本發(fā)明涉及一種構成為單葉片泵的真空泵，所述真空泵包括具有繞組的定子環(huán)、轉(zhuǎn)子和葉片，所述葉片將在定子和轉(zhuǎn)子之間形成的工作空間劃分為具有不同體積的工作腔。

此外，本發(fā)明涉及一種用于運行真空泵的方法。

背景技術：

為了符合對氣候保護的提高的要求，汽車制造商被迫降低其車輛系列的CO₂排放從而符合即將到來的標準。伴隨著不同的措施，要降低發(fā)動機關于水泵和真空泵的摩擦阻力。也就是說，替代于使用隨馬達一起旋轉(zhuǎn)的用于泵的驅(qū)動器，將電泵視為解決方案，所述電泵僅在需要時接通并且在靜止狀態(tài)下無論如何也不具有附加的摩擦阻力。

另一挑戰(zhàn)是用于這種電泵的結(jié)構空間，因為該結(jié)構空間不應超出用于機械泵的結(jié)構空間。在此，一個解決方案提供了葉片泵，所述葉片泵集成在電動馬達中。電動馬達的轉(zhuǎn)子與泵的轉(zhuǎn)子一起形成結(jié)構單元并且由電動馬達的定子圍繞。這種泵從WO2012007125A2中已知。在該現(xiàn)有技術中，多葉片泵干式運行。然而，干式運行的泵的使用壽命是有限的，并且其泵功率隨使用時間降低。此外，將其直接用于內(nèi)燃機并不理想。

單葉片泵用作為真空泵的實施方式也從WO2010025799A2中已知。當前，單葉片泵因其高的泵效率是一種在車輛中越來越多地使用的泵類型。

從WO2013130497A1中已知一種作為油泵集成在無刷直流電機中的單葉片泵。然而，在該處示出的實施方式對于油泵而言是理想的，而無法解決在真空泵中的泄漏問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是，實現(xiàn)一種真空泵，所述真空泵集成在無刷直流電機中，所述無刷直流電機直接在內(nèi)燃機處在小的結(jié)構空間中濕式工作。

所述目的通過一種構成為單葉片泵的真空泵來實現(xiàn)，所述真空泵包括：具有繞組的定子環(huán)；轉(zhuǎn)子和葉片，所述葉片將在定子和轉(zhuǎn)子之間形成的工作空間劃分為具有不同體積的工作腔，其特征在于，在定子環(huán)內(nèi)部，具有轉(zhuǎn)動環(huán)的磁環(huán)相對于轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動地安裝，葉片單側(cè)地固定連接在所述轉(zhuǎn)子上。

有利的是，構造具有單一葉片的電真空泵，這明顯提高泵的效率。通過使用轉(zhuǎn)動環(huán)，該旋轉(zhuǎn)部分、即轉(zhuǎn)子在此被葉片帶動旋轉(zhuǎn)，其中葉片單側(cè)地固定連接在所述轉(zhuǎn)動環(huán)中。

有利的是，在構造在轉(zhuǎn)動環(huán)中的潤滑間隙內(nèi)，葉片的葉片尖端在潤滑間隙的邊界之間以刮擦運動的方式往復運動。通過這種設計方案，轉(zhuǎn)動環(huán)的構造原則上是圓形的，并且僅在潤滑間隙的區(qū)域中遵循限定的輪廓。由此，轉(zhuǎn)動環(huán)的制造是簡單的。

有利的是，葉片的葉片尖端承載有密封的蓋。通過使用密封的蓋避免通過葉片尖端泄漏。

有利的是，蓋由塑料形成。在此適用的是，使用由無磨損的材料構成的蓋，所述無磨損的材料必要時也具有一定彈性。

在此，蓋能夠在彈簧張力下固定在葉片尖端上。

因為根據(jù)本發(fā)明的真空泵總是具有死區(qū)體積，所以有利的是，轉(zhuǎn)動環(huán)具有卸壓凹陷部，并且泵殼體具有卸壓槽。由此在死區(qū)體積中對于超壓而言提供了卸壓路徑。

