DE112007001540B4

DE112007001540B4 - Vakuumpumpe

Info

Publication number: DE112007001540B4
Application number: DE112007001540.3T
Authority: DE
Inventors: Mirko Kupceric
Original assignee: Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
Current assignee: Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
Priority date: 2006-07-21
Filing date: 2007-06-15
Publication date: 2016-05-12
Anticipated expiration: 2027-06-16
Also published as: WO2008009251A1; EP2047105A1; DE112007001540A5

Abstract

Vakuumpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem Saugraum (82), der über ein Saug-Rückschlagventil (20) mit einem zu evakuierenden Unterdruckraum, insbesondere eines Bremskraftverstärkers eines Kraftfahrzeugs, in Verbindung bringbar ist, und mit einem Druckentlastungsventil, über das der Saugraum (82) der Vakuumpumpe mit einem Druckentlastungsraum, insbesondere mit der Umgebung, in Verbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Saug-Rückschlagventil (20) und das Druckentlastungsventil in einer Multifunktionsventileinrichtung (1) kombiniert sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Flügelzellenpumpe, mit einem Saugraum, der über ein Saug-Rückschlagventil mit einem zu evakuierenden Unterdruckraum, insbesondere eines Bremskraftverstärkers eines Kraftfahrzeugs, in Verbindung bringbar ist und mit einem Druckentlastungsventil, über das der Saugraum der Vakuumpumpe mit einem Druckentlastungsraum, insbesondere mit der Umgebung, in Verbindung bringbar ist.
Aus der deutschen Patentschrift DE 10 2004 034 926 B3 ist eine Einflügelvakuumpumpe mit einer Luftauslassöffnung und einer Ölauslassöffnung bekannt. Die beiden Öffnungen sind durch Ventillamellen verschließbar, die von einem einzigen Ventilkörper gebildet werden.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Herstellung einer Vakuumpumpe gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 zu vereinfachen.
Die Aufgabe ist bei einer Vakuumpumpe, insbesondere einer Flügelzellenpumpe, mit einem Saugraum, der über ein Saug-Rückschlagventil mit einem zu evakuierenden Unterdruckraum, insbesondere eines Bremskraftverstärkers eines Kraftfahrzeugs, in Verbindung bringbar ist beziehungsweise steht und mit einem Druckentlastungsventil, über das der Saugraum der Vakuumpumpe mit einem Druckentlastungsraum, insbesondere mit der Umgebung, in Verbindung bringbar ist beziehungsweise steht, dadurch gelöst, dass das Saug-Rückschlagventil und das Druckentlastungsventil in einer Multifunktionsventileinrichtung kombiniert sind. Das Saug-Rückschlagventil verhindert im normalen Betrieb der Vakuumpumpe ein Rückströmen von Medium aus dem Saugraum in den zu evakuierenden Unterdruckraum. Durch das Druckentlastungsventil, das auch als Auslassventil oder Rückdrehventil bezeichnet wird, werden Druckspitzen, die zum Beispiel durch ein Rückdrehen des Rotors entgegen der normalen Drehrichtung verursacht werden können, wirksam abgebaut. Durch die erfindungsgemäße Kombination des Druckentlastungsventils mit dem Saug-Rückschlagventil werden die Herstellung und die Montage der Vakuumpumpe erheblich vereinfacht.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Multifunktionsventileinrichtung in einen Saugstutzen der Vakuumpumpe integriert ist. Gemäß der Erfindung werden die Funktionen des Saug-Rückschlagventils und des Druckentlastungsventils in ein Bauteil integriert. Der Saugstutzen kann einstückig mit dem Pumpengehäuse verbunden sein. Vorzugsweise ist der Saugstutzen mit der Multifunktionsventileinrichtung jedoch als separates Bauteil ausgeführt, das an das Pumpengehäuse montiert wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Saugstutzen einen rohrförmigen Grundkörper mit einem Anschlussende und einem in axialer Richtung verlängerten Ende aufweist. Das Anschlussende dient zum Anschließen eines Endes einer Saugleitung, deren anderes Ende an einen Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs angeschlossen ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das verlängerte Ende zum Anschlussende hin durch eine Trennwand abgeschlossen ist, die mindestens eine Durchgangsöffnung aufweist, die durch einen Saug-Rückschlagventilkörper