转子和包括这种转子的泵的制作方法

本发明涉及一种转子和一种包括这种转子的泵。更特别地，转子是叶片类型的，包括由热塑性材料制成的叶片架和由金属材料制成的传动联轴器，传动联轴器连接到叶片架并适于从驱动构件接收驱动扭矩。

作为本发明主题的泵特别适用于汽车工业，特别是作为能够为制动辅助装置提供真空的真空泵，或作为既用作真空泵又用于为内燃机供应燃料的组合泵。

背景技术

在已知类型的泵、特别是真空泵中，存在叶片泵，其包括能够驱动至少一个叶片并连接到驱动构件、例如发动机凸轮轴的转子。转子包括叶片架，至少一个叶片以可移动的方式安装在叶片架中，还包括连接到叶片架并布置成接收由凸轮轴提供的驱动扭矩并将所述扭矩传递到叶片架以产生真空的传动联轴器。更特别地，驱动扭矩从传动联轴器到叶片架的传递是借助于传动联轴器的推力表面发生的，该推力表面平行于转子旋转的纵向轴线并且对叶片架的对应的抵靠表面施加推力，所述抵靠表面也基本上平行于转子的旋转轴线。

在上述泵中，有些泵为了减轻重量和降低成本，叶片架由热塑性材料制成，而传动联轴器必须能够接收由凸轮轴所提供的驱动扭矩所以由钢制成。在这种情况下，可能会出现可靠性问题，因为传动联轴器和叶片架之间的接触会导致叶片架的磨损：这是因为传动联轴器和叶片架之间的接触总是包括在垂直于转子的旋转轴线方向上的压缩和摩擦或滑动摩擦的组合。在下文中，为了便于讨论，这种压缩和摩擦的组合将简称为接触磨损。

此外，在诸如上述的真空泵的最近应用的情况中，其中，由于使用了驱动高压燃油喷射泵或车辆的其他辅助部件的附加凸轮，凸轮轴在一定条件下会产生重要的驱动扭矩的反向脉冲，而导致传动联轴器的径向和轴向脉动。这样，进一步产生了叶片件的横向和/或轴向磨损，包括特别是当驱动扭矩发生反转时驱动联轴器向叶片架的抵靠表面施加推力而造成的横向磨损。

为了限制叶片载体的磨损问题，文件CN 207777183 U中描述的转子包括带有基体的支撑元件，该基体包括两个径向部，第一翼和第二翼分别从每个径向部延伸出。第一翼布置在传动联轴器的推力表面与对应的抵靠表面之间，该推力表面在泵的正常运行期间向叶片架的对应的抵靠表面施加推力；第二翼则布置在传动联轴器的对应的推力表面与对应的抵靠表面之间，该推力表面在驱动扭矩发生反转时对叶片架的对应的抵靠表面施加推力。

申请人注意到，上述已知的转子不能充分解决由于叶片架和传动联轴器之间的径向间隙造成的叶片架的横向磨损问题，该径向间隙例如是由叶片架和传动联轴器的不同热膨胀以及由叶片架收缩后的尺寸偏移造成的，这些因素决定了支撑元件对叶片架的磨损(所述磨损特别是由于这些支撑元件的翼和抵靠表面之间的相对滑动造成的叶片架的抵靠表面上的材料去除)和/或支撑元件本身的断裂。

本发明的一个目的是通过提供一种不易磨损并因此具有更长使用寿命的转子来克服现有技术的问题和限制。本发明的另一个目的是提供一种泵，该泵包括所述转子并且是可靠的，具有减轻的重量和降低的成本。

这些和其他目的通过如所附权利要求中要求保护的转子和包括这种转子的泵来实现。

技术实现要素：

根据本发明的转子包括其包括叶片架、构造为用于向叶片架传递驱动扭矩的传动联轴器以及可移动地插入叶片架的合适的槽中的至少一个叶片。叶片架包括座，传动联轴器包括构造为用于插入到叶片架的座中的接合端。传动联轴器的接合端特别地具有朝向所述座定向的第一面，以及定向在与所述第一面的定向相反的方向的第二面。

根据本发明，叶片架优选地由热塑性材料制成并且传动联轴器优选地由金属制成。

根据本发明，转子还包括第一支撑元件。所述第一支撑元件具有搁置在所述接合端的第二面上的基体、两个第一翼以及两个第二翼，这些翼优选地基本垂直于第一支撑元件的基体延伸。两个第一翼布置在所述接合端的相应的第一推力表面与所述座的对应的第一抵靠表面之间，所述第一抵靠表面面向所述第一推力表面，而两个第二翼布置在所述接合端的相应的第二推力表面与所述座的对应的第二抵靠表面之间，所述第二抵靠表面面向所述第二推力表面。

