專利名稱：用于給內燃機輸送燃料的設備的制作方法
現有技術本發明涉及一種根據獨立權利要求類型的用于輸送燃料的設備。
已經由DE 28 35 457 C2公開了一種滾子葉片泵，在該滾子葉片泵中，一個由一些橢圓區段組成的造型工作面由兩個不同的方程式得到。這些可由這些方程式產生的造型工作面對于不同的轉子直徑R2在數學上都相似，在設備的功能、例如熱汽油輸送、效率以及耐磨性能方面并非最佳，并且在偏心率不一致的情況下，在一些半橢圓之間的一些過渡處不連續。
本發明的優點相比而言，根據本發明的、具有獨立權利要求特征的設備具有其優點通過使這些橢圓區段的半徑的曲線至少區段地與在獨立權利要求中所述的方程式之一相符合，以簡單的方式方法實現了設備的功能的改善。通過改變包含在這些方程式中的參數，例如改變參數n和/或一個偏心率S1可使造型工作面區段地最優地與在造型工作面的相應的區域中所要求的功能——例如在抽吸區域中產生真空、在壓力區域中產生過壓、在密封區域中進行密封或者在轉換區域中產生恒定的容積——相匹配。
通過在從屬權利要求中列舉的措施可實現獨立權利要求中給出的輸送設備的有利的進一步構型及改善。
特別有利的是，這些橢圓區段的半徑在這些過渡處相等，因為以這種方式，造型工作面連續地變化且由此不出現大的壓力波動，這些壓力波動在現有技術中經常導致氣蝕及轉子體的振動。轉子體及轉子運行面的磨損由此顯著地得到改善。
此外有利的是，這些橢圓區段的坡度(Steigungen)在這些過渡處相等，因為以這種方式，造型工作面連續地變化且避免了密封體從造型工作面抬起。由此顯著地減小了在泵工作室中的壓力波動。
非常有利的是，這些橢圓區段的曲率在過渡處相等，因為以這種方式，造型工作面連續地變化且由此在泵工作室中不出現大的壓力波動。
在一個有利的構型中，參數n在轉換區域中處于大于等于1.9與小于等于2.1之間，因為以這種方式，泵工作室的容積保持恒定，由此不出現壓力峰值。
附圖中簡化地示出了本發明的一個實施例，在下面的說明中將對其進行詳細描述。
圖1 輸送燃料的設備，圖2 具有一個根據本發明的造型工作面的設備，以及圖3 一個根據本發明的造型工作面。
具體實施例方式
圖1示出了一個用于給內燃機輸送燃料的設備。
根據本發明的該設備具有例如一個帶有至少一個輸入通道2及一個輸出通道3的圓柱狀的殼體1。該設備的輸入通道2例如通過一個吸入管道6與一個存儲容器7相連接，在該存儲容器中例如存儲著燃料。該設備的輸出通道3例如通過一個壓力管道8與一個內燃機9相連接。
該設備例如是一個所謂的滾子葉片泵或者一個所謂的葉片泵。例如由DE 101 15 866 A1公開了一種滾子葉片泵，其中該文獻的內容是本申請的公開的部分。
該設備的殼體1具有一個泵部件12及一個驅動部件13。泵部件12具有一個泵腔14，該泵腔例如被構造成圓柱狀的。在泵腔14中可轉動地支承著一個轉子15，其中轉子15與泵腔14彼此偏心地設置。
轉子15由一個設置在驅動部件13中的執行機構18、例如一個電動機的電樞通過一個驅動軸19旋轉地驅動。
泵腔14由兩個在轉子15的旋轉對稱的軸線20的方向上位于對面的端壁——即一個朝著輸入通道2的第一端壁21及一個朝著輸出通道3的第二端壁22——以及在相對于軸線20的徑向方向上由一個環形壁23構成邊界。
第一端壁21構造在一個例如盤狀的吸入蓋26的朝著轉子15的內面上，第二端壁22構造在一個例如盤狀的壓力蓋27的朝著轉子15的內面上。環形壁23例如設置在一個環狀的中間蓋28的朝著轉子15的內面上。環形壁23例如可作為涂覆層一體地與該中間蓋28相連接，或者構造成單獨的滑環。該單獨的滑環可例如壓入、粘入、焊入或者旋入到環狀的中間蓋28中。中間蓋28例如設置在盤狀的吸入蓋26與盤狀的壓力蓋27之間。但該中間蓋28也可是一體地與吸入蓋26或者壓力蓋27連接的。中間蓋28與環形壁23例如相對轉子15偏心地設置。