有利的是，真空泵能夠設置在無刷直流電機中，并且直接經(jīng)由內(nèi)燃機的油回路被供給液體潤滑劑和密封。由此具有下述優(yōu)點：真空泵在結(jié)構上能夠與凸輪軸的位置無關地安置在不同部位，例如在現(xiàn)有技術中安置在內(nèi)燃機上，必要時安置在內(nèi)燃機的油底殼中。無刷直流電機的使用一方面是必要的，因為僅這種馬達在空氣/油的混合物中起作用，然而具有如下優(yōu)點：無刷直流電機是可穩(wěn)定控制的。

根據(jù)本發(fā)明的用于運行真空泵的方法具有下述優(yōu)點：在空氣/液體混合物中產(chǎn)生的、處于超壓下的死區(qū)體積經(jīng)由卸壓槽和卸壓凹陷部經(jīng)由定子室導出，從而明顯提高真空泵的效率。

有利的是，在此每轉(zhuǎn)一圈，卸壓路徑打開至少兩次，以降低壓力。

附圖說明

本發(fā)明的其它優(yōu)點、特征和細節(jié)從接下來的描述中得出，在所述描述中參考附圖詳細描述不同的實施例。附圖示出：

圖1a和1b示出真空泵的俯視圖，

圖2示出轉(zhuǎn)動環(huán)，

圖3a和3b示出貫穿真空泵的剖面。

具體實施方式

在圖1中示出的葉片泵包括栓狀的轉(zhuǎn)子2，所述轉(zhuǎn)子具有橫截面為圓形的外環(huán)周面。轉(zhuǎn)子2在環(huán)周上由環(huán)形的轉(zhuǎn)動環(huán)3圍繞，所述轉(zhuǎn)動環(huán)可被驅(qū)動，以關于旋轉(zhuǎn)軸線A進行旋轉(zhuǎn)運動。轉(zhuǎn)動環(huán)3的旋轉(zhuǎn)軸線A相對轉(zhuǎn)子2的中軸線B偏移，也就是說，轉(zhuǎn)動環(huán)3相對轉(zhuǎn)子2偏心地設置。在轉(zhuǎn)動環(huán)3的橫截面為圓形的內(nèi)環(huán)周面上存在引導狹槽6。在引導狹槽6中固定安裝有基本上為板狀的葉片5。葉片5穿過轉(zhuǎn)子2的旋轉(zhuǎn)軸線B在兩側(cè)上徑向向外伸到轉(zhuǎn)動環(huán)3上，并且在引導部40中沿著其縱軸線可運動地安裝。葉片的葉片尖端7，即葉片5的自由端，承載蓋8，所述蓋貼靠在轉(zhuǎn)動環(huán)3的外環(huán)周面上。轉(zhuǎn)動環(huán)3具有內(nèi)環(huán)周30，所述內(nèi)環(huán)周基本上是環(huán)形的并且具有凹部，所述凹部形成潤滑間隙16。潤滑間隙16具有右側(cè)的邊界15和左側(cè)的邊界15’。也就是說，轉(zhuǎn)動環(huán)3能夠在其大部分中是圓形的，并且僅在如下區(qū)域中設計為輪廓遵循螺旋線：葉片5在所述區(qū)域中運動。

