专利名称：由油箱向机动车内燃机输送燃油的叶片泵的制作方法
已有技术本发明涉及一种依照权利要求1前叙部分的用于由油箱向机动车内燃机输送燃油的叶片泵。
在DE3327922A1中对这种叶片泵已做了记载。这种叶片泵具有一个在泵箱内转动的转子，该转子在其两个轴向端面分别具有一个轮环，轮环上顺转动方向间隔设置有叶片，在叶片间分别有间隙。叶片与环形油槽配合，输送燃油。叶片为平直结构并从转子对旋转轴径向的角度看，叶片平行于转子旋转轴。在叶片与油槽间形成循环流，通过此循环流实现转子向燃油流的能量传递。燃油在叶片的径向内端范围内进入间隙并在径向外端范围内又从间隙中流出。在流入和流出之间，燃油流涡旋发生变化，通过此变化促使环形油槽中的压力升高。在具有与端面成直角设置的叶片的转子设计中存在着不利的流动条件，尤其是在输送的燃油流入叶片间的间隙或从叶片间的间隙流出时，因而采用已知的叶片泵实现的输油压力及其效率并不是最佳的。
本发明的优点与上述已有技术相比，本发明的具有权利要求1的特征的叶片泵的优点在于，可提高实现的输油压力和效率。此点是由于叶片在转子两端面上顺转子的转动方向超前设置而改善了流动条件实现的，这是因为通过此设置实现了输送的燃油大致平行于叶片的流入间隙。因此避免了在逆转动方向上的叶片的背侧上的流动中断和伴生的涡流的形成，同时也避免了流动的冲击能量损耗并增强了循环流，而循环流是转子叶片与油槽间能量传递的关键。
在从属权利要求中对本发明的叶片泵的有益的结构和进一步的设计做了表述。采用依照权利要求3的叶片泵的设计可以进一步提高输送压力和效率。采用依照权利要求5的特征可以继续提高叶片泵的输送压力和效率。
附图附图中示出了本发明的多个实施例并在下述说明中对这些实施例做了表述。
图1为一种用于由油箱向机动车内燃机输送燃油的叶片泵的简单示意图，图2为第一实施例的叶片泵在图1中用II标示的截面放大图，图3为图2叶片泵的转子的垂直于其旋转轴的截面，图4为沿图3IV-IV线的叶片泵转子的剖面图，图5为第二实施例的在图1中用II标示的叶片泵的截面图，图6为图5叶片泵转子的垂直于其旋转轴的截面，图7为沿图6中VII-VII线的叶片泵剖面图，图8为第三实施例的叶片泵转子的从其旋转轴的角度看的侧视图，图9为沿图8中的IX-IX线的转子切面图，图10为图8转子的变型实施例，图11为第四实施例的叶片泵转子的从其旋转轴的角度看的侧视图和图12为沿图11中XII-XII线转子的切面图。
实施例的说明图1以简单的方式示出成套设备10，该设备在一共同的机箱12内含有一叶片泵14和一用于叶片泵14的驱动电机15。该成套设备10设置在机动车的油箱16内并且叶片泵14在成套设备10工作时由油箱16内抽吸燃油并经高压油路17将燃油输送给机动车的内燃机18。叶片泵14具有一个在泵箱20内转动的转子22，其中泵箱20在转子22的旋转轴24的方向上分别由泵箱壁25，26限定。
图2至图4示出第一实施例的叶片泵的切面并为所谓的外缘一侧通道泵结构。转子22在其两个轴向的，即旋转轴24方向的端面28，29分别具有一个轮环，该轮环在转子22的圆周方向上间隔设置有叶片30。在叶片30之间分别有槽形的间隙31并且叶片30基本是平直的。从含有旋转轴24的转子22的纵切面看，槽形间隙31基部呈倒圆结构，例如为弧形。叶片30在转子22的旋转轴24的径向上从径向的端30a开始向转子22外圆上的径向外端30b伸展。在转子22的旋转轴24方向上，叶片30由一大致在转子22的轴向宽度的中间把两个端面28，29的叶片环分隔开的隔板33开始，向转子22的端面28，29上伸展。
转子22的叶片环与一在泵箱20内形成的环形油槽34配合，输送燃油。在油槽34的始端接有一吸油口35并且在其结束端接有一压油口36。输送的燃油经吸油口35流入油槽34并在高压下由油槽经压油口36流出。油槽34在转子22的旋转轴24的径向上由叶片30的径向内端30a开始，一直延伸到超过其径向外端30b。在转子22的旋转轴24方向油槽34延伸分别超过转子22的端面28，29。油槽34因此在转子22的旋转轴24方向上设置在叶片30的侧面并且此外在转子22的外圆上延伸。
