旋轉(zhuǎn)容積泵用的葉片轉(zhuǎn)子的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有葉片轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)正排量泵，并且更具體地，它涉及一種轉(zhuǎn)子，用于具有改進(jìn)形狀的葉片座(vane seats)的這種泵。
[0002]本發(fā)明還涉及一種裝備有這種轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)正排量泵。
【背景技術(shù)】
[0003]在具有葉片轉(zhuǎn)子的泵中，葉片被插入到轉(zhuǎn)子中的座中，這些座由適當(dāng)成型的徑向槽構(gòu)成，以便允許容易地安裝并確保在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的適當(dāng)支持。
[0004]特別地，考慮到由驅(qū)動(dòng)軸的壓配和接下來(lái)的泵操作所引起的應(yīng)力，葉片座的內(nèi)端部的形狀是轉(zhuǎn)子設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵因素。具體地，這種形狀決定轉(zhuǎn)子強(qiáng)度，并要求特別注意壓配驅(qū)動(dòng)軸的孔(轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑)與葉片座的內(nèi)端部之間的最小厚度的定義。必須具有這樣的最小厚度，使得在壓配步驟期間和操作過(guò)程中均可以傳輸最大設(shè)計(jì)扭矩而不斷裂。
[0005]通常，在所述內(nèi)端部處，葉片座被加寬，以便形成具有基本圓形橫截面的區(qū)域。提供這種加寬的區(qū)域的目的在于，特別是，為存在于這些槽自身內(nèi)部的油提供排放路徑，從而不妨礙葉片的徑向運(yùn)動(dòng)。在DE 10 2007 018 692 Al中示出了葉片座的這種常規(guī)形狀的一個(gè)例子。
[0006]然而，具有圓形橫截面端部的葉片座特別是由于在這樣的部分上曲率半徑的減小從而創(chuàng)建了一個(gè)發(fā)生過(guò)應(yīng)力和應(yīng)力增強(qiáng)的區(qū)域。因此，為了確保對(duì)于負(fù)載下的應(yīng)力有足夠抵抗力所需的葉片座的底部與轉(zhuǎn)子的內(nèi)徑之間的厚度必須相對(duì)較高。另一方面，為了在操作中提供所需的機(jī)械強(qiáng)度，驅(qū)動(dòng)軸的厚度不能小于給定最小值。因此，轉(zhuǎn)子整體尺寸不能小于特定的值。很顯然，如果要維持給定的泵尺寸，會(huì)迫使限制了泵的排量，或者如果希望給定排量，則迫使泵更加笨重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種旋轉(zhuǎn)正排量泵用的轉(zhuǎn)子，其消除了現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明，該目的是這樣達(dá)成的:每個(gè)座的加寬的端部具有由一對(duì)第一弧和連接所述第一弧的徑向內(nèi)端的連接部構(gòu)成的橫截面輪廓，該一對(duì)第一弧具有與同一座的各個(gè)壁接合的徑向外端，并設(shè)置有相對(duì)向的凹部。
[0009]連接部的提供使得第一弧從包括葉片座的軸線的轉(zhuǎn)子半徑以特定角度(漸遠(yuǎn)角)間隔開。
[0010]根據(jù)本發(fā)明優(yōu)選的特征，連接部由第二弧構(gòu)成，該第二弧具有朝向加寬的部分的內(nèi)側(cè)的凸面并且具有大于第一弧半徑的半徑。有利的是，所有座的底部中的第二弧都屬于同一圓周。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的解決方案，能夠減小作用到葉片座的最內(nèi)部分上的最大應(yīng)力，該應(yīng)力是在壓配步驟期間產(chǎn)生的。最大應(yīng)力的這種降低伴隨著漸遠(yuǎn)角的增大而增加。
[0012]通過(guò)幾何改進(jìn)(而不是通過(guò)使用具有更高性能的材料，那將需要更高的成本)而實(shí)現(xiàn)的最大應(yīng)力的降低，提供了允許以比在具有常規(guī)形狀的葉片座的轉(zhuǎn)子中更大的自由度來(lái)自由改變軸的尺寸的可能性。尤其是，有可能使用尺寸比沒(méi)有裝備本發(fā)明的轉(zhuǎn)子中的軸更大的軸，從而泵能承受更高的應(yīng)力，甚至使用較小的軸使泵具有較小的排量。在使用具有較大尺寸的軸的情況下，可以得到的優(yōu)點(diǎn)是與最大應(yīng)力的降低具有相同的數(shù)量級(jí)。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，還提供了一種采用改進(jìn)的轉(zhuǎn)子的泵。
