專利名稱：帶有防止流體泄漏的阻擋件的排量泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題是裝備有防止流體泄漏的阻擋件的排量泵，所述阻擋件的目的是防 止或減少泵內(nèi)部空間與外側(cè)之間的流體交換。
背景技術(shù)：
根據(jù)申請人的研究，發(fā)現(xiàn)在排量泵中，并且主要在用于汽車的真空泵中，對泵的良 好性能造成負(fù)面影響的其中一個關(guān)鍵因素就是流體泄漏，包括從泵內(nèi)部空間向外側(cè)泄露和 從外側(cè)向泵內(nèi)部空間泄漏。以下展開的主題內(nèi)容在以下泵中找到用武之地，即設(shè)置有與外 側(cè)連通的一個或多個滑動區(qū)域的泵，或者通過軸或轉(zhuǎn)子的引導(dǎo)區(qū)域發(fā)生明顯泄漏的泵。泵內(nèi)部空間和外側(cè)之間的流體泄漏以直接的方式對泵性能造成不良影響，主要原 因在于，對于真空泵而言，它涉及空氣或流體從外側(cè)再次進(jìn)入泵內(nèi)部空間，因此損害了獲得 的低壓水平以及獲得低壓水平所需的時間。但是，流體泄漏也通過間接方式對性能產(chǎn)生不 良影響，因為流體泄漏導(dǎo)致潤滑相互位移的組成部件的油料被清除，并且通過這種方式導(dǎo) 致對泵進(jìn)行潤滑所需要的油料量的增加，因此供應(yīng)潤滑油的設(shè)備的能耗增大，而且增大了 組成部件的應(yīng)變。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述原因，本發(fā)明的主要目標(biāo)是通過減少由泵內(nèi)部空間和外側(cè)之間的流體泄 漏所導(dǎo)致的性能直接和間接損失，而顯著改善排量泵的性能，所述排量泵特別是但不限于 是真空泵。本發(fā)明的另一個目標(biāo)是借助不會在泵制造過程引入任何難題的技術(shù)上簡單的裝 置來實現(xiàn)所述目標(biāo)。此外，本發(fā)明的另一項目標(biāo)是實現(xiàn)上述目標(biāo)，但不顯著升高所述泵的成 本。因此，在馬達(dá)驅(qū)動的排量泵中，本發(fā)明的目標(biāo)得到實現(xiàn)，原因是適合防止或減少流 體泄漏的阻擋件被插入至少一個泵區(qū)域中，所述泵區(qū)域遭受泵內(nèi)部空間和外側(cè)之間的流體 泄漏影響。本發(fā)明的所述特征可以實施為不同實施方式。根據(jù)本發(fā)明的第一可行實施方式，在發(fā)生相對運動的兩個組成部件其中之一上形 成至少一個臺階，所述臺階確定這兩個發(fā)生相對運動的組成部件之間的有限相互接觸區(qū) 域，因此形成一種有利于防止流體泄漏的密封件的迷宮結(jié)構(gòu)。優(yōu)選地，所述臺階設(shè)置在硬度較高的組成部件上，從而在第一操作周期內(nèi)，所述臺 階在硬度較低的組成部件上挖出一支座，因此提供特別有效的迷宮結(jié)構(gòu)。具有優(yōu)勢的是，所 述臺階的尺寸設(shè)計為同時考慮組成部件熱膨脹系數(shù)的差異，在實現(xiàn)防止流體泄露的更好 密封更重要的使用條件下，得到更好的操作條件，所述臺階的尺寸在任何情況下都設(shè)計成 在任何操作條件下都不會發(fā)生卡塞(seize up)。通過考慮潤滑條件，可以有利地設(shè)計所述臺階的徑向延伸部的尺寸。優(yōu)選地，在其 中一個所述組成部件上形成一些孔，所述孔適合向所述臺階的滑動區(qū)域引導(dǎo)潤滑劑。
