DE102015010846B4 - Electric motor driven vacuum pump - Google Patents

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Abstract

1. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine mittels einer exzentrischen Umlaufbewegung arbeitende elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe zu entwickeln, welche so klein baut, dass sie im Bauraum einer mit einer Riemenscheibe versehenen, mechanisch angetriebenen Vakuumpumpe angeordnet werden kann, und die gleichzeitig fertigungstechnisch einfach hergestellt und montiert werden kann und einen hohen Wirkungsgrad gewährleistet. 2. Die erfindungsgemäße elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe zeichnet sich unter anderem dadurch aus, dass die Antriebswelle (2) in nur einem Lager (36) mittels Wälzkörpern (16) im Wälzlagerring (15) so gelagert ist, dass die Antriebswelle (2) den Wälzlagerring (15) pumpenseitig mit einem Exzentersitz (17) und antriebsseitig mit einem Rotorsitz (18) überragt, und beidseitig der Wälzkörper (16) zwischen der Antriebswelle (2) und dem Wälzlagerring (15) Dichtungen (19) angeordnet sind, und der Wälzlagerring (15) in einem innenzylindrischen Lagersitz (21) des Lagerflansches des Pumpengehäuses (1) so angeordnet ist, dass der Rotorsitz (18) das Pumpengehäuse (1) überragt, wobei auf dem Rotorsitz (18) ein mit einer Rotorwellenaufnahme (22) versehener, am Außenumfang mit Permanentmagneten (23) bestückter Rotortopf (24), der Rotor (35), eines bürstenlosen Gleichstrommotors, des BLDC-Motors (14), so angeordnet ist, dass dieser frei umlaufend den zylindrischen Lagerflansch (20) beabstandet umschließt. 3. Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe für Land- und Luftfahrzeuge mit einer zylindrischen Arbeitskammer in der zwischen einer Ansaugöffnung und einer Ausströmöffnung ein Schieber angeordnet ist, der in einem Führungsschlitz eines Exzenterdrehkolbens gleitet.1. The invention has for its object to develop a working by means of an eccentric orbital electric motor driven vacuum pump, which is so small that they can be arranged in the space of a provided with a pulley, mechanically driven vacuum pump, and at the same time easily manufactured and manufactured can be mounted and ensures high efficiency. 2. The electric motor-driven vacuum pump according to the invention is characterized inter alia by the fact that the drive shaft (2) is mounted in only one bearing (36) by rolling elements (16) in the roller bearing ring (15) so that the drive shaft (2) the rolling bearing ring (2). 15) on the pump side with an eccentric seat (17) and on the drive side with a rotor seat (18) surmounted, and on both sides of the rolling elements (16) between the drive shaft (2) and the roller bearing ring (15) seals (19) are arranged, and the roller bearing ring (15 ) in an inner cylindrical bearing seat (21) of the bearing flange of the pump housing (1) is arranged so that the rotor seat (18) projects beyond the pump housing (1), wherein on the rotor seat (18) with a rotor shaft receiving (22) versehener, on the outer circumference Rotor cup (24) equipped with permanent magnets (23), the rotor (35), a brushless DC motor, the BLDC motor (14) is arranged so that this free-rotating cylindrical bearing flange ( 20) spaced surrounds. 3. The invention relates to an electric motor driven vacuum pump for land and air vehicles with a cylindrical working chamber in which a slide is arranged between a suction port and an outflow opening, which slides in a guide slot of an eccentric rotary piston.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe für Land- und Luftfahrzeuge mit einer zylindrischen Arbeitskammer in der zwischen einer Ansaugöffnung und einer Ausströmöffnung ein Schieber angeordnet ist, der in einem Führungsschlitz eines Exzenterdrehkolbens gleitet.The invention relates to an electric motor-driven vacuum pump for land and air vehicles with a cylindrical working chamber in which a slide is arranged between a suction port and an outflow opening, which slides in a guide slot of a Exzenterdrehkolbens.

Im Stand der Technik sind Vakuumpumpen in der Bauform von Drehkolbenpumpen, bei denen ein mit dem Gehäuse verbundener Schieber in einer von einem Exzenter angetriebenen Kolbentrommel verschiebbar gelagert ist, und deren Kolbentrommel an der zylindrischen Innenwand einer Arbeitskammer angepresst entlang gleitet, beispielsweise in der DE 426 755 A , der CH 129 486 A , der WO 2010 009603 A1 , wie auch in einer früheren Anmeldung der Anmelderin dieser Lösung, der DE 10 2006 016 791 B4 , vorbeschrieben.In the prior art, vacuum pumps in the design of rotary lobe pumps, in which a slider connected to the housing is slidably mounted in a piston drum driven by an eccentric, and the piston drum on the cylindrical inner wall of a working chamber pressed along slides, for example in the DE 426 755 A , of the CH 129 486 A , of the WO 2010 009603 A1 as in an earlier application of the Applicant of this solution, the DE 10 2006 016 791 B4 , described above.

Die in der DE 10 2006 016 791 B4 vorbeschriebene, zwischenzeitlich bewährten Lösung einer mechanisch angetriebenen Vakuumpumpe mit einer zylindrischen Arbeitskammer, in der zwischen einer Ansaugöffnung und einer Ausströmöffnung ein Schieber angeordnet ist, der in einem Führungsschlitz eines Exzenter-Drehkolbens gleitet, erreicht bereits in einer einstufigen Verdichtung ein hohes Vakuum und gewährleistet selbst bei sehr hohen Drehzahlen eine hohe Zuverlässigkeit und eine hohe Lebensdauer.The in the DE 10 2006 016 791 B4 previously described, in the meantime proven solution of a mechanically driven vacuum pump with a cylindrical working chamber, in which between a suction port and a discharge opening a slide is arranged, which slides in a guide slot of an eccentric rotary piston reaches a high vacuum even in a single-stage compression and ensures even at very high speeds a high reliability and a long service life.

Diese in der DE 10 2006 016 791 B4 vorgestellte Lösung bewirkt eine definierte Verformung des Exzenterdrehkolbens, so dass während des gesamten Exzenterumlaufes dieser mit einer radialen Vorspannung stets dichtend an der Innenwand der zylindrischen Arbeitskammer anliegt.This in the DE 10 2006 016 791 B4 presented solution causes a defined deformation of the Exzenterdrehkolbens, so that during the entire eccentric revolution this is always applied with a radial bias sealingly against the inner wall of the cylindrical working chamber.

In der DE 10 2012 009 419 B3 wurde diese vorgenannte Lösung von der Anmelderin weiterentwickelt und für ganz spezielle Einsatzfälle ausgerichtet.In the DE 10 2012 009 419 B3 This solution was further developed by the applicant and adapted for very specific applications.

Charakteristisch für die vorgenannten Bauformen ist, dass diese Bauform zumeist „mechanisch” oder „mechanisch und elektrisch” angetrieben wurden.Characteristic of the aforementioned designs is that this design was mostly driven "mechanically" or "mechanically and electrically".

Im Stand der Technik werden jedoch auch ausschließlich elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpen vorbeschrieben.In the prior art, however, only electric motor driven vacuum pumps are described above.

Bei den dabei eingesetzten Elektromotoren handelt es sich zumeist um Asynchronmotoren.The electric motors used are mostly asynchronous motors.

Da vielfach vermieden werden soll, dass der Motor in dem mit Betriebsmittel befüllten Raum angeordnet ist, ist eine bauliche, hermetische Trennung erforderlich, die meist durch einen sogenannten Spalttopf realisiert wird. Dieser Spalttopf ist entweder direkt im Motorspalt oder in einer Magnetkupplung angeordnet und besteht aus einem Material, in welchem durch die wechselnden magnetischen Felder keine oder nur sehr geringe Wirbelströme erzeugt werden.Since it is often to be avoided that the motor is arranged in the space filled with resources, a structural, hermetic separation is required, which is usually realized by a so-called split pot. This split pot is arranged either directly in the motor gap or in a magnetic coupling and consists of a material in which no or only very small eddy currents are generated by the alternating magnetic fields.

Aus der DE 10 2004 024 554 A1 ist eine Drehschiebervakuumpumpe mit einer verlängerten, gleichzeitig als Motorwelle eines Asynchronmotors dienenden Pumpenwelle bekannt. In dieser Anmeldung werden Bauformen mit und ohne Spalttopf vorbeschrieben. Die in den Asynchronmotor hineinragende Pumpenwelle bewirkt zwangsläufig eine großvolumige Bauweise. Der Spalttopf bedingt zudem eine Vergrößerung des Motorspaltes, wodurch der Wirkungsgrad des Asynchronmotors abnimmt und die Leistungsaufnahme steigt. Der negative Einfluss des Spalttopfs auf die Weite des Motorspalts beruht auf mehreren sich summierenden Effekten. Dabei erzeugt die einseitige Befestigung über einen Befestigungsflansch eine Verkippung des Topfes. Daher muss der Motorspalt entsprechend groß gewählt sein. Im Übrigen birgt die in der DE 10 2004 024 554 A1 gemäß der 2 vorgesehene Befestigung über den Flansch, bei vielen der nichtmagnetischen Materialien infolge des ungleichmäßigen Einleitens von Kräften über die Flanschverbindung die Gefahr von Spannungsrissen mit der Folge der Zerstörung.From the DE 10 2004 024 554 A1 is a rotary vane vacuum pump with an extended, simultaneously serving as a motor shaft of an asynchronous pump shaft known. In this application designs with and without containment shell are described above. The projecting into the asynchronous pump shaft inevitably causes a large-volume design. The containment shell also requires an enlargement of the motor gap, whereby the efficiency of the asynchronous motor decreases and the power consumption increases. The negative impact of the containment shell on the width of the engine gap is due to several cumulative effects. The one-sided attachment creates a tilting of the pot via a mounting flange. Therefore, the motor gap must be selected to be correspondingly large. Incidentally, the harbors in the DE 10 2004 024 554 A1 according to the 2 provided attachment over the flange, in many of the non-magnetic materials due to the uneven introduction of forces through the flange connection the risk of stress cracks with the result of destruction.

