DE112020007741T5 - Motor vehicle vacuum pump and manufacturing method for manufacturing a motor vehicle vacuum pump - Google Patents

Motor vehicle vacuum pump and manufacturing method for manufacturing a motor vehicle vacuum pump Download PDF

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Stefan Hammer
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Stanislaus Russ
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Petra Hagen
Marcel PIOTROWSKI
Sebastian Irmer
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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10), umfassend
- eine Pumpkammer (14),
- einen drehbaren Pumpenrotor (24), der eingerichtet ist, sich innerhalb der Pumpkammer (14) zu drehen, um Gas durch die Pumpkammer (14) zu pumpen,
- ein Pumpkammerdeckelelement (20), das die Pumpkammer (14) an einer axialen Seite begrenzt und eine Pumpkammerauslassöffnung (22) aufweist, und
- eine biegbare Rückschlagventilzunge (30), die an dem Pumpkammerdeckelelement (20) befestigt ist und die die Pumpkammerauslassöffnung (22) in einem unverformten Zustand abdeckt, wobei die Rückschlagventilzunge (30) über ein separates Halteelement (36), das unmittelbar mit dem Pumpkammerdeckelelement (20) verschweißt ist, an dem Pumpkammerdeckelelement (20) befestigt ist.
Da die Rückschlagventilzunge (30) durch ein verschweißtes Halteelement (36) befestigt ist, ist die Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) gemäß der vorliegenden Erfindung langlebig und kann kostengünstig hergestellt werden.

Figure DE112020007741T5_0000
The present invention relates to a motor vehicle vacuum pump (10), comprising
- a pumping chamber (14),
- a rotatable pump rotor (24) arranged to rotate within the pumping chamber (14) to pump gas through the pumping chamber (14),
- A pump chamber cover element (20) which delimits the pump chamber (14) on one axial side and has a pump chamber outlet opening (22), and
- a flexible check valve tongue (30) which is fixed to the pumping chamber cover element (20) and which covers the pumping chamber outlet opening (22) in an undeformed state, the check valve tongue (30) being connected directly to the pumping chamber cover element (30) via a separate holding element (36) 20) is welded, is attached to the pump chamber cover element (20).
Since the check valve reed (30) is fixed by a welded support member (36), the automotive vacuum pump (10) of the present invention is durable and can be manufactured at low cost.
Figure DE112020007741T5_0000

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeugvakuumpumpe, insbesondere eine Drehschiebervakuumpumpe zum Bereitstellen von Unterdruck an einen Kraftfahrzeugbremskraftverstärker. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Herstellungsverfahren zur Herstellung einer solchen Kraftfahrzeugvakuumpumpe.The present invention relates to a motor vehicle vacuum pump, in particular a rotary vane vacuum pump for providing vacuum to a motor vehicle brake booster. The present invention also relates to a manufacturing method for manufacturing such a motor vehicle vacuum pump.

Kraftfahrzeugvakuumpumpen können mechanisch angetrieben werden, typischerweise durch den Verbrennungsmotor, oder können durch einen in die Vakuumpumpe integrierten Elektromotor elektrisch angetrieben werden. Kraftfahrzeugvakuumpumpen werden typischerweise in Kraftfahrzeugen eingesetzt, um Unterdruck an einen Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugbremssystems bereitzustellen, insbesondere um Unterdruck an eine Unterdruckkammer des Bremskraftverstärkers bereitzustellen. Die Vakuumpumpe kann die einzige Unterdruckquelle für den Bremskraftverstärker sein oder in Kombination mit anderen Unterdruckquellen, wie beispielsweise einem Ansaugsystem des Verbrennungsmotors, verwendet werden.Automotive vacuum pumps can be mechanically driven, typically by the internal combustion engine, or can be electrically driven by an electric motor integrated into the vacuum pump. Motor vehicle vacuum pumps are typically used in motor vehicles in order to provide negative pressure to a brake booster of a motor vehicle brake system, in particular to provide negative pressure to a vacuum chamber of the brake booster. The vacuum pump may be the sole vacuum source for the brake booster or used in combination with other vacuum sources such as an internal combustion engine intake system.

Die WO 2018/141419 A1 offenbart beispielsweise eine elektrisch angetriebene Kraftfahrzeugvakuumpumpe mit einer Pumpkammer, einem drehbaren Pumpenrotor, der eingerichtet ist, sich innerhalb der Pumpkammer zu drehen, um Gas durch die Pumpkammer zu pumpen, einem Pumpkammerdeckelelement, das die Pumpkammer an einer axialen Seite begrenzt und eine Pumpkammerauslassöffnung aufweist, und einer biegbaren Rückschlagventilzunge, die an dem Pumpkammerdeckelelement durch eine Schraubverbindung befestigt ist und die Pumpkammerauslassöffnung in einem unverformten Zustand abdeckt.The WO 2018/141419 A1 discloses, for example, an electrically driven automotive vacuum pump having a pumping chamber, a rotatable pump rotor configured to rotate within the pumping chamber to pump gas through the pumping chamber, a pumping chamber cover member defining the pumping chamber on one axial side and having a pumping chamber outlet opening, and a deflectable check valve reed attached to the pumping chamber cover member by a threaded connection and covering the pumping chamber outlet opening in an undeformed state.