具有全部或部分所述特征的本發(fā)明的第一實施方式在簡單且低成本實施方面，特 別具有優(yōu)勢。根據(jù)第二可行實施方式，在發(fā)生相對運動的兩個組成部件其中之一上設(shè)置至少一 個環(huán)形支座，并且在所述支座中容納低摩擦系數(shù)的環(huán)形密封元件，所述環(huán)形密封元件因泵 內(nèi)部空間和外側(cè)之間存在不同流體壓力而保持與所述組成部件兩者密封接觸。特別是，在真空泵中，泵內(nèi)側(cè)的壓力低于泵外側(cè)的壓力，所述密封元件被這種壓力 差推靠形成在所述組成部件其中之一上的所述支座以及推靠另一組成部件。還可以并且適當(dāng)?shù)卦谒霏h(huán)形密封元件和發(fā)生相對運動的所述兩個組成部件其 中之一之間設(shè)置輕微干涉區(qū)域。具有優(yōu)勢的是，在發(fā)生相對運動的所述兩個組成部件其中之一上設(shè)置面向用于環(huán) 形密封元件的所述支座的環(huán)形傾斜區(qū)域，從而由于內(nèi)部流體和外部流體之間存在壓力差， 所以所述環(huán)形密封元件被偏壓成接觸所述環(huán)形傾斜區(qū)域。根據(jù)第三可行實施方式，密封阻擋件設(shè)置在驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子的耦接接頭所在的區(qū)域 中，通過在固定的泵部分上形成用作轉(zhuǎn)子閉鎖件并保持驅(qū)動耦接接頭就位的臺階，耦接間 隙被透過所述部件之間的油料消除。


參照附圖，本發(fā)明主題的上述和其他特征、目標(biāo)和優(yōu)勢將從以下具有非限制性示 例的特征的一些實施方式的描述中體現(xiàn)出來，在附圖中圖1表示去掉外殼的排量葉輪泵的軸向視圖；圖2以更大比例示出了泵的局部截面圖，所述截面沿著穿過轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)軸線并穿過 轉(zhuǎn)子與泵體之間的接觸線的平面截取；圖3示出了發(fā)生流體泄漏的泵區(qū)域，后面的圖4至圖7參照該區(qū)域；圖4至圖7示出了設(shè)置在圖3所示泵區(qū)域中的防止流體泄漏的密封件的不同實施 方式；圖8示出了防止流體泄漏的密封件的另一種實施方式。
具體實施例方式符合本發(fā)明的排量泵特別適合用作汽車應(yīng)用場合中的真空泵，因此以下描述針對 這種應(yīng)用場合，但是應(yīng)該指出，這種應(yīng)用場合并非唯一的，并且所述泵可以實施為用于排量 泵的任何應(yīng)用場合，以吸入或壓縮氣體或液體。參照圖1和2，排量葉輪泵(諸如用于汽車應(yīng)用場合的真空泵)包括界定艙室3的 主體1，艙室3中容納轉(zhuǎn)子4，轉(zhuǎn)子4可旋轉(zhuǎn)地安裝在主體1的支撐構(gòu)件2中，并且借助驅(qū)動 耦接接頭5由馬達(dá)(未示出)驅(qū)動。轉(zhuǎn)子沿著線6與泵主體1相切，并且承載葉輪7，當(dāng)葉 輪借助自身端部部分接觸主體1的壁部而通過轉(zhuǎn)子在艙室3中旋轉(zhuǎn)時，葉輪7采用本領(lǐng)域 技術(shù)人員熟知的方式操作泵送動作。在真空泵中，發(fā)生流體泄漏的主要代表區(qū)域是馬達(dá)一側(cè)的引導(dǎo)構(gòu)件。內(nèi)泵艙室3 和外側(cè)之間可能發(fā)生流體泄漏，特別是沿著轉(zhuǎn)子4與主體1的支撐構(gòu)件2之間的接觸表面 發(fā)生泄漏，所述表面對應(yīng)于圖2截面中的線L。本發(fā)明范圍內(nèi)所述的不同方案所針對的易于
