WO2000031419A1 - Vacuum pump - Google Patents

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WO2000031419A1
WO2000031419A1 PCT/EP1999/008774 EP9908774W WO0031419A1 WO 2000031419 A1 WO2000031419 A1 WO 2000031419A1 EP 9908774 W EP9908774 W EP 9908774W WO 0031419 A1 WO0031419 A1 WO 0031419A1
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WO
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vacuum pump
vacuum
pump according
spring
drive
Prior art date
Application number
PCT/EP1999/008774
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German (de)
French (fr)
Inventor
Dieter Otto
Original Assignee
Luk Automobiltechnik Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE1998154243 external-priority patent/DE19854243C2/en
Application filed by Luk Automobiltechnik Gmbh & Co. Kg filed Critical Luk Automobiltechnik Gmbh & Co. Kg
Priority to DE19982492T priority Critical patent/DE19982492D2/en
Publication of WO2000031419A1 publication Critical patent/WO2000031419A1/en

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C28/00Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids
    • F04C28/06Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids specially adapted for stopping, starting, idling or no-load operation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04CROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C29/00Component parts, details or accessories of pumps or pumping installations, not provided for in groups F04C18/00 - F04C28/00
    • F04C29/0042Driving elements, brakes, couplings, transmissions specially adapted for pumps
    • F04C29/005Means for transmitting movement from the prime mover to driven parts of the pump, e.g. clutches, couplings, transmissions

Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump for supplying vacuum to a consumer, which has a housing and a pump insert which is arranged in the housing and which can be driven by a drive device.
  • Vacuum pumps of the type mentioned here are known. They are used in particular to supply a brake booster of a motor vehicle with negative pressure.
  • the vacuum pump evacuates the brake booster, so that a negative pressure of, for example, up to -0.95 bar is present in the brake booster.
  • the known pumps are firmly coupled to the drive device, which is formed in particular by a shaft of the drive machine of the motor vehicle that can be driven in rotation.
  • the vacuum pump is also driven when the maximum achievable vacuum in the brake booster is reached and no braking power is required. This can occur, for example, when driving on the freeway.
  • the known pumps therefore wear out unnecessarily.
  • the permanent drive of the known vacuum pump constantly requires drive power, so that the fuel consumption of the engine of the motor vehicle is increased. It is therefore an object of the invention to provide a vacuum pump of the type mentioned at the outset which does not have these disadvantages.
  • a vacuum pump which has the features of claim 1.
  • This vacuum pump is used to supply a consumer with negative pressure. It has a housing and a pump insert which is arranged in the housing.
  • the pump insert can be driven by a drive device.
  • the pump insert can be coupled and uncoupled to the drive device with a controllable coupling device.
  • the clutch device can be controlled with the negative pressure from the consumer, and that a valve device is provided between the consumer and the clutch device, which opens a medium connection between the consumer and the clutch device at a first negative pressure value present in the consumer and at a second negative pressure value the medium connection is interrupted, the first vacuum value being absolutely smaller than the second vacuum value.
  • the first vacuum value is, for example, approximately -0.5 and the second vacuum value is approximately -0.95 bar.
  • a mechanically operating coupling and decoupling device for the vacuum pump is created that meets high safety requirements and that the vacuum pump can only be operated with the drive Direction connects when a vacuum has to be reduced again in the consumer system, for example for a brake booster of a motor vehicle.
  • a mechanically driven vacuum pump is therefore provided, the drive of which can be interrupted, ie the pump can be switched off.
  • the pump insert of the vacuum pump is connected to the drive device when the first negative pressure value, ie the minimum negative pressure (-0.5 bar), is reached, so that a higher negative pressure is built up in the consumer.
  • the pump insert When the higher second vacuum value (-0.95 bar), which corresponds to the maximum vacuum in the consumer, the pump insert is uncoupled from the drive device, that is, the vacuum pump is switched off.
  • the vacuum pump according to the invention therefore only works when a vacuum in the consumer drops below the minimum vacuum value or reaches it. As a result, the pump is generally in operation for a shorter period of time so that its service life is increased. In addition, the energy consumption of the drive device is reduced, whereby fuel can be saved.
  • the clutch device can be controlled via a piston guided in a cylinder, one piston surface of which can be acted upon by an ambient pressure, for example the ambient air pressure, and the other piston surface can be acted upon by the vacuum from the consumer.
  • the valve device is therefore between the piston and the consumer.
  • a membrane or a bellows can also be provided, in which the otherwise common sealing between the piston and cylinder walls is not required. This means that there is no friction when using a membrane or bellows.
  • a preferred embodiment is characterized in that the coupling device has a drive element, an output element and a spring element, the spring element keeping the input and output element coupled until the second vacuum value (-0.95 bar) is reached in the consumer, and that when Reaching the second vacuum value of the pistons separates the exhaust and drive element from each other.
  • the clutch device is thus actuated purely mechanically via the piston, so that high safety requirements are met, as a result of which the vacuum pump according to the invention is particularly suitable for supplying the vacuum to the brake booster of a motor vehicle.
  • the spring element can also be dispensed with.
  • the drive element is formed by a drive disk which is connected to the drive device in a rotationally fixed but axially displaceable manner
  • the output element is implemented as an output disk which is connected in a rotationally fixed manner to a drive transmission element of the pump insert is.
  • the spring element is a plate spring.
  • the plate spring acts on the output element so that it rests on the drive element, which enables torque transmission from the drive side to the output side.
  • the spring element can also be formed by one or more spring tongues which, starting from the drive transmission element of the pump insert, extend radially and are preferably arranged in a star shape, so that a uniform force can be applied to the output device.
  • An embodiment of the plate spring is particularly preferred, which is characterized in that it has an opening in the middle and is connected in a rotationally fixed manner to the drive transmission element of the pump insert. In the coupled position, the plate spring rotates with the output element, so that no wear can occur between the output element and the spring.
  • the drive transmission element of the pump insert is designed as a shaft which is rotatably mounted in the housing.
  • the plate spring having the central opening can be attached to the shaft in a particularly simple manner and connected to it in a rotationally fixed manner.
  • the spring element that is to say in particular the plate spring, is axially displaceable on the shaft. The plate spring can thus be displaced on the shaft in such a way that contact forces of different magnitudes can be applied to the output element.
  • the coupling device according to the invention can thus be easily closed and opened.
  • a particularly preferred embodiment is characterized in that the spring element is supported with one side on the output element and with its other side on a clutch housing receiving the coupling device.
  • the output-side support and the housing-side support of the spring element are at a radial distance from one another. If a plate spring is used as a spring element, the area surrounding the opening, i.e. the support on the output side, and the radially outer area of the plate spring, i.e. the support on the clutch housing side, can be spaced apart from one another so that high spring forces can be applied.
  • An embodiment is particularly preferred in which the piston acts on the side of the spring element on which it is supported on the clutch housing.
  • the support on the clutch housing side of the spring element thus forms a swivel or wi- derlager, wherein when the piston acts on the spring element, it is moved around the abutment, preferably pivoted.
  • the piston acts on a region of the spring element which, as seen from the support on the clutch housing side, lies radially on the inside.
  • a rocker is thus formed with the spring element, which is pivoted about the housing-side support. Since the radially outer region of the spring element acts on the output element, a large leverage effect is also achieved, since — as mentioned above — the piston acts on a region of the spring element that lies radially on the inside.
  • the vacuum can therefore be used for control in a particularly simple manner, since the long lever arm reinforces the effect of the vacuum.
  • the distance between the output-side support and the housing-side support is less than the distance between the housing-side support and the area of the spring element on which the piston acts.
  • the housing-side support of the spring element is attached in such a way that lever arms are formed on the spring element, the radially inner lever arm being longer than the radially outer lever arm of the spring element.
