真空泵的制作方法

本发明涉及一种真空泵，该真空泵具有壳体，该壳体限制工作空间并具有转子，该转子绕转子轴线可旋转地安装于壳体，其中，转子被设置为引导至少一个叶片沿径向可移动，叶片具有横向范围，并且叶片将工作空间分成具有吸入口的吸入侧和具有压力出口的压力侧。

背景技术：

通常，真空泵具有镰刀形泵空间，该泵空间被至少一个叶片分成压力室。由于转子相对于围壁偏心地旋转，因此能够在具有吸入口的吸入侧和具有压力出口的压力侧之间存在有压力梯度。

真空泵用于许多用途，尤其是在机动车辆中。在操作过程中，真空泵定期地通过机油进行润滑。如果内燃机工作切断，则真空泵完全脱离机油，这是由于真空泵通常距离内燃机较远，因此多余的机油会从内燃机流入工作空间。如果再次启动内燃机，则必须排出多余的机油。在内燃机冷却时，此时机油粘稠且难以喷射，因此这一步骤尤其重要。对于混合动力汽车而言，由于需要频繁启动内燃机，这种问题尤为普遍。

在真空泵以高加速度冷启动时，相对较高的扭矩会作用在泵叶片上。然而，在冷启动时，工作空间中的冷却油具有更高的粘度，因此这将导致重大问题。因此，在冷启动时，泵叶片不仅要抗寒，还需要抵抗高粘性油的阻力进行工作，以将收集的机油输送出工作空间。在最坏的情况下，泵叶片可能会在这种负载下断裂。为了抵消这一阻力，根据现有技术可知，在压力出口处使用尽可能大的板簧，从而增大横截面积并由此减小启动扭矩和叶片上的负载。此外，使用通风孔会导致永久性地增加功耗。

技术实现要素：

因此，本发明的目的在于，提供一种针对现有技术中的所述问题的补救措施。

通过具有权利要求1的特征的真空泵来实现本发明的目的。相应地，壳体具有至少一个不同于压力出口的出油口，其中，出油口被安全阀封闭。当工作空间的压力超过高于标称压力的极限压力时，安全阀处于打开位置。并且，叶片的横向范围足够大，使得当叶片通过出油口时，出油口被叶片封闭，由此在出油口上方，在吸入侧和压力侧之间没有流体连接。

在这里，标称压力是指真空泵正常操作时的操作压力。泵叶片的横向范围是相对于叶片位移平面的横向的范围。由于工作空间中存在机油，在真空泵冷启动期间，这种标称压力经常被超过。一旦压力过高，也会超过极限压力，安全阀打开，以便机油能够从出油口流出。由于安全阀特别小且反应迅速，高粘性油可迅速地从工作空间排出，因而能够有利地减小叶片上的阻力。当叶片经过出油口时，为了避免“短路”，出油口封闭。其结果，吸入侧不会通过出油口与压力侧连通，相反，它们彼此分离。当然也可以提供几个出油口。

在冷启动时，可以定期地产生10至15巴的压力，而极限压力可以达到0.3至0.7巴，特别是0.5巴。这明显高于标称压力。

因此，总而言之，可以通过限制在冷启动期间作用于叶片的冷启动扭矩，从而使得正常操作时的性能不会被降低。因此，泵的功能和功耗不会受到负面影响。

需要特别指出的是，在所谓的中立位置，叶片与转子以任何速率运转都可以分成具有吸入口的吸入侧、具有压力出口的压力侧、以及泵侧。泵侧的体积限定了泵的立体容量。出油口可以特别地设置在泵侧，从而使位于工作空间的泵侧停止工作。特别地，通过这种方式，可以避免真空泵的性能降低，同时可以在冷启动期间有效地从泵中排出机油。

安全阀被制成比较小，特别对于较快速的反应是有利的。因此，尽管在压力出口附加地设置了额外的出油口，真空泵也能实现高效率。

根据本发明的一个有利的改进方案，在出口处设有用于打开或封闭出口的出口阀，其中，当工作空间中的压力超过标称压力时，出口阀处于打开位置，并且标称压力低于极限压力。因此，安全阀在正常操作时保持封闭。因此，所述出口阀控制真空泵的正常操作。

根据本发明的另一有利实施例，出油口沿轴向设置于壳体。因此，叶片尖端不会在出油口上移动。相反，在叶片通过期间，出油口被叶片的横向范围覆盖。

当壳体具有相对于转子轴线横向延伸的壳体盖时也是有利的，其中，出油口设置于壳体盖。因此，在叶片通过期间，可以特别简单地通过叶片的横向范围覆盖出油口。

特别优选的是，壳体具有罐形壳体部分，该罐形壳体部分具有壳体底部，其中，出油口设置于壳体底部。此外，罐形壳体部分的圆柱形部分构造为有利且完全的流体密封状态，因此叶片尖端可以在其上滑动，从而达到相对高的效率。

