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
技術領域：
本發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 止或減少泵內部空間與外側之間的流體交換。
背景技術：
根據申請人的研究，發現在排量泵中，并且主要在用于汽車的真空泵中，對泵的良 好性能造成負面影響的其中一個關鍵因素就是流體泄漏，包括從泵內部空間向外側泄露和 從外側向泵內部空間泄漏。以下展開的主題內容在以下泵中找到用武之地，即設置有與外 側連通的一個或多個滑動區域的泵，或者通過軸或轉子的引導區域發生明顯泄漏的泵。泵內部空間和外側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再次進入泵內部空間，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生不 良影響，因為流體泄漏導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 致對泵進行潤滑所需要的油料量的增加，因此供應潤滑油的設備的能耗增大，而且增大了 組成部件的應變。

發明內容
鑒于上述原因，本發明的主要目標是通過減少由泵內部空間和外側之間的流體泄 漏所導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。本發明的另一個目標是借助不會在泵制造過程引入任何難題的技術上簡單的裝 置來實現所述目標。此外，本發明的另一項目標是實現上述目標，但不顯著升高所述泵的成 本。因此，在馬達驅動的排量泵中，本發明的目標得到實現，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域中，所述泵區域遭受泵內部空間和外側之間的流體 泄漏影響。本發明的所述特征可以實施為不同實施方式。根據本發明的第一可行實施方式，在發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生相對運動的組成部件之間的有限相互接觸區 域，因此形成一種有利于防止流體泄漏的密封件的迷宮結構。優選地，所述臺階設置在硬度較高的組成部件上，從而在第一操作周期內，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構。具有優勢的是，所 述臺階的尺寸設計為同時考慮組成部件熱膨脹系數的差異，在實現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計成 在任何操作條件下都不會發生卡塞(seize up)。通過考慮潤滑條件，可以有利地設計所述臺階的徑向延伸部的尺寸。優選地，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域引導潤滑劑。
具有全部或部分所述特征的本發明的第一實施方式在簡單且低成本實施方面，特 別具有優勢。根據第二可行實施方式，在發生相對運動的兩個組成部件其中之一上設置至少一 個環形支座，并且在所述支座中容納低摩擦系數的環形密封元件，所述環形密封元件因泵 內部空間和外側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，泵內側的壓力低于泵外側的壓力，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。還可以并且適當地在所述環形密封元件和發生相對運動的所述兩個組成部件其 中之一之間設置輕微干涉區域。具有優勢的是，在發生相對運動的所述兩個組成部件其中之一上設置面向用于環 形密封元件的所述支座的環形傾斜區域，從而由于內部流體和外部流體之間存在壓力差， 所以所述環形密封元件被偏壓成接觸所述環形傾斜區域。根據第三可行實施方式，密封阻擋件設置在驅動所述轉子的耦接接頭所在的區域 中，通過在固定的泵部分上形成用作轉子閉鎖件并保持驅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，本發明主題的上述和其他特征、目標和優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子旋轉軸線并穿過 轉子與泵體之間的接觸線的平面截取；圖3示出了發生流體泄漏的泵區域，后面的圖4至圖7參照該區域；圖4至圖7示出了設置在圖3所示泵區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明的排量泵特別適合用作汽車應用場合中的真空泵，因此以下描述針對 這種應用場合，但是應該指出，這種應用場合并非唯一的，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中容納轉子4，轉子4可旋轉地安裝在主體1的支撐構件2中，并且借助驅動 耦接接頭5由馬達(未示出)驅動。轉子沿著線6與泵主體1相切，并且承載葉輪7，當葉 輪借助自身端部部分接觸主體1的壁部而通過轉子在艙室3中旋轉時，葉輪7采用本領域 技術人員熟知的方式操作泵送動作。在真空泵中，發生流體泄漏的主要代表區域是馬達一側的引導構件。內泵艙室3 和外側之間可能發生流體泄漏，特別是沿著轉子4與主體1的支撐構件2之間的接觸表面 發生泄漏，所述表面對應于圖2截面中的線L。本發明范圍內所述的不同方案所針對的易于
4發生流體泄漏的區域在圖3中詳細示出。在數個排量泵中，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勢，但是這一事實引入 了組成部件熱系數之間的差異，因此增加了間隙設計方面的難度，在不同的溫度范圍中發 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 明的目標。本發明的第一實施方式，在圖4中以大比例示出，涉及在引導區域內提供至少一 個直徑突出的臺階4. 1。臺階4. 1設置在屈服較少的元件上，在當前情況下，設置在轉子4 上，但是一般來說，可以設置在轉子4或者支撐構件2上，取決于制造組成構件所用的材料。 所述臺階的尺寸選擇為，在操作條件下，所述耦接關系是不確定型的耦接。根據當前耦接件 中選擇的材料，可以觀察到不同的熱膨脹系數，因此，在材料熱膨脹系數不同的時候，功能 間隙的范圍根據操作條件而變化。為此，所述臺階的尺寸設計應該考慮其中實現更好的條 件更為重要的操作條件。在任何情況下，所述臺階的尺寸應該設計為在任何操作條件下都 不會發生卡塞。在第一操作周期內，其上設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構，從而形成有利于防止流體泄流的密封。所述臺 階區域的高度尺寸設計應該考慮引導組成部件的高度以及潤滑條件。