4發(fā)生流體泄漏的區(qū)域在圖3中詳細(xì)示出。在數(shù)個排量泵中，特別是在真空泵中，一些組成部件以塑料制成，而另一些以鋁合 金制成，因為這樣保證了在成本、重量和所存在的力的平衡方面的優(yōu)勢，但是這一事實引入 了組成部件熱系數(shù)之間的差異，因此增加了間隙設(shè)計方面的難度，在不同的溫度范圍中發(fā) 生的流體泄漏源于所述間隙。這一事實使得更迫切地需要減少所述流體泄漏，這正是本發(fā) 明的目標(biāo)。本發(fā)明的第一實施方式，在圖4中以大比例示出，涉及在引導(dǎo)區(qū)域內(nèi)提供至少一 個直徑突出的臺階4. 1。臺階4. 1設(shè)置在屈服較少的元件上，在當(dāng)前情況下，設(shè)置在轉(zhuǎn)子4 上，但是一般來說，可以設(shè)置在轉(zhuǎn)子4或者支撐構(gòu)件2上，取決于制造組成構(gòu)件所用的材料。 所述臺階的尺寸選擇為，在操作條件下，所述耦接關(guān)系是不確定型的耦接。根據(jù)當(dāng)前耦接件 中選擇的材料，可以觀察到不同的熱膨脹系數(shù)，因此，在材料熱膨脹系數(shù)不同的時候，功能 間隙的范圍根據(jù)操作條件而變化。為此，所述臺階的尺寸設(shè)計應(yīng)該考慮其中實現(xiàn)更好的條 件更為重要的操作條件。在任何情況下，所述臺階的尺寸應(yīng)該設(shè)計為在任何操作條件下都 不會發(fā)生卡塞。在第一操作周期內(nèi)，其上設(shè)置所述臺階的屈服較少的組成部件在屈服較大的組成 部件上挖出一支座，因此提供一種迷宮結(jié)構(gòu)，從而形成有利于防止流體泄流的密封。所述臺 階區(qū)域的高度尺寸設(shè)計應(yīng)該考慮引導(dǎo)組成部件的高度以及潤滑條件。為了防止發(fā)生卡塞現(xiàn)象，適于設(shè)置一些孔，所述孔布置成向組成部件發(fā)生相對滑 動的區(qū)域引導(dǎo)潤滑劑?，F(xiàn)在所述方案的優(yōu)勢在于其簡單且低成本的運行方式。它保證了在可預(yù)見的操作 范圍內(nèi)的有效優(yōu)勢。為了實施該方案，僅需要在轉(zhuǎn)子加工過程中，預(yù)料到形成密封臺階或多 個臺階。本發(fā)明的第二實施方式在圖5中示出。在這種情況下，在支撐構(gòu)件2上的馬達(dá)一 側(cè)，形成支座2. 1，所述支座2. 1中容納低摩擦系數(shù)的環(huán)形密封元件8。在轉(zhuǎn)子4上，對應(yīng)區(qū) 域的直徑被選擇成有利于容納密封元件8。在向真空泵應(yīng)用這種方案時，應(yīng)該考慮到泵內(nèi)的 壓力低于外側(cè)壓力，因此在支撐構(gòu)件2 —側(cè)，環(huán)形密封件8被推壓地接觸支座2. 1，并且接觸 轉(zhuǎn)子4。在圖6中示出的第三實施方式是圖5所示實施方式的改型。在這種情況下，在環(huán) 形密封元件8和轉(zhuǎn)子4之間提供輕微干涉區(qū)域。而且，圖7所示的第四實施方式是圖5所示實施方式的改型。在這種情況下，容納 在形成于支撐構(gòu)件2上的支座2. 1中的環(huán)形密封元件8在轉(zhuǎn)子一側(cè)抵靠傾斜的環(huán)形區(qū)域， 該環(huán)形區(qū)域在截面中以斜線4. 2示出。由于內(nèi)外空間之間存在壓力差，所以組成部件保持 相互接觸，并且環(huán)形密封元件8受到偏壓，將其本身適配由斜線4. 2表示的環(huán)形表面。在圖8所示第五實施方式中，防止流體泄流的密封件通過在所述泵的支撐構(gòu)件2 上形成臺階或凸緣2. 2來實現(xiàn)。