Daher wurde in der DE 10 2006 022 772 A1 und der EP1 857 681 B1 eine Antriebsanordnung für eine Drehschiebervakuumpumpe vorbeschrieben, bei der neben der Vakuumpumpe ein als Spaltrohrmotor ausgeführter Asynchronmotor mit einer hermetisch dichten Trennung zwischen Rotor- und Statorbauteilen angeflanscht ist.Therefore, in the DE 10 2006 022 772 A1 and the EP1 857 681 B1 a drive arrangement for a rotary vane vacuum described above, in which in addition to the vacuum pump designed as a canned motor asynchronous motor is flanged with a hermetically sealed separation between the rotor and stator components.

Auch bei dieser in der DE 10 2006 022 772 A1 und der EP1 857 681 B1 vorgestellte Bauform ist die Pumpenwelle in ihrer axialen Verlängerung gleichzeitig auch die Motorwelle eines Asynchronmotors, so dass auch diese Bauform wiederum einen sehr ”langen” Bauraum erfordert.Also in this in the DE 10 2006 022 772 A1 and the EP1 857 681 B1 presented design is the pump shaft in its axial extension at the same time the motor shaft of an asynchronous motor, so that this design again requires a very "long" space.

Bei der Lösung nach der DE 10 2006 022 772 A1 und der EP1 857 681 B1 bestand die Aufgabe einen möglichst kleinen Motorspalt zu realisieren, dies wurde durch eine Gleitlagerung der Pumpen- und Motorwelle in der Vakuumpumpe in Verbindung mit der Anordnung eines zwischen dem Motorstator und dem Motorläufer angeordneten, als Spaltrohr fungierenden, zylindrischen Glasrohr/Trennelement realisiert, welches randseitig an seinem Außenumfang in zwei voneinander beabstandet angeordneten Führungen gelagert wurde.In the solution after the DE 10 2006 022 772 A1 and the EP1 857 681 B1 the task was to realize the smallest possible engine gap, this was realized by a sliding bearing of the pump and motor shaft in the vacuum pump in conjunction with the arrangement of a arranged between the motor stator and the motor rotor, acting as a gap tube, cylindrical glass tube / separator realized on the edge side its outer periphery was mounted in two spaced-apart guides.

Neben dem wiederum sehr ”langen”, ein großes Bauvolumen aufweisenden Bauraum ist diese Bauform zudem durch eine fertigungs- und kostenintensive Herstellung charakterisiert. In addition to the again very "long", a large volume of construction space having this design is also characterized by a production and costly production.

Neben diesen von Asynchronmotoren angetriebenen Vakuumpumpen ist aus der DE 20 10 207 A eine in Luftfahrzeugen eingesetzte Kraftstoffpumpe bekannt, die von einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit Antriebswechselstrom angetrieben wird.In addition to these driven by asynchronous vacuum pumps is from the DE 20 10 207 A a fuel pump used in aircraft is known, which is driven by a DC brushless DC motor with AC drive.

In der DE 10 2004 021 916 A1 wird zudem eine in Luftfahrzeugen eingesetzte Vakuumpumpe vorbeschrieben, welche ebenfalls von einem bürstenlosen Gleichstrommotor mit Antriebswechselstrom angetrieben wird.In the DE 10 2004 021 916 A1 In addition, a vacuum pump used in aircraft is described above, which is also driven by a brushless DC motor with AC drive.

Bei dieser in der DE 10 2004 021 916 A1 vorgestellten Vakuumpumpe ist die Antriebswelle der Vakuumpumpe über eine in Wellenrichtung neben der Vakuumpumpe angeordnete Kupplungseinrichtung mit dem in Reihe neben der Kupplungseinrichtung angeordneten bürstenlosen Gleichstrommotor derart verbunden, dass die Kupplungseinrichtung an der Motorwelle des bürstenlosen Gleichstrommotors mittels einer Spannzange befestigt ist.In this in the DE 10 2004 021 916 A1 the vacuum pump is shown, the drive shaft of the vacuum pump via a coupling device arranged in the shaft direction next to the vacuum pump connected to the arranged next to the clutch device in series brushless DC motor such that the coupling device is fixed to the motor shaft of the brushless DC motor by means of a collet.

Doch auch diese Lösung baut sehr ”lang” und erfordert daher wiederum ebenfalls, wie alle anderen im Stand der Technik vorbeschriebenen Lösungen, einen in seinen Längenabmessungen sehr großen Bauraum.But even this solution is very "long" and therefore in turn also requires, like all other solutions described in the prior art, a very large in its length dimensions space.

Die bei den letztgenannten Lösungen eingesetzten bürstenlosen Gleichstrommotoren sind besonders für die Gleichstromnetze in Luft- und Landfahrzeugen geeignet, und bauen gegenüber herkömmlichen Gleichstrommotoren auch wesentlich kompakter.The brushless DC motors used in the latter solutions are particularly suitable for the DC networks in air and land vehicles, and build compared to conventional DC motors also much more compact.

Zudem weisen die bürstenlosen Gleichstrommotoren gegenüber herkömmlichen Gleichstrommotoren mit vergleichbarer Ausgangsleistung ein wesentlich geringeres Gewicht und auch einen wesentlich geringeren Stromverbrauch auf.In addition, the brushless DC motors compared to conventional DC motors with comparable output power a much lower weight and a much lower power consumption.

Daneben entwickeln die bürstenlose Gleichstrommotoren im Betrieb erheblich weniger Wärme als herkömmliche Gleichstrommotoren mit vergleichbarer Ausgangsleistung und besitzen somit auch einen deutlich höheren Wirkungsgrad.In addition, the brushless DC motors develop significantly less heat during operation than conventional DC motors with comparable output power and thus have a much higher efficiency.

Zudem kann bei bürstenlosen Gleichstrommotoren weder ein Bürsten- noch ein Kohlenverschleiss eintreten, auch die durch Bürstenfeuer ausgelösten Funkstörungen werden mittels dieser Lösung ausgeschlossen.In addition, in brushless DC motors neither brush nor a coal wear occur, and also caused by brush fire radio interference are excluded by means of this solution.

Bei der in der DE 10 2004 021 916 A1 vorgestellten Lösung wurde ein außen laufender bürstenloser Gleichstrommotor mit feststehenden Wicklungen eingesetzt, und bei relativ niedrigen Drehzahlen im Bereich zwischen 3.000 U/min und 3.500 U/min mit einem hohen Drehmoment angetrieben.When in the DE 10 2004 021 916 A1 The solution presented was an external brushless DC motor with fixed windings, driven at relatively low speeds in the range between 3,000 rpm and 3,500 rpm with a high torque.

Zum Antrieb einer speziellen Vakuumpumpe mit einer optimalen Pumpendrehzahl von 2.500 U/min ist bei dieser Lösung jedoch ein zusätzliches Getriebe erforderlich, welches neben weiterem zusätzlichen Bauvolumen auch nochmals zusätzliche Herstellungskosten erfordert, und sich durch ein zusätzliches Getriebe auch das Gewicht der elektrisch angetriebenen Vakuumpumpe deutlich erhöht, wobei durch den Einsatz des Getriebes zusätzliche den Wirkungsgrad der Baugruppe absenkenden Reibungsverluste auftreten.To drive a special vacuum pump with an optimum pump speed of 2,500 rpm, however, an additional gear is required in this solution, which in addition to further additional volume also requires additional manufacturing costs, and significantly increased by an additional gear, the weight of the electrically driven vacuum pump , wherein by the use of the transmission additional the efficiency of the assembly lowering friction losses occur.

Die Aufgabe der Erfindung besteht nun darin eine mittels einer exzentrischen Umlaufbewegung arbeitende elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe für Land- und Luftfahrzeuge, mit einer zylindrischen Arbeitskammer in der zwischen einer Ansaugöffnung und einer Ausströmöffnung ein Schieber angeordnet ist, der in einem Führungsschlitz eines Exzenterdrehkolben gleitet, zu entwickeln, die die vorgenannten Nachteile des Standes der Technik nicht aufweist, und insbesondere so klein baut, dass sie im Bauraum einer mit einer Riemenscheibe versehenen, mechanisch angetriebenen Vakuumpunpe angeordnet werden kann, und die gleichzeitig sehr einfach und robust aufgebaut ist, bei minimalem Materialeinsatz auch fertigungstechnisch einfach hergestellt und montiert werden kann, eine hohe Zuverlässigkeit bei niedrigen Reibungsverlusten und hoher Lebensdauer gewährleistet und die sich bei hohem volumetrischen Wirkungsgrad zudem durch einen sehr hohen mechanischen Wirkungsgrad auszeichnet.The object of the invention is now an operating by means of an eccentric orbital electric motor driven vacuum pump for land and aircraft, with a cylindrical working chamber in which a slide between a suction and an outflow opening is arranged, which slides in a guide slot of an eccentric rotary, to develop which does not have the aforementioned disadvantages of the prior art, and in particular so small that they can be arranged in the space of a provided with a pulley, mechanically driven Vakuumpunpe, and at the same time is very simple and robust, with minimal material use and manufacturing technology easy can be manufactured and assembled, ensures high reliability with low friction losses and a long service life and is also characterized by a high mechanical efficiency at high volumetric efficiency.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe nach den Merkmalen des Hauptanspruches der Erfindung gelöst.According to the invention this object is achieved by an electric motor driven vacuum pump according to the features of the main claim of the invention.

Vorteilhafte Ausführungen, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung, den erfindungsgemäßen Ausführungsbeispielen in Verbindung mit den Zeichnungen zur erfindungsgemäßen Lösung.Advantageous embodiments, details and features of the invention will become apparent from the dependent claims and from the following description, the embodiments of the invention in conjunction with the drawings for the solution according to the invention.