因為葉片尖端7不與轉(zhuǎn)動環(huán)3固定連接，所以在運行時可能引起經(jīng)由葉片尖端7的泄漏流。因此，蓋8施加在葉片尖端7上。蓋8由塑料材料、可能是彈性的塑料材料構成，并且所述蓋徑向可運動地設置在葉片尖端7的凹口中。在圖3中，在橫截面中可清楚看到，蓋8經(jīng)由葉片5中的齒狀的凹口保持。也可以看到，蓋8在運行時徑向向外偏移，從而形成間隙。在旋轉(zhuǎn)運動時，蓋8被向外壓并且優(yōu)選無間隙地貼靠在轉(zhuǎn)動環(huán)3的內(nèi)壁上。必要時，蓋8還能夠借助于彈簧預張緊。通過蓋8與轉(zhuǎn)動環(huán)的內(nèi)部的密封的接觸，形成實際的工作腔。為了進一步將泄漏流最小化，葉片尖端7僅在潤滑間隙16的右側(cè)的邊界和左側(cè)的邊界15，15’之間運動。在轉(zhuǎn)子2和轉(zhuǎn)動環(huán)3之間形成泵的工作空間19，所述工作空間被劃分為室或腔。該工作空間通過葉片5從最大的工作空間24被分成排出空間23和抽吸空間22(圖1a)。在轉(zhuǎn)動環(huán)4沿著旋轉(zhuǎn)方向C旋轉(zhuǎn)運動期間，由于轉(zhuǎn)動環(huán)4和轉(zhuǎn)子2相對于彼此的偏心設置，相應的工作空間19的徑向伸展尺寸改變，使得在轉(zhuǎn)動環(huán)旋轉(zhuǎn)運動期間，工作空間24的體積改變。由此，空氣/液體混合物，通常為空氣/油混合物通過入口13被抽入，接下來被壓縮，并且最后通過出口14再次從泵的出口空間23中排出。第一卸壓凹陷部和第二卸壓凹陷部26、26’在此處示出的實施例中構成在轉(zhuǎn)動環(huán)3的底面上。蓋8與葉片5在潤滑間隙16的區(qū)域中執(zhí)行刮擦運動，而轉(zhuǎn)動環(huán)3旋轉(zhuǎn)。在該設計方案中存在如下問題：除了工作體積外死區(qū)體積也運動，所述死區(qū)體積不能被完全清空。死區(qū)體積20從出口向入口轉(zhuǎn)移。當死區(qū)體積20內(nèi)部的壓力小于泵出口或出口閥處的外部壓力時，空氣/液體混合物向抽吸側(cè)運動，在該處所述空氣/液體混合物膨脹并且不利地影響抽吸過程的功率。

在此處示出的實施例中，借助于具有繞組18的定子環(huán)驅(qū)動轉(zhuǎn)子2和轉(zhuǎn)動環(huán)3進行所提到的旋轉(zhuǎn)運動，所述定子環(huán)構成為無刷的直流馬達。電動馬達的轉(zhuǎn)子在此通過轉(zhuǎn)子加上泵的轉(zhuǎn)動環(huán)3形成。為了該目的，轉(zhuǎn)動環(huán)3包括多個具有交替的極方向的永久磁體的配置。磁環(huán)4在此與轉(zhuǎn)動環(huán)3壓在一起，其中一件式的設計方案也是可行的。具有繞組18的定子環(huán)在徑向外部圍繞電動馬達的磁環(huán)4/轉(zhuǎn)動環(huán)3，并且借助于未詳細示出的控制裝置以適當?shù)姆绞娇刂?，以便?qū)動磁環(huán)4/轉(zhuǎn)動環(huán)3以優(yōu)選恒定的旋轉(zhuǎn)速度進行旋轉(zhuǎn)運動。為此，電動馬達定子的繞組按照無刷直流馬達的類型來控制，也就是說，所述繞組在環(huán)周方向上依次被通電。由此，電動馬達具有有利的緊湊構造并且能夠設置在泵殼體17內(nèi)部。

為了避免死區(qū)體積的空氣/液體混合物在壓力下出現(xiàn)在抽吸側(cè)上，在殼體中在內(nèi)部和外部設有卸壓槽10、10’，經(jīng)由所述卸壓槽能夠降低壓力。這種特殊的排出路徑由如下部件構成：泵殼體中的兩個徑向卸壓槽、內(nèi)部的卸壓槽10以及外部的卸壓槽10’；和轉(zhuǎn)動環(huán)3中的兩個以180度彼此偏移的、徑向伸展的卸壓凹陷部26和26’。