还可以想到的是，在壳体盖和壳体底部都设置有出油口，以便特别快速地排空工作空间。

在此，特别优选的是，出油口沿径向相对于转子轴线横向延伸。通过这种方式，当叶片通过时，能够特别容易地覆盖出油口，以防止短路。

进一步特别优选的是，设置多个出油口，其中，出油口被配置为绕转子轴线对称地旋转。这里，可以存在n重对称地旋转，取决于提供多少个出油口。这些出油口尤其可以以级联的方式按顺序打开，因为叶片到达相应的出油口之前的压力通常是最高的，因此该区域可能超过极限压力。

出油口构造为有槽的形状，其中，槽的宽度小于叶片的宽度是有利的。如果槽沿径向延伸，则槽的宽度是垂直于径向的槽的长度。

另一方面，出油口也可以呈圆形，其中，出油口的开口直径小于叶片的宽度。这种出口的几何形状可以特别简单地构造在壳体中，并且可以通过阀门特别快速地打开或封闭。

例如，叶片的横向长度可以是9mm。槽的宽度可以是7mm，或者对于出油口的圆形设计而言，直径可以是7mm，因此当叶片通过出油口时，叶片可以将出油口密封。

本发明的一个特别优选的改进方案在于，安全阀包括封闭体和复位元件，其中，复位元件将封闭体推到封闭位置，在该封闭位置，出油口封闭。

这种安全阀可以特别快速地封闭或打开，并且可以被制成相对较小，以便能够快速有效地从工作空间排出机油，而不会以任何负面方式显著降低效率。

根据本发明的一个特别优选的改进方案，封闭体包括可弹性弯曲的锁定舌片。这里，锁定舌片例如可以由钢制成，特别是由弹簧钢或塑料制成，并且能够通过简单的方式快速且精确地打开或封闭安全阀。

在此，特别优选的是，复位元件包括板簧。板簧尤其可以构造为弹簧弹性阀且可以包括多个叶片。特别地，复位元件可以通过诸如螺钉的紧固装置固定，其一端位于泵壳体上。这种复位元件制造特别简单，并且当需要时、即超过极限压力时可以快速打开安全阀。

锁定舌片由板簧构成是有利的。这种安全阀的制造特别简单，因此可提供一种价格合理但仍然有效的安全阀。

出口阀也可以由板簧制成。然而，这些板簧明显弱于安全阀的板簧，因此在正常操作时安全阀封闭，同时出口阀打开以释放泵送介质。

优选设置止动件，该止动件限制锁定舌片从封闭位置到打开位置的移动。因此，允许精确且有效地打开或封闭安全阀。

另一方面，可以想到封闭体包括封闭球。此外，或者选择性地，复位元件可以是弹簧，特别是螺旋弹簧。这种减压阀可以被制成特别简单和紧凑。此外，通过使用螺旋弹簧，出油口也可以在这种真空泵系统中有效地封闭，其中，重力不会作用在安全阀的封闭部分的方向上。相比之下，当重力沿封闭位置的方向作用在板簧上时，尤其可以使用板簧，从而板簧在重力的作用下被按压在阀座上。

本发明的进一步细节和有利配置可以呈现在以下描述中，参考以下描述，将更详细地描述和解释附图所示的本发明的实施例。

附图说明

图1示出了根据第一实施例的真空泵的后视图；

图2示出了根据图1的真空泵的主视图，其中移除了壳体盖，且处于限定泵的中立位置的第一叶片位置；

图3示出了根据图的处于第二叶片位置的真空泵的主视图；

图4示出了根据图1的真空泵的透视图；

图5示出了图1中真空泵的侧视图；

图6示出了根据第二实施例的真空泵的透视图；

图7示出了根据图6的真空泵的后视图；

图8示出了根据图6的处于第一叶片位置的真空泵的前视图；

图9示出了根据图6的处于第二叶片位置的真空泵的主视图；以及

图10示出了根据图6的处于第三叶片位置的真空泵的前视图。

具体实施方式

图1示出了真空泵10，其具有壳体12，该壳体12限制了图2和图3所示的工作空间14。真空泵10尤其可以用于机动车辆，并且特别可以通过来自内燃机的机油进行润滑。壳体12被设计成两部分，并且包括具有壳体底部18的罐形壳体部分16，其在图2和3中清楚地示出。此外，壳体12包括壳体盖20，其示出于图1和4。在工作空间14中，设置有绕转子轴线22可旋转地配置的转子24。转子24偏心地配置于工作空间14，并且抵靠罐形壳体部分16的圆柱形部分。因此，在工作空间14中转子24处于偏心位置。为了使转子24旋转，转子24通过转子轴旋转地连接。转子24用于输送叶片26，叶片26沿径向可移动地安装于引导件25。在转子轴线22的轴向上，工作空间14被与其平行地形成的第一上接触表面和第二下接触表面限制。上接触面在此由外壳20形成，而下接触面由外壳底部18形成。