Nachfolgend soll nun die Erfindung an Hand von drei Ausführungsbeispielen in Verbindung mit vier zugehörigen Figuren und den in den 5 und 6 dargestellten Kennlinien/Kennfeldern näher erläutert werden.Hereinafter, the invention with reference to three embodiments in conjunction with four associated figures and in the 5 and 6 illustrated characteristics / maps are explained in more detail.

1: zeigt in einem Teilschnitt eine Bauform der erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe nach dem Orbiterprinzip mit gehäusefest angeordneten Sensoren 32 und einem umlaufenden, am Rotor 35 angeordneten Magnetringsensor 33 zur Lagedetektierung des Rotors 35; 1 : shows a partial section of a design of the electric motor driven vacuum pump according to the Orbiterprinzip with sensors fixed to the housing 32 and a rotating, on the rotor 35 arranged magnetic ring sensor 33 for position detection of the rotor 35 ;

2: zeigt in einer räumlichen Darstellung eine Bauform der erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe nach dem Orbiterprinzip mit Magnetringsensor 33 und Sensoren 32 und integrierter ECU/Steuereinheit 34 zum autarken Betrieb; 2 : shows a spatial representation of a design of the electric motor driven vacuum pump according to the orbiter principle with magnetic ring sensor 33 and sensors 32 and integrated ECU / control unit 34 for self-sufficient operation;

3: zeigt eine sensorlose Bauform der erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe nach dem Orbiterprinzip in einem Teilschnitt; 3 shows a sensorless design of the electric motor driven vacuum pump according to the Orbiterprinzip in a partial section;

4: zeigt diese sensorlose Bauform der erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe nach dem Orbiterprinzip, gemäß 3, in einer räumlichen Explosivdarstellung; 4 : shows this sensorless design of the electric motor driven vacuum pump according to the Orbiterprinzip, according to 3 in a spatial explosion;

5: zeigt die Gegenüberstellung der Kennlinien der Leitungsaufnahmen und deren Mittelwerte einerseits der erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe nach dem Orbiterprinzip (Kennlinien C und D) gegenüber andererseits einer modernen, gegenwärtig in den Fahrzeugen eingesetzten mechanischen Vakuumpumpe ohne Orbiterprinzip (Kennlinien A und B) über einen ”Neuen Europäischen Fahrzyklus” (NEFZ); 5 : shows the juxtaposition of the characteristics of the line recordings and their averages on the one hand the electric vacuum pump according to the orbiter principle (curves C and D) compared to a modern, currently used in vehicles mechanical vacuum pump without Orbiterprinzip (curves A and B) via a "New European Driving cycle "(NEDC);

6: zeigt die mittlere Leistungsaufnahme und die CO2-Einsparungen der erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe nach dem Orbiterprinzip mit und ohne Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation) gegenüber den von im Stand der Technik Einsatz findenden herkömmlichen mechanisch angetrieben Vakuumpumpen mit und ohne Orbiterprinzip. 6 : shows the average power consumption and the CO 2 savings of the electric vacuum pump according to the orbiter principle with and without brake energy recovery (recuperation) compared to the conventional in the art using conventional mechanically driven vacuum pumps with and without Orbiterprinzip.

Die erfindungsgemäße, in den 1 bis 4 dargestellte, elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe besteht aus einem Pumpengehäuse 1, einer im Pumpengehäuse 1 im Lager 36 drehbar gelagerten Antriebswelle 2, und einer im Pumpengehäuse 1 angeordneten, vom Pumpengehäuse 1 in Verbindung mit einem Pumpendeckel 3 gebildeten Arbeitskammer 4 mit einer zylinderförmigen Innenwandung 5, einer auf der Antriebswelle 2 angeordneten, Exzenterscheibe 6 mit einem an dieser exzentrisch angeordneten Lagerbolzen 7, einer drehbar auf dem Lagerbolzen 7 gelagerten, in der zylinderförmigen Innenwandung 5 der Arbeitskammer 4 umlaufenden Kolbentrommel, dem Orbiter 8, mit einem Zylindermantel 9, einem im Orbiter 8 angeordneten Führungsschlitz 10, sowie einer in der Arbeitskammer 4 angeordneten Ansaugöffnung 11 und einer in der Arbeitskammer 4 angeordneten Ausströmöffnung 12, mit einem zwischen der Ansaugöffnung 11 und der Ausströmöffnung 12 angeordneten im Pumpengehäuse 1 schwenkbar gelagerten Sperrschieber 13 der im Führungsschlitz 10 des Orbiters 8 verschiebbar, gleitend gelagert ist, und einem auf der Antriebswelle 2 angeordneten, die Vakuumpumpe antreibenden Elektromotor.The invention, in the 1 to 4 illustrated, electric motor driven vacuum pump consists of a pump housing 1 , one in the pump housing 1 in stock 36 rotatably mounted drive shaft 2 , and one in the pump housing 1 arranged, from the pump housing 1 in connection with a pump cover 3 formed working chamber 4 with a cylindrical inner wall 5 , one on the drive shaft 2 arranged eccentric disc 6 with an eccentrically arranged on this bearing pin 7 , one rotatable on the bearing pin 7 stored, in the cylindrical inner wall 5 the working chamber 4 revolving piston drum, the orbiter 8th , with a cylinder jacket 9 one in the orbiter 8th arranged guide slot 10 , as well as one in the working chamber 4 arranged suction port 11 and one in the working chamber 4 arranged outflow opening 12 , with one between the suction port 11 and the discharge opening 12 arranged in the pump housing 1 pivotally mounted gate valve 13 in the guide slot 10 the orbiter 8th slidably mounted, sliding, and one on the drive shaft 2 arranged, the vacuum pump driving electric motor.

Erfindungswesentlich ist, dass die Antriebswelle 2 in nur einem Lager 36 mittels Wälzkörpern 16 in einem Wälzlagerring 15 so gelagert ist, dass die Antriebswelle 2 den Wälzlagerring 15 pumpenseitig mit einem Exzentersitz 17 und antriebsseitig mit einem Rotorsitz 18 überragt, und dass beidseitig der Wälzkörper 16 zwischen der Antriebswelle 2 und dem Wälzlagerring 15 Dichtungen 19 angeordnet sind.Essential to the invention is that the drive shaft 2 in only one camp 36 by means of rolling elements 16 in a rolling bearing ring 15 is stored so that the drive shaft 2 the rolling bearing ring 15 pump side with an eccentric seat 17 and drive side with a rotor seat 18 surmounted, and that on both sides of the rolling elements 16 between the drive shaft 2 and the rolling bearing ring 15 seals 19 are arranged.

Kennzeichnend ist auch, dass der Wälzlagerring 15 so in einem innenzylindrischen Lagersitz 21 eines antriebsseitig starr am Pumpengehäuse 1 angeordneten, zylinderförmigen Lagerflansch 20 angeordnet ist, dass nur der Rotorsitz 18 das Pumpengehäuse 1 überragt.It is also characteristic that the rolling bearing ring 15 so in an internally cylindrical bearing seat 21 one drive side rigid on the pump housing 1 arranged, cylindrical bearing flange 20 is arranged that only the rotor seat 18 the pump housing 1 surmounted.

Erfindungsgemäß ist auch, dass auf dem Rotorsitz 18 ein mit einer Rotorwellenaufnahme 22 versehener, am Außenumfang mit Permanentmagneten 23 bestückter Rotortopf 24, der Rotor 35 eines bürstenlosen Gleichstrommotors, des BLDC-Motors 14, so angeordnet ist, dass dieser den zylindrischen Lagerflansch 20 beabstandet so frei umlaufend umschließt, dass die Permanentmagnete 23 radial beabstandet im Bereich des im Lagersitz 21 angeordneten, mit Wälzkörpern 16 bestückten Wälzlagerringes 15 zu liegen kommen.According to the invention is also that on the rotor seat 18 one with a rotor shaft holder 22 provided, on the outer circumference with permanent magnets 23 stocked rotor pot 24 , the rotor 35 a brushless DC motor, the BLDC motor 14 , Is arranged so that this the cylindrical bearing flange 20 spaced so freely encircling that the permanent magnets 23 radially spaced in the region of the bearing seat 21 arranged, with rolling elements 16 fitted rolling bearing ring 15 to come to rest.

Wesentlich ist weiterhin, dass außen am Pumpengehäuse 1, dem Lagerflansch 20 pumpenseitig am Pumpengehäuses 1 benachbart, ein Gehäuseabsatz derart angeordnet ist, dass dieser im Inneren des Pumpengehäuses 1 einen durch die Wandstärke des Pumpengehäuses 1 beabstandeten Exzenterscheibenaufnahmeraum 26 ausbildet, in dem die auf dem Exzentersitz 17 der Antriebswelle 2 angeordnete Exzenterscheibe 6 frei umlaufen kann.It is also essential that on the outside of the pump housing 1 , the bearing flange 20 Pump side on the pump housing 1 adjacent, a housing shoulder is arranged such that this in the interior of the pump housing 1 one through the wall thickness of the pump housing 1 spaced eccentric disc receiving space 26 trains in which the on the eccentric seat 17 the drive shaft 2 arranged eccentric disc 6 can circulate freely.

Diese erfindungsgemäße Anordnung und die Lagerung der Antriebswelle 2 mit dem Rotortopf 24 und der Exzentersscheibe 6 in einem erfindungsgemäßen, in den 1 und 3, dargestellten, kombinierten zweireihigen Lager mit den Dichtungen 19 bewirkt eine besonders geringe axiale Gesamtabmessung des Pumpengehäuses 1.This arrangement according to the invention and the storage of the drive shaft 2 with the rotor pot 24 and the eccentric disc 6 in an inventive, in the 1 and 3 , illustrated, combined double row bearings with the seals 19 causes a particularly small overall axial dimension of the pump housing 1 ,

Im Stand der Technik werden gemeinsame Antriebswellen von Pumpe und Elektromotor stets in zwei voneinander beabstandeten Lagerstellen gelagert.In the prior art common drive shafts of pump and electric motor are always stored in two spaced bearings.