so verschließbar ist, dass ein Ansaugen von Medium vom Anschlussende zum verlängerten Ende möglich ist und ein Rückströmen von Medium vom verlängerten Ende zum Anschlussende verhindert wird. Der Saug-Rückschlagventilkörper ist vorzugsweise telierartig aus Kunststoff gebildet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das verlängerte Ende radiale Druckentlastungsöffnungen aufweist, die durch eine schlauchartige Ventilmembran verschlossen sind. Die schlauchartige Ventilmembran ermöglicht den Abbau von Druckspitzen im Saugraum und verhindert eine unerwünschte Verbindung von dem Druckentlastungsraum in den Saugraum.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das verlängerte Ende einen Ringraum begrenzt, der über mindestens einen Druckentlastungskanal mit dem Druckentlastungsraum, insbesondere der Umgebung, in Verbindung steht. Der Ringraum wird radial innen von dem verlängerten Ende des Saugstutzens und radial außen von dem Gehäuse der Vakuumpumpe begrenzt. Der Druckentlastungskanal führt das Medium vorzugsweise zurück in den Motor oder Motorraum eines Kraftfahrzeugs oder zurück in die Vakuumpumpe.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum in axialer Richtung von zwei Bunden begrenzt wird, die sich an dem verlängerten Ende des Saugstutzens in Umfangsrichtung und radial nach außen erstrecken. Vorzugsweise schließen die Bunde mit den stirnseitigen Enden des Anschlussendes bündig ab.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Bunde jeweils eine Umfangsnut aufweisen, in der ein O-Ring aufgenommen ist. Die O-Ringe dienen dazu, den Ringraum zum Gehäuse der Vakuumpumpe hin abzudichten.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das verlängerte Ende einen größeren Durchmesser als das Anschlussende aufweist. Die beiden Enden haben vorzugsweise jeweils die Gestalt eines Kreiszylindermantels.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist durch einen Rotor gekennzeichnet, der um eine Drehachse drehbar in einem Gehäuse angeordnet ist und mindestens einen Flügel aufweist, der einen Arbeitsraum in dem Gehäuse in den Saugraum und einen Druckraum unterteilt.
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:
1 eine schematische Darstellung einer Monoflügelzellenpumpe im Querschnitt und
2 einen vergrößerten Ausschnitt aus 1 im Detail.
In 1 ist eine Monoflügelzellenpumpe mit einem Pumpengehäuse 70 schematisch dargestellt, das einen Sauganschluss 72 und einen Druckanschluss 74 aufweist. In dem Pumpengehäuse 70 ist ein Arbeitsraum 76 vorgesehen, in dem ein Rotor 78 drehbar angeordnet ist. In oder an dem Rotor 78 ist ein Flügel 80 verschiebbar geführt. Durch den Flügel 80 wird der Arbeitsraum 76 in dem Pumpengehäuse 70 in einen Saugraum 82 und einen Druckraum 84 unterteilt. Der Druckraum 84 steht mit dem Druckanschluss 74 und der Saugraum 82 mit dem Sauganschluss 72 in Verbindung. Der Rotor 78 ist in einer Betriebsdrehrichtung 86 angetrieben.
Wenn sich der Rotor 78 mit dem Flügel 80 in Betriebsdrehrichtung 86 dreht, dann wird ein Medium, insbesondere Luft, beziehungsweise ein Luft-Öl-Gemisch, in den Saugraum 82 eingesaugt und aus dem Druckraum 84 heraus gefördert. In einer bevorzugten Anwendung wird die Monoflügelzellenpumpe dazu verwendet, einen Unterdruck, das heißt ein Vakuum, an einen Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs anzulegen. Daher wird die Monoflügelzellenpumpe auch als Monoflügelvakuum- oder als Einflügelvakuumpumpe bezeichnet.
Wenn sich der Rotor in der normalen Betriebsdrehrichtung 86, also gegen den Uhrzeigersinn, dreht, dann nimmt das Volumen einer Flügelzelle, die zwischen dem Rotor 78 und dem Pumpengehäuse 70 von dem Flügel 80 begrenzt wird, in dem Druckraum 84 ab. Dadurch wird ein darin enthaltenes Medium mit Druck beaufschlagt. Gleichzeitig nimmt das Volumen einer Flügelzelle in dem Saugraum 82 zu, so dass Medium durch den Sauganschluss 72 angesaugt wird. Wenn sich der Rotor 78 betriebsbedingt, zum Beispiel aufgrund eines Rückwärtsrollens des Kraftfahrzeugs beim Transport in einer so genannten Rückwärtsdrehrichtung 88 im Uhrzeigersinn dreht, dann wird das Medium in dem Saugraum 82 komprimiert. Die dabei auftretenden Druckspitzen könnten zu einer Beschädigung der Vakuumpumpe führen.
