DE10304995A1

DE10304995A1 - Pumpe

Info

Publication number: DE10304995A1
Application number: DE10304995A
Authority: DE
Inventors: Mirco Kupceric
Original assignee: LuK Automobiltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
Priority date: 2002-02-18
Filing date: 2003-02-07
Publication date: 2003-08-28
Also published as: WO2003071135A1; FR2838790B1; FR2838790A1; ITMI20030283A1; AU2003210138A1; DE10390679D2

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe, mit einem Pumpengehäuse, insbesondere einem Pumpengehäusekörper, einem Anschlussstutzen, insbesondere einem Ansaugstutzen, der mit einem Pumpenraum in Verbindung steht, und mit einem Rückschlagventil, das den Durchtritt von Medium, insbesondere den Austritt von Medium aus dem Pumpenraum, durch den Anschlussstutzen in einer Strömungsrichtung verhindert.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere eine Vakuumpumpe, mit einem Pumpengehäuseteil, insbesondere einem Pumpengehäusegrundkörper, einem Anschlussstutzen, insbesondere einem Ansaugstutzen, der mit einem Pumpenraum in Verbindung steht, und mit einem Rückschlagventil, das den Durchtritt von Medium, insbesondere Austritt von Medium aus dem Pumpenraum, durch den Anschlussstutzen in einer Strömungsrichtung verhindert.
Vakuumpumpen werden unter anderem zum Erzeugen eines Unterdrucks in einem Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs eingesetzt. Derartige Pumpen weisen im Ansaugstutzen ein Rückschlagventil auf, das verhindert, dass Luft aus der Vakuumpumpe in den mit Unterdruck zu beaufschlagenden Raum gelangt. Es gibt Pumpen, bei denen die Anschlussstutzen als separates Bauteil mit dem Pumpengehäuse verschraubt oder durch einen Presssitz verbunden sind. Die separaten Anschlussstutzen haben den Vorteil, dass sie zur Aufnahme der Rückschlagventile verwendet werden können. Allerdings können an der Schnittstelle zwischen Pumpengehäuse und Anschlussstutzen Dichtigkeitsprobleme auftreten.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, die Dichtigkeit an der Schnittstelle zwischen Pumpengehäuse und Anschlussstutzen zu verbessern.
Die Aufgabe ist bei einer Pumpe, insbesondere einer Vakuumpumpe, mit einem Pumpengehäuseteil, insbesondere einem Pumpengehäusegrundkörper, einem Anschlussstutzen, insbesondere einem Ansaugstutzen, der mit einem Pumpenraum in Verbindung steht, und mit einem Rückschlagventil, das den Durchtritt von Medium, insbesondere den Austritt von Medium aus dem Pumpenraum, durch den Anschlussstutzen in einer Strömungsrichtung verhindert, dadurch gelöst, dass der Anschlussstutzen einstückig mit dem Pumpengehäuseteil ausgebildet ist und dass in dem Pumpengehäuseteil ein Aufnahmeraum für das Rückschlagventil ausgebildet ist, der mit dem Anschlussstutzen und dem Pumpenraum in Verbindung steht. Durch die einstückige Ausbildung des Anschlussstutzens an dem Pumpengehäuse wird eine dichte und, zum Beispiel im Gießverfahren herstellbare, kostengünstige Verbindung zwischen dem Anschlussstutzen und dem Pumpengehäuseteil gewährleistet. Bei dem Pumpengehäuseteil handelt es sich vorzugsweise um einen Pumpengehäusegrundkörper, der durch einen Pumpengehäusedeckel verschlossen wird. Theoretisch könnte der Anschlussstutzen aber auch in den Pumpengehäusedeckel integriert sein. Der in dem Pumpengehäuseteil ausgebildete Aufnahmeraum ermöglicht eine definierte Aufnahme des Rückschlagventils.