Erfindungswesentlich ist in diesem Zusammenhang auch, dass am Pumpengehäuse 1 ein den Gehäuseabsatz umschließender Motordeckel 29 angeordnet ist, in dem an einem Statorsitz 25 der Stator 27 des BLDC-Motors 14 gegenüber dem Rotortopf 24 lagepositioniert wird, wobei der Stator 27 wie auch die anderen Bauteile des BLDC-Motors 14, mit dem zugehörigen Verschaltungsring 28, in einem Motordeckel 29 exakt lagepositioniert so angeordnet sind, dass nach dem Befestigen des Motordeckels 29 am Pumpengehäuse 1, mit Hilfe von Befestigungselementen 30, alle Bauteile des BLDC-Motors 14 zueinander und gegenüber den anderen Bauteilen der Vakuumpumpe nicht nur exakt in der Lage positioniert, sondern gleichzeitig auch in ihrer Lage sicher und zuverlässig fixiert sind.Essential to the invention in this context is that on the pump housing 1 a housing cover enclosing the engine cover 29 is arranged, in which at a stator seat 25 the stator 27 of the BLDC motor 14 opposite the rotor pot 24 Position is positioned, wherein the stator 27 as well as the other components of the BLDC motor 14 , with the associated Verschaltungsring 28 in a motor cover 29 Positioned exactly positioned so that after fixing the engine cover 29 on the pump housing 1 , with the help of fasteners 30 , all components of the BLDC motor 14 not only accurately positioned relative to each other and with respect to the other components of the vacuum pump, but also at the same time securely and reliably fixed in their position.

Der bürstenlose (elektronisch kommutierte) Gleichstrommotor, der BLDC-Motor 14, ist frei von mechanischen Kommutierungseinrichtungen. Dieser läuft sehr geräuscharm, ist langlebig und praktisch wartungsfrei. Im geregelten Betrieb bleibt die eingestellte Drehzahl bei Last- und/oder Versorgungsspannungsschwankungen konstant.The brushless (electronically commutated) DC motor, the BLDC motor 14 , is free of mechanical commutation devices. This runs very quietly, is durable and virtually maintenance-free. In regulated operation, the set speed remains constant during load and / or supply voltage fluctuations.

Durch den erfindungsgemäßen Einsatz eines BLDC-Motors 14 mit integrierter Elektronik und entsprechenden Ansteuerkonzepten kann die Leistungsaufnahme weiter gesenkt werden. In Verbindung mit dem hohen mechanischen Wirkungsgrad werden Steuergeräte im KFZ deutlich weniger belastet.By the inventive use of a BLDC motor 14 With integrated electronics and appropriate control concepts, the power consumption can be further reduced. In conjunction with the high mechanical efficiency, ECUs in the vehicle are loaded significantly less.

Die 1 zeigt in einem Teilschnitt eine Bauform der erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe mit gehäusefest angeordneten Sensoren 32 und einem umlaufenden, am Rotor 35 angeordneten Magnetringsensor 33 (ohne integrierte Elektronik, d. h. ohne die in der 2 dargestellte ECU/Steuereinheit 34) zur Lagedetektierung des Rotors 35. Der Magnetringsensor 33 dient in Verbindung mit den Sensoren 32 der Gewährleistung eines sicheren Anlaufs der von einem Motorsteuergerät im KfZ betriebenen, erfindungsgemäßen Vakuumpumpe.The 1 shows a partial section of a design of the electric motor driven vacuum pump according to the invention with sensors arranged fixed to the housing 32 and a revolving, on the rotor 35 arranged magnetic ring sensor 33 (without integrated electronics, ie without the in the 2 illustrated ECU / control unit 34 ) for the position detection of the rotor 35 , The magnetic ring sensor 33 serves in conjunction with the sensors 32 ensuring safe start-up of the vacuum pump operated by an engine control unit in the motor vehicle.

Die 2 zeigt in einer räumlichen Darstellung eine Bauform der erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe mit Magnetringsensor 33 und Sensoren 32 und integrierter ECU/Steuereinheit 34 zum autarken Betrieb (Regelung erfolgt nicht mittels eines im KfZ angeordneten, externen Motorsteuergerätes). Auch in dieser Bauform dienen der Magnetringsensor 33 und die Sensoren 32 in Verbindung mit der integrierten ECU/Steuereinheit 34 der Gewährleistung eines sicheren Anlaufs erfindungsgemäßen Vakuumpumpe.The 2 shows a spatial representation of a design of the electric motor driven vacuum pump with magnetic ring sensor according to the invention 33 and sensors 32 and integrated ECU / control unit 34 for self-sufficient operation (control does not take place by means of a motor vehicle arranged in the external engine control unit). Also in this design serve the magnetic ring sensor 33 and the sensors 32 in conjunction with the integrated ECU / control unit 34 ensuring a safe startup of the vacuum pump according to the invention.

Mittels der in der 2 dargestellten Bauform mit Magnetringsensor 33 und Sensoren 32 und integrierter Elektronik, d. h. mit einer ECU/Steuereinheit 34, kann die Leistungsaufnahme, gegenüber der in der 1 dargestellten Bauform sowie gegenüber der in den 3 und 4 dargestellten sensorlosen Bauform, d. h. Bauformen ohne integrierte Elektronik, nochmals gesenkt werden.By means of in the 2 illustrated design with magnetic ring sensor 33 and sensors 32 and integrated electronics, ie with an ECU / control unit 34 , the power consumption, compared to that in the 1 illustrated design and compared to in the 3 and 4 sensor-less design shown, ie types without integrated electronics, be lowered again.

Die 3 und 4 zeigen eine sensorlose Bauform der erfindungsgemäßen elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe ohne integrierte ECU/Steuereinheit 34. Diese erfindungsgemäße, elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe wird von einem im KfZ angeordneten externen Motorsteuergerät geregelt.The 3 and 4 show a sensorless design of the electric motor driven vacuum pump according to the invention without integrated ECU / control unit 34 , This electric motor-driven vacuum pump according to the invention is controlled by an external engine control unit arranged in the motor vehicle.

Die 3 zeigt diese sensorlose Bauform in einem Teilschnitt, und 4 zeigt diese sensorlose Bauform in einer räumlichen Explosivdarstellung.The 3 shows this sensorless design in a partial section, and 4 shows this sensorless design in a spatial exploded view.

Bei dieser in den 3 und 4 dargestellten sensorlosen Ansteuerung wird die Rotorposition durch die induzierte Phasenspannung bei Nulldurchgang der nicht bestromten Motorwicklungen detektiert. Der Nulldurchgang ist nichts anderes als eine Information über die aktuelle Lage des Rotors 35 und sagt dem Controller, wann er auf die nächste Phase umschalten soll, wann also die nächste Kommutierung mittels Puls-Weiten-Modulation stattfinden soll.In this in the 3 and 4 sensor-less control shown, the rotor position is detected by the induced phase voltage at zero crossing of the non-energized motor windings. The zero crossing is nothing more than information about the current position of the rotor 35 and tells the controller when to switch to the next phase, ie when the next commutation is to take place using pulse width modulation.

Durch eine sensorlose Kommutierung des bürstenlosen Gleichstrommotors ohne integrierter Elektronik, kann mit der erfindungsgemäßen Lösung zudem nochmals eine deutliche Kostenreduzierung und gleichzeitig eine weitere, damit verbundene deutliche Reduzierung des Bauraumes (insbesondere der Baulänge) von mindestens 20%, gegenüber den in den 1 und 2 dargestellten erfindungsgemäßen Lösungen, erzielt werden.By a sensorless commutation of the brushless DC motor without integrated electronics, with the inventive solution also again a significant cost reduction and at the same time a further, associated significant reduction in space (especially the overall length) of at least 20%, compared to those in the 1 and 2 Solutions of the invention shown can be achieved.

Die in den 3 und 4 dargestellte Bauform der erfindungsgemäßen Lösung für den sensorlosen Betrieb ist daher eine bevorzugte Variante.The in the 3 and 4 illustrated design of the solution according to the invention for sensorless operation is therefore a preferred variant.

Mittels der in den 1 bis 4 dargestellten erfindungsgemäßen Anordnung ist es gelungen eine mittels einer exzentrischen Umlaufbewegung arbeitende elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe für Land- und Luftfahrzeuge, mit einer zylindrischen Arbeitskammer in der zwischen einer Ansaugöffnung und einer Ausströmöffnung ein Schieber angeordnet ist, der in einem Führungsschlitz eines Exzenterdrehkolben gleitet, zu entwickeln, die so klein baut, dass sie im Bauraum einer mit einer Riemenscheibe versehenen, mechanisch angetriebenen Vakuumpumpe angeordnet werden kann, und die dabei gleichzeitig sehr einfach und robust aufgebaut ist, und bei minimalem Materialeinsatz auch fertigungstechnisch einfach hergestellt und montiert werden kann, eine hohe Zuverlässigkeit bei niedrigen Reibungsverlusten und hoher Lebensdauer gewährleistet und die sich bei hohem volumetrischen Wirkungsgrad zudem durch einen sehr hohen mechanischen Wirkungsgrad auszeichnet.By means of in the 1 to 4 illustrated arrangement according to the invention has succeeded in working by means of an eccentric orbital electric motor driven vacuum pump for land and aircraft, with a cylindrical working chamber in which between a suction port and a discharge opening a slide is arranged, which slides in a guide slot of an eccentric rotary piston to develop builds so small that they can be arranged in the space of a pulley, mechanically driven vacuum pump, and at the same time very simple and robust, and with minimal material use and manufacturing technology can be easily manufactured and assembled, high reliability at low Ensures friction losses and long service life and is characterized by high volumetric efficiency also by a very high mechanical efficiency.

Kennzeichnend ist auch, dass der Rotortopf 24 einteilig aus einem weichmagnetischen Material ausgebildet ist. It is also characteristic that the Rotortopf 24 is formed in one piece from a soft magnetic material.