  • the lever arm between the housing-side support and the area of the spring element on which the piston acts is made longer than the lever arm between the clutch housing-side support and the output-side support. tongue of the spring element. This increases the force transmitted from the piston to the spring element.
  • the piston is designed as an annular piston, through whose passage opening the drive transmission element of the pump insert passes.
  • the ring piston has an axial extension which surrounds the through opening of the ring piston at least in regions. A particularly simple guidance of the annular piston is thus provided, which therefore does not tilt on its guide surface.
  • the axial extension acts on the spring element.
  • the axial extension thus acts on the radially inner region of the spring element.
  • a preferred embodiment is characterized in that a rotary decoupling device is provided between the axial extension and the spring element.
  • a rotary decoupling device is provided between the axial extension and the spring element.
  • the drive device of the vacuum pump is preferably formed by the drive machine of a motor vehicle, with a shaft of the drive machine which can be driven in rotation with the drive element of the Coupling device is rotatably connected.
  • the drive machine is preferably the internal combustion engine of a motor vehicle, the crankshaft and / or camshaft of which is connected to the drive element of the clutch device in a rotationally fixed manner.
  • the shaft which can be driven in rotation is preferably implemented as a hollow shaft through which an oil flow can be introduced into the clutch housing.
  • the clutch can thus be cooled, the engine lubricating oil in particular being able to be introduced into the clutch housing.
  • the coupling device is a friction clutch, that is to say the drive element and the driven element do not form a positive connection, but rather a frictional engagement in the coupling position.
  • the coupling device has a positive coupling.
  • a dog clutch or a toothed clutch can be provided.
  • the form-fitting coupling preferably has a synchronization which, for example, comprises synchronizing rings which are in particular conical and enable the input and output elements to be engaged. The conicity of the synchronizer rings increases the force of the vacuum-actuated piston sufficiently so that no additional levers have to be provided.
  • the drive transmission element of the pump insert is designed as a hollow drive shaft, the first end, on which the output element of the coupling device is provided, is arranged opposite the end of the rotationally drivable shaft of the drive machine, that the hollow drive shaft of the pump insert has a radially aligned Has channel that opens on the outer surface of the hollow drive shaft in the clutch housing on the side of the driven element facing away from the drive element, and that the other end of the hollow drive shaft opens into the pump insert.
  • oil is introduced into the hollow drive shaft of the drive machine into the hollow drive shaft of the vacuum pump, so that the vacuum pump is supplied with oil for lubrication, sealing of the gaps and for cooling.
  • the clutch device is open, ie when the vacuum pump is not working, oil is still conveyed through the hollow shaft of the drive machine into the hollow drive shaft of the vacuum pump, but according to the invention this oil can flow off into the clutch housing via the radially oriented channel in the hollow drive shaft.
  • valve device has a control piston movably guided in a valve bore, one control surface of which is subjected to the vacuum from the consumer and on the other control piston surface a two discontinuously switchable switching positions having spring device acts.
  • a step function is thus provided, that is to say a spring device which snaps into the other switching position.
  • the control piston opens the medium connection and interrupts the medium connection in the second switching position, the first switching position being assigned the first vacuum value and the second switching position the second vacuum value.
  • control piston of the valve device can be displaced against the force of a spring which acts on the one control surface of the control piston.
  • the spring device which snaps from one to the other switching position, has a preferred switching position, into which it snaps back in the unloaded state.
  • the spring device is thus monostable. It can therefore be designed such that it is moved from its preferred switching position into the other switching position by the application of force or pressure, but this force or pressure is no longer present, the spring device automatically snaps back into its preferred switching position and remains there.
  • the preferred switching position is the first or second switching position of the spring device.
  • valve device has an electromagnetically actuated control piston which is movably guided in a valve bore, the electromagnetic actuation of the control piston taking place as a function of the vacuum in the consumer, and in that the control piston is controlled in a first switching position in such a way that he opens the medium connection and interrupts the medium connection in a second switching position, the first switching position being assigned the first negative pressure value and the second switching position the second negative pressure value.
  • the electromagnetic control of the control piston can be easily implemented, a sensor being provided to determine the negative pressure values in the consumer, which sensor is sensitive to pressure. When the first vacuum value is reached, the control piston is actuated and moved such that it opens the medium connection, so that the clutch can be closed.
  • the control piston in the second switching position releases a connection between the piston surface of the piston which can be subjected to negative pressure and the ambient air.
  • One side of the piston can thus be exposed to the ambient air.
  • the side of the cylinder space that is assigned to the other piston surface has a connection to the ambient air.
  • valve device has a movable control element in a valve bore, which opens the medium connection between the consumer and the coupling device in the first switching position and interrupts the medium connection in the second switching position, the first switching position being the first vacuum value and the second vacuum position is assigned to the second switching position.
  • a valve device is characterized by a particularly simple construction.
  • the control element can be displaced against the force of a spring.
  • the spring device having two discontinuously switchable switching positions acts on the control element, the first switching position being assigned to the first and the second switching position of the spring device to the second negative pressure value.
  • the control element can be actuated electromagnetically, the electromagnetic actuation taking place as a function of the vacuum in the consumer. The control element is thus brought into the first and second switching positions with the electromagnetic actuation, so that the medium connection can be opened and closed.
  • control element is implemented as a control ball which rests on a valve seat in one of the switching positions.
  • the valve device seals particularly well, so that there is no leakage.
  • FIG. 1 shows a vacuum pump with a first exemplary embodiment of a coupling device
  • FIG. 2 shows a vacuum pump with a second exemplary embodiment of a coupling device
  • FIG. 3 shows a vacuum pump with a third exemplary embodiment of a coupling device
  • FIG. 4A and 4B valve device Figures a first embodiment of a valve 4A and 4B valve device in different
  • Figures a second embodiment of a 5A and 5B valve device in different switching positions
  • Figures a third embodiment of a 6A and 6B valve device.
  • a vacuum pump 1 which supplies a consumer, not shown here, with negative pressure via a supply connection 2.
  • the vacuum pump 1 has a pump housing 3, in which a pump insert (not shown) is arranged.
  • the pump insert preferably has a lifting ring in which a rotor receiving one or more radially movable vanes is inserted, that is to say a vane pump is implemented.
  • the pump housing 3 has a connection plate 4 with which the pump 1 can be attached to a motor housing of a drive machine.
  • the pump housing 3 has an inner flange 5 which extends radially from a side plate 6.
  • the pump insert is to the right of the side plate 6.
  • the flange 5 is penetrated by a drive transmission element 7, which is designed as a shaft, in particular as a hollow drive shaft 8.
  • the drive transmission element 7 or the hollow drive shaft 8 is provided for driving the pump insert, in particular — insofar as the pump insert is designed as a vane pump — connected to the rotor of the vane pump or forms part of the rotor.
  • the hollow drive shaft 8 is rotatably mounted in the pump housing 3.
  • an axial extension 9 is provided, which is circumferential, so that this axial extension 9, the circumferential flange 5 and the side plate 6 form a cylinder 10 'or annular space 10 which is closed by a cover 11.
  • a piston 12 ' is provided, which is designed as an annular piston 12.
  • the annular piston 12 has a through opening 13 which surrounds the flange 5.
  • the ring piston has an axial extension 14 which is slidably mounted on the flange 5, so that the ring piston 12 is axially movable.
  • the flange 5 is preferably designed such that the annular piston 12 is connected to the housing 3 in a rotationally fixed manner.
  • the radial piston 12 has a seal 15 lying radially on the outside, so that the piston divides two cylinder spaces 16 and 17 from each other airtight.
  • An ambient pressure can be applied to the cylinder space 17 via a bore 18 ′, the ambient pressure being the ambient air pressure or a pressure present in the drive machine.
  • the cylinder chamber 16 forms a negative pressure chamber 18 in which the negative pressure present in the consumer, which is generated with the vacuum pump 1, can be present. This means that the vacuum chamber 18 or the cylinder chamber 16 can be acted upon by the vacuum from the consumer via a valve device described below via a medium connection, not shown here.