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil im zusammengebauten Zustand der Pumpe durch ein weiteres Pumpengehäuseteil, insbesondere einen Pumpengehäusedeckel, verschlossen ist. Dadurch wird einerseits die Montage des Rückschlagventils vereinfacht, da der Aufnahmeraum in dem Pumpengehäuseteil vor dem Zusammenbau der Pumpe frei zugänglich ist. Andererseits wird durch den Zusammenbau der Pumpe, insbesondere das Aufsetzen des Pumpengehäusedeckels auf den Pumpengehäusegrundkörper, eine definierte Abdichtung des Aufnahmeraums für das Rückschlagventil gewährleistet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil durch einen Kanal mit dem Pumpenraum in Verbindung steht, wobei der Kanal im zusammengebauten Zustand der Pumpe auf einer Seite von dem weiteren Pumpengehäuseteil, insbesondere den Pumpengehäusedeckel, begrenzt ist. Dadurch wird die Herstellung der Pumpe erheblich vereinfacht, da der Kanal beispielsweise im Gießverfahren erzeugt werden kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass von dem Pumpengehäuseteil, insbesondere dem Pumpengehäusegrundkörper, ein Finger ausgeht, der in den Aufnahmeraum ragt und einen Anschlag für das Rückschlagventil bildet. Der Finger sorgt einerseits für eine definierte Einbaulage des Rückschlagventils. Andererseits wird durch den Finger die Strömung durch das Rückschlagventil nur geringfügig beeinträchtigt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen in den Aufnahmeraum für das Rückschlagventil mündet. Die direkte Verbindung zwischen dem Anschlussstutzen und dem Aufnahmeraum für das Rückschlagventil gewährleistet ein gutes Ansprechverhalten des Rückschlagventils. Es ist jedoch auch möglich, dass der Anschlussstutzen über einen zusätzlichen Verbindungskanal mit dem Aufnahmeraum für das Rückschlagventil in Verbindung steht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil im Wesentlichen die Gestalt eines Quaders aufweist. Sinnvollerweise weist das Rückschlagventilgehäuse dann ebenfalls die Gestalt eines Quaders auf, dessen Größe an die Größe des Aufnahmeraums angepasst ist. Als Rückschlagventile können beispielsweise herkömmliche Rückschlagventile in Regenschirmbauweise verwendet werden. Derartige Ventile weisen beispielsweise ein hülsenförmiges Ventilgehäuse auf, in dem axiale Durchtrittsöffnungen für das von der Pumpe geförderte Medium vorgesehen sind. An den Durchtrittsöffnungen liegt ein regenschirmartiger Schließkörper aus einem elastischen Material an, der die Durchtrittsöffnungen verschließt, wenn er auf seiner den Durchtrittsöffnungen abgewandten Seite mit einem höheren Druck beaufschlagt wird als auf seiner anderen Seite. Es können jedoch auch andere Ventilbauarten, beispielsweise mit einer Feder vorgespannte Kugeln, im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendet werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil im Wesentlichen die Gestalt eines Halbkreiszylinders aufweist. Das zugehörige Rückschlagventilgehäuse weist dann ebenfalls im Wesentlichen die Gestalt eines Halbkreiszylinders auf, dessen Abmessungen an die Abmessungen des Aufnahmeraums für das Rückschlagventil angepasst sind. Derartige Ventilgehäuseformen ermöglichen ein seitliches Einlegen in den Aufnahmeraum.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil im Wesentlichen die Gestalt eines Kreiszylinders aufweist. Dabei ist der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil vorzugsweise so in dem Pumpengehäusegrundkörper angeordnet, dass die Längsachse des Kreiszylinders quer, insbesondere rechtwinklig, zu dem Pumpengehäusedeckel (im zusammengebauten Zustand) angeordnet ist. Dadurch wird gewährleistet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil gut zugänglich ist, wenn der Pumpengehäusedeckel von dem Pumpengehäusegrundkörper abgenommen ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Rückschlagventils nicht mit der Längsachse des Anschlussstutzens zusammen fällt. Durch die erfindungsgemäße Anordnung der Längsachse des Rückschlagventils wird die Herstellung der Pumpe und die Montage des Rückschlagventils vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Pumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Rückschlagventils im Wesentlichen senkrecht oder parallel zur Längsachse des Anschlussstutzens angeordnet ist. Dadurch wird erreicht, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil in dem Pumpengehäusegrundkörper bei abgenommenem Pumpengehäusedeckel leicht zugänglich ist. Dadurch vereinfacht sich die Montage des Rückschlagventils erheblich, z. B. durch seitliches Einlegen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen Teilschnitt durch eine Pumpe gemäß einer Ausführungsform mit einem quer zum Anschlussstutzen eingebauten Rückschlagventil;