不僅吸入蓋26與中間蓋28，而且壓力蓋27與中間蓋28，分別構成傳力鏈地——例如借助多個螺釘——或者形狀鎖合地彼此連接。
殼體1具有一個圓柱區段31，該圓柱區段在朝著泵部件12的端面上具有該吸入蓋26且在朝著驅動部件13的端面上具有一個連接蓋32。吸入蓋26與連接蓋32使殼體1的圓柱區段31相對外部環境密封地封閉，其方式是它們例如配合到該圓柱區段31中并且以圓周至少區段地貼靠在該圓柱區段31的內側上。
殼體1的輸入通道2例如設置在吸入蓋26上且在流動方向上與一個泵腔輸入端33相連接，該泵腔輸入端通入到泵腔14中。
殼體1的輸出通道3例如設置在連接蓋32上。該連接蓋32例如也具有一些用于使設置在殼體1中的執行機構18觸點接通的電連接件36。
在該設備的壓力蓋27中例如設置有一個泵腔輸出端34，該泵腔輸出端34使泵腔14同殼體1的壓力室35相連接。但該泵腔輸出端34也可設置在吸入蓋26上。壓力室35在徑向上由圓柱區段31且在軸向上由壓力蓋27及連接蓋32構成邊界。在壓力室35中例如設置有執行機構18，該執行機構旋轉地驅動所述驅動軸19。壓力蓋27具有一個驅動軸通道37，驅動軸19配合穿過該驅動軸通道37直到泵腔14中，以便旋轉地驅動轉子15。驅動軸19例如在背對執行機構18的端部上被支承在吸入蓋26的軸承槽38中。壓力室35至少間接地通過殼體1的輸出通道3及壓力管道8同內燃機9相連接。
轉子15在滾子葉片泵的情況下例如是一個圓柱狀的槽盤。在轉子15上設置有多個分布在圓周上的密封體39，這些密封體在滾子葉片泵的情況下例如構造成圓柱狀的滾子。這些密封體39例如設置在轉子15的徑向延伸的導向槽40中并通過在轉子15轉動時的離心力壓靠到環形壁23上且沿著該環形壁23滑動或滾壓。環形壁23在此構成所謂的造型工作面24。
泵腔14上游的區域稱為該設備的抽吸側，泵腔14下游的區域稱為該設備的壓力側。
圖2表示具有根據本發明的造型工作面的設備。
在根據圖2的設備中，相對于根據圖1的設備保持相同或作用相同的部件由相同的參考標號來標示。
在轉子15的圓周上例如設置有在該轉子15的圓周上均勻分布的多個導向槽40。這些導向槽40的數目優選為奇數。這些導向槽40在軸向方向上從轉子15的一個端面到另一個端面穿過該轉子15。這些導向槽40以兩個例如彼此平行地設置的側壁43從外圓周起徑向向內延伸并且各終止在一個例如弧形的槽底44中。
在每個導向槽40中設置有一個密封體39。該密封體39在槽底44與造型工作面24之間在側壁43的方向上可運動地被支承。一個導向槽40的這些側壁43的間距例如僅比密封體39的尺寸、例如直徑稍微大，因為這些密封體39以此方式在徑向方向上側向地被導向。這些密封體39在轉子15旋轉時向造型工作面24的方向上運動且通常靠置在該造型工作面24上。
通過轉子15在泵腔14中偏心地設置，在造型工作面24上得到一個在轉子15與造型工作面24之間具有最小間距的區域，它在后面被稱為窄縫隙45，并且在造型工作面24上得到一個在轉子15與造型工作面24之間具有最大間距的區域，它在后面被稱為寬縫隙46。
通過轉子15在泵腔14中偏心地設置，在造型工作面24與轉子15之間獲得一個鐮刀形的縫隙48，該縫隙通過這些密封體39被分成多個彼此隔離的鐮刀形的縫隙空間49。這些縫隙空間49的數目與這些密封體39的數目相等。