  • the cover 11 which closes the annular space 10, is designed as a ring, with its passage opening being assigned a seal 19 which rests on the axial extension 14 of the annular piston 12.
  • the vacuum chamber 18 or cylinder chamber 16 is therefore sealed airtight to the outside.
  • the vacuum pump 1 is driven by a drive device 20, of which only one drive shaft 21 is shown.
  • This drive shaft is designed as a hollow shaft 22, which is formed in particular by a rotationally driven shaft of the drive machine.
  • the drive shaft 21 can be the crankshaft or camshaft of a drive machine, which is implemented in particular as an internal combustion engine of a motor vehicle.
  • a drive element 24 is non-rotatably but axially displaceable.
  • the hub of the Drive elements 24 and the step 23 of the hollow shaft 22 have a toothing 25.
  • the drive element 24 is designed as a drive disk 26.
  • the drive disk 26 preferably has axially acting friction surfaces 27 and 28 on both sides, which can thus be realized as annular disks.
  • a clutch housing 30 is attached in a rotationally fixed manner, which is formed by an annular cover 31 and a pot-shaped part 32.
  • the part 32 is rotatably connected to the ring 29 at its through opening. Starting from the ring cover 31, the part 32 initially extends axially in the direction of the drive device 20, in order then to merge into a radial region 33. The part faces on the side facing the drive element 24
  • the hollow drive shaft 8 forming the drive transmission element 7 is stepped in the region of its end 35, which lies within the clutch housing 30.
  • An output element 37 is arranged in a rotationally fixed manner on the step 36 located within the clutch housing 30.
  • the output element 37 is designed as an output disk 38, which is arranged with its hub on the step 36 of the drive cavity 8.
  • the driven pulley 38 has cams 39 on which a spring element 40 acts.
  • the spring element 40 extends radially outwards and is preferably realized as a plate spring 41 which has a through opening 42 in the center, so that it can be connected to the ring 29 in a rotationally fixed manner.
  • the drive element 24, the driven element 37 and the spring element 40 thus form a coupling device 43.
  • the ring cover 31 On its inside, the ring cover 31 has support elements 44 which act on the spring element 40.
  • the spring element 40 or the plate spring 41 is thus clamped between the cam 39 lying radially on the outside on the driven disk 38, the support element 44 and the ring 29, as a result of which the spring element 40 or the plate spring 41 is pretensioned.
  • the driven pulley 38 which is axially displaceable on the step 36, is acted upon by a spring force, so that the clutch device 43 is closed, ie a torque can be transmitted from the drive device 20 to the drive transmission element 7.
  • the vacuum pump 1 is therefore coupled to the drive device 20.
  • the vacuum chamber 18 is subjected to a vacuum, as a result of which the annular piston 12 is pushed to the left by the ambient pressure present in the cylinder chamber 17.
  • the axial extension 14 acts on a rotary decoupling device 45 which is arranged between the axial extension 14 and the ring 29 in such a way that no torque transmission takes place between the ring 29 and the annular piston 12.
  • the rotary decoupling device 45 can be designed as a slide bearing or as an axial roller bearing. be formed and is axially displaceable on the flange 5.
  • the support elements 44 lie at a radial distance from the ring 29, and that lever arms A and B are formed on the spring element 40, the radially outer lever arm A being shorter as the lever arm B is formed.
  • the length of the lever arm A of the spring element 40 is formed by the distance that the support elements 44 have from the cams 39.
  • the length of the lever arm B is thus formed by the distance between the support elements 44 and the ring 29, on the step of which the spring element 40 rests.
  • the spring element 40 can thus rock on the support elements 44, an amplification of the force applied by the annular piston 12 being amplified by the different lengths of the lever arms A and B.
  • the annular piston 12 moves to the right again. whereby the spring element 40 acts again on the cam 39, so that the clutch device 43 is closed again and a torque transmission takes place from the drive device 20 to the drive transmission element 7, whereby the vacuum pump 1 is in turn driven.
  • the hollow shaft 22 of the drive device 20 has a throttle 46 or diaphragm, so that a limited oil flow can flow through the hollow shaft 22.
  • the oil flow enters the drive hollow shaft 8 when the clutch is closed and thus reaches the pump insert of the vacuum pump 1 via the channel 47 of the drive hollow shaft 8.
  • the vacuum pump can have a metering device (not shown here) which only allows a certain amount of oil to flow to the pump insert.
  • the metering device allows an oil supply to the vacuum pump 1 only during its operation.
  • the clutch device 43 When the clutch device 43 is open, there is a small distance between the drive disk 26 and the driven disk 38, so that the oil flowing into the hollow drive shaft 8 can flow into the clutch housing 30 via a radial channel 48 and can pass between the drive disk 26 and the driven disk 38 then flow out of the clutch housing 30 in the area of part 32 in the direction of arrow 49.
  • the oil flowing in through the hollow shaft 22, which is preferably the engine oil of the drive machine is used to supply the vacuum pump 1 when the coupling device 43 is closed and for cooling purposes when the coupling device 43 is open and lubrication of the friction surfaces 27, 28 and 34 are used, the driven disk 38 also having a friction surface 50 lying radially on the outside, which is then also cooled by the oil.
  • a positive clutch can also be used.
  • a claw coupling or a coupling having a toothing can be used for the positive coupling.
  • These form-fitting couplings preferably have synchronizer rings which enable the input and output device to be engaged.
  • the synchronizer rings are preferably conical, so that the force of the vacuum-actuated annular piston 12 is amplified sufficiently so that no levers are required.
  • the friction surfaces 27, 28, 34 and 50 are preferably designed as friction linings.
  • the drive disk 26 consists of plastic and the driven disk 38 and the part 32 consist of a steel or aluminum.
  • the driven pulley 38 and the part 32 are made of plastic and the drive pulley 26 is made of steel or aluminum.
  • the clutch housing 30 can also be mounted directly on the driven disk 38, so that the ring 29 can be dispensed with.
  • tongues 51 are attached or formed in one piece with the driven disk 38.
  • the clutch device 43 When the clutch device 43 is opened, they move the driven disk 38 to the right, since the plate spring 41 or the spring element 40 engages behind the tongues 51.
  • the play of the clutch device 43 With the tongues 51, the play of the clutch device 43 is set and thus prevents a torque (slip torque) being transmitted when the plate spring 41 is under force due to friction when the clutch is not sufficiently open.
  • FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a coupling device 43 which interacts with the vacuum pump 1.
  • the annular space 10 is open, that is, the cover 11 is not provided.
  • the ambient pressure acts on the left side of the ring piston 12.
  • the vacuum present in the consumer acts in the vacuum chamber 18 on the right side of the ring piston 12.
  • the flange 5 has a seal 52, which bears against the axial extension 14 of the annular piston 12, so that the vacuum chamber 18 is sealed airtight to the outside.
  • a radial extension 53 adjoins the axial extension 14 of the annular piston 12, which extends radially inward as viewed from the extension 14.
  • the radial extension 53 interacts with the ring 29 and engages behind this ring 29 in a form-fitting manner.
  • the spring element 40 or the plate spring 41 is also fixed in a rotationally fixed manner in the region of its passage opening 42.
  • the inside diameter in the area of the extension 53 is somewhat larger than the outside diameter of the ring 29.
  • the plate spring 41 is supported on the clutch housing 30.
  • the clutch housing 30 is not closed here, so the ring cover 31 is not provided.
  • the plate spring 41 presses on the output disk 38 via the cams 39, so that the clutch device 43 is closed, that is to say there is a torque transmission from the drive device 20 to the pump insert.