根据本发明，第一支撑元件的基体包括两个径向部，在其中设置有将所述两个径向部分开为第一子分支和第二子分支的径向槽，所述两个第一翼中相应的翼从所述第一子分支延伸，所述两个第二翼中相应的翼从所述第二子分支延伸。

有利地，径向槽允许使由径向槽自身限定的第一和第二分支变得有弹性。这允许第一支撑元件适应于由叶片架和传动联轴器的不同热膨胀以及由叶片架收缩后的尺寸偏移造成的叶片架和传动联轴器的不同的尺寸变化。特别地，第一子分支构造为在相对于对应的第一翼的横向方向弹性弯曲，第二子分支构造为在相对于对应的第二翼的横向方向弹性弯曲。

此外，所述第一子分支和所述第二子分支在背离的方向被横向预加载，使得所述两个第一翼和所述两个第二翼分别保持附靠所述叶片架的对应的第一抵靠表面和第二抵靠表面。

根据本发明，第一推力表面是旋转推力表面，其构造为用于在泵的正常操作期间向对应的第一抵靠表面施加推力以将驱动扭矩传递到叶片架。所述第二推力表面是反旋转的推力表面，其构造为用于在驱动扭矩发生反转时向所述第二抵靠表面施加推力。

有利地，第一支撑元件的两个第一翼中的每一个允许限制由于传动联轴器的接合端的相应的第一推力表面与叶片架的对应的第一抵靠表面之间的接触而引起的磨损。此外，有利地，第一支撑元件的两个第二翼中的每一个允许限制由于传动联轴器的接合端的相应的第二推力表面与叶片架的对应的第二抵靠表面之间的接触而引起的磨损。在这种情况下，实际上，接触发生在两个金属元件(即第一支撑元件和传动联轴器)之间，从而防止在叶片架上出现滑动摩擦分量。

根据本发明，所述转子还包括第二支撑元件，所述第二支撑元件包括基体，所述基体布置在所述叶片架的座的封闭底部与所述传动联轴器的接合端的第一面之间，所述第一面朝向所述封闭底部定向并靠近所述封闭底部。

有利地，第二支撑元件的基体允许限制由传动联轴器的接合端的第一面因传动联轴器的轴向脉动而在叶片架的座的底部引起的磨损。

根据本发明的又一方面，所述叶片架的座和传动联轴器的接合端均具有四臂十字形截面。

根据本发明的另一方面，第一和第二支撑元件被制成薄金属板。

根据本发明的另一方面，第一和第二支撑元件由弹簧钢制成。

本发明的另一个目的是提供一种泵，其包括根据上述特征中的任一个所述的转子。

附图说明

本发明的这些和其他特征和优点将通过参考附图以非限制性示例的方式给出的一些优选实施例的随后描述变得更加明显，附图中由相同或相似的附图标记指定的元件表示具有相同或相似的功能和结构的元件，其中：

-图1是根据本发明的泵的透视图；

-图2是根据本发明的第一实施例的转子的分解透视图；

-图3是图2转子的俯视图；

-图4是图3的转子沿线AA截取的截面图；

-图5是图2的转子的叶片架的透视图；

-图6是图2的转子的传动联轴器的透视图；

-图7是图2的转子的第一支撑元件的透视图；

-图8是图2的转子的第二支撑元件的透视图。

具体实施方式

参照图1，根据本发明的泵是叶片泵10，其包括安装在泵10内并构造为由驱动构件、例如车辆发动机的凸轮轴(未示出)驱动的转子20。

根据第一实施例的转子20，如图2、3、4所示，包括叶片架21、用于将由驱动构件提供的驱动扭矩传递到叶片架21的传动联轴器40、叶片(未示出)、第一支撑元件170以及优选地第二支撑元件160。

特别是参考图2和图5，优选地由热塑性材料制成的叶片架21包括朝向传动联轴器40定向并且具有纵向轴线Y、即转子20的旋转轴线的第一圆柱形端部22，以及第二圆柱形端部23，其与第一端部22同轴并且优选地具有大于第一端部22的外径的外径。