在轉子15轉動時，這些密封體39壓緊在造型工作面24上且各壓緊在對應的導向槽40的、在轉動方向上看緊跟在后面的側壁43上，使得各個縫隙空間49彼此相互密封。
在對應的導向槽40的、在轉子15的轉動方向上在前行進的側壁43上例如設置有至少一個平衡槽51，所述平衡槽從轉子15的一個端面起軸向地及徑向向內地延伸。
由側壁43、槽底44及一個導向槽40的密封體39限制出的空間構成一個槽空間54，所述槽空間分別通過所配置的平衡槽51同相鄰的、在轉子15的轉動方向在前行進的縫隙空間49相連接。槽空間54、平衡槽51及縫隙空間49構成一個泵工作室50。
泵腔輸入端33和/或泵腔輸出端34例如構造成腎狀的槽。泵腔輸入端33例如具有三個腎狀的輸入槽，其中例如兩個內部的輸入槽55在槽空間54的區域中設置在槽底44的徑向外部，而一個外部的輸入槽56例如在徑向上設置在環形壁23的區域中。
泵腔輸入端33例如這樣地設置，使得每個泵工作室50在轉子15轉動時暫時與該泵腔輸入端33通過重疊而流動連接，并且流體通過輸入通道2及泵腔輸入端33流入到相應的泵工作室50中。
泵腔輸出端34例如具有至少一個輸出槽57，該輸出槽例如在槽空間54的區域中設置在槽底44的徑向外部并且在圓周方向上相對于輸入槽55、56具有間距地設置。泵腔輸出端34例如這樣地設置，使得每個泵工作室50在轉子15轉動時暫時與泵腔輸出端34通過重疊而流動連接，并且流體由相應的泵工作室50流到泵腔輸出端34中。
造型工作面24由一個吸入區域58、一個轉換區域59、一個壓力區域60及一個密封區域61組成。吸入區域58位于窄縫隙45與寬縫隙46之間的泵腔輸入端33的區域中，轉換區域59位于泵腔輸入端33與泵腔輸出端34之間的寬縫隙46的區域中，壓力區域60位于泵腔輸出端34的區域中，密封區域61位于窄縫隙45的區域中。
在吸入區域58中，縫隙48的縫隙寬度從窄縫隙45起在轉子15的轉動方向上變大直到寬縫隙46，使得各個泵工作室50的容積在轉子15的轉動方向上看變大并在那里形成一個真空。一旦泵腔輸入端33在吸入區域58中由于轉子15的轉動而與所述泵工作室50中的一個有重疊，則泵腔輸入端33朝該相關的泵工作室50打開，使得流體連續地流入到該相關的泵工作室50中。由此在該吸入區域58中，流體被吸入到相應的泵工作室50中。
如果泵工作室50由于轉子15的繼續轉動而不再與泵腔輸入端33相連接，則相應的泵工作室50的填注結束。該泵工作室50則相對于周圍封閉并到達該轉換區域59。
在轉換區域59中，該泵工作室50封閉并以此方式使泵腔輸出端34相對于泵腔輸入端33密封。在轉換區域59中，造型工作面24被這樣地設計，使得所封閉的泵工作室50的容積至少保持近似恒定，由此不會引起在所封閉的泵工作室50中不期望的壓力升高。所封閉的泵工作室50的容積減小會造成流體的壓縮并由此造成相關的泵工作室50中壓力升高。在封閉的泵工作室50中的大的壓力升高導致密封體39的強的振動，因為這些密封體由于所封閉的泵工作室50中的高的壓力首先被徑向向內地壓，由此出現向當前在前行進的泵工作室50中的泄漏，并且由于泄漏造成的該泵工作室50中的壓力下降又使得這些密封體39沖擊式地被壓到造型工作面24上。由于這些密封體39撞擊到造型工作面24上而會引起該造型工作面24上的和/或這些密封體39上的高的磨損。此外，通過避免所封閉的泵工作室50中的強的壓力升高，至少減小了所謂的氣蝕的出現，該氣蝕通過由于低于流體的蒸汽壓力而引起的汽泡的出現及這些汽泡在造型工作面24上或者在轉子15的表面上突然的破裂也可造成造型工作面24上或者轉子15上的磨損。因為在滾子葉片泵中的氣蝕大多數在熱汽油的情況下出現，所以根據本發明的設備的功能也在熱汽油的情況下得到改善。