  • the annular piston 12 moves to the right. To do this, he must use the force of the plate spring 41 overcome. Since the ring 29 is non-rotatably connected to the plate spring and is mounted on the drive hollow shaft 8, an axial movement of the ring 29 is possible.
  • the contact surface 54 between the ring 29 and the annular piston 12 forms an axial slide bearing.
  • a roller bearing can of course also be provided. This plain bearing or roller bearing is necessary when the ring 29 rotates at the pump speed, but the annular piston 12 is non-rotatably connected to the pump housing 1, for example via the flange 5.
  • FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a coupling device 43 which can connect the pump insert of the vacuum pump 1 to the drive device 20.
  • the same parts as in Figures 1 and 2 are provided with the same reference numerals, so that reference is made to their description.
  • the annular piston 12 is acted upon by compression springs 55 which urge the annular piston 12 to the left.
  • the annular piston acts directly on the plate spring 41, which extends from the radially outer region of the annular piston 12 to the radially inner clutch housing 30.
  • the plate spring 41 is thus supported on the clutch housing 30, on the cover 11 closing the annular space 10 and on the annular piston 12.
  • the annular space 18 is subjected to the vacuum from the consumer via an inlet 56.
  • the annular piston 12 moves to the right, whereby the plate spring 41 is relieved.
  • the cup-shaped coupling housing 30 can itself move to the left.
  • the clutch housing 30 does not exert any force on the drive disk 26, so that no force is transmitted to the driven disk 38.
  • the clutch housing is rotationally decoupled from the drive disk 26 via a rotary decoupling device 100, which can be designed as a disk.
  • the clutch housing 30 is arranged in a rotationally fixed manner.
  • the annular piston 12 moves to the left, as a result of which the plate spring 41 is pivoted about its cover-side support point 57, as a result of which a force is transmitted to the clutch housing 30, which engages behind the plate spring.
  • the clutch housing 30 and the drive disk 26 on the hollow shaft 22 are moved to the right, so that a frictional connection with the driven disk 38 is provided.
  • the pump insert of the vacuum pump 1 can thus be driven.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 3 is characterized in that the outer diameter of the clutch housing 30 can be made smaller than the outer diameter of the clutch housing 30 according to FIGS. 1 and 2. This facilitates the connection or coupling of the vacuum pump 1 to a motor housing, since there is less sealing surface.
  • the vacuum pump 1 is connected to an engine housing of a drive machine on an axial extension 58 on the cover 11.
  • annular piston 12 instead of the annular piston 12 described in Figures 1 to 3 can be used to control the clutch device 43 a membrane, not shown here, or a bellows, not shown here, are used. As a result, the seals on the annular piston 12 can be dispensed with. Thus, when using a diaphragm or a bellows, no friction occurs, as occurs between the annular piston 12 and the cylinder wall. When a preferably metallic bellows is used, it can also act as a spring and thus provide the contact pressure that the spring element 40 applies. When using a bellows, the spring element 40 can thus be dispensed with.
  • a valve device 58 is shown in different switching positions in FIGS. 4A and 4B. With the valve device 58, a medium connection between the consumer and the vacuum space 18 of the annular space 10 is opened and interrupted.
  • the valve device has a control piston 60 movably guided in a valve bore 59.
  • the control piston 60 has a double stage 60 ′ approximately in the middle, so that there is an area 61 with a diameter that is smaller than that of the other areas of the control piston 60.
  • a control piston surface 62 of the control piston 60 lying on the left in FIGS. 4A and 4B is acted upon by a spring 63, which is supported at one end on the bottom of the valve bore 59. The other end of the spring 63 lies against the control piston surface 62.
  • the control piston surface 62 is also acted upon by the negative pressure from the consumer, which is connected to the supply channel 64 of the valve device 58.
  • the supply channel 64 divides into two subchannels 66 and 67 in the valve body 65, the subchannel 66 opening out into the valve bore 59 behind the control piston surface 62.
  • the path of the control piston 60 is limited by a spring device 68, which can be designed as a leaf spring.
  • the spring device 68 is inserted into a groove 69, which can be designed as an annular groove.
  • the groove 69 is made in the valve bore 59.
  • the length of the untensioned spring leaf of the spring device 68 is greater than the diameter of the valve bore.
  • the spring device 68 acts on the other control piston surface 70 of the control piston 60. Due to the special design of the spring device 68, the latter can assume two switching positions, the transition between the two switching positions taking place discontinuously, that is to say in an abrupt manner.
  • the control piston In the switching position shown in Figure 4A, the control piston is shifted to the right, so that a line 71, which leads from the valve bore 59 to the vacuum chamber 18 of the annular space 10, is in medium connection with a line 72, the line 72 terminating freely in the room, for example , so that the ambient pressure can be introduced into the vacuum chamber 18.
  • the switching position of the control piston 60 shown in FIG. 4A causes the clutch device 43 to be closed, since only the spring element 40 acts on the clutch device 43, since the annular piston 12 is acted upon on both sides by ambient pressure and therefore does not move.
  • the negative pressure in the consumer is between the first and second negative pressure value, but it is greater than -0.5 bar.
  • the vacuum pump 1 must therefore the consumer, not shown here do not supply with a higher vacuum.
  • the spring device 68 is in its second switching position.
  • the vacuum chamber 18 is thus acted upon by the vacuum present in the consumer, so that the clutch device 43 is opened when the vacuum reaches the second vacuum value, which can be, for example, -0.95 bar.
  • the negative pressure present in the consumer drops back to the first negative pressure value, that is to say the negative pressure behind control surface 62 becomes lower again (approximately -0.5 bar)
  • spring device 68 snaps back into the second switching position shown in FIG. 4A, again causing the Ambient pressure is passed into the vacuum chamber 18 so that the clutch device device is closed again, so that the vacuum pump can generate a larger vacuum in the consumer again.
  • the coupling device therefore remains closed until the negative pressure value in the consumer again corresponds to the second negative pressure value (-0.95 bar).
  • the spring device 68 preferably has a preferred switching position, into which it snaps in the unloaded state and which it then also maintains if the unloaded state is present or the vacuum from the consumer does not rise above a switching value.
  • the spring device 68 thus has a stable switching position.
  • FIGS. 5A and 5B show a second exemplary embodiment of a valve device 58.
  • the valve device 58 has a valve bore 59 in which a control element 73 is movably arranged.
  • the valve bore 59 is closed with a plug 74 which has a through opening 75.
  • the control element 73 which is preferably designed as a control ball 76, can move between the plug 74 and the bottom 59 ′ of the valve bore 59.
  • the line 64 which leads to the consumer, opens into the floor 59 '.
  • the control element 73 lies sealingly on a valve seat 77 which surrounds the mouth of the through opening 75.
  • the control element 73 is acted upon by a compression spring 63, so that it is pushed onto the valve seat 77.
  • Switching position is the supply line 64 connected to the consumer with the line 71 in medium connection, which leads to the vacuum chamber 18. The medium connection between the consumer and the vacuum chamber 18 is thus opened.
  • 5A shows the second switching position of the valve device 58, which is assigned to the second vacuum value in the consumer.
  • the clutch device is open and the ambient pressure in line 72 is separated from the annular piston 12.
  • FIG. 5B shows the first switching position of the valve device 58, which is assigned to the first vacuum value.
  • the control element 73 is not seated on the valve seat 77, so that the negative pressure present in the consumer is not led to the negative pressure chamber 18 via the supply line 64 and the line 71. Rather, ambient pressure passes from line 72 via through bore 75 to line 71, so that the annular piston 12 is acted upon by the ambient pressure on both sides, as a result of which the clutch is closed and vacuum pump 1 operates.
  • the control element 73 is shifted to the left against the force of the compression spring 63.
  • the control element 73 is actuated via an electromagnetic actuating device 78, the actuating device comprising a magnet 79 and an armature which is axially movable in the coil and from which an armature rod 80 extends.
  • the armature rod 80 forms the actuating element for the control element 73.