形成在支撐構(gòu)件2上的臺階2. 2用作轉(zhuǎn)子4的閉鎖件，并 將驅(qū)動接頭5保持就位。進(jìn)入到馬達(dá)一側(cè)的接頭支座與接頭本身之間的油料消除了間隙。從前述內(nèi)容可以看出，本發(fā)明涉及在排量泵(特別是真空泵)中設(shè)置阻擋件以及 該阻擋件的幾何結(jié)構(gòu)，所述阻擋件可以固定(如果通過機加工或模制形成)或者移動(在 插入環(huán)形密封元件的情況下)，并且如果設(shè)置在對應(yīng)于轉(zhuǎn)子滾動區(qū)域內(nèi)，位于泵內(nèi)部空間與外側(cè)之間可能連通的區(qū)域中，則有助于改善所述泵在所述泵的操作溫度范圍內(nèi)以及該溫度 范圍之外的性能。應(yīng)用本發(fā)明的優(yōu)勢為數(shù)眾多。防止流體通過，因此對于真空泵而言，不再存在從外側(cè)向泵內(nèi)部空間再次進(jìn)入空 氣或流體，結(jié)果所述泵在實現(xiàn)的真空水平以及實現(xiàn)該真空水平所需時間這兩方面都帶來了 性能優(yōu)勢。潤滑所述泵所需的油料量減少，并且這樣允許安排更多的油料用于其他馬達(dá)部件 或者允許使用容積減小的潤滑泵。潤滑泵吸收的能量減少，原因是泵的效率更高并且由泵處理的油料量減少。組成部件的應(yīng)變減小，原因是需要處理的空氣和油料量減少。根據(jù)這些優(yōu)勢，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白應(yīng)用本發(fā)明不會在所述泵的工業(yè)制造中 引入任何困難或高成本。應(yīng)該理解，本發(fā)明并不限于作為示例描述和顯示的實施方式。在描述過程中已經(jīng) 指出了若干可行的改型方案，并且另一些改型也在本領(lǐng)域技術(shù)人員的知識范圍內(nèi)?？梢詫?已經(jīng)描述和顯示的內(nèi)容進(jìn)行所述改動和其他改動以及以技術(shù)等同裝置替換，而不會脫離附 帶的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
一種馬達(dá)驅(qū)動的排量泵，其特征在于，適合用于防止或減少流體泄漏的阻擋件(4.1；8；2.2)被插入在泵內(nèi)部空間和外側(cè)之間遭受流體泄漏影響的至少一個泵區(qū)域中。
2.如權(quán)利要求1所述的排量泵，其特征在于，在發(fā)生相對運動的兩個組成部件(2、4)的 其中之一上形成至少一個臺階(4. 1)，所述臺階確定這兩個發(fā)生相對運動的組成部件(2、 4)之間的有限相互接觸區(qū)域，因此形成一種有利于防止流體泄漏的密封件的迷宮結(jié)構(gòu)。
3.如權(quán)利要求2所述的排量泵，其特征在于，所述臺階(4.1)設(shè)置在硬度較高的組成 部件(2、4)上，從而在第一操作周期內(nèi)，所述臺階在硬度較低的組成部件(4、2)上挖出一支 座，因此提供特別有效的迷宮結(jié)構(gòu)。
4.如權(quán)利要求2所述的排量泵，其特征在于，所述臺階(4.1)的尺寸設(shè)計為同時考 慮組成部件(2、4)熱膨脹系數(shù)的差異，在實現(xiàn)防止流體泄露的更好密封更重要的使用條件 下，得到更好的操作條件，所述臺階(4. 1)的尺寸在任何情況下都設(shè)計成在任何操作條件 下都不會發(fā)生卡塞。
5.如權(quán)利要求2所述的排量泵，其特征在于，所述臺階(4.1)的徑向延伸部的尺寸設(shè)計 考慮潤滑條件。