當死區(qū)體積被封閉并且葉片5突出于內(nèi)部的卸壓槽10時，轉(zhuǎn)動環(huán)每轉(zhuǎn)一圈，專門的排出路徑僅打開兩次。卸壓槽10打開的情況在圖1a和1b中示出。流出室23被封閉并且能夠經(jīng)由卸壓槽10清空。

在圖3a和b中可見泵的剖面。

可以看到圍繞轉(zhuǎn)子2可旋轉(zhuǎn)安裝的葉片5。葉片5具有齒狀的凹部，蓋8接合在所述凹部中。蓋8裝入在轉(zhuǎn)動環(huán)3處。磁環(huán)4直接安置在轉(zhuǎn)動環(huán)3上。轉(zhuǎn)子2安裝在泵殼體17中。泵殼體具有卸壓槽10和10’。在左側(cè)圖3a中，卸壓路徑是關閉的。在右側(cè)圖3b中，卸壓路徑是打開的，如箭頭28所表明的那樣?？諝?流體混合物中的超壓經(jīng)由內(nèi)部的卸壓槽10、外部的卸壓槽10’和轉(zhuǎn)動環(huán)3的卸壓凹陷部26、26’到定子室25中向外降低。混合物沿著卸壓凹陷部朝向泵殼體17移動并且能夠在那里經(jīng)由卸壓槽10’導出。由此，每轉(zhuǎn)一圈，死區(qū)體積中的超壓經(jīng)由卸壓路徑降低兩次，所述卸壓路徑由卸壓槽10、10’和卸壓凹陷部26、26’構成。

在示例性的實施方式中，設有兩個卸壓槽10、10’和兩個卸壓凹陷部26、26’，所述卸壓凹陷部以180°彼此偏移地設置。然而，為了實施本發(fā)明，可行的是，也使用其他更大數(shù)量的卸壓槽和卸壓凹陷部，并且彼此間的布置以不同方式構成。

根據(jù)本發(fā)明的用于運行真空泵的方法提出：所述真空泵的馬達使轉(zhuǎn)動環(huán)3旋轉(zhuǎn)。因為葉片5在轉(zhuǎn)動環(huán)3的槽中引導，所以在轉(zhuǎn)動環(huán)3中葉片5一起旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子2是受迫運動的，其中葉片沿著葉片縱軸線在轉(zhuǎn)子的引導部40中往復滑動。由于旋轉(zhuǎn)軸線A偏置于旋轉(zhuǎn)軸線B，葉片在潤滑間隙16中以疊加的、即所謂的擺動運動來運動。也就是說，在潤滑間隙16的邊界15和15’之間的運動沿著旋轉(zhuǎn)方向從15向15’附加地與轉(zhuǎn)動環(huán)3的速度相比稍微更快地進行。也就是說，逆著轉(zhuǎn)動環(huán)旋轉(zhuǎn)方向從15’向15的運動與轉(zhuǎn)動環(huán)3的速度相比稍微更慢地進行。通過葉片5的這種運動、即這種疊加的擺動運動，轉(zhuǎn)子2除了泵的主轉(zhuǎn)速外也相應地運動。

通過葉片在卸壓槽上的運動，在旋轉(zhuǎn)期間，泵的死區(qū)體積被清空至少兩次。

附圖標記

1 真空泵 16 潤滑間隙

2 轉(zhuǎn)子 17 泵殼體

3 轉(zhuǎn)動環(huán) 18 具有繞組的定子環(huán)

4 磁環(huán) 19 工作空間

5 葉片 20 死區(qū)體積

6 引導狹槽 22 抽吸空間

7 葉片尖端 23 排出空間

8 蓋 24 最大的工作空間

10 卸壓槽 內(nèi)部 25 定子室

10’ 卸壓槽 外部 26 第一卸壓凹陷部

12 底面 轉(zhuǎn)動環(huán) 26’ 第二卸壓凹陷部

13 入口 28 箭頭

14 出口 30 內(nèi)環(huán)周

1515’ 邊界 潤滑間隙 40 引導部