  • FIG. 5B the armature rod 80 has partially moved out of the coil and passes through the through opening 75 of the plug 74. The control element 73 is thus displaced to the left via the anchor rod 80 against the force of the spring 63.
  • the electromagnetic actuator 78 is controlled by an electronic control device
  • the sensor is, for example, a pressure sensor which is arranged in the consumer and determines the negative pressure present in the consumer. This negative pressure value is transmitted to the control device, which thus controls the electromagnetic actuating device 78 as a function of the negative pressure present in the consumer. If the vacuum present in the consumer is below the first vacuum value
  • the actuating device 78 is actuated so that the control element 73 is lifted from the valve seat 77, whereby the medium connection between the supply line 64 and line 71 is closed. If the vacuum present in the consumer reaches the second vacuum value
  • FIGS. 6A and 6B show a third exemplary embodiment of a valve device 58, the same parts as in FIGS. 4 and 5 being provided with the same reference symbols. Therefore, only differences to the other valve devices 58 will be discussed in the following.
  • a mechanical control which has the spring device 68.
  • the spring device 68 which can assume the two switching positions, acts on an actuation extension 81, which can be attached to the control element 73 or to the spring device 68.
  • the spring device 68 is arranged in the region of the mouth of the valve bore 59 and held there at its ends, so that the effective region of the spring device 68 extends over the mouth of the valve bore 59.
  • FIG. 6A shows the valve device 58 in the second switching position, in which the negative pressure applied by the supply line 64 is passed on from the consumer via the passage opening 75 to the line 71, which opens into the vacuum chamber 18. The control element 73 is lifted off the valve seat 77.
  • the spring device 68 is shown in the second switching position, in which the negative pressure moves the spring device 68 into the valve bore 59.
  • the supply line 64 opens between the plug 74 and the spring device 68 in the valve bore 59.
  • the line 71 opens between the Plug 74 and the bottom of the valve bore 59.
  • An ambient pressure is present on the outside 82 of the spring device 68. The outside 82 is therefore facing away from the valve bore 59.
  • FIG. 6B shows the valve device 58 in the first switching position.
  • the spring device 68 is in its first switching position, that is, the negative pressure is not sufficient to move the spring device 68 into the valve bore 59.
  • the compression spring 63 can press the control element 73 onto the valve seat 77, since the actuation extension 81 is also displaced to the right as a result of the displacement of the spring device 68 to the right.
  • the ambient pressure from line 72 thus passes via line 71 to the annular piston, which is thus subjected to ambient pressure on both sides.
  • the coupling device is thus closed and the vacuum pump works.
  • the coupling device or with the coupling device controlled according to the invention it is therefore possible to switch the vacuum pump, which generates the vacuum required in the consumer, on and off as required. Since the vacuum pump does not have to be in constant operation, it can be switched off with the coupling device according to the invention if no higher vacuum has to be generated. Because the vacuum pump does not have to be driven permanently, drive energy can thus be saved. In particular in motor vehicles with internal combustion engines, the fuel consumption of the internal combustion engine can be lowered since the vacuum pump does not have to be driven at idle.

Abstract

The invention relates to a vacuum pump for supplying negative pressure to a consumer. Said vacuum pump has a housing and a pump insert which is arranged in said housing and which is driven by means of a drive device. The invention is characterised in that the pump insert can be coupled to and uncoupled from the drive device (20) by means of a controllable coupling device (43), in that the coupling device (43) can be controlled with the negative pressure from the consumer, and in that a valve device (58) is provided between the consumer and the coupling device (43). Said valve device opens a medium connection between the consumer and the coupling device (43) at a first negative pressure value in the consumer and interrupts this medium connection at a second negative pressure value, the first negative pressure value being lower than the second negative pressure value.

Description

VakuumpumpeVacuum pump
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe zur Unterdruckversorgung eines Verbrauchers , die ein Gehäuse und einen Pumpeneinsatz aufweist, der in dem Gehäuse angeordnet ist und der über eine Antriebseinrichtung antreibbar ist .The invention relates to a vacuum pump for supplying vacuum to a consumer, which has a housing and a pump insert which is arranged in the housing and which can be driven by a drive device.
Vakuumpumpen der hier angesprochenen Art sind bekannt . Sie dienen insbesondere zur Unterdruckversorgung eines Bremskraftverstärkers eines Kraftfahrzeugs. Die Vakuumpumpe evakuiert den Brems- kraftverstarker, so daß im Bremskraftverstärker ein Unterdruck von beispielsweise bis zu -0,95 bar vorliegt. Die bekannten Pumpen sind fest mit der Antriebseinrichtung gekoppelt, die insbesondere durch eine drehantreibbare Welle der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs gebildet ist . Somit wird die Vakuumpumpe auch dann angetrieben, wenn der maximal erreichbare Unterdruck im Bremskraftverstärker erreicht ist und keine Bremsleistung abgefordert wird. Dies kann beispielsweise bei Autobahnfahrten eintreten. Die bekannten Pumpen verschleißen daher unnötig stark. Darüber hinaus erfordert der permanente Antrieb der bekannten Vakuumpumpe ständig Antriebsleistung, so daß der Treibstoffverbrauch der Antriebsmaschine des Kraftfahrzeugs erhöht ist . Es ist daher Aufgabe der Erfindung, eine Vakuumpumpe der eingangs genannten Art zu schaffen, die diese Nachteile nicht aufweist .Vacuum pumps of the type mentioned here are known. They are used in particular to supply a brake booster of a motor vehicle with negative pressure. The vacuum pump evacuates the brake booster, so that a negative pressure of, for example, up to -0.95 bar is present in the brake booster. The known pumps are firmly coupled to the drive device, which is formed in particular by a shaft of the drive machine of the motor vehicle that can be driven in rotation. Thus, the vacuum pump is also driven when the maximum achievable vacuum in the brake booster is reached and no braking power is required. This can occur, for example, when driving on the freeway. The known pumps therefore wear out unnecessarily. In addition, the permanent drive of the known vacuum pump constantly requires drive power, so that the fuel consumption of the engine of the motor vehicle is increased. It is therefore an object of the invention to provide a vacuum pump of the type mentioned at the outset which does not have these disadvantages.
Die Aufgabe wird mit einer Vakuumpumpe gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist . Diese Vakuumpumpe dient zur Unterdruckversorgung eines Verbrauchers . Sie weist ein Gehäuse und einen Pumpeneinsatz auf, der in dem Gehäuse angeordnet ist. Der Pumpeneinsatz ist über eine Antriebseinrichtung antreibbar. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Pumpeneinsatz mit einer ansteuerbaren Kupplungseinrichtung an die Antriebseinrichtung an- und abkoppelbar ist. Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, daß die Kupplungseinrichtung mit dem Unterdruck aus dem Verbraucher ansteuerbar ist, und daß zwischen dem Verbraucher und der Kupplungseinrichtung eine Ventileinrichtung vorgesehen ist , die bei einem im Verbraucher vorliegenden ersten Unterdruckwert eine Mediumverbindung zwischen Verbraucher und Kupplungseinrichtung öffnet und bei einem zweiten Unterdruckwert die Mediumverbindung unterbricht, wobei der erste Unterdruckwert absolut kleiner als der zweite Unterdruckwert ist. Das heißt, ausgehend von einem Umgebungsluftdruck, der als Bezugsgröße gleich Null gesetzt wird, ist beispielsweise der erste Unterdruckwert circa -0,5 und der zweite Unterdruckwert etwa -0,95 bar.The object is achieved with a vacuum pump which has the features of claim 1. This vacuum pump is used to supply a consumer with negative pressure. It has a housing and a pump insert which is arranged in the housing. The pump insert can be driven by a drive device. According to the invention, it is provided that the pump insert can be coupled and uncoupled to the drive device with a controllable coupling device. According to the invention it is further provided that the clutch device can be controlled with the negative pressure from the consumer, and that a valve device is provided between the consumer and the clutch device, which opens a medium connection between the consumer and the clutch device at a first negative pressure value present in the consumer and at a second negative pressure value the medium connection is interrupted, the first vacuum value being absolutely smaller than the second vacuum value. This means, starting from an ambient air pressure that is set as the reference variable to zero, the first vacuum value is, for example, approximately -0.5 and the second vacuum value is approximately -0.95 bar.