Die Rückschlagventilzunge der offenbarten Vakuumpumpe ist an einem Ventilsitz befestigt, der axial von der von der Pumpkammer abgewandten Seite des Pumpkammerdeckelelements hervorsteht. Der axial hervorstehende Ventilsitz ist erforderlich, damit das relativ dünne Pumpkammerdeckelelement die Schraube, die die Rückschlagventilzunge fixiert, halten kann. Das Pumpkammerdeckelelement mit dem relativ komplexen und axial hervorstehenden Ventilsitz muss jedoch durch Gießen hergestellt werden, was relativ aufwendig und kostspielig ist. Außerdem kann sich die die Rückschlagventilzunge fixierende Schraubverbindung während eines Pumpbetriebs lösen, was ein unzureichendes Verschließen der Pumpkammerauslassöffnung durch die Rückschlagventilzunge und damit eine Fehlfunktion der Kraftfahrzeugvakuumpumpe oder des mit der Kraftfahrzeugvakuumpumpe verbundenen Kraftfahrzeugbremskraftverstärkers verursachen kann.The check valve reed of the disclosed vacuum pump is attached to a valve seat which protrudes axially from the side of the pumping chamber cover element remote from the pumping chamber. The axially protruding valve seat is required so that the relatively thin pumping chamber cover element can hold the screw that fixes the check valve reed. However, the pump chamber cover element with the relatively complex and axially protruding valve seat has to be manufactured by casting, which is relatively complex and expensive. In addition, the screw connection fixing the check valve reed can loosen during pumping operation, which can cause the pump chamber outlet opening to be insufficiently closed by the check valve reed and thus cause the motor vehicle vacuum pump or the motor vehicle brake booster connected to the motor vehicle vacuum pump to malfunction.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine langlebige und kostengünstige Kraftfahrzeugvakuumpumpe zu schaffen.It is therefore an object of the present invention to create a durable and cost-effective motor vehicle vacuum pump.

Diese Aufgabe wird mit einer Kraftfahrzeugvakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und mit einem Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugvakuumpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst.This object is achieved with a motor vehicle vacuum pump having the features of claim 1 and with a manufacturing method for manufacturing a motor vehicle vacuum pump having the features of claim 10.

Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung weist eine Pumpkammer auf. Die Pumpkammer ist typischerweise im Wesentlichen zylindrisch. Die Pumpkammer ist typischerweise durch ein Pumpkammerbodenelement, das die Pumpkammer an einer ersten axialen Seite axial begrenzt, ein separates Pumpkammerringelelement, das fluiddicht an dem Bodenelement befestigt ist und die Pumpkammer radial begrenzt, und ein separates Pumpkammerdeckelelement, das fluiddicht an dem Pumpkammerringelelement befestigt ist und die Pumpkammer an einer zweiten axialen Seite axial begrenzt, gebildet. Das Pumpkammerringelement kann alternativ auch einstückig mit dem Pumpkammerbodenelement ausgebildet sein.The automotive vacuum pump according to the present invention has a pumping chamber. The pumping chamber is typically substantially cylindrical. The pumping chamber is typically defined by a pumping chamber base element, which axially delimits the pumping chamber on a first axial side, a separate pumping chamber annular element which is attached to the base element in a fluid-tight manner and delimits the pumping chamber radially, and a separate pumping-chamber cover element which is attached to the pumping chamber annular element in a fluid-tight manner and which Pump chamber limited axially on a second axial side formed. Alternatively, the pump chamber ring element can also be designed in one piece with the pump chamber base element.

Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner einen drehbaren Pumpenrotor auf, der in der Pumpkammer angeordnet ist und der eingerichtet ist, sich innerhalb der Pumpkammer zu drehen, um Gas durch die Pumpkammer zu pumpen. Vorzugsweise umfasst der Pumpenrotor einen Rotorkörper, der exzentrisch in der Pumpkammer angeordnet ist und der mehrere radial verschiebbare Rotorflügel umfasst. Während des Pumpbetriebs stehen die Rotorflügel in berührendem radialem Kontakt mit dem Pumpkammerringelement und bilden mehrere rotierende Pumpkammerabteile, deren Volumen sich innerhalb einer Pumprotorumdrehung ändert.The automotive vacuum pump according to the present invention further includes a rotatable pump rotor disposed within the pumping chamber and configured to rotate within the pumping chamber to pump gas through the pumping chamber. The pump rotor preferably comprises a rotor body which is arranged eccentrically in the pump chamber and which comprises a plurality of radially displaceable rotor blades. During pumping operation, the rotor blades are in touching radial contact with the pumping chamber ring element and form a plurality of rotating pumping chamber compartments, the volume of which changes within one pumping rotor revolution.

Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner ein separates Pumpkammerdeckelelement auf, das die Pumpkammer an einer axialen Seite begrenzt und das eine Pumpkammerauslassöffnung aufweist. Das Pumpkammerdeckelelement erstreckt sich im Wesentlichen in einer radialen Pumpenebene. Das Pumpkammerdeckelelement ist typischerweise fluiddicht an dem Pumpkammerringelement befestigt und über mehrere Schrauben an dem Pumpkammerbodenelement fixiert.The motor vehicle vacuum pump according to the present invention also has a separate pump chamber cover element which delimits the pump chamber on one axial side and which has a pump chamber outlet opening. The pump chamber cover element essentially extends in a radial pump plane. The pump chamber cover element is typically fastened to the pump chamber ring element in a fluid-tight manner and fixed to the pump chamber base element by means of a plurality of screws.

Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung weist ferner eine biegbare Rückschlagventilzunge auf, die an dem Pumpkammerdeckelelement befestigt ist und die Pumpkammerauslassöffnung in einem unverformten Zustand abdeckt. Die Rückschlagventilzunge ist an der von der Pumpkammer abgewandten axialen Seite des Pumpkammerdeckelelements angeordnet. Die Rückschlagventilzunge ist typischerweise relativ dünn und ist typischerweise aus einem Metall oder einem elastischen Kunststoff hergestellt. Die Rückschlagventilzunge ist nur an einem von der Auslassöffnung entfernten Ende an dem Pumpkammerdeckelelement befestigt, so dass das auslassöffnungsabdeckende Ende der Rückschlagventilzunge von dem Pumpkammerdeckelelement weggebogen werden kann, um die Pumpkammerauslassöffnung freizugeben.The automotive vacuum pump according to the present invention further includes a flexible check valve reed attached to the pumping chamber cover member and covering the pumping chamber outlet opening in an undeformed state. The check valve tongue is on the axial side of the pump chamber facing away from the Arranged pump chamber cover element. The check valve reed is typically relatively thin and is typically made of a metal or a resilient plastic. The check valve reed is attached to the pumping chamber cover member only at an end remote from the outlet port so that the outlet port covering end of the check valve reed can be flexed away from the pumping chamber cover member to uncover the pumping chamber outlet port.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist die Rückschlagventilzunge über ein separates Halteelement, das unmittelbar mit dem Pumpkammerdeckelelement verschweißt ist, an dem Pumpkammerdeckelelement befestigt. Das Halteelement ist an der von dem Pumpkammerdeckelelement abgewandten axialen Seite der Rückschlagventilzunge angeordnet und presst das von der Auslassöffnung entfernte Ende der Rückschlagventilzunge axial gegen das Pumpkammerdeckelelement, um dadurch die Rückschlagventilzunge an dem Pumpkammerdeckelelement zu fixieren.According to the present invention, the non-return valve tongue is fastened to the pump chamber cover element via a separate retaining element which is welded directly to the pump chamber cover element. The retaining element is arranged on the axial side of the check valve tongue remote from the pump chamber cover element and presses the end of the check valve tongue remote from the outlet opening axially against the pump chamber cover element in order to thereby fix the check valve tongue on the pump chamber cover element.

Das verschweißte Halteelement gemäß der vorliegenden Erfindung schafft eine zuverlässige und langlebige Befestigung der Rückschlagventilzunge, die ohne zusätzliches Verschweißen der Rückschlagventilzunge mit dem Pumpkammerdeckelelement auskommt. Dies ermöglicht es, einen Werkstoff und/oder eine Beschichtung der Rückschlagventilzunge unabhängig von dem Werkstoff des Pumpkammerdeckelelements und nur anhand der Materialeigenschaften zu wählen, die für die Realisierung eines zuverlässigen und dauerhaften Rückschlagventils für die Pumpkammerauslassöffnung erforderlich sind. Dies ermöglicht es, eine zuverlässige und langlebige Kraftfahrzeugvakuumpumpe zu schaffen. Die Rückschlagventilzunge gemäß der vorliegenden Erfindung kommt ohne einen axial hervorstehenden Ventilsitz oder jegliche andere komplexe Befestigungsanordnung an dem Pumpkammerdeckel aus. Dies ermöglicht es, das Pumpkammerdeckelelement relativ kostengünstig herzustellen, wodurch eine kostengünstige Kraftfahrzeugvakuumpumpe geschaffen wird.The welded retaining element according to the present invention creates a reliable and durable attachment of the check valve tongue that does not require additional welding of the check valve tongue to the pump chamber cover element. This makes it possible to select a material and/or a coating for the check valve reed independently of the material of the pumping chamber cover element and only on the basis of the material properties that are required for realizing a reliable and durable check valve for the pumping chamber outlet opening. This makes it possible to create a reliable and durable automotive vacuum pump. The check valve reed according to the present invention does not require an axially protruding valve seat or any other complex fastening arrangement on the pumping chamber cover. This enables the pumping chamber cover element to be manufactured relatively inexpensively, thereby creating an inexpensive motor vehicle vacuum pump.

In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Pumpkammerdeckelelement ein flaches, plattenförmiges Stanzteil, das einfach und kostengünstig durch Ausstanzen des Pumpkammerdeckels aus einer Metallplatte hergestellt werden kann.In a preferred embodiment of the present invention, the pump chamber cover element is a flat, plate-shaped stamped part that can be produced simply and inexpensively by stamping the pump chamber cover out of a metal plate.

Vorzugsweise ist das Pumpkammerdeckelelement aus Aluminium hergestellt und eloxiert. Das aus Aluminium hergestellte Pumpkammerdeckelelement kann kostengünstig und präzise durch Ausstanzen aus einer Aluminiumplatte hergestellt werden. Das eloxierte Aluminium schafft ferner eine relativ verschleißfeste Oberfläche, wodurch ein Verschleiß des Pumpkammerdeckelelementes durch den sich drehenden Pumpenrotor minimiert wird.The pumping chamber cover element is preferably made of aluminum and is anodized. The aluminum pump chamber cover element can be manufactured inexpensively and precisely by stamping from an aluminum plate. The anodized aluminum also provides a relatively wear-resistant surface, thereby minimizing wear of the pumping chamber cover member from the rotating pump rotor.

In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung ist das Pumpkammerdeckelelement aus einer Aluminiumknetlegierung hergestellt. Das aus einer Aluminiumknetlegierung hergestellte Pumpkammerdeckelelement kann relativ schnell eloxiert werden, wodurch die Herstellungsdauer und damit die Herstellungskosten des Pumpkammerdeckelelements erheblich reduziert werden. Das aus einer Aluminiumknetlegierung hergestellte Pumpkammerdeckelelement ist außerdem relativ verschleißfest, wenn es eloxiert ist.In a preferred embodiment of the present invention, the pumping chamber cover element is made of a wrought aluminum alloy. The pump chamber cover element made from a wrought aluminum alloy can be anodized relatively quickly, as a result of which the production time and thus the production costs of the pump chamber cover element are significantly reduced. Also, the pumping chamber cover member, made of wrought aluminum alloy, is relatively wear resistant when anodized.