In 2 ist ein Ausschnitt des Pumpengehäuses 70 aus 1 mit dem Sauganschluss 72 vergrößert und detailliert dargestellt. In den Sauganschluss 72 ist eine Multifunktionsventileinrichtung 1 integriert. Der Sauganschluss 72 umfasst ein Durchgangsloch 2, das ausgehend von dem Saugraum 82 fünf axiale Abschnitte 3 bis 7 aufweist. Der axiale Abschnitt 3 hat den kleinsten Durchmesser. Der axiale Abschnitt 7 hat den größten Durchmesser. Die Durchmesser der axialen Abschnitte 4 und 6 sind kleiner als der Durchmesser des axialen Abschnitts 7 und größer als der Durchmesser des axialen Abschnitts 3. Der axiale Abschnitt 5 erweitert sich konusartig von dem Durchmesser des axialen Abschnitts 4 zu dem Durchmesser des axialen Abschnitts 6.
In dem axialen Abschnitt 4 bis 7 ist ein Saugstutzen 10 aufgenommen. Der Saugstutzen 10 weist ein Anschlussende 11 auf, das aus dem Durchgangsloch 2 des Pumpengehäuses 70 herausragt. Das Anschlussende 11 dient zum Anschließen eines Endes einer Saugleitung, deren anderes Ende an einen Bremskraftverstärker angeschlossen ist. In den axialen Abschnitten 4 und 5 des Durchgangslochs 2 ist ein verlängertes Ende 12 des Saugstutzens 10 angeordnet. In dem axialen Abschnitt 7 ist ein Bund 14 angeordnet, der von dem Anschlussende 11 ausgeht. Das verlängerte Ende 12 ist durch eine Trennwand 15 einstückig mit dem Anschlussende 11 verbunden. Die Trennwand 15 weist eine zentrale Durchgangsöffnung 18 auf, die den Innenraum des Anschlussendes 11 mit dem Innenraum des verlängerten Endes 12 verbindet. Das Anschlussende 11 und das verlängerte Ende 12 haben jeweils im Wesentlichen die Gestalt eines geraden Kreiszylinders.
In der Durchgangsöffnung 18 ist ein Saug-Rückschlagventil 20 angeordnet. Das Saug-Rückschlagventil 20 umfasst einen Haltekörper 22 mit einer Vielzahl von Durchgangslöchern, die auf der dem verlängerten Ende 12 zugewandten Seite durch einen schirmartigen Ventilkörper 24 verschlossen sind. Wenn der schirmartige Ventilkörper 24 aufgrund einer Druckdifferenz zwischen dem verlängerten Ende 12 und dem Anschlussende 11 von dem Haltekörper 22 mit den Durchgangslöchern abhebt, dann kommt er im vollständig geöffneten Zustand des Ventils an einem Ventildeckel 25 zur Anlage.
Das verlängerte Ende 12 weist radial außen zwei Bunde 28, 29 auf, zwischen denen in axialer Richtung ein Ringraum 30 ausgebildet ist. Der Ringraum 30 wird radial außen von dem Pumpengehäuse 70 begrenzt. Radial innen wird der Ringraum 30 von Druckentlastungsöffnungen 31, 32 begrenzt, die durch eine schlauchartige Ventilmembran 34 verschlossen sind. Die Bunde 28, 29 weisen jeweils eine Umfangsnut auf, in der jeweils ein O-Ring 37, 38 aufgenommen ist. Die O-Ringe 37, 38 dienen dazu, den Ringraum 30 abzudichten.
Durch Pfeile 41, 42 und 43 ist angedeutet, dass mit Druck beaufschlagtes Medium aus dem Saugraum 82 durch die Durchgangslöcher 31, 32, die auch als Druckentlastungsöffnungen bezeichnet werden, in einen Druckentlastungskanal 44 gelangen kann, wenn die schlauchartige Ventilmembran 34 druckdifferenzbedingt von den Druckentlastungsöffnungen 31, 32 abhebt. Der Druckentlastungskanal 44 steht mit einem Druckentlastungsraum, zum Beispiel dem Kurbelwellenraum eines Kraftfahrzeugmotors, in Verbindung.
Im normalen Betriebszustand der Vakuumpumpe verhindern der O-Ring 37 und die schlauchartige Ventilmembran 34, dass Falschluft aus dem Kurbelwellenraum in den Saugraum 82 gelangt, was die Saugleistung negativ beeinflussen würde. Wenn sich der Rotor (78 in 1) in Rückwärtsdrehrichtung 88 dreht, dann verhindert der O-Ring 38, dass Öl in die Umgebung austritt. Das in den Saugstutzen 10 integrierte Saug-Rückschlagventil 20 verhindert, dass Öl in Richtung Bremskraftverstärker fließt. Die schlauchartige Ventilmembran 34 weist im Wesentlichen einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Ventilmembran 34 ermöglicht auf einfache Art und Weise den Abbau von Druckspitzen im Saugraum 82. Die Ventilmembran 34 ist vorzugsweise elastisch ausgeführt, so dass der Druckentlastungsvorgang beliebig oft wiederholbar ist.
Bezugszeichenliste

