[发明专利]具有棱柱形活塞的无油真空泵和相应的压缩机

说明书

本发明涉及一种用于抽空气态介质的无油真空泵，包括：驱动轴(3)的电动机(4)；具有泵室(10)以及入口(15)和出口(16)的泵壳体(1)；容纳在所述泵室(10)中的棱柱形移位活塞(2)，所述棱柱形移位活塞(2)沿往复工作路径移动、双向作用；以及至少一个压力阀(20)，所述至少一个压力阀(20)使气态介质通过所述出口(16)从所述泵室(10)中流出并阻止流入到所述泵室(10)中。所述移位活塞(2)具有槽(23)，所述轴(3)的驱动力通过曲柄销(33)借助滚柱轴承(31)导入到所述槽(23)中。

技术领域

本发明涉及具有棱柱形活塞的无油真空泵及用作无油压缩机的类似设备。

背景技术

真空泵用于气动装置在工艺过程或车辆构造中的许多应用领域。在汽车领域中真空泵是必须的，例如用来调节排气襟翼、具有可变喷嘴几何形状的涡轮增压器的导向叶片、或者用废气门来调节增压压力的旁路。真空泵也可用来促动中央闭锁系统或前灯襟翼。

抽空制动助力器以提高驾驶员施加到制动踏板上的制动系统上的力的功能是特别重要的。为了实现放大效果，在启动车辆时以及在驾驶期间连续地抽空制动助力器的真空室。为此，在操作车辆制动系统的这种应用中，对真空泵的可靠性和耐久性的需求增加。

此外，具有许多辅助设备的现代车辆的发动机舱中的封装仅为真空泵提供了非常有限的安装空间。此外，本应用中的真空泵遭受强烈的温度波动。

在车辆构造中，主要使用周向移位泵，例如叶片泵或旋转叶片泵。由金属材料制成的叶片泵需要在泵的旋转和固定部件之间提供润滑膜，以确保在接触表面上足够的气密密封以及低摩擦磨损。因此，对于此类叶片泵而言，车辆必须提供润滑剂供给或整合到载有润滑剂的系统回路中。

除了这种结构性限制之外，在真空泵中对润滑膜的要求还提出了有关润滑剂的温度依赖性粘度和从排出空气吸收颗粒引起污染的问题。这些缺点与移动应用的波动环境条件有关，若泵安装在车辆的发动机舱中，这种相关性尤其强烈。过去，由于这种真空泵的润滑剂供给不足，存在着在不利情况下制动助力器失效的可能性，因此车辆制造商不得不召回车辆。

此外，具有由能够干式运行的碳材料制成的配合表面的叶片泵是已知的，其用于例如航空工业。除了材料昂贵之外，这种泵具有高摩擦损耗和高噪声等级的缺点。

在除了汽车应用之外的其他工艺技术领域中无油真空泵也是需要的，该无油真空泵在低维护要求方面具有优点，不需要定期润滑驱动元件或供给不会被微量润滑油污染的气体。

除了周向移位泵之外，具有振荡构件的双冲程移位泵在工艺技术中也是已知的，该双冲程移位泵在低摩擦系数下仅使用少量的润滑剂。活塞具有棱柱形形状而不是圆柱形形状已证明是有利的，从而由于横向力或倾斜力矩改进的表面分布实现了活塞滑动表面上较小的点载荷。

迄今，这种具有棱柱形活塞的泵已用于固定应用中。现有技术中已知的实施方案通常具有相对较大的尺寸和不利的结构设计，因此不适合安装在车辆或其他移动应用中。

在US 5,556,267 B中描述了具有棱柱形活塞的这种真空泵的紧凑的实施方案。除了泵组件(其未示出驱动器)的紧凑结构之外，还提到了高容积效率和低制造成本的优点。

描述的双作用泵经由偏心凸轮驱动，该偏心凸轮在滑块中旋转，该滑块转而在多件式活塞中往复移动。滑块的特征通常可以得出这样的结论：在活塞、滑块和偏心凸轮之间没有润滑油的情况下，该驱动器不能运作。此外，活塞由多个配件和部件组装而成，其总和使得在气缸滑动表面内实现窄运行间隙很复杂并且增加了制造的复杂性。

发明内容

因此，本发明的目的是提供一种可无油操作、具有简单且经济构造的真空泵。

根据本发明，该目的通过具有权利要求1的特征、用于抽空气态介质的无油真空泵来实现。