Dadurch kann dieser, trotz seiner komplizierten Form (siehe 1 und 3), auf der Antriebswelle 2 montiert werden, ohne dass, wie üblich, zusätzliche Halteelemente die Rotorbleche mit der Welle verbinden. Hierdurch können Kosten für die Arbeitsschritte des Einpassens und Zusammenfügens zur Montage des Rotors 35 sowie Bauraum eingespart werden.As a result, this, despite its complicated shape (see 1 and 3 ), on the drive shaft 2 be mounted without, as usual, additional holding elements connect the rotor laminations with the shaft. This can be cost for the steps of fitting and assembling for mounting the rotor 35 and space can be saved.

Der einteilige Aufbau des Rotortopfes 24 verringert den Montageaufwand bei der Herstellung der erfindungsgemäßen elektrischen Orbitervakuumpumpe.The one-piece construction of the Rotortopfes 24 reduces the assembly effort in the manufacture of the electric orbital vacuum pump according to the invention.

Der Rotortopf 24 ist erfindungsgemäß so ausgestaltet, dass er die Lagerstelle beabstandet ummantelt. Hierdurch wird die axiale Baulänge der gesamten erfindungsgemäßen Vakuumpumpe deutlich reduziert.The Rotortopf 24 According to the invention is designed so that it surrounds the bearing spaced. As a result, the axial length of the entire vacuum pump according to the invention is significantly reduced.

Vorzugsweise wird der Rotortopf 24 von einem homogenen weichmagnetischen Sinterteil gebildet. Durch die Auswahl des weichmagnetischen metallurgischen Pulvers als Ausgangsmaterial dieses Sinterteils, des Rotortopfes 24, wird ein weichmagnetischer Ausgangskörper zur Herstellung eines maßhaltigen Rotortopfes 24 zur Fixierung auf dem Rotorsitz 18 der Antriebswelle 2 und zur Aufnahme der Permanentmagnete 23 bereit gestellt.Preferably, the rotor pot 24 formed by a homogeneous soft magnetic sintered part. By selecting the soft magnetic metallurgical powder as the starting material of this sintered part, the rotor pot 24 , becomes a soft-magnetic starting body for producing a dimensionally stable rotor pot 24 for fixing on the rotor seat 18 the drive shaft 2 and for receiving the permanent magnets 23 provided.

Weiterhin ist kennzeichnend, dass der Wälzlagerring 15 des Lagers 36 in dem zylindrischen Lagerflansch 20 nur eingepresst ist, d. h. dass stirnseitig am Lager 36 mit dem Wälzlagering 15 keine Lagesicherungselemente gegen Axialverschiebungen angeordnet sind.Furthermore, it is characteristic that the rolling bearing ring 15 of the camp 36 in the cylindrical bearing flange 20 is only pressed, ie that frontally on the camp 36 with the rolling bearing ring 15 no position securing elements are arranged against axial displacements.

Bei herkömmlichen im Stand der Technik vorbeschriebenen Vakuumpumpen hat ein allein mit Übermaß eingepresstes Lager, den Nachteil, dass bei Wärmeeintrag der Pressverband geschwächt wird.In the case of conventional vacuum pumps described above in the state of the art, a bearing pressed in excessively only has the disadvantage that the interference fit of the press fit is weakened.

Im Extremfall kann so aus dem Übermaß eine Übergangspassung werden. Unter bestimmten Betriebsbedingungen der Vakuumpumpe und/oder des Antriebssystems, z. B. in Verbindung mit einem Riementrieb, wird das Lager im Betriebszustand auch von Axialkräften beaufschlagt.In extreme cases, this can become a transitional fit from the excess. Under certain operating conditions of the vacuum pump and / or the drive system, for. B. in conjunction with a belt drive, the bearing is also applied in the operating state of axial forces.

Ein derartiges unter Randbedingungen, wie Wärmeeintrag, von Axialkräften beaufschlagtes Lager kann sich unter Einwirkung dieser Axialkräfte axial verschieben, man spricht in diesem Zusammenhang von einem ”kriechen” oder ”wandern” des Lagers.Such under marginal conditions, such as heat input, acted upon by axial forces bearing can move axially under the influence of these axial forces, one speaks in this context of a "crawl" or "wander" of the camp.

Um dies zu vermeiden ist bei herkömmlichen Vakuumpumpen eine axiale Lagesicherung der Lager, beispielsweise durch einen Bund und/oder einen Sicherungsring, aber auch durch Verstemmen u. ä. zwingend erforderlich.To avoid this is in conventional vacuum pumps an axial position assurance of the bearing, for example by a federal government and / or a circlip, but also by caulking u. Ä. Mandatory.

All diese axialen Lagesicherungen sind jedoch bei dem, in der hier vorgestellten Lösung erfindungsgemäß angeordneten Lager 36 nicht erforderlich, da bei der erfindungsgemäßen Lösung die Antriebswelle 2 und das mit der Antriebswelle 2 verbundene Lager 36 allein von den elektromagnetischen Kräften zwischen Stator 27 und Rotor 35, stets lagesicher exakt in seiner Ausgangslage gehalten wird.However, all of these axial position fuses are in the case of the solution presented here according to the invention 36 not required because in the inventive solution, the drive shaft 2 and that with the drive shaft 2 connected bearings 36 solely from the electromagnetic forces between the stator 27 and rotor 35 , always position-safe exactly in its starting position is held.

Erfindungsgemäß ist weiterhin, dass zwischen dem Pumpengehäuse 1 und einem am Pumpengehäuse 1 mittels Befestigungselementen 30 angeordneten Pumpendeckel 3 eine Profildichtung 31 angeordnet ist.According to the invention, furthermore, that between the pump housing 1 and one on the pump housing 1 by means of fastening elements 30 arranged pump cover 3 a profile seal 31 is arranged.

Dies bewirkt eine zuverlässige Abdichtung der Arbeitskammer.This causes a reliable seal of the working chamber.

Erfindungsgemäß ist auch, dass der Pumpendeckel 3 und/oder der Motordeckel 29 mit Kühlmittelkanälen zur Kühlung und Kühlmittelverteilung zu anderen Verbrauchern versehen ist.According to the invention is also that the pump cover 3 and / or the engine cover 29 is provided with coolant channels for cooling and coolant distribution to other consumers.

Damit kann die erfindungsgemäße Vakuumpumpe auch unter extremen Einsatzbedingungen, wie bei hohen Temperaturen im Bereich des Abgastraktes montiert werden.Thus, the vacuum pump according to the invention can also be mounted under extreme operating conditions, such as at high temperatures in the region of the exhaust gas tract.

Mittels der erfindungsgemäßen Lösung ist es somit gelungen, eine elektrisch angetriebene Vakuumpumpe für Fahrzeuge bereit zu stellen, die so klein baut, dass sie im Bauraum einer mit einer Riemenscheibe versehenen, mechanisch angetriebenen Vakuumpumpe angeordnet werden kann, und dabei gleichzeitig sehr einfach und robust aufgebaut ist, bei minimalem Materialeinsatz auch fertigungstechnisch einfach hergestellt und montiert werden kann, eine hohe Zuverlässigkeit, bei niedrigen Reibungsverlusten und hoher Lebensdauer gewährleistet und die sich zudem bei hohem volumetrischen Wirkungsgrad durch einen sehr hohen mechanische Wirkungsgrad auszeichnet.By means of the solution according to the invention, it has thus been possible to provide an electrically driven vacuum pump for vehicles, which is so small that it can be arranged in the space of a provided with a pulley, mechanically driven vacuum pump, while at the same time is very simple and robust , can also be easily manufactured and assembled with minimal use of materials production, a high reliability, with low friction losses and long life guaranteed and also characterized by high volumetric efficiency by a very high mechanical efficiency.

Mit dem erfindungsgemäß eingesetzten bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC-Motor 14) kann eine optimale bedarfsgerechte Regelung realisiert werden.With the brushless DC motor (BLDC motor 14 ) can be realized an optimal needs-based control.

Bei der erfindungsgemäßen Anordnung bewirkt ein auf die Pumpenmechanik angepasstes Ansteuer-Kennfeld mit sanftem Anlauf und geringen Leistungsspitzen in Kombination mit dem durch die erfindungsgemäße Anordnung bewirkten hohen mechanischen Wirkungsgrad eine sehr geringe Leistungsaufnahme, wodurch die Steuergeräte weniger belastet, damit geschont, und eine lange Lebensdauer auch dieser Komponenten der erfindungsgemäßen Lösung bewirkt werden kann.In the arrangement according to the invention, a drive characteristic map adapted to the pump mechanism with a gentle start-up and low power peaks in combination with the high mechanical efficiency caused by the arrangement according to the invention causes a very small Power consumption, whereby the control units less burdened, thus spared, and a long life of these components of the inventive solution can be effected.

Der erfindungsgemäß Einsatz findende BLDC-Motor 14 ist frei von mechanischen Kommutierungseinrichtungen. Er läuft sehr geräuscharm, ist langlebig und praktisch wartungsfrei. Im geregelten Betrieb bleibt die eingestellte Drehzahl bei Last- und/oder Versorgungsspannungsschwankungen konstant.The inventively used BLDC motor 14 is free of mechanical commutation devices. It runs very quietly, is durable and practically maintenance-free. In regulated operation, the set speed remains constant during load and / or supply voltage fluctuations.

In der 5 sind die Kennlinien der Leitungsaufnahmen und deren Mittelwerte der erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe denen einer modernen, gegenwärtig in den Fahrzeugen eingesetzten mechanischen Vakuumpumpe über einen Fahrzyklus eines Fahrzeuges, dem ”Neuen Europäischen Fahrzyklus” (NEFZ), einander gegenüber gestellt.In the 5 For example, the characteristic curves of the line receptacles and their mean values of the electric vacuum pump according to the invention are compared with those of a modern mechanical vacuum pump currently used in vehicles over a driving cycle of a vehicle, the "New European Driving Cycle" (NEDC).