如图所示，叶片30是倾斜设置的，从而使叶片从隔板33开始向某该叶片终结的端面28，29延伸，顺转子22的转动方向21超前。这表明，叶片30并不是平行于转子22的旋转轴24设置的，即与某端面28，29成直角，而是与旋转轴24构成指向转子22转动方向21的夹角α。角α在25°与60°之间，优选在30°和55°之间。由于叶片30的倾斜设置，所以叶片大致与在图4中箭头40标示的流入叶片30间间隙31内的燃油相对流动平行，因此在逆转子22转动方向21的叶片30的背侧上避免了流动的中断并因而避免了涡流的形成。因此消除了冲击能量损耗并加强了循环流，而该循环流是转子22与油槽34间流体力学能量传递的关键。综上所述采用上述转子22可以实现叶片泵输油压力及效率的提高。
图5至图7示出了依照第二实施例的叶片泵14，设计片泵为所谓的侧通道泵。转子122在其两个轴向端面128，129上分别具有一个轮环，轮环上顺转子122转动方向间隔设置有叶片130，在叶片间分别有槽形间隙131。从转子122的旋转轴24的角度看，转子122的两个端面128，129的叶片130被一隔板133相互分隔开并且在其径向外端130b由一闭合环140相互连接。隔板133在转子122的旋转轴24径向上可以是完全间隔结构，从而使转子122的两个端面128，129完全相互分隔开，或隔板133也可以在环140前终结，从而使间隙131的范围内隔板133与环140之间留有一个开口142，转子122的两个端面128，129通过此开口相互连接在一起。
在面向转子122的端面128，129的箱壁125，126上分别形成一环形的油槽144或145，其中油槽144，145在转子122端面128，129上的某叶片130环相对。在其中一油槽144的始端接有吸油口135并且在另一油槽145的结束端接有压油口136。两个油槽144，145在转子122的外圆上，即环140的外圆的相互不连接。如第一实施例所述，叶片130按图7所示倾斜设置，从而使该叶片从隔板133开始向某端面138，129伸展，叶片130在该端面终结，顺转子122的转动方向21超前。这意味着叶片130并不是与转子122的旋转轴24平行设置的，而是与旋转轴24构成一个在转子122转动方向21上的夹角α。角α在25°与60°之间，优选在30°与55°之间。
在图8和图9中示出依照第三实施例的叶片泵14的转子222。与第二实施例相同，叶片泵14在这里为侧通道泵结构并且具有在图5中所见的两条油槽，其中转子222的某一端面的叶片环分别与油槽配合。转子222在其两轴的端面228，229分别具有一个环，环上顺转动方向间隔设置有叶片230，在叶片间分别具有槽形间隙231，其基部被倒圆，例如为弧形。叶片230在其径向外端230b通过一个环240相互连接在一起。从图8中转子222的侧视角度看，叶片230的棱232并不是在转子222旋转轴24的径向设置的，叶片用此棱在转子的某端面228，229上终结，而是棱232在叶片230的径向外端230b，与其的叶片230径向内端230a设置相比，顺转子222转动方向21超前。在转子222某端面上的叶片230的棱232从叶片230的径向内端230a开始成直线向叶片230的径向外端230b伸展。以穿过叶片230径向内端230a上的棱232的中点设定的转子222旋转轴24径向线250为基准，棱232顺转子232转动方向21以求角β倾斜设置。角β在20°与45°间，优选在25°与40°间。
此外，叶片230与第一和第二实施例相同依照图9倾斜设置，使叶片从将两个端面228，229相互分隔开的隔板233开始向某该叶片230在其上终结的端面228，229延伸，顺转子222的转动方向21超前。这意味着，叶片230并不是与转子222的旋转轴24平行设置的，而是与旋转轴24构成一个转子222转动方向21上的夹角α。但角α在叶片230从其径向内端230a向其径向外端230b伸展过程中并不是恒定不变的。在其径向内端230a范围内，转子222某端面228，229上的叶片230与旋转轴24构成一在转子222转动方向21上的夹角αE，该角在25°与60°之间，尤其是在30°与45°之间。角αE优选约为37°。在其径向外端230b范围内，转子222某端面228，229上的叶片230与旋转轴24构成一转子222转动方向21上的夹角αA，该角在45°与70°之间，尤其在50°与65°之间。角αA优选约为60°。角α从叶片230的径向内端230a向其径向外端230b线性增大。由于角α从叶片230的径向内端230a向其径向外端230b的增大，因而实现了上述叶片230的棱232顺转子222转动方向21以角β的前倾设置。从旋转轴24的径向角度看，在叶片230设置在隔板233上的内端范围内，叶片230的横截面垂直于转子222的旋转轴24，即不象在其端面上的棱232那样是倾斜的。