為了防止發生卡塞現象，適于設置一些孔，所述孔布置成向組成部件發生相對滑 動的區域引導潤滑劑。現在所述方案的優勢在于其簡單且低成本的運行方式。它保證了在可預見的操作 范圍內的有效優勢。為了實施該方案，僅需要在轉子加工過程中，預料到形成密封臺階或多 個臺階。本發明的第二實施方式在圖5中示出。在這種情況下，在支撐構件2上的馬達一 側，形成支座2. 1，所述支座2. 1中容納低摩擦系數的環形密封元件8。在轉子4上，對應區 域的直徑被選擇成有利于容納密封元件8。在向真空泵應用這種方案時，應該考慮到泵內的 壓力低于外側壓力，因此在支撐構件2 —側，環形密封件8被推壓地接觸支座2. 1，并且接觸 轉子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 形密封元件8和轉子4之間提供輕微干涉區域。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 在形成于支撐構件2上的支座2. 1中的環形密封元件8在轉子一側抵靠傾斜的環形區域， 該環形區域在截面中以斜線4. 2示出。由于內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件2 上形成臺階或凸緣2. 2來實現。形成在支撐構件2上的臺階2. 2用作轉子4的閉鎖件，并 將驅動接頭5保持就位。進入到馬達一側的接頭支座與接頭本身之間的油料消除了間隙。從前述內容可以看出，本發明涉及在排量泵(特別是真空泵)中設置阻擋件以及 該阻擋件的幾何結構，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 插入環形密封元件的情況下)，并且如果設置在對應于轉子滾動區域內，位于泵內部空間與外側之間可能連通的區域中，則有助于改善所述泵在所述泵的操作溫度范圍內以及該溫度 范圍之外的性能。應用本發明的優勢為數眾多。防止流體通過，因此對于真空泵而言，不再存在從外側向泵內部空間再次進入空 氣或流體，結果所述泵在實現的真空水平以及實現該真空水平所需時間這兩方面都帶來了 性能優勢。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。組成部件的應變減小，原因是需要處理的空氣和油料量減少。根據這些優勢，本領域技術人員應該明白應用本發明不會在所述泵的工業制造中 引入任何困難或高成本。應該理解，本發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 指出了若干可行的改型方案，并且另一些改型也在本領域技術人員的知識范圍內。可以對 已經描述和顯示的內容進行所述改動和其他改動以及以技術等同裝置替換，而不會脫離附 帶的權利要求書所限定的本發明的范圍。
權利要求
一種馬達驅動的排量泵，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)被插入在泵內部空間和外側之間遭受流體泄漏影響的至少一個泵區域中。
2.如權利要求1所述的排量泵，其特征在于，在發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生相對運動的組成部件(2、 4)之間的有限相互接觸區域，因此形成一種有利于防止流體泄漏的密封件的迷宮結構。
3.如權利要求2所述的排量泵，其特征在于，所述臺階(4.1)設置在硬度較高的組成 部件(2、4)上，從而在第一操作周期內，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構。
4.如權利要求2所述的排量泵，其特征在于，所述臺階(4.1)的尺寸設計為同時考 慮組成部件(2、4)熱膨脹系數的差異，在實現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計成在任何操作條件 下都不會發生卡塞。
5.如權利要求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計 考慮潤滑條件。
6.如權利要求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)的滑動區域引導潤滑劑。
7.如權利要求1所述的排量泵，其特征在于，在發生相對運動的兩個組成部件(2、4)的 其中之一上設置至少一個環形支座(2. 1)，并且在所述支座(2. 1)中容納低摩擦系數的環 形密封元件(8)，所述環形密封元件因泵內部空間和外側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，泵內側的壓力低于 泵外側的壓力，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.如權利要求7所述的排量泵，其特征在于，在所述環形密封元件(8)和發生相對運動 的所述兩個組成部件(2、4)其中之一之間設置輕微干涉區域。
10.如權利要求7所述的排量泵，其特征在于，在發生相對運動的所述兩個組成部件 (2,4)的其中之一上設置面向用于環形密封元件(8)的所述支座(2. 1)的環形傾斜區域 (4. 2)，從而由于內部流體和外部流體之間存在壓力差，所以所述環形密封元件(8)被偏壓 成接觸所述環形傾斜區域(4. 2)。
11.如權利要求1所述的排量泵，其特征在于，密封阻擋件(2.2)設置在驅動所述轉子(4)的耦接接頭(5)所在的區域中，通過在支 撐構件(2)上形成用作轉子(4)閉鎖件并保持驅動耦接接頭(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
一種馬達驅動的排量泵，其中適合用于防止或減少流體泄漏的阻擋件(4.1；8；2.2)插入至少一個泵區域中，所述泵區域經受泵內部空間和外側之間的泄漏影響。在一種實施方式中，在發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生相對運動的組成部件(2、4)之間的有限相互接觸區域，因此形成一種有利于防止流體泄漏的密封件的迷宮結構。作為可選方案，在發生相對運動的所述兩個組成部件(2、4)其中之一上設置面向用于環形密封元件(8)的支座(2.1)的環形傾斜區域(4.2)，從而由于內部流體和外部流體之間存在壓力差，所以所述環形密封元件(8)被偏壓成接觸所述環形傾斜區域(4.2)。此外，密封阻擋件(2.2)設置在驅動所述轉子(4)的耦接接頭(5)所在的區域中，通過在支撐構件(2)上形成用作轉子(4)閉鎖件并保持驅動耦接接頭(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 優先權日2008年1月16日
發明者佛朗哥·費爾米尼, 朱塞佩·奧馬西尼 申請人:Vhit公司