在壓力區域60中，相應的泵工作室50被排空，其方式是通過該相應的泵工作室50的容積的減小來建立壓力且流體以此方式被從該泵工作室50壓入到泵腔輸出端34中。這發生在一旦該泵腔輸出端34在轉子15轉動時與該相應的泵工作室50有重疊的時候。于是該泵腔輸出端34朝該相關的泵工作室50打開。
密封區域61使壓力區域60相對于吸入區域58密封，使得盡可能地從壓力區域60到吸入區域58不出現泄漏。在轉子15與密封區域6 1中的造型工作面24之間的徑向的縫隙寬度構造得盡可能小且密封區域61構造得盡可能大，由此使得相應的泵工作室50的流體盡可能完全地向泵腔輸出端34的方向上排空且不會作為泄漏流通過窄縫隙45又到達吸入區域58中。
造型工作面24由至少兩個、例如四個不同的橢圓區段組成，其中這些不同的橢圓區段的半徑、坡度及曲率在過渡處相等。
造型工作面24的這些橢圓區段具有一個共同的橢圓中心Me，該橢圓中心從轉子15的中心M起在一個由寬縫隙46及窄縫隙45構成的軸線方向上移過一個為偏心率s1兩倍的值。
圖3示出了一個根據本發明的造型工作面。
在根據圖3的設備中，相對于根據圖1及圖2的設備保持相同或作用相同的部件由相同的參考標號標示。
圓柱狀的轉子15的半徑在圖3中以R2表示，一個圓64的半徑以R1表示，該圓延伸通過寬縫隙46及窄縫隙45并且具有一個中心M′。該中心M′相對于轉子15的中心M在一個由寬縫隙46及窄縫隙45構成的軸線的方向上移過偏心率s1。
根據本發明，造型工作面24的橢圓區段的以極坐標表示的半徑ρ的變化(曲線)根據下面列出的兩個方程式Gl 1及Gl 2中的一個計算 其中R2是轉子15的半徑，n是可變冪，s1是偏心率。
角的起點位于由寬縫隙46及窄縫隙45構成的軸線上的朝著寬縫隙46的側上，其中該角逆時針變化。
根據本發明，造型工作面24可通過包含在方程式Gl 1及Gl 2中的參數n及s1的變化對于每個橢圓區段彼此分開地關于在該造型工作面24的相應的區域中所要求的功能——例如在吸入區域58中產生一個真空、在轉換區域59中避免壓力升高及氣蝕、在壓力區域60中產生一個過壓以及在密封區域61中的密封功能——來優化。在這些參數n及s1變化時由這些方程式Gl 1及Gl 2得到的造型工作面24至少部分地不是數學上相似的。
通過參數n的變化，一個設置在密封區域61中的橢圓區段的半徑ρ可這樣地被匹配，使得造型工作面24在一個大的角度范圍上非常緊地以一個很小的徑向的間隙尺寸沿著轉子15延伸。密封區域61的密封作用以此方式是非常好的，由此該設備的效率比現有技術中的效率高。
此外，一個設置在吸入區域58中的橢圓區段的半徑ρ可通過參數n的變化這樣地被匹配，使得該泵工作室50的容積變化在轉動方向上強地增大，由此在該泵工作室50中出現高的真空并出現一個大的縫隙空間49。以此方式，這些泵工作室50比在現有技術中以更短的時間且更加完全地被填充。
通過參數n及偏心率s1的變化，一個設置在轉換區域59中的橢圓區段的半徑ρ可被這樣地匹配，使得所封閉的泵工作室50的容積在一個確定的角度范圍上保持近似恒定，由此使得出現的壓力峰值至少被減小。該角度范圍在參數n為2.1及偏心率為1的情況下取值為例如80度。由于所封閉的泵工作室50至少近似地容積恒定，避免了密封體39的不必要的徑向的加速度及氣蝕。造型工作面24由此不太強地承受機械負荷，由此減小了磨損并提高了造型工作面24的壽命。參數n優選在大于等于1.9與小于等于2.1之間的范圍中，因為所封閉的泵工作室50的容積在此間隔中至少保持近似恒定。但參數n也可小于1.9或者大于2.1。