Vorzugsweise weist die Rückschlagventilzunge eine zungenseitige Ausrichtöffnung auf und weist das Halteelement eine korrespondierende halteelementseitige Ausrichtöffnung auf, die sich mit der zungenseitigen Ausrichtöffnung überlappt. Der Begriff „korrespondierend“ bedeutet in diesem Zusammenhang, dass die zungenseitige Ausrichtöffnung und die halteelementseitige Ausrichtöffnung - zumindest teilweise - eine identisch geformte Öffnungskontur aufweisen. Die zungenseitige Ausrichtöffnung und die halteelementseitige Ausrichtöffnung können völlig identisch geformt sein oder lediglich identisch geformte Abschnitte aufweisen. In jedem Fall ermöglichen die korrespondierenden Ausrichtöffnungen es, die Rückschlagventilzunge und das Halteelement bei der Pumpenmontage durch ein entsprechendes Ausrichtmittel einfach und präzise auszurichten. Die korrespondierenden Ausrichtöffnungen ermöglichen es insbesondere, die Rückschlagventilzunge und das Halteelement kostengünstig durch eine automatisierte Montagemaschine zu montieren.Preferably, the check valve tongue has an alignment opening on the tongue side and the retaining element has a corresponding alignment opening on the retaining element side which overlaps with the alignment opening on the tongue side. The term “corresponding” means in this context that the alignment opening on the latch side and the alignment opening on the holding element side—at least partially—have an identically shaped opening contour. The alignment opening on the tongue side and the alignment opening on the retaining element side can be shaped completely identically or have only identically shaped sections. In any case, the corresponding alignment openings make it possible to easily and precisely align the check valve tongue and the retaining element during pump assembly using a corresponding alignment means. In particular, the corresponding alignment openings make it possible to assemble the check valve reed and the retaining element inexpensively by an automated assembly machine.

In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das Halteelement einen Öffnungsvorsprung auf, der von dem Rand der halteelementseitigen Ausrichtöffnung nach innen hervorsteht. Der Öffnungsvorsprung ist vorzugsweise derart angeordnet, dass eine Vorstehrichtung des Öffnungsvorsprungs parallel zu einer Haupterstreckungsrichtung der Rückschlagventilzunge ist. Der Öffnungsvorsprung ermöglicht eine zuverlässige und präzise rotatorische Ausrichtung des Halteelements bei der Pumpenmontage.In a preferred embodiment of the present invention, the holding member has an opening projection protruding inward from the edge of the holding member-side alignment opening. The opening projection is preferably arranged in such a way that a protruding direction of the opening projection is parallel to a main extension direction of the check valve tongue. The opening projection enables reliable and precise rotational alignment of the retaining element during pump assembly.

Vorzugsweise ist der Öffnungsvorsprung durch eine vorsprungfixierende Schweißung, die sich innerhalb der zungenseitigen Ausrichtöffnung befindet, an dem Pumpkammerdeckelelement befestigt. Der Öffnungsvorsprung endet vorzugsweise oberhalb oder innerhalb der zungenseitigen Ausrichtöffnung und ist unterhalb der Rückschlagventilzunge mit dem Pumpkammerdeckelelement verschweißt. Die Begriffe „oben“ und „unten“ beschreiben im vorliegenden Kontext die relative Lage der Pumpenelemente zueinander, unabhängig von der tatsächlichen räumlichen Ausrichtung der Vakuumpumpe. Die vorsprungfixierende Schweißung und der Öffnungsvorsprung bilden eine Herausrutschsicherung, die verhindert, dass die Rückschlagventilzunge seitlich aus dem Spalt zwischen dem Halteelement und dem Pumpkammerdeckelelement herausrutschen kann. Dies gewährleistet eine sichere Befestigung der Rückschlagventilzunge.Preferably, the opening projection is secured to the pumping chamber cover member by a projection-fixing weld located within the tongue-side alignment opening. The opening projection preferably ends above or within the tongue-side alignment opening and is below the check valve tongue with the pumping chamber cover element welded. In the present context, the terms “top” and “bottom” describe the position of the pump elements relative to one another, regardless of the actual spatial orientation of the vacuum pump. The welding that fixes the projection and the opening projection form a safety device that prevents the check valve tongue from slipping out of the gap between the holding element and the pump chamber cover element at the side. This ensures a secure attachment of the check valve tongue.

In einer bevorzugten Ausführung der vorliegenden Erfindung weist das Halteelement einen kreisbogenförmigen Halteelementrand auf und ist durch eine an dem kreisbogenförmigen Halteelementrand ausgebildete randfixierende Schweißung an dem Pumpkammerdeckelelement befestigt. Die Rotationssymmetrie des kreisbogenförmigen Halteelementrandes ermöglicht es, die randfixierende Schweißung durch Drehen des Pumpkammerdeckelelements zusammen mit dem Halteelement unter einem feststehenden Schweißkopf herzustellen. Dies ermöglicht es, die randfixierende Schweißung sehr präzise zu setzen. Die randfixierende Schweißung an dem kreisbogenförmigen Halteelementrand kann außerdem sehr gleichmäßig hergestellt werden, da die Schweißung keine abrupten Richtungsänderungen aufweist. Dies schafft eine zuverlässige und langlebige Befestigung der Rückschlagventilzunge.In a preferred embodiment of the present invention, the holding element has a holding element edge in the shape of a circular arc and is fastened to the pump chamber cover element by an edge-fixing weld formed on the holding element edge in the shape of a circular arc. The rotational symmetry of the arcuate edge of the retaining element makes it possible to produce the edge-fixing weld by turning the pump chamber cover element together with the retaining element under a stationary welding head. This makes it possible to place the edge-fixing weld very precisely. The edge-fixing weld on the circular-arc-shaped holding element edge can also be produced very evenly, since the weld does not have any abrupt changes in direction. This provides a reliable and durable attachment of the check valve reed.