叶片架21的第二端部23由槽24径向穿过，叶片可移动地安装在槽24中。

在叶片架21的第一端部22中设置有具有封闭底部26和与封闭底部26相反的开口端27的座25。座25具有形状像四臂交叉的截面，包括第一、第二、第三和第四径向部29a-29d。特别地，所述径向部29a-29d两两径向相对，优选地沿彼此正交的两个方向延伸。此外，上述四个径向部29a-29d中的每一个优选地借助于弧形部30连接到两个相邻的径向部。座25的封闭底部26基本垂直于纵向轴线Y，而座25的多个壁在基本上平行于纵向轴线Y的方向延伸。特别地，座25的彼此径向相对的第一和第二径向部29a和29b分别具有从对应的弧形部30延伸至所述径向部的相应的外周壁31的第一壁32和第二壁33；这些壁32、33分别用作第一抵靠表面32和第二抵靠表面33，传动联轴器40向其施加推力以旋转叶片架21，下文将更好地说明。

叶片架21的第二端部23还包括销34，销34布置在座25的中心处并且从座25的底部26沿纵向轴线Y延伸。销34优选地包括具有不同直径的两个部分，即靠近座25的底部26且具有较大直径的第一部分34a，以及远离座25的底部26且具有较小直径的第二部分34b。

特别是参考图2和图6，优选地由钢或比叶片架的材料更硬的其他材料制成的传动联轴器40包括构造为用于插入到叶片架21的座25中的接合端41，以及包括传动联接器40与凸轮轴端部(未示出)之间的耦接结构52的耦接端42。

传动联轴器40的接合端41具有四臂十字形截面，大致与叶片架21的第二端部23的座25的截面相同，因此包括第一、第二，第三和第四径向部44a-44d。类似于叶片架21的座25的径向部29a-29d的设置，传动联轴器40的径向部44a-44d布置成两两径向相对，优选地沿彼此正交的两个方向延伸，每个径向部44a-44d借助于弧形部45连接到两个相邻的径向部。

接合端41还包括第一面46和第二面47，第一面46基本上垂直于纵向轴线Y并朝向叶片架21的座25的底部26定向并靠近该底部26，第二面47也垂直于纵向轴线Y，所述第二面与第一面46相反并且远离叶片架21的座25的底部26。接合端41还包括在第一面46和第二面47之间延伸的壁，所述壁基本上垂直于所述面。特别地，彼此径向相对的第一和第二径向部44a和44b分别具有从对应的弧形部45延伸到所述径向部的相应的外周壁48的第一壁49和第二壁50。抵靠表面向所述第一壁的所述第一抵靠表面32的第一壁49施加推力到所述第一抵靠表面以引起叶片架21旋转；类似地，抵靠表面向所述第二壁的所述第二抵靠表面33的第二壁50施加推力到所述第二抵靠表面，该推力导致叶片架21在与由第一推力壁49所引起的旋转的方向相反的方向旋转。在下面的描述中，第一壁49将被称为第一推力表面49，而第二壁50将被称为第二推力表面50。

特别地，第一推力表面49是旋转推力表面，其构造为用于在泵的正常运行期间向相应的第一抵靠表面32施加推力以将驱动扭矩传递到叶片架21。相反，第二推力表面50是反旋转推力表面，其构造为用于在驱动扭矩发生反转时向相应的第二抵靠表面33施加推力。

传动联轴器40的接合端41还包括从接合端41的第一面46沿纵向轴线Y延伸至接合端41的第二面47的中心开口51。叶片架21的销34插入穿过所述中心开口51。优选地，所述开口51是非圆形的，而是具有长形形状。特别地，开口51沿着传动联轴器40的接合端41的彼此径向相对的第一径向部44a和第二径向部44b的延伸方向具有更长的延伸。有利地，所述长形形状开口51的开口允许传动联轴器40与叶片架21之间有一些间隙，以便补偿它们之间的任何非同轴性。

在传动联接器40的耦接端42中，耦接结构优选地具有两个齿52的形状。所述齿52从传动联接器40的接合端41的第二面47在接合端41的第三径向部44c和第四径向部44d处平行于纵向轴线Y延伸。特别地，所述第三和第四径向部44c、44d是接合端41的径向相对的径向部，它们布置为横向于传动联轴器40的长形形状的开口51具有更长的延伸的方向。以已知的方式，齿52优选地构造为用于在位于凸轮轴端部的对应的狭槽(未示出)中滑动，从而形成十字接头。