6.如權(quán)利要求2所述的排量泵，其特征在于，在其中一個所述組成部件(2、4)上形成一 些孔，所述孔適合向所述臺階(4. 1)的滑動區(qū)域引導(dǎo)潤滑劑。
7.如權(quán)利要求1所述的排量泵，其特征在于，在發(fā)生相對運動的兩個組成部件(2、4)的 其中之一上設(shè)置至少一個環(huán)形支座(2. 1)，并且在所述支座(2. 1)中容納低摩擦系數(shù)的環(huán) 形密封元件(8)，所述環(huán)形密封元件因泵內(nèi)部空間和外側(cè)之間存在不同流體壓力而保持與 所述組成部件(2、4)兩者密封接觸。
8.如權(quán)利要求7所述的排量泵，其特征在于，在所述泵為真空泵時，泵內(nèi)側(cè)的壓力低于 泵外側(cè)的壓力，所述密封元件(8)被所述壓力差推靠形成在所述組成部件(2、4)其中之一 上的所述支座(2. 1)以及推靠另一組成部件(4、2)。
9.如權(quán)利要求7所述的排量泵，其特征在于，在所述環(huán)形密封元件(8)和發(fā)生相對運動 的所述兩個組成部件(2、4)其中之一之間設(shè)置輕微干涉區(qū)域。
10.如權(quán)利要求7所述的排量泵，其特征在于，在發(fā)生相對運動的所述兩個組成部件 (2,4)的其中之一上設(shè)置面向用于環(huán)形密封元件(8)的所述支座(2. 1)的環(huán)形傾斜區(qū)域 (4. 2)，從而由于內(nèi)部流體和外部流體之間存在壓力差，所以所述環(huán)形密封元件(8)被偏壓 成接觸所述環(huán)形傾斜區(qū)域(4. 2)。
11.如權(quán)利要求1所述的排量泵，其特征在于，密封阻擋件(2.2)設(shè)置在驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子(4)的耦接接頭(5)所在的區(qū)域中，通過在支 撐構(gòu)件(2)上形成用作轉(zhuǎn)子(4)閉鎖件并保持驅(qū)動耦接接頭(5)就位的臺階(2. 2)，耦接間 隙被透過所述部件之間的油料消除。
全文摘要
一種馬達(dá)驅(qū)動的排量泵，其中適合用于防止或減少流體泄漏的阻擋件(4.1；8；2.2)插入至少一個泵區(qū)域中，所述泵區(qū)域經(jīng)受泵內(nèi)部空間和外側(cè)之間的泄漏影響。在一種實施方式中，在發(fā)生相對運動的兩個組成部件(2，4)的其中之一上形成至少一個臺階(4.1)，所述臺階確定這兩個發(fā)生相對運動的組成部件(2、4)之間的有限相互接觸區(qū)域，因此形成一種有利于防止流體泄漏的密封件的迷宮結(jié)構(gòu)。作為可選方案，在發(fā)生相對運動的所述兩個組成部件(2、4)其中之一上設(shè)置面向用于環(huán)形密封元件(8)的支座(2.1)的環(huán)形傾斜區(qū)域(4.2)，從而由于內(nèi)部流體和外部流體之間存在壓力差，所以所述環(huán)形密封元件(8)被偏壓成接觸所述環(huán)形傾斜區(qū)域(4.2)。此外，密封阻擋件(2.2)設(shè)置在驅(qū)動所述轉(zhuǎn)子(4)的耦接接頭(5)所在的區(qū)域中，通過在支撐構(gòu)件(2)上形成用作轉(zhuǎn)子(4)閉鎖件并保持驅(qū)動耦接接頭(5)就位的臺階(2.2)，耦接間隙被透過所述部件之間的油料消除。
文檔編號F04C27/00GK101910638SQ200980102475
公開日2010年12月8日 申請日期2009年1月12日 優(yōu)先權(quán)日2008年1月16日
發(fā)明者佛朗哥·費爾米尼, 朱塞佩·奧馬西尼 申請人:Vhit公司