Vorzugsweise ist das Halteelement in Form eines Kreissegments ausgebildet, wobei ein gerader Halteelementrand, der durch den Sehnenabschnitt des Kreissegments gebildet ist, quer zu einer Haupterstreckungsrichtung der Rückschlagventilzunge angeordnet ist und eine Biegelinie der Rückschlagventilzunge definiert. Der kreisbogenförmige Halteelementrand, der durch den Bogenabschnitt des Kreissegments gebildet ist, ermöglicht es wie zuvor beschrieben, das Halteelement zuverlässig an dem Pumpkammerdeckelelement zu befestigen. Der gerade Halteelementrand definiert die Biegelinie der Rückschlagventilzunge sehr genau, was ein zuverlässiges Öffnen und Schließen der Pumpkammerauslassöffnung durch die Rückschlagventilzunge gewährleistet.The retaining element is preferably designed in the form of a circular segment, with a straight retaining element edge, which is formed by the chord portion of the circular segment, being arranged transversely to a main extension direction of the check valve tongue and defining a bending line of the check valve tongue. The holding element edge in the shape of a circular arc, which is formed by the arc section of the circle segment, makes it possible, as described above, to reliably fasten the holding element to the pump chamber cover element. The straight retaining element edge defines the bending line of the check valve reed very precisely, which ensures reliable opening and closing of the pump chamber outlet opening by the check valve reed.

Das Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugvakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst die folgenden Schritte:

  • - Ausstanzen des Pumpkammerdeckelelements aus einer Aluminiumplatte,
  • - Eloxieren des Pumpkammerdeckelelements, und
  • - Befestigen der Rückschlagventilzunge an dem Pumpkammerdeckelelement durch Verschweißen des Halteelements mit dem eloxierten Pumpkammerdeckelelement.
The manufacturing method for manufacturing an automotive vacuum pump according to the present invention includes the following steps:
  • - stamping out the pump chamber cover element from an aluminum plate,
  • - anodizing the pump chamber cover element, and
  • - Attaching the check valve reed to the pumping chamber cover member by welding the retaining member to the anodized pumping chamber cover member.

Das Ausstanzen des Pumpkammerdeckelelementes aus einer Aluminiumplatte ermöglicht es, das Pumpkammerdeckelelement relativ kostengünstig herzustellen.Stamping the pump chamber cover element from an aluminum plate makes it possible to produce the pump chamber cover element relatively inexpensively.

Das ausgestanzte Pumpkammerdeckelelement wird eloxiert, um das Pumpkammerdeckelelement mit einer relativ verschleißfesten Oberfläche zu versehen und dadurch den durch den sich drehenden Pumpenrotor verursachten Verschleiß des Pumpkammerdeckelelements zu minimieren.The stamped pumping chamber cover member is anodized to provide the pumping chamber cover member with a relatively wear resistant surface and thereby minimize pumping chamber cover member wear caused by the rotating pump rotor.

Die Rückschlagventilzunge wird an dem Pumpkammerdeckelelement befestigt, indem das Halteelement mit dem bereits eloxierten Pumpkammerdeckelelement verschweißt wird. Dies schafft eine zuverlässige und langlebige Befestigung der Rückschlagventilzunge, die keine komplexen Halteanordnungen an dem Pumpkammerdeckelelement oder zusätzliche Fixierungsmittel erfordert.The check valve tongue is attached to the pump chamber cover element by welding the retaining element to the already anodized pump chamber cover element. This creates a reliable and long-lasting attachment of the check valve reed that does not require any complex retaining arrangements on the pumping chamber cover element or additional fixing means.

Das Herstellungsverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung schafft daher eine langlebige und kostengünstige Kraftfahrzeugvakuumpumpe. The manufacturing method according to the present invention therefore provides a durable and inexpensive automotive vacuum pump.

Vorzugsweise wird das Halteelement mit dem Pumpkammerdeckelelement mittels Laserstrahlschweißens verschweißt. Dies ermöglicht es, die haltelementfixierende Schweißung sehr präzise und gleichmäßig anzubringen.The holding element is preferably welded to the pump chamber cover element by means of laser beam welding. This makes it possible to attach the holding element-fixing weld very precisely and evenly.

Eine Ausführung der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei

  • 1 eine Schnittdarstellung einer Pumpeinheit einer Kraftfahrzeugvakuumpumpe gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt,
  • 2 eine Draufsicht auf eine Rückschlagventilanordnung der Kraftfahrzeugvakuumpumpe aus 1 zeigt,
  • 3 eine Rückschlagventilzunge der Rückschlagventilanordnung aus 2 zeigt, und
  • 4 ein Halteelement der Rückschlagventilanordnung aus 2 zeigt.
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, wherein
  • 1 shows a sectional view of a pump unit of a motor vehicle vacuum pump according to the present invention,
  • 2 a plan view of a check valve assembly of the motor vehicle vacuum pump 1 shows,
  • 3 a check valve reed of the check valve assembly 2 shows and
  • 4 a retaining element of the check valve assembly 2 shows.

1 zeigt einen Teil einer Kraftfahrzeugvakuumpumpe 10, die eine Pumpeinheit 12 mit einer zylindrischen Pumpkammer 14 umfasst. Die Pumpkammer 14 ist an einer ersten axialen Seite durch das Pumpkammerbodenelement 16 begrenzt. Die Pumpkammer 14 ist radial durch ein zylindrisches Pumpkammerringelement 18 begrenzt, das fluiddicht an dem Pumpkammerbodenelement 16 befestigt ist. Die Pumpkammer 14 ist an einer zweiten axialen Seite durch ein flaches, plattenförmiges Pumpkammerdeckelelement 20 begrenzt, das fluiddicht an dem Pumpkammerringelement 18 befestigt ist. 1 FIG. 1 shows part of a motor vehicle vacuum pump 10, which comprises a pump unit 12 with a cylindrical pump chamber 14. FIG. The pump chamber 14 is delimited on a first axial side by the pump chamber floor element 16 . The pump chamber 14 is delimited radially by a cylindrical pump chamber ring element 18 which is attached to the pump chamber base element 16 in a fluid-tight manner. The pumping chamber 14 is defined on a second axial side by a flat, plate-shaped pumping chamber merdeckelelement 20 is limited, which is fluid-tightly attached to the pumping chamber ring element 18.