Die als Volllinie dargestellte durchgehende, stark um den Mittelwert ”schwankende” Kennlinie A beschreibt die Leistungsaufnahme einer mechanischen Vakuumpumpe über einen Fahrzyklus.The continuous characteristic curve A, which is shown as a solid line and oscillates strongly around the mean value, describes the power consumption of a mechanical vacuum pump over a drive cycle.

Bei Bremsvorgängen oder wenn ein zu geringer Unterdruck in dem Bremskraftverstärker detektiert wird, muss die Vakuumpumpe mehr Arbeit verrichten, gegenüber dem evakuierten Zustand. Zu erkennen ist dies am stark um den Mittelwert ”schwanken” der Kennlinie A mit großen Leistungsausschlägen und damit verbundenen Leistungsspitzen.During braking or when a too low vacuum is detected in the brake booster, the vacuum pump has to do more work, compared to the evacuated state. This can be recognized by the strong "mean" value of the characteristic curve A with large power fluctuations and associated power peaks.

Dabei wird die mechanische Vakuumpumpe während des gesamten Fahrzyklusses ”mitgeschleppt”, d. h. auch dann, selbst wenn kein Unterdruck benötigt wird.The mechanical vacuum pump is "dragged along" during the entire driving cycle, d. H. even then, even if no negative pressure is needed.

Daraus ergibt sich die als ”unterbrochene Strichlinie” dargestellte Kennlinie B mittlere Leistungsaufnahme von ca. 100 Watt über einen Fahrzyklus.This results in the characteristic curve B, represented as "broken dashed line", of average power consumption of approximately 100 watts over one driving cycle.

Diesen Kennlinien A und B des Verlaufes der Leistungsaufnahme und die daraus resultierende durchschnittlichen Leistungsaufnahme einer mechanischen Vakuumpumpe über einen Fahrzyklus, sind in der 5 dem Verlauf der Leistungsaufnahme und die durchschnittlichen Leistungsaufnahme einer erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe gegenübergestellt. Die Kennlinie C der Leistungsaufnahme der erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe zeigt nur schmale Balken, da diese bedarfsgerecht angesteuert wird. Die sich daraus ergebende Kennlinie D der mittleren Leistungsaufnahme über einen Fahrzyklus ist als ”Strichpunktierte-Linie” dargestellt und liegt als Mittelwert bei ca. 18 Watt und damit deutlich unter dem der Kennlinie B mit einer Mittleren Leistungsaufnahme von ca. 100 Watt.These characteristics A and B of the course of the power consumption and the resulting average power consumption of a mechanical vacuum pump over a driving cycle, are in the 5 compared with the course of power consumption and the average power consumption of an electric vacuum pump according to the invention. The characteristic curve C of the power consumption of the electric vacuum pump according to the invention shows only narrow bars, since these are controlled as needed. The resulting characteristic curve D of the average power consumption over a drive cycle is shown as a "dash-dotted line" and lies as an average at about 18 watts and thus significantly below the characteristic curve B with an average power consumption of about 100 watts.

Aus diesen in der 5 dargestellten Leistungsaufnahmen resultiert dann die in 6 dargestellte CO2-Einsparung bei Einsatz einer erfindungsgemäßen elektrischen Orbiterakuumpumpe gegenüber dem Einsatz von mechanischen, im Stand der Technik hauptsächlich Einsatz findenden herkömmlichen mechanischen Vakuumpumpen, wie aber auch gegenüber der neuen Generation der Orbitervakuumpumpen mit mechanischem Antrieb.Out of these in the 5 shown power consumption then results in 6 illustrated CO 2 savings when using an electric Orbiterakuumpumpe according to the invention over the use of mechanical, mainly used in the prior art conventional mechanical vacuum pumps, as well as compared to the new generation of Orbitervakuumpumpen with mechanical drive.

In dieser 6 sind von links nach rechts die mittlere Leistungsaufnahme (linke y-Achse) einer im Stand der Technik hauptsächlich Einsatz findenden herkömmlichen mechanischen Vakuumpumpe (Balken B), die mittlere Leistungsaufnahme einer mechanisch angetrieben, nach dem Orbiterprinzip arbeitenden Vakuumpumpe (Balken E), die mittlere Leistungsaufnahme einer erfindungsgemäßen, elektrisch angetriebenen nach dem Orbiterprinzip arbeitende Vakuumpumpe (Balken D) und die mittlere Leistungsaufnahme einer erfindungsgemäßen, elektrisch angetriebenen Vakuumpumpe mit Orbiter im Betrieb mit Bremsenergie-Rückgewinnung durch Rekuperation (Balken F) dargestellt.In this 6 From left to right, the average power consumption (left y-axis) of a conventional mechanical vacuum pump (bar B) used in the prior art, the average power consumption of a mechanically driven, orbiter-operated vacuum pump (bar E), the average power consumption an inventive electrically driven operating according to the orbiter vacuum pump (bar D) and the average power consumption of an inventive electrically driven vacuum pump with orbiter in operation with braking energy recovery by recuperation (bar F) shown.

Dabei werden durch die auf dem Orbitervakuumpumpenprinzip aufbauende, erfindungsgemäße elektromotorische Lösung mit BLDC Motor, neben den bereits beschriebenen Vorteilen der erfindungsgemäßen Lösung, beachtliche zusätzliche, vom Fachmann nicht zu erwartende CO2-Einsparungen gegenüber herkömmlich angetriebenen Vakuumpumpen (ohne Orbiterprinzip) erreicht. Entsprechend der Leitungsaufnahme im Fahrzyklus, ermittelt gemäß dem ”Neuen Europäischen Fahrzyklus”, ergeben sich dabei die in der 6 dargestellten CO2-Potentiale (Balken G, H, I und K).Here are based on the Orbital vacuum pump principle, inventive electromotive solution with BLDC motor, in addition to the already described advantages of the solution according to the invention, considerable additional, not expected by the expert CO 2 savings compared to conventionally driven vacuum pumps (without Orbiterprinzip) achieved. According to the line recording in the driving cycle, determined according to the "New European Driving Cycle", this results in the 6 represented CO 2 potentials (bars G, H, I and K).

Mit der erfindungsgemäßen elektrischen Orbitervakuumpumpe werden ohne Bremsenergierückgewinnung (Balken I) 0,60 g CO2/km und bei Betrieb mit Bremsenergierückgewinnung d. h. durch Rekuperation sogar (Balken K) 0,75 g CO2/km gegenüber einer herkömmlichen Vakuumpumpe ohne Orbiterprinzip mit mechanischem Antrieb (Balken G), eingespart.With the electric orbital vacuum pump according to the invention are 0.60 g CO 2 / km without brake energy recovery (beam I) and when operating with brake energy recovery ie by recuperation even (bar K) 0.75 g CO 2 / km compared to a conventional vacuum pump without Orbiterprinzip with mechanical drive (Bar G), saved.

Die erfindungsgemäße Lösung kann mit all den erfindungsgemäßen Vorteilen sehr gut in die bereits für mechanische Vakuumpumpen im Motorraum des Fahrzeuges vorgesehenen Bauräume integriert werden. Dadurch kann eine mechanische Vakuumpumpe schnell und unproblematisch durch die erfindungsgemäße Lösung einer elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpe mit Orbiter nach dem ”Plug and Play” Prinzip ersetzt werden kann.The solution according to the invention, with all the advantages according to the invention, can be integrated very well into the installation spaces already provided for mechanical vacuum pumps in the engine compartment of the vehicle. As a result, a mechanical vacuum pump can be replaced quickly and without problems by the inventive solution of an electric motor-driven vacuum pump with orbiters according to the "plug and play" principle.

Dies war mit den im Stand der Technik bisher bereit gestellten Lösungen von herkömmlichen elektromotorisch angetriebenen Vakuumpumpen, die sich durch einen länglichen Aufbau, für den erst ein geeigneter Bauraum gefunden werden musste, und die sich auch durch eine wesentlich kürzere Lebensdauer auszeichneten, nicht möglich, da gegenwärtig bei Einsatz eines Bürstenmotors auch von einer Lebensdauer von ca. 1000 h auszugehen ist.This was not possible with the hitherto provided in the prior art solutions of conventional electric motor driven vacuum pumps, which were characterized by an elongated structure, for which only a suitable space had to be found, and which also characterized by a much shorter life, not possible At present, when using a brush motor is expected to have a life of about 1000 h.