Mit der erfindungsgemäßen ansteuerbaren Kupplungs- einrichtung wird eine mechanisch arbeitende An- und Abkopplungseinrichtung für die Vakuumpumpe geschaffen, die hohen Sicherheitsanforderungen genügt und die die Vakuumpumpe nur dann mit der Antriebsein- richtung verbindet, wenn im Verbrauchersystem, beispielsweise für einen Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs, ein Unterdruck wieder abgesenkt werden muß. Es wird also eine mechanisch angetriebene Vakuumpumpe bereitgestellt, deren Antrieb unterbrochen werden kann, die Pumpe also abschaltbar ist. Dazu wird der Pumpeneinsatz der Vakuumpumpe beim Erreichen des ersten Unterdruckwertes, also des minimalen Unterdruckes (-0,5 bar), mit der Antriebseinrichtung verbunden, so daß im Verbraucher ein höherer Unterdruck aufgebaut wird. Beim Erreichen des höheren zweiten Unterdruckwertes (-0,95 bar) , der dem maximalen Unterdruck im Verbraucher entspricht, wird der Pumpeneinsatz von der Antriebseinrichtung entkuppelt, also die Vakuumpumpe abgeschaltet . Mithin arbeitet die erfindungsgemäße Vakuumpumpe nur dann, wenn ein Unterdruck im Verbraucher unter den Minimal-Unterdruckwert abfällt oder diesen erreicht. Somit ist die Pumpe insgesamt einen kürzeren Zeitraum in Betrieb, so daß ihre Lebensdauer erhöht ist. Außerdem wird der Energieverbrauch der Antriebseinrichtung verringert, wodurch Treibstoff eingespart werden kann.With the controllable coupling device according to the invention, a mechanically operating coupling and decoupling device for the vacuum pump is created that meets high safety requirements and that the vacuum pump can only be operated with the drive Direction connects when a vacuum has to be reduced again in the consumer system, for example for a brake booster of a motor vehicle. A mechanically driven vacuum pump is therefore provided, the drive of which can be interrupted, ie the pump can be switched off. For this purpose, the pump insert of the vacuum pump is connected to the drive device when the first negative pressure value, ie the minimum negative pressure (-0.5 bar), is reached, so that a higher negative pressure is built up in the consumer. When the higher second vacuum value (-0.95 bar), which corresponds to the maximum vacuum in the consumer, is reached, the pump insert is uncoupled from the drive device, that is, the vacuum pump is switched off. The vacuum pump according to the invention therefore only works when a vacuum in the consumer drops below the minimum vacuum value or reaches it. As a result, the pump is generally in operation for a shorter period of time so that its service life is increased. In addition, the energy consumption of the drive device is reduced, whereby fuel can be saved.
Eine Ausführungform zeichnet sich dadurch aus, daß die Kupplungseinrichtung über einen in einem Zylinder geführten Kolben ansteuerbar ist, dessen eine Kolbenfläche mit einem Umgebungsdruck, beispielsweise dem Umgebungsluftdruck, und dessen andere Kolbenfläche mit dem Unterdruck aus dem Verbraucher beaufschlagbar ist . Zwischen dem Kolben und dem Verbraucher liegt also die Ventileinrichtung. Anstelle des Kolbens kann auch eine Membran oder ein Faltenbalg vorgesehen sein, bei denen die sonst üb- liehe Abdichtung zwischen Kolben- und Zylinderwand nicht erforderlich ist. Somit tritt bei einer Verwendung von Membran oder Faltenbalg keine Reibung auf .One embodiment is characterized in that the clutch device can be controlled via a piston guided in a cylinder, one piston surface of which can be acted upon by an ambient pressure, for example the ambient air pressure, and the other piston surface can be acted upon by the vacuum from the consumer. The valve device is therefore between the piston and the consumer. Instead of the piston, a membrane or a bellows can also be provided, in which the otherwise common sealing between the piston and cylinder walls is not required. This means that there is no friction when using a membrane or bellows.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß die Kupplungseinrichtung ein Antriebselement, ein Abtriebselement und ein Federelement aufweist, wobei das Federelement bis zum Erreichen des zweiten Unterdruckwertes (-0,95 bar) im Verbraucher das An- und Abtriebselement gekoppelt hält, und daß beim Erreichen des zweiten Unterdruckwertes der Kolben das Ab- und Antriebselement voneinander trennt . Die Ansteuerung der Kupplungseinrichtung erfolgt also rein mechanisch über den Kolben, so daß hohe Sicherheitsanforderungen erfüllt werden, wodurch die erfindungsgemäße Vakuumpumpe für die Unterdruckversorgung des Brems- kraftverstärkers eines Kraftfahrzeugs besonders geeignet ist . Bei Verwendung eines vorzugsweise aus Metall hergestellten Faltenbalgs für die Ansteuerung der Kupplungseinrichtung, kann auf das Federelement auch verzichtet werden.A preferred embodiment is characterized in that the coupling device has a drive element, an output element and a spring element, the spring element keeping the input and output element coupled until the second vacuum value (-0.95 bar) is reached in the consumer, and that when Reaching the second vacuum value of the pistons separates the exhaust and drive element from each other. The clutch device is thus actuated purely mechanically via the piston, so that high safety requirements are met, as a result of which the vacuum pump according to the invention is particularly suitable for supplying the vacuum to the brake booster of a motor vehicle. When using a bellows, preferably made of metal, for controlling the coupling device, the spring element can also be dispensed with.