图2示出了真空泵10中的所谓的中立位置。转子24和叶片26将工作空间14分成三个侧面：首先真空泵10包括的压力侧28和吸入侧34，此外，泵侧29作为第三侧。泵侧29的体积限定了真空泵10的立体容量。图8示出了第二示例性实施例的类似配置。当转子24旋转时，工作空间14中会出现压力梯度。

图1示出了横向配置的吸入口32。吸入口32经由吸入侧34终止于工作空间14中。此外，压力出口33(参见图4)设置于外壳底部18。压力出口33沿压力侧28的轴向延伸，并穿过壳体底部18进入工作空间14。因此，当转子24旋转时，流体从吸入口32吸入，并经由压力出口33输送(参见图4)而流出真空泵10。除了压力出口33之外，在泵侧区域29内的壳体底部18中还设有出口。该出口是出油口36(参见图2)。因此，出油口36终止于真空泵10的泵侧区域29。所述出油口36具有槽设计，并相对于转子轴线22沿径向延伸。如图1所示，出油口36被安全阀38封闭。安全阀38在此包括构造为板簧的锁定舌片40。该板簧通过构造成螺钉的紧固装置42而固定到壳体12上。锁定舌片40尤其可以包括几个叶片，并且可以由钢铁制成。该板簧同时用作复位元件44，使得在基本位置，锁定舌片40紧密地封闭出油口36。可以设置止动件来限制锁定舌片40的移动。为了锁定压力出口33而设置了出口阀35，其中，该出口阀35在真空泵10正常操作时打开。出口阀35同样通过构造成螺钉的紧固装置37固定到壳体12上。该出口阀35包括两个可弹性弯曲的封闭部分39、41，该封闭部分可构造为板簧。在操作过程中，工作空间中的压力主要为标称压力。该标称压力低于极限压力，以便封闭减压阀38，并且机油不会流出出油口36。如果封闭部分39、41构造为板簧，则它们明显弱于锁定舌片40的板簧，从而出口阀35对正常操作进行控制，在正常操作中，安全阀40封闭。

在真空泵10的冷启动过程中，与上述情况完全不同。实际上，真空泵10通过机油进行润滑。在冷启动期间，工作空间14中的残余机油可以存在于工作空间14中。此外，机油可以位于管路和内燃机中。由于在机动车辆中，真空泵规则地配置于非常低的位置，所以真空泵10在发动机封闭后完全运转几秒钟。在冷启动时，机油的粘度很高。因此，在泵的冷启动期间，叶片26中会出现非常高的加速度。因此，真空泵叶片需要抵抗机油的作用力，因此真空泵叶片承受高扭矩。其结果为，真空泵10中出现超过极限值的压力。如果在工作空间中超过极限值，这种高压力会抵抗安全阀的恢复力，使得锁定舌片40从阀座上抬起，从而打开出油口36。通过这样的方式，机油可以从工作空间14排出。这个过程发生得非常迅速。尽管如此，安全阀38也可以保持得相对较小，使得尽管提供了第二出口，真空泵的效率也相对较高。因此，总而言之，在冷启动过程中，通过出油口36可以快速有效地减压，而不会对真空泵10的功能及其功耗产生负面影响。

叶片26具有横向范围d1(参见图2)。例如，这个横向范围可以是9mm。相比之下，槽形的油出口36具有的横向范围d2小于横向范围d1，并且例如可以是7mm。其结果为，如图3所示，如果叶片26经由出油口36移动，此时叶片26完全覆盖出油口36，并且可以有效地防止所谓的“短路”。这意味着压力空间28和吸入空间34在出油口36处彼此液密地密封，并且机油不能够从压力侧28通过出油口36流到吸入侧34，反之亦然。

其结果，总而言之，真空泵10可以限制作用在叶片26上的冷启动扭矩，而不会降低正常操作中的性能。

图6至图10示出真空泵10的第二实施例。此处，第二安全阀46设置在第一安全阀38旁边。真空泵10的壳体12具有突起48，安全阀46通过螺钉50固定于突起48。此处，安全阀46在结构上与安全阀38相同。第二安全阀38覆盖第二油出口52(参见图9和10)。该出油口52同样具有槽设计，并相对于转子轴线22沿径向延伸。如图8中清楚地示出，当叶片26在出油口52上移动时，叶片26同样地完全覆盖出油口52。如图9所示，如果叶片进一步移动，则会经过出油口36和52之间的区域。此处，出油口之间的距离大于叶片的宽度，由此这样也防止了压力空间28和吸入空间34之间的“短路”。通过提供第二出油口甚至多个出油口，在冷启动期间，可以实现工作空间中的有效减压。