An dieser Steile ist daher auch zwingend anzumerken, dass durch den eingesetzten BLDC-Motor 14 zudem gleichzeitig auch die hohen in der Automobilindustrie geltenden Lebensdaueranforderungen (von 1800 h bis 4000 h) gewährleistet werden können. Gegenwärtig war, wie oben erwähnt, bei einem Bürstenmotor stets mit einer Lebensdauer von ca. 1000 h auszugehen. Damit konnte man den strengen Maßstäben der Automobilindustrie nicht gerecht werden.At this point, it is imperative to note that the BLDC motor is used 14 At the same time, the high life-cycle requirements applicable in the automotive industry (from 1,800 h to 4,000 h) can be guaranteed at the same time. At present, as mentioned above, a brushed motor always had a life of approximately 1000 hours. This could not meet the strict standards of the automotive industry.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Pumpengehäusepump housing
22
Antriebswelledrive shaft
33
Pumpendeckelpump cover
44
Arbeitskammerworking chamber
55
Innenwandunginner wall
66
Exzenterscheibeeccentric
77
Lagerbolzenbearing bolt
88th
OrbiterOrbiter
99
Zylindermantelcylinder surface
1010
Führungsschlitzguide slot
1111
Ansaugöffnungsuction
1212
Ausströmöffnungoutflow
1313
Sperrschieberblocking slide
1414
BLDC-MotorBLDC motor
1515
Wälzlagerringroller bearing ring
1616
Wälzkörperrolling elements
1717
ExzentersitzExzentersitz
1818
Rotorsitzrotor seat
1919
Dichtungpoetry
2020
LagerflanschLagerflansch
2121
Lagersitzbearing seat
2222
RotorwellenaufnahmeRotor shaft receiving
2323
Permanentmagnetpermanent magnet
2424
Rotortopfrotor pot
2525
Statorsitzstator seat
2626
ExzenterscheibenaufnahmeraumExzenterscheibenaufnahmeraum
2727
Statorstator
2828
VerschaltungsringVerschaltungsring
2929
Motordeckelengine cover
3030
Befestigungselementfastener
3131
Profildichtungprofile seal
3232
Sensorsensor
3333
MagnetringsensorMagnetic ring sensor
3434
ECU/SteuereinheitECU / control unit
3535
Rotorrotor
3636
Lagercamp
PP
Leistungsaufnahmeinput
tt
Betriebszeituptime
AA
Leistungsaufnahme einer mechanischen Vakuumpumpe (Stand der Technik)Power consumption of a mechanical vacuum pump (prior art)
BB
Mittelwert der Leistungsaufnahme einer mechanischen Vakuumpumpe (Stand der Technik)Average power consumption of a mechanical vacuum pump (prior art)
CC
Leistungsaufnahme einer erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe nach dem OrbiterprinzipPower consumption of an electric vacuum pump according to the orbiter principle according to the invention
DD
Mittelwert der Leistungsaufnahme einer erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe nach dem OrbiterprinzipAverage value of the power consumption of an electric vacuum pump according to the orbiter principle according to the invention
Ee
Mittelwert der Leistungsaufnahme einer mechanischen Orbitervakuumpumpe (Stand der Technik)Average power consumption of a mechanical orbital vacuum pump (prior art)
FF
Mittelwert der Leistungsaufnahme einer erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe nach dem Orbiterprinzip mit Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation)Mean value of the power consumption of an electric vacuum pump according to the invention according to the orbiter principle with brake energy recovery (recuperation)
GG
CO2-Einsparung in g/km einer mechanischen Vakuumpumpe (Stand der Technik)CO 2 savings in g / km of a mechanical vacuum pump (prior art)
HH
CO2-Einsparung in g/km einer mechanischen Vakuumpumpe nach dem Orbiterprinzip (Stand der Technik) CO2-Einsparung in g/km einer erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe nach dem OrbiterprinzipCO 2 savings in g / km of a mechanical vacuum pump according to the orbiter principle (state of the art) CO 2 savings in g / km of an inventive electric vacuum pump according to the orbiter principle
KK
CO2-Einsparung in g/km einer erfindungsgemäßen elektrischen Vakuumpumpe nach dem Orbiterprinzip mit Bremsenergierückgewinnung (Rekuperation)CO 2 savings in g / km of an inventive electric vacuum pump according to the Orbiterprinzip with braking energy recovery (recuperation)

Claims (6)

Elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe mit einem Pumpengehäuse (1), einer im Pumpengehäuse (1) in Lagern drehbar gelagerten Antriebswelle (2), und einer im Pumpengehäuse (1) angeordneten, vom Pumpengehäuse (1) allein, oder vom Pumpengehäuse (1) in Verbindung mit einem Pumpendeckel (3) gebildeten Arbeitskammer (4) mit einer zylinderförmigen Innenwandung (5), einer auf der Antriebswelle (2) angeordneten Exzenterscheibe (6) mit einem an dieser exzentrisch angeordneten Lagerbolzen (7), einer drehbar auf dem Lagerbolzen (7) gelagerten, in der zylinderförmigen Innenwandung (5) der Arbeitskammer (4) umlaufenden Kolbentrommel, dem Orbiter (8), mit einem Zylindermantel (9), einem im Orbiter (8) angeordneten Führungsschlitz (10), sowie einer in der Arbeitskammer (4) angeordneten Ansaugöffnung (11) und einer in der Arbeitskammer (4) angeordneten Ausströmöffnung (12), mit einem zwischen der Ansaugöffnung (11) und der Ausströmöffnung (12) angeordneten im Pumpengehäuse (1) schwenkbar gelagerten Sperrschieber (13) der im Führungsschlitz (10) des Orbiters (8) verschiebbar, gleitend gelagert ist, und einem auf der Antriebswelle (2) angeordneten, die Vakuumpumpe antreibenden Elektromotor, dadurch gekennzeichnet, – dass die Antriebswelle (2) in nur einem Lager (36) mittels Wälzkörpern (16) in einem Wälzlagerring (15) so gelagert ist, dass die Antriebswelle (2) den Wälzlagerring (15) pumpenseitig mit einem Exzentersitz (17) und antriebsseitig mit einem Rotorsitz (18) überragt, und beidseitig der Wälzkörper (16) zwischen der Antriebswelle (2) und dem Wälzlagerring (15) Dichtungen (19) angeordnet sind, und – dass der Wälzlagerring (15) in einem antriebsseitig starr am Pumpengehäuse (1) angeordneten, im Pumpengehäuse (1) integrierten, zylinderförmigen Lagerflansch (20) so in einem innenzylindrischen Lagersitz (21) des Lagerflansches angeordnet ist, dass der Rotorsitz (18) das Pumpengehäuse (1) überragt, und – dass auf dem Rotorsitz (18) ein mit einer Rotorwellenaufnahme (22) versehener, am Außenumfang mit Permanentmagneten (23) bestückter Rotortopf (24), der Rotor (35) eines bürstenlosen Gleichstrommotors, des BLDC-Motors (14), so angeordnet ist, dass dieser frei umlaufend den zylindrischen Lagerflansch (20) beabstandet so umschließt, dass die Permanentmagnete (23) radial beabstandet im Bereich des im Lagersitz (21) angeordneten mit Wälzkörpern (16) bestückten Wälzlagerringes (15) angeordnet sind, und – dass außen am Pumpengehäuse (1) dem Lagerflansch (20) pumpenseitig benachbart ein Gehäuseabsatz so angeordnet ist, dass dieser durch die Wandstärke des Pumpengehäuses (1) beabstandet im Inneren des Pumpengehäuses (1) gleichzeitig einen Exzenterscheibenaufnahmeraum (26) ausbildet, in dem die auf dem Exzentersitz (17) der Antriebswelle (2) angeordnete Exzenterscheibe (6) frei umläuft, und – dass am Pumpengehäuse (1) ein den Gehäuseabsatz umschließender Motordeckel (29) angeordnet ist, in dem an einem Statorsitz (25) der Stator (27) des BLDC-Motors (14) gegenüber dem Rotortopf (24) positioniert ist, wobei der Stator (27) wie auch die anderen Bauteile des BLDC-Motors (14) mit dem zugehörigen Verschaltungsring (28) in dem Motordeckel (29) exakt lagepositioniert so angeordnet sind, dass nach dem Befestigen des Motordeckels (29) am Pumpengehäuse (1), mit Hilfe von Befestigungselementen (30), alle Bauteile des BLDC-Motors (14) zueinander und gegenüber den anderen Bauteilen der Vakuumpumpe nicht nur exakt in der Lage positioniert, sondern gleichzeitig auch in ihrer Lage sicher und zuverlässig fixiert sind.Electromotor-driven vacuum pump with a pump housing ( 1 ), one in the pump housing ( 1 ) in bearings rotatably mounted drive shaft ( 2 ), and one in the pump housing ( 1 ), from the pump housing ( 1 ) alone, or from the pump housing ( 1 ) in conjunction with a pump cover ( 3 ) working chamber ( 4 ) with a cylindrical inner wall ( 5 ), one on the drive shaft ( 2 ) arranged eccentric disc ( 6 ) with an eccentrically arranged bearing pin ( 7 ), one rotatable on the bearing pin ( 7 ), in the cylindrical inner wall ( 5 ) of the working chamber ( 4 ) revolving piston drum, the orbiter ( 8th ), with a cylinder jacket ( 9 ), one in the orbiter ( 8th ) arranged guide slot ( 10 ), as well as one in the working chamber ( 4 ) arranged suction opening ( 11 ) and one in the working chamber ( 4 ) arranged outflow opening ( 12 ), with one between the suction port ( 11 ) and the discharge opening ( 12 ) arranged in the pump housing ( 1 ) pivotally mounted gate valve ( 13 ) in the guide slot ( 10 ) of the orbiter ( 8th ) is slidably mounted, slidably mounted, and one on the drive shaft ( 2 ), the vacuum pump driving electric motor, characterized in that - the drive shaft ( 2 ) in only one warehouse ( 36 ) by means of rolling elements ( 16 ) in a rolling bearing ring ( 15 ) is mounted so that the drive shaft ( 2 ) the rolling bearing ring ( 15 ) on the pump side with an eccentric seat ( 17 ) and on the drive side with a rotor seat ( 18 ) surmounted, and on both sides of the rolling elements ( 16 ) between the drive shaft ( 2 ) and the rolling bearing ring ( 15 ) Seals ( 19 ) are arranged, and - that the rolling bearing ring ( 15 ) in a drive side rigidly on the pump housing ( 1 ), in the pump housing ( 1 ) integrated, cylindrical bearing flange ( 20 ) in an internally cylindrical bearing seat ( 21 ) of the bearing flange is arranged such that the rotor seat ( 18 ) the pump housing ( 1 ), and - that on the rotor seat ( 18 ) with a rotor shaft receptacle ( 22 ), on the outer circumference with permanent magnets ( 23 ) equipped Rotortopf ( 24 ), the rotor ( 35 ) of a brushless DC motor, the BLDC motor ( 14 ), is arranged so that this freely circulating the cylindrical bearing flange ( 20 ) spaced so encloses that the permanent magnets ( 23 ) radially spaced in the region of the bearing seat ( 21 ) arranged with rolling elements ( 16 ) fitted rolling bearing ring ( 15 ) are arranged, and - that on the outside of the pump housing ( 1 ) the bearing flange ( 20 ) pump housing adjacent a housing shoulder is arranged so that this by the wall thickness of the pump housing ( 1 ) spaced inside the pump housing ( 1 ) simultaneously an eccentric disc receiving space ( 26 ), in which the on the eccentric seat ( 17 ) of the drive shaft ( 2 ) arranged eccentric disc ( 6 ) circulates freely, and - that on the pump housing ( 1 ) a housing cover enclosing the motor cover ( 29 ) is arranged, in which at a stator seat ( 25 ) the stator ( 27 ) of the BLDC motor ( 14 ) opposite the rotor pot ( 24 ), wherein the stator ( 27 ) as well as the other components of the BLDC motor ( 14 ) with the associated Verschaltungsring ( 28 ) in the engine cover ( 29 ) Are positioned exactly positioned so that after attaching the engine cover ( 29 ) on the pump housing ( 1 ), by means of fastening elements ( 30 ), all components of the BLDC motor ( 14 ) are positioned with respect to each other and with respect to the other components of the vacuum pump not only exactly in the position, but at the same time are securely and reliably fixed in their position. Elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotortopf (24) einteilig aus einem weichmagnetischen Material ausgebildet ist.Electromotor-driven vacuum pump according to claim 1, characterized in that the rotor pot ( 24 ) is integrally formed of a soft magnetic material. Elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der einteilige Rotortopf (24) von einem homogenen weichmagnetischen Sinterteil gebildet wird.Electromotor-driven vacuum pump according to claim 2, characterized in that the one-piece rotor pot ( 24 ) is formed by a homogeneous soft magnetic sintered part. Elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Wälzlagerring (15) des Lagers (36) in dem zylindrischen Lagerflansch (20) eingepresst ist, d. h. dass stirnseitig am Lager (36) keine Lagesicherungselemente gegen Axialverschiebungen angeordnet sind.Electromotor-driven vacuum pump according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the rolling bearing ring ( 15 ) of the warehouse ( 36 ) in the cylindrical bearing flange ( 20 ) is pressed, ie that frontally on the camp ( 36 ) No position securing elements are arranged against axial displacements. Elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Pumpengehäuse (1) und einem am Pumpengehäuse (1) mittels Befestigungselementen (30) angeordneten Pumpendeckel (3) eine Profildichtung (31) angeordnet ist.Electromotor-driven vacuum pump according to one or more of claims 1 to 4, characterized in that between the pump housing ( 1 ) and one on the pump housing ( 1 ) by means of fastening elements ( 30 ) arranged pump cover ( 3 ) a profile seal ( 31 ) is arranged. Elektromotorisch angetriebene Vakuumpumpe nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpendeckel (3) und/oder der Motordeckel (29) mit Kühlmittelkanälen zur Kühlung und Kühlmittelverteilung zu anderen Verbrauchern versehen ist.Electromotor-driven vacuum pump according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that the pump cover ( 3 ) and / or the engine cover ( 29 ) is provided with coolant channels for cooling and coolant distribution to other consumers.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109353713B (en) * 2018-12-07 2023-07-28 南通虹波机械有限公司 Mining pump station end vacuum tank and manufacturing method thereof
DE102019133743A1 (en) * 2019-12-10 2021-06-10 Nidec Gpm Gmbh Electric orbiter vacuum pump with optimized control
DE102020101315B4 (en) 2020-01-21 2022-09-08 Nidec Gpm Gmbh Orbiter vacuum pump with optimized bearing
DE102020133164A1 (en) 2020-12-11 2022-06-15 Nidec Gpm Gmbh Orbiter vacuum pump with optimized bearing
DE102020101312B3 (en) * 2020-01-21 2021-03-25 Nidec Gpm Gmbh Orbiter vacuum pump capable of running dry
DE102020101311A1 (en) 2020-01-21 2021-07-22 Nidec Gpm Gmbh Friction-optimized vacuum orbiter pump
EP4172015B1 (en) 2020-06-24 2024-02-28 Pierburg Pump Technology GmbH Motor vehicle vacuum pump and method for controlling a motor vehicle vacuum pump
WO2021259462A1 (en) 2020-06-24 2021-12-30 Pierburg Pump Technology Gmbh Motor vehicle vacuum pump
DE112020007339T5 (en) 2020-06-24 2023-06-15 Pierburg Pump Technology Gmbh automotive vacuum pump
EP4172014B1 (en) 2020-06-24 2024-02-28 Pierburg Pump Technology GmbH Motor vehicle vacuum pump
EP4172012B1 (en) 2020-06-24 2024-02-28 Pierburg Pump Technology GmbH Motor vehicle vacuum pump
DE102021119564B4 (en) 2021-07-28 2023-03-16 Nidec Gpm Gmbh Fluid pump, in particular liquid fluid pump and motor vehicle having the fluid pump