特别是参考图2和图7，由金属材料、优选地弹簧钢制成并被制成薄金属板的第一支撑元件170包括基体171，基体171具有构造为以过盈配合装配到叶片架21的座25的销34的第二部分34b的中心孔174。基体171具有第一径向部173a和第二径向部173b，它们相对于中心孔174彼此径向相对并分别搁置在传动联轴器40的第二面47上、特别是分别搁置在接合端41的第一径向部44a和第二径向部44b上。

有利地，通过深拉制成的中心孔174具有大于第一支撑元件170的厚度的纵向延伸：这样的延伸允许获得与销34的大面积干涉以承受由传动联轴器40传递的轴向和径向应力。

有利地，第一支撑元件170和叶片架21的销34的第二部分34b之间的过盈配合允许防止传动联轴器40从叶片架21滑出。

第一支撑元件170还包括与基体171制成一体的四个翼175、176、177、178。特别地，第一翼175和第三翼177从基体171的第一径向部173a延伸，第二翼176和第四翼178从基体171的第二径向部173b延伸。所有翼175、176、177、178在基本垂直于基体171的方向上延伸并且位于基体本身所处平面的同一侧。第一和第二翼175、176分别布置在传动联轴器40的接合端41的第一径向部44a和第二径向部44b的第一推力表面49与叶片架21的座25的对应的第一抵靠表面32之间，其中第一抵靠表面面向所述第一推力表面，因此第一和第二翼175、176相对于纵向轴线Y位于径向相反的方向。第三和第四翼177、178分别布置在传动联轴器40的接合端41的第一径向部44a和第二径向部44b的第二推力表面50与叶片架21的座25的对应的第二抵靠表面33之间，其中第二抵靠表面面向所述第二推力表面，因此第三和第四翼177、178相对于纵向轴线Y位于径向相反的方向。

有利地，第一支撑元件170的第一和第二翼175、176允许限制由于传动联轴器40的第一推力表面49与传动联轴器40的对应的第一抵靠表面32之间的接触而导致的叶片架21的磨损，其中，第一抵靠表面面向所述第一推力表面。此外，有利地，第一支撑元件170的第三和第四翼177、178允许限制由于传动联轴器40的第二推力表面50与叶片架21的对应的第二抵靠表面33之间的接触而引起的磨损，其中，第二抵靠表面面向所述第二推力表面。

在第一支撑元件170的两个径向部173a、173b中的每一个中，还设置有径向槽179，其从靠近中心孔174的第一封闭端184延伸到径向部173a、173b的远离中心孔174的端部180。每个槽179将相应的径向部173a、173b分成第一子分支181和第二子分支182，由此四个翼175、176、177、178中的每一个分别从相应的子分支181、182延伸。优选地，每个槽179在其封闭端184处具有加宽部185。

由于槽179，子分支181、182沿着基体171所在的平面在横向于对应的翼的方向(即，图9中对于子分支中的一个由箭头指示的方向)是弹性的。此外，子分支有利地被横向向外、即沿背离的方向预加载，使得相应的翼175、176、177、178保持附靠叶片架21的对应的第一和第二抵靠表面32、33，而不是附靠传动联轴器40的第一和第二推力表面49、50。换言之，在支撑元件170的径向部173a、173b的宽度在非工作状态下大于叶片架21的座25的对应的径向部29a、29b的宽度的情况下，弹性的径向槽179允许将第一支撑元件170和传动联轴器40插入到叶片架21的座25中，确保第一支撑元件170的翼175、176、177、178始终与叶片架21的相应的抵靠表面32、33接触。

特别是参考图2和图8，由金属材料、优选弹簧钢制成并且呈薄金属板形式的第二支撑元件160包括基体161，其具有与叶片架21的座25的截面形状基本相同的四臂交叉形状。因此该基体161包括第一、第二、第三和第四径向部163a-163d，它们两两径向相对。基体161还具有中心孔164，该中心孔164构造为以过盈配合装配到叶片架21的销34的第一部分34a。由于销34的第二部分34b的直径小于第一部分的直径，使第二支撑元件60更容易插入销34。

有利地，通过深拉制成的中心孔164具有大于第二支撑元件160的厚度的纵向延伸：这样的延伸允许获得与销34的大面积干涉以承受由传动联轴器40传递的轴向和径向应力。

有利地，第二支撑元件160的基体161允许限制因传动联轴器40的接合端41的第一面46由于传动联轴器40的轴向脉动而在叶片架21的座25的底部26引起的磨损。

所描述和图示的转子易于在相同发明原理内进行其他的变型和修改。