通过采用从其径向内端230a开始向其径向外端230b逐渐增大的角度α的叶片230的上述设计，进一步提高了叶片泵的输油压力和效率。此点是通过进一步增大在叶片230的径向内端230a范围内流入间隙231和在径向外端230b范围内又重新流出间隙231的燃油流涡旋的变化实现的。燃油流从流入到流出获得了附加的涡旋变化，该涡旋变化将导致压力和效率的提高。
图10为依照第三实施例的叶片泵的转子322的一种变型侧视图。转子322基本与第三实施例相同，但在转子322端面上的叶片330终结的棱332并不是直线伸展的，而是弯曲伸展的。在叶片330的径向内端330a的范围内，棱332大致设置在转子322的旋转轴24的径向上并且棱332向叶片330的径向外端330b伸展过程中逐渐偏向转子322的转动方向21。因此，叶片330与转子322的旋转轴24的夹角α由叶片330的径向由端330a开始向径向外端330b逐渐增大。角α角度的增大并不象第三实施例那样是线性的，而是向径向外端方向增大。从旋转轴24大致的径向角度看，在叶片330设置在隔板333上的内端范围内，叶片的横截面垂直于转子322的旋转轴24，即不象在其位于端面上的棱332那样是弯曲的。
图11和12示出依照第四实施例的叶片泵14的转子422。叶片泵14系外缘侧通道泵并具有一如图2中第一实施例的油槽。转子422在其两个轴向端面428，429分别具有一个轮环，轮环上顺转动方向间隔设置有叶片430，在叶片间分别有间隙431。叶片430在转子422的旋转轴24的径向上由径向内端430a向转子422外圆上的径向外端430b延伸。在转子422的旋转轴24方向上，叶片430从一个大致在转子422轴向宽度中心将两个端面428，429的叶片环相互分隔开的隔板433开始向转子422的端面428，429延伸。叶片430与上述实施例相同倾斜设置，从而使叶片从隔板433开始向某该叶片在其上终结的端面延伸，顺转子的转动方向21超前。这意味着，叶片430并不是与转子422的旋转轴24平行设置的，而是与旋转轴24构成一在转子422转动方向21上的夹角α。角α在25°与50°之间，尤其是在30°与45°之间，优选约为37°。角α跨越叶片430的径向延伸，即在其径向内端430a与其径向外端430b间保持不变。
如图12所示，叶片430的径向外端430b在转子转动方向21上超前于径向内端430a。从转子422的旋转轴24方向角度看，叶片430在其径向内端430a和径向外端430b弯曲伸展，但在另外一种实施中也可以直线伸展。在其径向内端430a范围，叶片430首先在转子422的旋转轴24的大致径向上伸展并向其径向外端430b弯曲变，即与径向设置的偏差增大。在其径向外端430b范围，叶片430与转子422旋转轴24的径向线450构成一转动方向21上的夹角γ，该径向线穿过叶片430的径向外端430b。角γ在30°与60°之间，尤其是在40°与55°之间，优选约为45°。叶片430的上述设置是必要的，这是因为在外缘侧通道泵中，虽然与在侧通道泵中相同输送的燃油在叶片430的径向内端范围流入间隙431，但由间隙中是径向向外流出的。从在隔板433设置的内端范围角度看，叶片430的横截面垂直于转子422的旋转轴24，同样在转动方向21上弯曲的，这与在转子422的端面428，429上是相同的。
权利要求
1.叶片泵，用于将燃油从油箱(16)输送给机动车内燃机(18)，带有一在泵箱(20)内旋转的转子(22；122；222；322；422)，该转子在至少一个轴向端面上(28，29；128，129；228，229；428，429)具有一个轮环，在该轮环外圆上间隔设置有叶片(30；130；230；330；430)，该叶片与环形油路(34；144，145)配合输送燃油，其特征在于从转子(22；122；222；322；422)的旋转轴(24)的径向角度看，以旋转轴(24)为准倾斜设置叶片(30；130；230；330；430)，使叶片向转子(22；122；222；322；422)的端面(28，29；128，129；228，229；428，429)的伸展顺转子(22；122；222；322；422)转动方向(21)超前。