1: Multifunktionsventileinrichtung
2: Durchgangsloch
3: axialer Abschnitt
4: axialer Abschnitt
5: axialer Abschnitt
6: axialer Abschnitt
7: axialer Abschnitt
10: Saugstutzen
11: Anschlussende
14: Bund
15: Trennwand
18: Durchgangsöffnung
20: Saug-Rückschlagventil
22: Haltekörper
24: Ventilkörper
25: Ventildeckel
28: Bund
29: Bund
30: Ringraum
31: Druckentlastungsöffnung
32: Druckentlastungsöffnung
34: Ventilmembran
37: O-Ring
38: O-Ring
41: Pfeil
42: Pfeil
43: Pfeil
44: Druckentlastungskanal
70: Pumpengehäuse
72: Sauganschluss
74: Druckanschluss
76: Arbeitsraum
78: Rotor
80: Flügel
82: Saugraum
84: Druckraum
86: Betriebsdrehrichtung
88: Rückwärtsdrehrichtung

Claims

Vakuumpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit einem Saugraum (82), der über ein Saug-Rückschlagventil (20) mit einem zu evakuierenden Unterdruckraum, insbesondere eines Bremskraftverstärkers eines Kraftfahrzeugs, in Verbindung bringbar ist, und mit einem Druckentlastungsventil, über das der Saugraum (82) der Vakuumpumpe mit einem Druckentlastungsraum, insbesondere mit der Umgebung, in Verbindung bringbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Saug-Rückschlagventil (20) und das Druckentlastungsventil in einer Multifunktionsventileinrichtung (1) kombiniert sind.
Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Multifunktionsventileinrichtung (1) in einen Saugstutzen (10) der Vakuumpumpe integriert ist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Saugstutzen (10) einen rohrförmigen Grundkörper mit einem Anschlussende (11) und einem in axialer Richtung verlängerten Ende (12) aufweist.
Vakuumpumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das verlängerte Ende (12) zum Anschlussende (11) hin durch eine Trennwand (15) abgeschlossen ist, die mindestens eine Durchgangsöffnung (18) aufweist, die durch einen Saug-Rückschlagventilkörper (24) so verschließbar ist, dass ein Ansaugen von Medium vom Anschlussende (11) zum verlängerten Ende (12) möglich ist und ein Rückströmen von Medium vom verlängerten Ende (12) zum Anschlussende (11) verhindert wird.
Vakuumpumpe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das verlängerte Ende (12) radiale Druckentlastungsöffnungen (31, 32) aufweist, die durch eine schlauchartige Ventilmembran (34) verschlossen sind.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das verlängerte Ende (12) einen Ringraum (30) begrenzt, der über mindestens einen Druckentlastungskanal (44) mit dem Druckentlastungsraum, insbesondere der Umgebung, in Verbindung steht.
Vakuumpumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringraum (30) in axialer Richtung von zwei Bunden (28, 29) begrenzt wird, die sich an dem verlängerten Ende (12) des Saugstutzens (10) in Umfangsrichtung und radial nach außen erstrecken.
Vakuumpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Bunde (28, 29) jeweils eine Umfangsnut aufweisen, in der ein O-Ring (37, 38) aufgenommen ist.
Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das verlängerte Ende (12) einen größeren Durchmesser als das Anschlussende (11) aufweist.
Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch einen Rotor (78), der um eine Drehachse drehbar in einem Gehäuse (70) angeordnet ist und mindestens einen Flügel (80) aufweist, der einen Arbeitsraum (76) in dem Gehäuse in den Saugraum (82) und einen Druckraum (84) unterteilt.