Das Pumpkammerdeckelelement 20 ist aus einer Aluminiumknetlegierung hergestellt und ist eloxiert. Das Pumpkammerdeckelelement 20 ist im Speziellen ein Stanzteil, das aus einer Aluminiumknetlegierungsplatte ausgestanzt ist. Das Pumpkammerdeckelelement 20 weist eine axial verlaufende Pumpkammerauslassöffnung 22 auf, die in die Pumpkammer 14 mündet.The pump chamber cover element 20 is made from a wrought aluminum alloy and is anodized. Specifically, the pumping chamber cover member 20 is a stamping stamped from wrought aluminum alloy plate. The pump chamber cover element 20 has an axial pump chamber outlet opening 22 which opens into the pump chamber 14 .

Die Pumpeinheit 12 umfasst einen drehbaren Pumpenrotor 24, der in der Pumpkammer 14 angeordnet ist. Der Pumpenrotor 24 umfasst einen Rotorkörper 25 und mehrere radial verschiebbare Rotorflügel 26. Der Pumpenrotor 24 ist eingerichtet, sich innerhalb der Pumpkammer 14 zu drehen, um Gas durch die Pumpkammer 14 zu pumpen.The pump unit 12 includes a rotatable pump rotor 24 which is arranged in the pump chamber 14 . The pump rotor 24 includes a rotor body 25 and a plurality of radially displaceable rotor blades 26. The pump rotor 24 is configured to rotate within the pumping chamber 14 to pump gas through the pumping chamber 14.

Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe 10 umfasst eine Rückschlagventilanordnung 28 mit einer biegbaren Rückschlagventilzunge 30. Die Rückschlagventilanordnung 28 ist in einer Schalldämpferkammer 32 angeordnet, die durch ein Schalldämpferkammerdeckelelement 34 und durch das Pumpkammerdeckelelement 20 begrenzt ist. Die Rückschlagventilzunge 30 ist derart an einer pumpenrotorabgewandten axialen Seite des Pumpkammerdeckelelements 20 angeordnet, dass die Rückschlagventilzunge 30 die Pumpkammerauslassöffnung 22 in einem unverformten Zustand abdeckt.The automotive vacuum pump 10 includes a check valve assembly 28 having a flexible check valve reed 30 . The check valve tongue 30 is arranged on an axial side of the pump chamber cover element 20 facing away from the pump rotor in such a way that the check valve tongue 30 covers the pump chamber outlet opening 22 in an undeformed state.

Die Rückschlagventilzunge 30 ist über ein separates Halteelement 36 an dem Pumpkammerdeckelelement 20 befestigt. Das Halteelement 36 ist in Form eines Kreissegments ausgebildet und ist an der pumpkammerdeckelelementabgewandten Seite der Rückschlagventilzunge 30 angeordnet. Das Halteelement 36 umfasst einen kreisbogenförmigen Halteelementrand 38 und einen geraden Halteelementrand 40, der durch den Sehnenabschnitt des Kreissegments gebildet ist.The check valve tongue 30 is attached to the pump chamber cover element 20 via a separate holding element 36 . The holding element 36 is designed in the form of a segment of a circle and is arranged on the side of the check valve tongue 30 facing away from the pump chamber cover element. The holding element 36 comprises an arcuate holding element edge 38 and a straight holding element edge 40 which is formed by the chord portion of the circle segment.

Die Rückschlagventilzunge 30 weist eine zungenseitige Ausrichtöffnung 42 und das Halteelement 36 eine korrespondierende halteelementseitige Ausrichtöffnung 44 auf. Die zungenseitige Ausrichtöffnung 42 ist kreisförmig ausgebildet. Die halteelementseitige Ausrichtöffnung 44 umfasst einen kreissegmentförmigen Öffnungsabschnitt 46 und einen schlitzlochförmigen Öffnungsabschnitt 48, die ineinander übergehen. Der Radius des kreissegmentförmigen Öffnungsabschnitts 46 und der Radius der kreisförmigen zungenseitigen Ausrichtungsöffnung 42 sind im Wesentlichen gleich ausgeführt. Der schlitzlochförmige Öffnungsabschnitt 48 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu dem geraden Halteelementrand 40.The check valve tongue 30 has an alignment opening 42 on the tongue side and the holding element 36 has a corresponding alignment opening 44 on the holding element side. The tongue-side alignment hole 42 is formed in a circular shape. The alignment opening 44 on the retaining element side comprises an opening section 46 in the form of a segment of a circle and an opening section 48 in the form of a slit hole, which merge into one another. The radius of the segment-shaped opening portion 46 and the radius of the circular tongue-side alignment opening 42 are made substantially the same. The slotted hole-shaped opening section 48 extends essentially parallel to the straight holding element edge 40.

Das Halteelement 36 ist in Bezug auf die Rückschlagventilzunge 30 derart ausgerichtet, dass sich die halteelementseitige Ausrichtöffnung 44 mit der zungenseitigen Ausrichtöffnung 42 überlappt, also die halteelementseitige Ausrichtöffnung 44 sich oberhalb der zungenseitigen Ausrichtöffnung 42 befindet. Das Halteelement 36 ist im Speziellen derart angeordnet, dass der kreissegmentförmige Öffnungsabschnitt 46 mit der kreisförmigen zungenseitigen Ausrichtöffnung 42 fluchtet und dass der gerade Halteelementrand 40 im Wesentlichen senkrecht zu einer Haupterstreckungsrichtung D der Rückschlagventilzunge 30 positioniert ist. Der gerade Halteelementrand 40 definiert eine Biegelinie der Rückschlagventilzunge 30.The holding element 36 is aligned with respect to the check valve tongue 30 in such a way that the alignment opening 44 on the holding element side overlaps with the alignment opening 42 on the tongue side, ie the alignment opening 44 on the holding element side is located above the alignment opening 42 on the tongue side. The holding element 36 is arranged in particular in such a way that the opening section 46 in the form of a segment of a circle is aligned with the circular alignment opening 42 on the tongue side and that the straight holding element edge 40 is positioned essentially perpendicular to a main direction of extension D of the check valve tongue 30 . The straight retaining element edge 40 defines a bending line of the check valve tongue 30.