Fig. 2 einen Teilschnitt durch eine Pumpe gemäß einer Ausführungsform mit einem parallel zum Anschlussstutzen eingebautem Rückschlagventil;
Fig. 3 einen Teilschnitt durch eine Pumpe gemäß einer ähnlichen Ausführungsform wie in Fig. 1 mit einem kugelförmigen Ventilkörper.
Die in Fig. 1 im Teilschnitt dargestellte Flügelzellenpumpe umfasst ein Pumpengehäuse 1, in dem ein Pumpenraum 2 ausgenommen ist. Der Pumpenraum 2 dient zur Aufnahme eines Pumpenrotors, in dem mindestens ein Flügel radial beweglich aufgenommen ist. Im Betrieb der Pumpe rotiert der Rotor in dem exzentrisch ausgebildeten Pumpenraum, wodurch die von dem mindestens einen Flügel begrenzten Verdrängerräume ihr Volumen verändern. Das Prinzip einer Flügelzellenpumpe wird als bekannt vorausgesetzt, so dass im Folgenden darauf nicht näher eingegangen wird.
Der Pumpenraum 2 ist durch einen Gehäusedeckel 4 verschlossen, der durch (nicht dargestellte) Schrauben an dem Pumpengehäusegrundkörper 1 befestigt ist. Radial außerhalb des Pumpenraums 2 ist in dem Pumpengehäusegrundkörper 1 ein Aufnahmeraum 6 für ein Rückschlagventil 8 ausgenommen. Der Aufnahmeraum 6 hat die Gestalt eines kreiszylinderförmigen Sacklochs, dessen Längsachse senkrecht zu dem Gehäusedeckel 4 angeordnet ist. Die Öffnung des Aufnahmeraums 6 ist durch den Gehäusedeckel 4 verschlossen. Im Bereich des Gehäusedeckels 4 ist bei 10 eine Verbindung zum Saugbereich in der Pumpe angedeutet. Im Bereich des Bodens des Aufnahmeraums 6 mündet eine Bohrung 11, die in einem Anschlussstutzen 12 ausgebildet ist.
Das Rückschlagventil 8 umfasst einen hülsenförmigen Grundkörper 14, in dem mehrere Durchtrittsöffnungen 16, 18 für das von der Pumpe geförderte Medium, zum Beispiel Luft, ausgebildet sind. Die Durchtrittsöffnungen 16, 18 sind durch einen regenschirmartigen Schließkörper 20 aus einem elastischen Kunststoffmaterial verschlossen. Der Schließkörper 20 ist dabei so ausgebildet und angeordnet, dass ein Durchströmen der Durchtrittsöffnungen 16, 18 nur von dem Anschlussstutzen 12 zum Saugraum 10 hin möglich ist, nicht aber in umgekehrter Richtung.
Das Rückschlagventil 8 wird in axialer Richtung auf der einen Seite durch einen Vorsprung 21 fixiert, der an dem Gehäusedeckel 4 ausgebildet ist. Auf der anderen Seite wird das Rückschlagventil 8 in axialer Richtung durch einen Finger 22 fixiert, der von dem Pumpengehäusegrundkörper 1 ausgeht. Der Finger 22 gewährleistet, dass die Strömung durch das Rückschlagventil 8, genauer gesagt durch die Durchtrittsöffnungen 16, 18, im Betrieb nicht beeinträchtigt wird.
Die in Fig. 2 im Schnitt dargestellte Flügelzellenpumpe umfasst einen Pumpengehäusegrundkörper 31, in dem ein Pumpenraum 32 ausgespart ist, der zur Aufnahme eines (nicht dargestellten) Rotors mit radial beweglichen Flügeln dient. Der Pumpenraum 32 geht in einen Aufnahmeraum 36 für ein Rückschlagventil 38 über. Der Aufnahmeraum 36 für das Rückschlagventil 38 kann einen rechteckigen oder halbrunden Querschnitt aufweisen, was ein seitliches Einlegen ermöglicht und verbindet einen Kanal 40 mit einer Bohrung 41, die in einem Anschlussstutzen 42 ausgebildet ist. Die Längsachse des Aufnahmeraums 36 ist parallel zur Längsachse der Bohrung 41 indem Anschlussstutzen 42 angeordnet. Allerdings ist der Aufnahmeraum 36 nicht direkt mit der Bohrung 41 in dem Anschlussstutzen 42 verbunden, sondern indirekt über einen Verbindungskanal 43, der senkrecht zur Längsachse der Bohrung 41 in dem Anschlussstutzen 42 verläuft.