Weiterhin wird ein Ausführungsbeispiel bevorzugt, bei dem das Antriebselement durch eine Antriebsscheibe gebildet ist, die drehfest, aber axial ver- schieblich mit der Antriebseinrichtung verbunden ist, und bei dem das Abtriebselement als Abtriebs- scheibe realisiert ist, die mit einem Antriebsübertragungselement des Pumpeneinsatzes drehfest verbunden ist. Mithin wird eine einfach realisierbare Scheibenkupplung bereitgestellt, die außerdem gün- stig herstellbar ist und dennoch eine hohe Funktionssicherheit aufweist.Furthermore, an embodiment is preferred in which the drive element is formed by a drive disk which is connected to the drive device in a rotationally fixed but axially displaceable manner, and in which the output element is implemented as an output disk which is connected in a rotationally fixed manner to a drive transmission element of the pump insert is. An easy-to-implement disc clutch is therefore provided, which is also inexpensive Stig is manufacturable and still has a high level of functional reliability.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, das sich dadurch auszeichnet, daß das Federelement eine Tellerfeder ist. Die Tellerfeder wirkt dabei auf das Abtriebselement, so daß dieses am Antriebs- element anliegt, wodurch eine Drehmomentübertragung von der Antriebsseite zur Abtriebsseite ermöglicht wird. Alternativ kann das Federelement auch durch eine oder mehrere Federzungen gebildet werden, die sich -ausgehend vom Antriebsübertragungselement des Pumpeneinsatzes- radial erstrecken und vorzugsweise sternförmig angeordnet sind, so daß auf die Abtriebseinrichtung eine gleichmäßige Kraft aufgebracht werden kann.An embodiment is particularly preferred which is characterized in that the spring element is a plate spring. The plate spring acts on the output element so that it rests on the drive element, which enables torque transmission from the drive side to the output side. Alternatively, the spring element can also be formed by one or more spring tongues which, starting from the drive transmission element of the pump insert, extend radially and are preferably arranged in a star shape, so that a uniform force can be applied to the output device.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel der Tellerfeder, welches sich dadurch auszeichnet, daß diese mittig einen Durchbruch aufweist und mit dem Antriebsübertragungselement des Pumpeneinsatzes drehfest verbunden ist. In gekuppelter Stellung dreht also die Tellerfeder mit dem Abtriebselement mit, so daß zwischen Abtriebselement und Feder kein Verschleiß auftreten kann.An embodiment of the plate spring is particularly preferred, which is characterized in that it has an opening in the middle and is connected in a rotationally fixed manner to the drive transmission element of the pump insert. In the coupled position, the plate spring rotates with the output element, so that no wear can occur between the output element and the spring.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Antriebsübertragungselement des Pumpeneinsatzes als Welle ausgebildet ist, die drehbar im Gehäuse gelagert ist. Somit kann die den mittigen Durchbruch aufweisende Tellerfeder besonders einfach auf der Welle angebracht und drehfest mit dieser verbunden werden. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß das Federelement, also insbesondere die Tellerfeder, axial auf der Welle verschiebbar ist. Somit kann die Tellerfeder derart auf der Welle verschoben werden, daß unterschiedlich hohe Anpresskräfte auf das Abtriebselement aufgebracht werden können. Somit kann die erfindungsgemäße Kupplungseinrichtung leicht geschlossen und geöffnet werden .According to a development of the invention it is provided that the drive transmission element of the pump insert is designed as a shaft which is rotatably mounted in the housing. Thus, the plate spring having the central opening can be attached to the shaft in a particularly simple manner and connected to it in a rotationally fixed manner. In a preferred embodiment it is provided that the spring element, that is to say in particular the plate spring, is axially displaceable on the shaft. The plate spring can thus be displaced on the shaft in such a way that contact forces of different magnitudes can be applied to the output element. The coupling device according to the invention can thus be easily closed and opened.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß sich das Federelement mit seiner einen Seite am Abtriebselement abstützt und mit seiner anderen Seite an einem die Kupplungseinrichtung aufnehmenden Kupplungsgehäuse abstützt .A particularly preferred embodiment is characterized in that the spring element is supported with one side on the output element and with its other side on a clutch housing receiving the coupling device.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die abtriebsseitige Abstützung und die gehäuseseitige Abstützung des Federelements einen radialen Abstand zueinander aufweisen. Wird eine Tellerfeder als Federelement verwendet, so können beispielsweise der den Durchbruch umgebende Bereich, also die abtriebsseitige Abstützung, und der radial außen liegende Bereich der Tellerfeder, also die kupplungsgehäuseseitige Abstützung, einen Abstand zueinander aufweisen, so daß hohe Federkräfte aufgebracht werden können.According to a further exemplary embodiment, it is provided that the output-side support and the housing-side support of the spring element are at a radial distance from one another. If a plate spring is used as a spring element, the area surrounding the opening, i.e. the support on the output side, and the radially outer area of the plate spring, i.e. the support on the clutch housing side, can be spaced apart from one another so that high spring forces can be applied.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei dem der Kolben an der Seite am Federelement wirkt, an der es sich am Kupplungsgehäuse abstützt. Somit bildet die kupplungsgehäuseseitige Abstützung des Federelements ein Schwenk- beziehungsweise Wi- derlager, wobei beim Einwirken des Kolbens auf das Federelement dieses um das Widerlager bewegt, vorzugsweise verschwenkt wird.An embodiment is particularly preferred in which the piston acts on the side of the spring element on which it is supported on the clutch housing. The support on the clutch housing side of the spring element thus forms a swivel or wi- derlager, wherein when the piston acts on the spring element, it is moved around the abutment, preferably pivoted.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Kolben auf einen Bereich des Federelements wirkt, der -von der kupplungsgehauseseitigen Abstützung aus gesehen- radial innen liegt. Somit wird mit dem Federelement quasi eine Wippe gebildet, die um die gehäuseseitige Abstützung verschwenkt wird. Da der radial äußere Bereich des Federelements auf das Abtriebselement wirkt, wird außerdem eine große Hebelwirkung erzielt, da -wie vorstehend erwähnt- der Kolben auf einen Bereich des Federelements wirkt, der radial innen liegt. Somit kann besonders einfach der Unterdruck zur An- steuerung verwendet werden, da der lange Hebelarm die Wirkung des Unterdrucks verstärkt .According to a development of the invention, it is provided that the piston acts on a region of the spring element which, as seen from the support on the clutch housing side, lies radially on the inside. A rocker is thus formed with the spring element, which is pivoted about the housing-side support. Since the radially outer region of the spring element acts on the output element, a large leverage effect is also achieved, since — as mentioned above — the piston acts on a region of the spring element that lies radially on the inside. The vacuum can therefore be used for control in a particularly simple manner, since the long lever arm reinforces the effect of the vacuum.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Abstand zwischen abtriebseitiger Abstützung und gehäuseseitiger Abstützung geringer ist als der Abstand zwischen gehäuseseitiger Abstützung und dem Bereich des Federelements, auf den der Kolben wirkt. Mit anderen Worten: Die gehäuseseitige Abstützung des Federelements ist so angebracht, daß am Federelement Hebelarme gebildet werden, wobei der radial innen liegende Hebelarm länger als der radial außen liegende Hebelarm des Federelements ist. Somit wird der Hebelarm zwischen gehäuseseitiger Abstützung und dem Bereich des Federelements, auf den der Kolben wirkt, länger ausgebildet als der Hebelarm zwischen kupplungsgehäu- seseitiger Abstützung und abtriebsseitiger Abstüt- zung des Federelements . Dadurch wird die vom Kolben auf das Federelement übertragene Kraft verstärkt .In a preferred embodiment it is provided that the distance between the output-side support and the housing-side support is less than the distance between the housing-side support and the area of the spring element on which the piston acts. In other words, the housing-side support of the spring element is attached in such a way that lever arms are formed on the spring element, the radially inner lever arm being longer than the radially outer lever arm of the spring element. Thus, the lever arm between the housing-side support and the area of the spring element on which the piston acts is made longer than the lever arm between the clutch housing-side support and the output-side support. tongue of the spring element. This increases the force transmitted from the piston to the spring element.
Bei einem Ausfuhrungsbeispiel ist vorgesehen, daß der Kolben als Ringkolben ausgebildet ist, durch dessen Durchgangsδffnung das Antriebsübertragungs- element des Pumpeneinsatzes hindurchtritt.In an exemplary embodiment, it is provided that the piston is designed as an annular piston, through whose passage opening the drive transmission element of the pump insert passes.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Ringkolben einen axialen Fortsatz aufweist, der die Durchgangsöffnung des Ringkolbens zumindest bereichsweise umgibt. Somit wird eine besonders einfache Führung des Ringkolbens bereitgestellt, der auf seiner Führungsfläche somit nicht verkantet .According to a development of the invention, it is provided that the ring piston has an axial extension which surrounds the through opening of the ring piston at least in regions. A particularly simple guidance of the annular piston is thus provided, which therefore does not tilt on its guide surface.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der axiale Fortsatz auf das Federelement wirkt. Der axiale Fortsatz wirkt also auf den radial innen liegenden Bereich des Federelements .According to a development of the invention, it is provided that the axial extension acts on the spring element. The axial extension thus acts on the radially inner region of the spring element.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß zwischen dem axialen Fortsatz und dem Federelement eine Drehentkopplungseinrichtung vorgesehen ist. Somit tritt auch zwischen dem Federelement und dem Ringkolben beziehungsweise dem axialen Fortsatz kein Verschleiß ein, so daß sich die erfindungsgemäße ansteuerbare Kupplungseinrichtung durch eine hohe Lebensdauer auszeichnet.A preferred embodiment is characterized in that a rotary decoupling device is provided between the axial extension and the spring element. Thus, no wear occurs between the spring element and the annular piston or the axial extension, so that the controllable coupling device according to the invention is characterized by a long service life.