2.依照权利要求1的叶片泵，其特征在于叶片(30；130；230；330；430)与转子的旋转轴(24)构成在转子转动方向(21)上的夹角(α)，该夹角在25°与70°之间。
3.依照权利要求1或2的叶片泵，其特征在于叶片(230；330)在转子(222；232)的端面(228，229)上的径向外端(230b；330b)顺转子(222；322)的转动方向(21)超前于其径向内端(230a；330a)。
4.依照权利要求3的叶片泵，其特征在于叶片(230；330)在转子(222；322)的端面(228，229)上由其径向内端(230a；330a)开始，以设定的径向设置(250)为准，在转动方向上以一角度(β)倾斜设置，其中角度(β)在20°与45°之间。
5.依照上述权利要求中的任一项的叶片泵，其特征在于叶片(230；330)向转子(222；322)旋转轴(24)的倾角(α)由叶片(230；330)由径向内端(230a；330a)开始向其径向外端(230b；330b)逐步增大。
6.依照权利要求5的叶片泵，其特征在于叶片(230)在其径向内端(230a；330a)范围以一角度(αE)向转子(222)的旋转轴(24)倾斜，该角度在25°与50°之间，并且叶片(230)在其径向外端(230b；330b)范围由以一角度(αA)向转子(222)的旋转轴(24)倾斜；该角度在45°与70°之间。
7.依照上述权利要求中的任一项的叶片泵，其特征在于叶片(30；130)基本上是平直的。
8.依照权利要求1至6中的任一项的叶片泵，其特征在于叶片(330；430)由其径向内端(330a；430a)始向其径向外端(330b；430b)顺转子(322；422)的转动方向(21)弯曲伸展。
9.依照权利要求8的叶片泵，其特征在于叶片(330；430)在其径向内端(330a；430a)范围内大致在转子(322；422)的旋转轴(24)的径向上伸展。
10.依照上述权利要求中的任一项的叶片泵，其特征在于叶片(130；230；330)的径向外端(130b；230b；330b)通过一闭合环(140；240)相互连接在一起并且在一在转子(122；222；322)旋转轴(24)的方向上限定泵箱(20)的箱壁(125，126)上形成环形油槽(145，146)并且该油槽在旋转轴(24)的径向上，在叶片(130；230；330)的径向内端(130a；230a；330a)与径向外端(130b；230b；330b)间延伸。
11.依照权利要求1至9中的任一项的叶片泵，其特征在于转子(22；422)在其两轴向端面(28，29)上分别具有一叶片(30；430)轮环并且油槽(34)在转子(22；422)的端面(28，29)两则及在其外圆上延伸。
12.依照权利要求11的叶片泵，其特征在于转子(422)的叶片(430)与转子的旋转轴(24)在转子转动方向(21)上的夹角(α)在25°与50°之间并且叶片(430)在垂直于旋转轴(24)的截面上，从其径向外端(430b)范围内的角度看，与一径向对准旋转轴(24)的设置(450)相比，在转子(422)的转动向(21)上超前一个角度(γ)，其中角度(γ)在30°与60°之间。
全文摘要
叶片泵具有一个在泵箱内转动的转子(22)，该转子在其两个轴向端面(28、29)分别具有一个叶片(30)轮环，在叶片间分别具有间隙(31)，转子与配属于叶片(30)的油槽(34)配合，输送燃油。从转子(22)的旋转轴(24)的径向角度看，以旋转轴(24)为准倾斜设置叶片(30)，使叶片向转子(22)两端面(28、29)的伸展顺转子(22)的转动方向(21)超前。叶片(30)与转子(22)的旋转轴(24)构成在转子(22)的转动方向(21)上的夹角(α)，该夹角在25°与70°之间。由于叶片(30)的倾斜设置，因而与旋转轴(24)平行的叶片(30)设置相比，改善了被输送燃油对叶片(30)间的间隙(31)的流入并因此提高了叶片泵的输送压力并改善了其效率。
文档编号F04D5/00GK1145659SQ96190011
公开日1997年3月19日 申请日期1996年1月10日 优先权日1995年2月8日
发明者克劳斯·多布勒, 米夏埃尔·胡贝尔, 威利·斯特罗尔, 约亨·罗斯, 伯恩哈德·布赖特尔 申请人:罗伯特·博施有限公司