程區(qū)15彼此徑向相對置并且泵室15'構(gòu)成所謂的葉片室。泵室15' 通過葉片元件16限定，因此由一個行程區(qū)15的容積形成多個泵室15'。吸入孔17通入第 一行程區(qū)15中并且壓力孔18通入相對置的第二行程區(qū)15中，在此吸入孔17與吸入管接 頭19流體連接。為了驅(qū)動轉(zhuǎn)子12使用電動馬達，該電動馬達未示出地設(shè)置在泵殼體10內(nèi) 或泵殼體上并且可通過電氣接口 20借助電能運行。
[0022] 內(nèi)輪廓14在最小半徑rmin和最大半徑rmax之間變化，在此，例如rmax在12點 位置達到并且r min在3點位置達到，因此最大半徑rmax和最小半徑rmin之間的角度為 90° (0<f<ji/2).
[0023] 圖2示出圖1的局部圖A，并且在約90°的扇段上示出凸輪環(huán)11的內(nèi)輪廓14。半 徑r在此在0°被標(biāo)記為最小半徑r min并且在90°被標(biāo)記為最大半徑rmax。示出借助本發(fā)明 的函數(shù)r=r〇+a'sin(if<p)確定的內(nèi)輪廓14,此外對比地示出根據(jù)橢圓函數(shù)的內(nèi)輪廓21。 在此可以看出，內(nèi)輪廓14關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸13的半徑大于根據(jù)橢圓函數(shù)構(gòu)造的內(nèi)輪廓21。當(dāng)轉(zhuǎn) 子12圍繞旋轉(zhuǎn)軸13旋轉(zhuǎn)時，葉片元件16的外邊緣在內(nèi)輪廓14上滑動。通過進一步向外 伸展的內(nèi)輪廓14--其與根據(jù)橢圓函數(shù)的內(nèi)輪廓21相比也導(dǎo)致具有泵室15'的行程區(qū)15 的增大--葉片元件16從r min開始并且在轉(zhuǎn)子12逆時針轉(zhuǎn)動時從其容納槽22中進一步 地伸出轉(zhuǎn)子12,由此為葉片元件16的往復(fù)運動形成更為和諧的運動，并且葉片元件16的外 側(cè)和內(nèi)輪廓14之間的接觸線周期地往復(fù)游移經(jīng)過葉片元件16外側(cè)上的頂部，從而降低了 磨損。
[0024] 內(nèi)輪廓14關(guān)于旋轉(zhuǎn)軸13比根據(jù)橢圓函數(shù)的內(nèi)輪廓21進一步向外伸展，并且在葉 片元件16在位置r min直到位置rmax的運動中葉片元件16較晚地逆著將葉片元件16壓到內(nèi) 輪廓14上的離心力徑向向內(nèi)被擠壓，因此也在更大的角度分布中減小磨損。
[0025] 圖3示出在行程區(qū)15的數(shù)量為η = 2時內(nèi)輪廓14與根據(jù)橢圓函數(shù)的內(nèi)輪廓21 的比較，并且圖4同樣示出在行程區(qū)15的數(shù)量為η = 3時內(nèi)輪廓14與根據(jù)橢圓函數(shù)的內(nèi) 輪廓21的比較。
[0026] 本發(fā)明在其實施方面不局限于上面所給出的優(yōu)選實施例。而是可考慮多種變型方 案，其利用所展示的解決方案，即使在完全不同類型的實施方式中。所有由權(quán)利要求書、說 明書或附圖公開的特征和/或優(yōu)點包括結(jié)構(gòu)細節(jié)和空間布置不僅本身而且也可在不同組 合中對于本發(fā)明是重要的。
[0027] 附圖標(biāo)記列表
[0028] 1 葉片泵
[0029] 10 泵殼體
[0030] 11 凸輪環(huán)
[0031] 12 轉(zhuǎn)子
[0032] 13 旋轉(zhuǎn)軸
[0033] 14 內(nèi)輪廓
[0034] 15 行程區(qū)
[0035] 15' 泵室
[0036] 16 葉片元件
[0037] 17 吸入孔
[0038] 18 壓力孔
[0039] 19 吸入管接頭
[0040] 20 電氣接口
[0041] 21 根據(jù)橢圓函數(shù)的內(nèi)輪廓