Das Halteelement 36 weist einen Öffnungsvorsprung 50 auf, der von dem Rand der halteelementseitigen Ausrichtöffnung 44 nach innen hervorsteht. Der Öffnungsvorsprung 50 steht im Speziellen von dem Rand des kreissegmentförmigen Öffnungsabschnitts 46 der halteelementseitigen Ausrichtöffnung 44 nach innen hervor und erstreckt sich in Richtung des geraden Halteelementrandes 40, so dass sich das freie Ende des Öffnungsvorsprungs 50 oberhalb der zungenseitigen Ausrichtöffnung 42 befindet.The holding element 36 has an opening projection 50 which protrudes inward from the edge of the holding element-side alignment opening 44 . The opening projection 50 protrudes in particular from the edge of the opening section 46 in the shape of a segment of a circle of the alignment opening 44 on the holding element side and extends in the direction of the straight holding element edge 40, so that the free end of the opening projection 50 is located above the alignment opening 42 on the tongue side.

Das Halteelement 36 ist unmittelbar mit dem Pumpkammerdeckelelement 20 verschweißt. Das Halteelement 36 ist im Speziellen durch eine an dem kreisbogenförmigen Halteelementrand 38 ausgebildete randfixierende Schweißung 52 und durch eine an dem Öffnungsvorsprung 50 ausgebildete vorsprungfixierende Schweißung 54 an dem Pumpkammerdeckelelement 20 fixiert. Die randfixierende Schweißung 52 ist im Wesentlichen entlang des gesamten kreisbogenförmigen Halteelementrands 38 ausgebildet. Die vorsprungfixierende Schweißung 54 befindet sich innerhalb der zungenseitigen Ausrichtöffnung 42, um eine Herausrutschsicherung zu bilden, die die Rückschlagventilzunge 30 daran hindert, seitlich aus dem Spalt zwischen dem Halteelement 36 und dem Pumpkammerdeckelelement 20 herauszurutschen.The holding element 36 is welded directly to the pump chamber cover element 20 . The holding element 36 is fixed to the pump chamber cover element 20 specifically by an edge-fixing weld 52 formed on the circular-arc-shaped holding element edge 38 and by a projection-fixing weld 54 formed on the opening projection 50 . The edge-fixing weld 52 is formed essentially along the entire arc-shaped holding element edge 38 . The projection-fixing weld 54 is located within the tongue-side alignment opening 42 to form a slip-out safeguard that prevents the check valve tongue 30 from slipping out of the gap between the retaining element 36 and the pump chamber cover element 20 laterally.

Bei der Herstellung der Kraftfahrzeugvakuumpumpe 10 wird das ausgestanzte Pumpkammerdeckelelement 20 eloxiert, bevor die Rückschlagventilzunge 30 und das Halteelement 36 an dem Pumpkammerdeckelelement 20 befestigt werden. Die Verschweißung des Halteelements 36 mit dem Pumpkammerdeckelelement 20 erfolgt mittels Laserstrahlschweißens.During the manufacture of the motor vehicle vacuum pump 10, the stamped pump chamber cover element 20 is anodized before the check valve tongue 30 and the retaining element 36 are attached to the pump chamber cover element 20. The welding of the holding element 36 to the pump chamber cover element 20 takes place by means of laser beam welding.

BezugszeichenlisteReference List

1010
Kraftfahrzeugvakuumpumpeautomotive vacuum pump
1212
Pumpeinheitpump unit
1414
Pumpkammerpump chamber
1616
Pumpkammerbodenelementpump chamber floor element
1818
Pumpkammerringelementpumping chamber ring element
2020
Pumpkammerdeckelelementpump chamber cover element
2222
Pumpkammerauslassöffnungpumping chamber outlet port
2424
Pumpenrotorpump rotor
2525
Rotorkörperrotor body
2626
Rotorflügelrotor blades
2828
Rückschlagventilanordnungcheck valve assembly
3030
Rückschlagventilzungecheck valve tongue
3232
Schalldämpferkammersilencer chamber
3434
Schalldämpferkammerdeckelelementmuffler chamber cover element
3636
Halteelementholding element
3838
kreisbogenförmiger Halteelementrandcircular arc-shaped holding element edge
4040
gerader Halteelementrandstraight holding element edge
4242
zungenseitige Ausrichtöffnungtongue-side alignment hole
4444
halteelementseitige Ausrichtöffnungalignment opening on the retaining element side
4646
kreissegmentförmiger Öffnungsabschnittcircular segment opening section
4848
schlitzlochförmiger Öffnungsabschnittslit hole-shaped opening section
5050
Öffnungsvorsprungopening protrusion
5252
randfixierende Schweißungedge-fixing weld
5454
vorsprungfixierende Schweißungprojection-fixing weld
DD
Hauptausdehnungsrichtung der RückschlagventilzungeMain expansion direction of the check valve tongue

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturPatent Literature Cited

  • WO 2018/141419 A1 [0003]WO 2018/141419 A1 [0003]

Claims (11)