通過偏心率s1的變化，泵腔14中的縫隙48及由此這些泵工作室50的容積變化。如果偏心率s1這樣地變化，使得縫隙48變大，則在轉子15轉速相同的情況下由該設備輸送的體積流量上升。偏心率s1小于等于密封體39的半徑R且優選處于0.9與1.4之間的范圍中。
造型工作面24例如分布在象限I至IV中。第一象限I開始于寬縫隙46中并處于為0與90度之間的角度范圍中，第二象限II處于為90與180度之間的角度范圍中直到窄縫隙45，第三象限III處于為180與270度之間的角度范圍中，第四象限IV處于為270與360度之間的角度范圍中。
造型工作面24可由兩個半橢圓構成，其中例如第一橢圓區段設置在第一象限I與第四象限IV中，而第二橢圓區段設置在第二象限II與第三象限III中。該第一橢圓區段的半徑的變化在該實施例中例如根據方程式Gl 1計算，而該第二橢圓區段的半徑的變化根據方程式Gl 2計算。
但造型工作面24也可具有三個橢圓區段，其中例如第一橢圓區段延伸在兩個象限上，而第二橢圓區段及第三橢圓區段各延伸在一個象限上。在該實施例中，該第一橢圓區段的及該第三橢圓區段的半徑的變化例如根據方程式Gl 1計算，而該第二橢圓區段的半徑的變化例如根據方程式Gl 2計算。
造型工作面24也可具有四個橢圓區段，其中分別有一個橢圓區段占據這些象限I、II、III、IV中的一個。在該實施例中，第一橢圓區段的及第四橢圓區段的半徑的變化例如根據方程式Gl 1計算，而第二橢圓區段的及第三橢圓區段的半徑的變化例如根據方程式Gl 2計算。
造型工作面24的這些橢圓區段可完全地延伸在一個或者多個象限I、II、III、IV上，或者僅僅延伸在一個或者多個象限I、II、III、IV的一部分上。每個橢圓區段可通過這兩個方程式Gl 1及Gl 2中的一個計算。
權利要求
1.用于給內燃機輸送燃料的設備，具有一個偏心地支承在泵腔中的、帶有一些設置在圓周上的導向槽的轉子，在這些導向槽中設置有一些密封體，這些密封體在徑向方向上在造型工作面上被導向，其中該造型工作面具有一些橢圓區段，其特征在于，這些橢圓區段的半徑(ρ)的以極坐標()表示的變化至少區段地與下面的方程式中的一個相對應 其中R2是轉子(15)的半徑，n是一個可變的冪，s1是偏心率。
2.根據權利要求1的設備，其特征在于，該參數n處于大于等于1.9與小于等于2.1之間的范圍中。
3.根據權利要求1的設備，其特征在于，該偏心率(s1)小于等于這些密封體(39)的一個半徑(R)。
4.根據權利要求1的設備，其特征在于，這些不同的橢圓區段的半徑(ρ)在過渡處相等。
5.根據權利要求1的設備，其特征在于，這些不同的橢圓區段的坡度在過渡處相等。
6.根據權利要求1的設備，其特征在于，這些不同的橢圓區段的曲率在過渡處相等。
7.根據權利要求1的設備，其特征在于，該造型工作面具有2至4個橢圓區段。
全文摘要
在公知的設備中，由兩個不同的方程式得到了一個由一些橢圓區段組成的造型工作面。可借助這些方程式產生的造型工作面在設備的功能方面不是最優的。在根據本發明的輸送設備中，設備的功能得到改善，其方式是改變這些方程式且這些方程式包含一些可匹配的參數，使得造型工作面可通過這些參數的匹配區段地最優地與在造型工作面的相應的區域中所要求的功能、例如真空或者過壓的產生相匹配。根據本發明提出了這些橢圓區段的半徑的曲線至少區段地對應于兩個與現有技術不同的方程式中的一個。
文檔編號F04C2/344GK1826467SQ200480021273
公開日2006年8月30日 申請日期2004年6月17日 優先權日2003年7月22日
發明者費夫齊·伊爾迪里姆, 穆罕默德·蓋呂姆 申請人:羅伯特·博世有限公司