Das Rückschlagventil 38 weist einen hülsenförmigen Grundkörper 44 auf, z. B. mit rechteckiger oder halbrunder Außenkontur, der in axialer Richtung mit Durchtrittsöffnungen 46, 48 ausgestattet ist. Die Durchtrittsöffnungen 46, 48 sind durch einen regenschirmartigen Schließkörper 50 aus einem elastischen Kunststoffmaterial verschließbar. Dabei ist der regenschirmartige Schließkörper 50 so ausgebildet und relativ zu den Durchtrittsöffnungen 46, 48 angeordnet, dass ein Durchströmen der Durchtrittsöffnungen 46, 48 nur von dem Anschlussstutzen 42 zum Saugraum 40 hin möglich ist, aber nicht in umgekehrter Richtung. Nach außen hin ist der hülsenförmige Grundkörper 44 des Rückschlagventils 38 durch eine Dichtung 52 oder eine entsprechende Formdichtung, die an die jeweilige Gestalt des Grundkörpers 44 angepasst ist, abgedichtet. Die Dichtung 52 verhindert, dass Luft zwischen dem hülsenförmigen Grundkörper 44 und dem Pumpengehäusegrundkörper 31 beziehungsweise einem daran anliegenden Gehäusedeckel durchtreten kann.
Die in Fig. 3 im Teilschnitt dargestellte Pumpe ist in diesem Fall eine Kraftstoffförderpumpe und umfasst einen Pumpengehäusegrundkörper 61, der mit einem Pumpenraum 62 ausgestattet ist. Radial außerhalb des Pumpenraums 62 ist ein im Wesentlichen kreiszylinderförmiger Aufnahmeraum 66 in dem Pumpengehäusegrundkörper 61 ausgenommen. Die Längsachse des Aufnahmeraums 66 ist quer in dem Pumpengehäusegrundkörper 61 angeordnet. In dem Aufnahmeraum 66 ist ein Rückschlagventil 68 angeordnet, das eine Druckkammer 70 mit einer Bohrung 71 in einem Anschlussstutzen 72 verbindet.
Das Rückschlagventil 68 umfasst einen Grundkörper 74, in dem ein Durchgangskanal 76 in axialer Richtung verläuft. Das der Bohrung 71 zugewandte Ende des Grundkörpers 74 bildet einen Ventilsitz für einen kugelförmigen Schließkörper 80, der mit der Vorspannkraft einer Ventilfeder 82 beaufschlagt ist. Dadurch wird gewährleistet, dass das Rückschlagventil 68 nur von der Druckkammer 70 zur Bohrung 71 hin, nicht aber in der umgekehrten Richtung von einem Medium durchströmt werden kann.
Den in den Fig. 1 bis 3 dargestellten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe ist gemeinsam, dass der Aufnahmeraum 6, 36, 66 für das Rückschlagventil leicht von außen zugänglich ist, solange er nicht durch einen Gehäusedeckel verschlossen ist. Dadurch wird die Herstellung einer erfindungsgemäßen Pumpe erheblich vereinfacht. Der Gehäusegrundkörper kann zunächst im Gießverfahren erzeugt werden. Daraufhin kann der Anschlussstutzen mit einer Bohrung versehen werden. Schließlich muss noch der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil durch Bohren oder Fräsen erzeugt beziehungsweise nachgearbeitet werden. Es ist auch denkbar, die Bohrung in dem Anschlussstutzen und/oder den Aufnahmeraum durch Kerne oder Einlegeteile beim Gießen direkt zu erzeugen. Die Rückschlagventile können problemlos in die Aufnahmeräume in den Gehäusegrundkörpern eingesetzt werden. Im eingebauten Zustand werden die Rückschlagventile durch den Gehäusedeckel in dem Gehäusegrundkörper fixiert.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder der Zeichnung offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen. In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe, mit einem Pumpengehäuseteil, insbesondere einem Pumpengehäusegrundkörper, einem Anschlussstutzen, insbesondere einem Ansaugstutzen, der mit einem Pumpenraum in Verbindung steht, und mit einem Rückschlagventil, das den Durchtritt von Medium, insbesondere den Austritt von Medium aus dem Pumpenraum, durch den Anschlussstutzen in einer Strömungsrichtung verhindert, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen einstückig mit dem Pumpengehäuseteil ausgebildet ist und dass in dem Pumpengehäuseteil ein Aufnahmeraum für das Rückschlagventil ausgebildet ist, der mit dem Anschlussstutzen und dem Pumpenraum in Verbindung steht.

2. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil im zusammengebauten Zustand der Pumpe durch ein weiteres Pumpengehäuseteil, insbesondere einen Pumpengehäusedeckel, verschlossen ist.

3. Pumpe, insbesondere nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil durch einen Kanal mit dem Pumpenraum in Verbindung steht, wobei der Kanal im zusammengebauten Zustand der Pumpe auf einer Seite von dem weiteren Pumpengehäuseteil, insbesondere dem Pumpengehäusedeckel, begrenzt ist.

4. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von dem Pumpengehäuseteil, insbesondere dem Pumpengehäusegrundkörper, ein Finger ausgeht, der in den Aufnahmeraum ragt und einen Anschlag für das Rückschlagventil bildet.

5. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Anschlussstutzen in den Aufnahmeraum für das Rückschlagventil mündet.

6. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil im Wesentlichen die Gestalt eines Quaders aufweist.

7. Pumpe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil im Wesentlichen die Gestalt eines Halbkreiszylinders aufweist.

8. Pumpe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeraum für das Rückschlagventil im Wesentlichen die Gestalt eines Kreiszylinders aufweist.

9. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Rückschlagventils nicht mit der Längsachse des Anschlussstutzens zusammenfällt.

10. Pumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Rückschlagventils im Wesentlichen senkrecht zur Längsachse des Anschlussstutzens angeordnet ist.

11. Pumpe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Rückschlagventils im Wesentlichen parallel zur Längsachse des Anschlussstutzens angeordnet ist.

12. Pumpe, insbesondere Vakuumpumpe, mit einem Pumpengehäuseteil, insbesondere einem Pumpengehäusegrundkörper, einem Anschlussstutzen, insbesondere einem Ansaugstutzen, der mit einem Pumpenraum in Verbindung steht, und mit einem Rückschlagventil, das den Durchtritt von Medium, insbesondere den Austritt von Medium aus dem Pumpenraum, durch den Anschlussstutzen verhindert, gekennzeichnet durch zumindest ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.