Eine Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) umfassend - eine Pumpkammer (14), - einen drehbaren Pumpenrotor (24), der eingerichtet ist, sich innerhalb der Pumpkammer (14) zu drehen, um Gas durch die Pumpkammer (14) zu pumpen, - ein Pumpkammerdeckelelement (20), das die Pumpkammer (14) an einer axialen Seite begrenzt und eine Pumpkammerauslassöffnung (22) aufweist, und - eine biegbare Rückschlagventilzunge (30), die an dem Pumpkammerdeckelelement (20) befestigt ist und die die Pumpkammerauslassöffnung (22) in einem unverformten Zustand abdeckt, wobei die Rückschlagventilzunge (30) über ein separates Halteelement (36), das unmittelbar mit dem Pumpkammerdeckelelement (20) verschweißt ist, an dem Pumpkammerdeckelelement (20) befestigt ist.An automotive vacuum pump (10) comprising - a pumping chamber (14), - a rotatable pump rotor (24) arranged to rotate within the pumping chamber (14) to pump gas through the pumping chamber (14), - A pump chamber cover element (20) which delimits the pump chamber (14) on one axial side and has a pump chamber outlet opening (22), and - a flexible check valve tongue (30) which is fixed to the pumping chamber cover element (20) and which covers the pumping chamber outlet opening (22) in an undeformed state, the check valve tongue (30) being connected directly to the pumping chamber cover element (30) via a separate holding element (36) 20) is welded, is attached to the pump chamber cover element (20). Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) nach Anspruch 1, wobei das Pumpkammerdeckelelement (20) ein flaches, plattenförmiges Stanzteil ist.The motor vehicle vacuum pump (10) after claim 1 , wherein the pump chamber cover element (20) is a flat, plate-shaped stamped part. Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pumpkammerdeckelelement (20) aus Aluminium hergestellt und eloxiert ist.The automotive vacuum pump (10) according to any one of the preceding claims, wherein the pump chamber cover member (20) is made of aluminum and anodized. Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Pumpkammerdeckelelement (20) aus einer Aluminiumknetlegierung hergestellt ist.The automotive vacuum pump (10) according to any one of the preceding claims, wherein the pumping chamber cover member (20) is made of a wrought aluminum alloy. Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Rückschlagventilzunge (30) eine zungenseitige Ausrichtöffnung (42) aufweist und das Halteelement (36) eine korrespondierende halteelementseitige Ausrichtöffnung (44) aufweist, die sich mit der zungenseitigen Ausrichtöffnung (42) überlappt.The motor vehicle vacuum pump (10) according to any one of the preceding claims, wherein the check valve tongue (30) has an alignment opening (42) on the tongue side and the holding element (36) has a corresponding alignment opening (44) on the holding element side which overlaps with the alignment opening (42) on the tongue side. Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) nach Anspruch 5, wobei das Halteelement (36) einen Öffnungsvorsprung (50) aufweist, der von dem Rand der halteelementseitigen Ausrichtöffnung (44) nach innen hervorsteht.The motor vehicle vacuum pump (10) after claim 5 , wherein the holding element (36) has an opening projection (50) which protrudes inward from the edge of the holding element-side alignment opening (44). Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) nach Anspruch 6, wobei der Öffnungsvorsprung (50) an dem Pumpkammerdeckelelement (20) durch eine vorsprungfixierende Schweißung (54), die sich innerhalb der zungenseitigen Ausrichtungsöffnung (42) befindet, befestigt ist.The motor vehicle vacuum pump (10) after claim 6 wherein the opening boss (50) is secured to the pumping chamber cover member (20) by a boss fixing weld (54) located within the tongue-side alignment opening (42). Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Halteelement (36) einen kreisbogenförmigen Halteelementrand (38) aufweist und durch eine randfixierende Schweißung (52), die an dem kreisbogenförmigen Halteelementrand (38) ausgebildet ist, an dem Pumpkammerdeckelelement (20) befestigt ist.The motor vehicle vacuum pump (10) according to any one of the preceding claims, wherein the retaining element (36) has a circular arc-shaped retaining element edge (38) and by an edge-fixing weld (52) formed on the circular arc-shaped retaining element edge (38) on the pump chamber cover element (20) is attached. Die Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) nach Anspruch 8, wobei das Halteelement (36) in Form eines Kreissegments ausgebildet ist, und wobei ein gerader Halteelementrand (40), der durch den Sehnenabschnitt des Kreissegments gebildet ist, quer zu einer Haupterstreckungsrichtung (D) der Rückschlagventilzunge (30) angeordnet ist und eine Biegelinie der Rückschlagventilzunge (30) definiert.The motor vehicle vacuum pump (10) after claim 8 , wherein the retaining element (36) is designed in the form of a circular segment, and wherein a straight retaining element edge (40), which is formed by the chord portion of the circular segment, is arranged transversely to a main direction of extent (D) of the check valve tongue (30) and a bending line of the Check valve tongue (30) defined. Herstellungsverfahren zur Herstellung einer Kraftfahrzeugvakuumpumpe (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfasst: - Ausstanzen des Pumpkammerdeckelelements (20) aus einer Aluminiumplatte, - Eloxieren des Pumpkammerdeckelelements (20), und - Befestigen der Rückschlagventilzunge (30) an dem Pumpkammerdeckelelement (20) durch Verschweißen des Halteelements (36) mit dem eloxierten Pumpkammerdeckelelement (20).Manufacturing method for manufacturing a motor vehicle vacuum pump (10) according to any one of the preceding claims, the method comprising the following steps: - stamping out the pump chamber cover element (20) from an aluminum plate, - Anodizing the pump chamber cover element (20), and - Attaching the check valve tongue (30) to the pump chamber cover element (20) by welding the retaining element (36) to the anodized pump chamber cover element (20). Herstellungsverfahren nach Anspruch 10, wobei das Halteelement (36) mittels Laserstrahlschweißen an das Pumpkammerdeckelelement (20) angeschweißt wird.manufacturing process claim 10 , wherein the holding element (36) is welded to the pump chamber cover element (20) by means of laser beam welding.
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