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE426755C (en) * 1926-03-18 Johan Hjalmar Syrjaenen Sealing of the drive shaft of rotary lobe pumps for liquids or gases
CH129486A (en) * 1927-08-26 1928-12-17 Hermann Weber Recirculation compressor for high pressures.
DE2010207A1 (en) * 1970-03-04 1971-09-16 Hobson Ltd H M Fuel pumps, in particular for aircraft
DE102004021916A1 (en) * 2004-05-04 2005-12-08 Ziegler, Günter Device for creating of vacuum in aircraft for operating of flying instruments and/or pneumatic anti-icing system has vacuum pump operated by brushless motor with AC drive
DE102004024554A1 (en) * 2004-05-18 2005-12-15 Pfeiffer Vacuum Gmbh Oil-sealed rotary vane vacuum pump
DE60219254T2 (en) * 2001-09-14 2007-07-19 Sanden Corp., Isesaki Two-stage scroll compressor
DE102006022772A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 Pfeiffer Vacuum Gmbh Drive arrangement for a vacuum pump
DE102006016791B4 (en) * 2006-04-10 2008-01-31 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt vacuum pump
WO2008022726A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Busch Produktions Gmbh Rotating-slide vacuum pump or compressor of block design having a disc-rotor synchronous motor which is mounted on flying bearings
DE102009021890A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-10 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Motor-pump module
WO2010009603A1 (en) * 2008-07-22 2010-01-28 温岭市鑫磊空压机有限公司 A translatory rotary compression device
WO2012007125A2 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Magna Powertrain Ag & Co Kg Vane pump
US20120141312A1 (en) * 2009-08-10 2012-06-07 Kang-Wook Lee Compressor
DE102011001394A1 (en) * 2011-03-18 2012-09-20 Visteon Global Technologies, Inc. Electrically driven refrigeration compressor for e.g. stationary application in refrigeration apparatus of electromotor-driven motor car in motor car air conditioning field, has main housing comprising bearing dome in axial direction
WO2012130225A2 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Ixetic Bad Homburg Gmbh Drive unit for a submerged oil pump and pump
DE102012009419B3 (en) * 2012-05-11 2013-07-25 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt "Vacuum pump"
US20140037472A1 (en) * 2011-01-04 2014-02-06 Jtekt Corporation Electrical pump apparatus

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
IT1395780B1 (en) * 2009-09-16 2012-10-19 Vhit Spa CAPSULISM, PARTICULARLY FOR TURBOMACCHINE, TURBOMACCHINA INCLUDING SUCH CAPSULISM AND ROTARY GROUP FOR SUCH CAPSULISM.

Patent Citations (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE426755C (en) * 1926-03-18 Johan Hjalmar Syrjaenen Sealing of the drive shaft of rotary lobe pumps for liquids or gases
CH129486A (en) * 1927-08-26 1928-12-17 Hermann Weber Recirculation compressor for high pressures.
DE2010207A1 (en) * 1970-03-04 1971-09-16 Hobson Ltd H M Fuel pumps, in particular for aircraft
DE60219254T2 (en) * 2001-09-14 2007-07-19 Sanden Corp., Isesaki Two-stage scroll compressor
DE102004021916A1 (en) * 2004-05-04 2005-12-08 Ziegler, Günter Device for creating of vacuum in aircraft for operating of flying instruments and/or pneumatic anti-icing system has vacuum pump operated by brushless motor with AC drive
DE102004024554A1 (en) * 2004-05-18 2005-12-15 Pfeiffer Vacuum Gmbh Oil-sealed rotary vane vacuum pump
DE102006016791B4 (en) * 2006-04-10 2008-01-31 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt vacuum pump
EP1857681B1 (en) * 2006-05-16 2015-07-08 Pfeiffer Vacuum Gmbh Vane vacuum pump with canned motor
DE102006022772A1 (en) * 2006-05-16 2007-11-22 Pfeiffer Vacuum Gmbh Drive arrangement for a vacuum pump
WO2008022726A1 (en) * 2006-08-25 2008-02-28 Busch Produktions Gmbh Rotating-slide vacuum pump or compressor of block design having a disc-rotor synchronous motor which is mounted on flying bearings
DE102009021890A1 (en) * 2008-06-09 2009-12-10 Luk Lamellen Und Kupplungsbau Beteiligungs Kg Motor-pump module
WO2010009603A1 (en) * 2008-07-22 2010-01-28 温岭市鑫磊空压机有限公司 A translatory rotary compression device
US20120141312A1 (en) * 2009-08-10 2012-06-07 Kang-Wook Lee Compressor
WO2012007125A2 (en) * 2010-07-16 2012-01-19 Magna Powertrain Ag & Co Kg Vane pump
US20140037472A1 (en) * 2011-01-04 2014-02-06 Jtekt Corporation Electrical pump apparatus
DE102011001394A1 (en) * 2011-03-18 2012-09-20 Visteon Global Technologies, Inc. Electrically driven refrigeration compressor for e.g. stationary application in refrigeration apparatus of electromotor-driven motor car in motor car air conditioning field, has main housing comprising bearing dome in axial direction
WO2012130225A2 (en) * 2011-03-31 2012-10-04 Ixetic Bad Homburg Gmbh Drive unit for a submerged oil pump and pump
DE102012009419B3 (en) * 2012-05-11 2013-07-25 Geräte- und Pumpenbau GmbH Dr. Eugen Schmidt "Vacuum pump"

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