[0042] 22 容納槽
[0043] η 行程區(qū)的數(shù)量
[0044] rmin 最小半徑
[0045] rmax 最大半徑
【權(quán)利要求】
1. 葉片泵（I)，包括泵殼體（10)，在所述泵殼體中構(gòu)造或設(shè)有凸輪環(huán)（11)，并且設(shè)置轉(zhuǎn) 子（12)，所述轉(zhuǎn)子可圍繞旋轉(zhuǎn)軸（13)轉(zhuǎn)動地容納在凸輪環(huán)（11)中，所述凸輪環(huán)（11)具有 設(shè)有可變半徑（r)的內(nèi)輪廓（14)，所述半徑在最大半徑（rmax)至最小半徑（rmin)之間沿圍 繞旋轉(zhuǎn)軸（13)的周向方向變化，其中，在內(nèi)輪廓（14)和轉(zhuǎn)子（12)之間的徑向間隙中形成 多（η)個行程區(qū)（15)，所述行程區(qū)包括在其中形成的泵室（15'），并且在轉(zhuǎn)子（12)上容納 有葉片元件（16)，所述葉片元件（16)在凸輪環(huán)（11)的內(nèi)輪廓（14)上滑動并且沿周向方向 限定泵室（15'），其特征在于，所述內(nèi)輪廓（14)的半徑（r)圍繞旋轉(zhuǎn)軸（13)根據(jù)下述函數(shù) 變化：
其中， r〇 = (rmax+rmin)/2, a= (!_-!_) /2 并且 φ=半後（r)在（rmil,)至（ι·_)之間沿轉(zhuǎn)子（12)的轉(zhuǎn)動方向 的相位角#
2. 根據(jù)權(quán)利要求1的葉片泵（1)，其特征在于，用于形成行程區(qū)（15)的內(nèi)輪廓（14)的 半徑（r)大于由凸輪環(huán)（11)圍繞旋轉(zhuǎn)軸（13)的根據(jù)橢圓函數(shù)的內(nèi)輪廓（21)形成的半徑。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2的葉片泵（1)，其特征在于，所述內(nèi)輪廓（14)通過半徑（r)圍 繞旋轉(zhuǎn)軸（13)確定，所述半徑在其尺寸方面根據(jù)三角函數(shù)圍繞平均半徑OJ變化。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3之一的葉片泵（1)，其特征在于，所述行程區(qū)（15)的數(shù)量（η) 為η= 2、η= 3 或η>3。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的葉片泵（1)，其特征在于，所述轉(zhuǎn)子（12)以1000轉(zhuǎn)/分鐘 至10000轉(zhuǎn)/分鐘、優(yōu)選3000轉(zhuǎn)/分鐘至8000轉(zhuǎn)/分鐘并且特別優(yōu)選6000轉(zhuǎn)/分鐘的轉(zhuǎn) 速旋轉(zhuǎn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求3至5之一的葉片泵（1)，其特征在于，在行程區(qū)（15)的數(shù)量（η)為η =2時，圍繞旋轉(zhuǎn)軸（13)的內(nèi)輪廓（14)的半徑（r)在360°的角度f上與凸輪環(huán)（11)的 橢圓形內(nèi)輪廓的半徑重疊四次。
7. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一的葉片泵（1)，構(gòu)造用于用在機動車的制動助力裝置中。
【文檔編號】F04C2/344GK104454514SQ201410470206
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年9月16日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月19日
【發(fā)明者】I·戈伊, T·許澤, D·馬爾堡, U·舒伯特, T·V·費爾南德斯 申請人:黑拉許克聯(lián)合股份有限公司