【附圖說(shuō)明】
[0014]參照所附的附圖所作的非限制性示例方式的優(yōu)選實(shí)施例的以下描述，本發(fā)明的上述和其它特征和優(yōu)點(diǎn)將變得清楚，其中:
[0015]-圖1是常規(guī)轉(zhuǎn)子的示意性截面圖；
[0016]-圖2是轉(zhuǎn)子的部分放大示意圖，其中的葉片座是根據(jù)本發(fā)明制造的；
[0017]-圖3A至圖3C是具有不同數(shù)值的漸遠(yuǎn)角的葉片座的放大圖；
[0018]-圖4A和圖4B是示出了分別不使用和使用本發(fā)明時(shí)，在驅(qū)動(dòng)軸壓配后最大應(yīng)力的分布的不意圖；
[0019]-圖5至圖7是最大應(yīng)力、最大可傳輸扭矩和切向變形分別相對(duì)于漸遠(yuǎn)角的分布曲線圖；和
[0020]-圖8和圖9是應(yīng)用了本發(fā)明的兩種泵的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0021]如圖1所示，葉片轉(zhuǎn)子I可以示意為基本上圓柱形的主體2，具有軸孔，驅(qū)動(dòng)軸3壓配到該軸孔中。彼此相同并沿主體2的圓周規(guī)則地分布的多個(gè)徑向槽4形成在主體2中并容納葉片5，其中只有一個(gè)葉片5以虛線示意性示出。這樣的槽4在它們的底部具有加寬的部分6，根據(jù)圖中所描繪的現(xiàn)有技術(shù)，加寬的部分6具有中心為C的圓形橫截面。這些圓形部分6可以被認(rèn)為外切于同一圓周7，對(duì)于泵的給定的外部尺寸和/或給定的排量，該圓周7到轉(zhuǎn)子內(nèi)徑的距離d是通過(guò)轉(zhuǎn)子I所必須具備的抵抗應(yīng)力的特性所施加的。
[0022]圖2和圖3A至圖3C示出了，根據(jù)本發(fā)明，每個(gè)槽4的加寬的部分6的橫截面形狀不是圓形的，而是通過(guò)圓周的一對(duì)第一弧6a和連接部6b進(jìn)行限定，該一對(duì)第一弧6a設(shè)置有相對(duì)向的凹部(即朝向底部6內(nèi)側(cè)的凹部)并且具有與同一槽的各個(gè)壁4a接合的徑向外端，該連接部6b接合至弧6a的徑向內(nèi)端并且對(duì)稱地在槽4的軸線A的兩側(cè)延伸。
[0023]兩個(gè)弧6a基本上是對(duì)應(yīng)于圖1中所示的常規(guī)圓形底部的每個(gè)一半橫截面的半圓，并且它們具有第一半徑Rl。由于連接部6b的存在，弧6a的中心Cl與槽4的軸具有一定的距離。這樣的距離可以通過(guò)所謂的漸遠(yuǎn)角ακ來(lái)度量，該漸遠(yuǎn)角α K通過(guò)例如穿過(guò)點(diǎn)Cl的轉(zhuǎn)子的半徑與含有軸線A的半徑之間的角度來(lái)定義，下面討論的數(shù)值涉及這樣的定義。
[0024]如將在下面進(jìn)行討論的那樣，漸遠(yuǎn)角α !^的幅角確定了最大應(yīng)力減少的百分比，所述百分比隨著角ακ增大而增加。
[0025]根據(jù)本發(fā)明，角α κ的絕對(duì)值的范圍能從最小的a E(min)>0° (0°明確地對(duì)應(yīng)于常規(guī)的圓形形狀)到最大的aK(max)，該aK(max)對(duì)應(yīng)于一值，于該值，兩個(gè)相鄰的座之間的材料不再能夠承受來(lái)自葉片的應(yīng)力。這種最大值不能進(jìn)行精確的定義，因?yàn)槌巳Q于轉(zhuǎn)子的材料，它顯然取決于葉片的數(shù)量、驅(qū)動(dòng)軸的直徑、運(yùn)行過(guò)程中轉(zhuǎn)子所承受的應(yīng)力等等。
[0026]在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施例中，如附圖中所示，連接部6b為圓周的弧，其凸面面對(duì)底部6內(nèi)側(cè)，并且它具有半徑R2，其大于弧6a的半徑Rl是有利的。更具體地，所有的弧6b都屬于圓周7。
[0027]通過(guò)這樣的設(shè)置，每個(gè)底部6的弧6b具有實(shí)質(zhì)上與軸3相同的曲率方向，并且這允許改善材料內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)分布。
[0028]此外，得益于弧6b的形狀，實(shí)現(xiàn)了切