Bevorzugt wird die Antriebseinrichtung der Vakuumpumpe durch die Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs gebildet, wobei eine drehantreibbare Welle der Antriebsmaschine mit dem Antriebselement der Kupplungseinrichtung drehfest verbunden ist . Vorzugsweise ist die Antriebsmaschine die Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs, wobei deren Kurbel- und/oder Nockenwelle mit dem Antriebselement der Kupplungseinrichtung drehfest verbunden ist .The drive device of the vacuum pump is preferably formed by the drive machine of a motor vehicle, with a shaft of the drive machine which can be driven in rotation with the drive element of the Coupling device is rotatably connected. The drive machine is preferably the internal combustion engine of a motor vehicle, the crankshaft and / or camshaft of which is connected to the drive element of the clutch device in a rotationally fixed manner.
Vorzugsweise ist die drehantreibbare Welle als Hohlwelle realisiert, durch die ein Ölstrom in das Kupplungsgehäuse einleitbar ist . Somit kann die Kupplung gekühlt werden, wobei insbesondere das Motorschmieröl in das Kupplungsgehäuse einleitbar ist .The shaft which can be driven in rotation is preferably implemented as a hollow shaft through which an oil flow can be introduced into the clutch housing. The clutch can thus be cooled, the engine lubricating oil in particular being able to be introduced into the clutch housing.
Besonders bevorzugt wird ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Kupplungseinrichtung eine Reibkupplung ist, also das Antriebselement und das Abtriebselement keine formschlüssige Verbindung, sondern einen Reibschluß in Kupplungsstellung miteinander eingehen. Alternativ kann vorgesehen sein, daß die Kupplungseinrichtung eine formschlüssige Kupplung aufweist. Hierzu können eine Klauenkupplung oder eine verzahnte Kupplung vorgesehen sein. Bevorzugt weist die formschlüssige Kupplung eine Synchronisierung auf, die beispielsweise Synchronringe umfaßt, die insbesondere konisch ausgebildet sind und ein Einkuppeln des An- und Abtriebselements ermöglichen. Durch die Konizität der Synchronringe wird die Kraft des unterdruckbetätigten Kolbens ausreichend verstärkt, so daß keine zusätzlichen Hebel bereitgestellt werden müssen. Somit kann auch bei einer formschlüssigen Kupplung auf besonders einfache Art und Weise der im Verbraucher vorliegende Unterdruck zur Ansteuerung der Kupplung verwendet werden. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Antriebsübertragungselement des Pumpeneinsatzes als Antriebshohlwelle ausgebildet ist, deren erstes Ende, an dem das Abtriebselement der Kupplungseinrichtung vorgesehen ist, dem Ende der drehantreibbaren Welle der Antriebsmaschine gegenüberliegend angeordnet ist, daß die Antriebshohlwelle des Pumpeneinsatzes einen radial ausgerichteten Kanal aufweist, der auf der Außenfläche der Antriebshohlwelle im Kupplungsgehäuse auf der dem Antriebselement abgewandten Seite des Abtriebselements mündet, und daß das andere Ende der Antriebs- hohlwelle im Pumpeneinsatz mündet. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel wird im Betrieb der Vakuumpumpe, also bei geschlossener Kupplungseinrichtung, Öl über die Hohlwelle der Antriebsmaschine in die Antriebshohlwelle der Vakuumpumpe eingeleitet, so daß die Vakuumpumpe zur Schmierung, Dichtung der Spalte und zur Kühlung mit Öl versorgt wird. Bei geöffneter Kupplungseinrichtung, wenn also die Vakuumpumpe nicht arbeitet, wird zwar weiterhin Öl durch die Hohlwelle der Antriebsmaschine in die Antriebshohl- welle der Vakuumpumpe gefördert, jedoch kann erfindungsgemäß dieses Öl über den radial ausgerichteten Kanal in der Antriebshohlwelle in das Kupplungsgehäuse abfließen.An exemplary embodiment is particularly preferred in which the coupling device is a friction clutch, that is to say the drive element and the driven element do not form a positive connection, but rather a frictional engagement in the coupling position. Alternatively, it can be provided that the coupling device has a positive coupling. For this purpose, a dog clutch or a toothed clutch can be provided. The form-fitting coupling preferably has a synchronization which, for example, comprises synchronizing rings which are in particular conical and enable the input and output elements to be engaged. The conicity of the synchronizer rings increases the force of the vacuum-actuated piston sufficiently so that no additional levers have to be provided. Thus, even in the case of a positive coupling, the vacuum present in the consumer can be used to control the coupling in a particularly simple manner. According to a development of the invention it is provided that the drive transmission element of the pump insert is designed as a hollow drive shaft, the first end, on which the output element of the coupling device is provided, is arranged opposite the end of the rotationally drivable shaft of the drive machine, that the hollow drive shaft of the pump insert has a radially aligned Has channel that opens on the outer surface of the hollow drive shaft in the clutch housing on the side of the driven element facing away from the drive element, and that the other end of the hollow drive shaft opens into the pump insert. According to this embodiment, during operation of the vacuum pump, that is to say with the clutch device closed, oil is introduced into the hollow drive shaft of the drive machine into the hollow drive shaft of the vacuum pump, so that the vacuum pump is supplied with oil for lubrication, sealing of the gaps and for cooling. When the clutch device is open, ie when the vacuum pump is not working, oil is still conveyed through the hollow shaft of the drive machine into the hollow drive shaft of the vacuum pump, but according to the invention this oil can flow off into the clutch housing via the radially oriented channel in the hollow drive shaft.
Ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß die Ventileinrichtung einen in einer Ventilbohrung beweglich geführten Steuerkolben aufweist, dessen eine Steuerfläche mit dem Unterdruck aus dem Verbraucher beaufschlagt ist und auf dessen anderer Steuerkolbenfläche eine zwei diskontinuierlich einnehmbare Schaltstellungen aufweisende Federeinrichtung wirkt. Das heißt, beide SchaltStellungen werden sprunghaft eingenommen, daß also kein fließender Übergang zwischen beiden Schaltstellungen vorliegt. Es wird also eine Sprungfunktion bereitgestellt, also eine von einer in die andere Schaltstellung schnappende Federeinrichtung realisiert. Insbesondere ist vorgesehen, daß in der ersten Schaltstellung der Federeinrichtung der Steuerkolben die Mediumverbindung öffnet und in der zweiten Schaltstellung die Mediumverbindung unterbricht, wobei der ersten Schaltstellung der erste Unterdruckwert und der zweiten Schalt- Stellung der zweite Unterdruckwert zugeordnet ist . Mithin läßt sich auf besonders einfache Art und Weise das Öffnen und das Schließen der Kupplungs- einrichtung realisieren, wobei ausschließlich mechanische Komponenten eingesetzt werden, die hohen Sicherheitsanforderungen genügen .A particularly preferred embodiment is characterized in that the valve device has a control piston movably guided in a valve bore, one control surface of which is subjected to the vacuum from the consumer and on the other control piston surface a two discontinuously switchable switching positions having spring device acts. This means that both switch positions are suddenly taken up, so that there is no smooth transition between the two switch positions. A step function is thus provided, that is to say a spring device which snaps into the other switching position. In particular, it is provided that in the first switching position of the spring device the control piston opens the medium connection and interrupts the medium connection in the second switching position, the first switching position being assigned the first vacuum value and the second switching position the second vacuum value. The opening and closing of the coupling device can therefore be realized in a particularly simple manner, wherein only mechanical components that meet high safety requirements are used.
In bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß der Steuerkolben der Ventileinrichtung gegen die Kraft einer Feder verlagerbar ist, die auf die eine Steuerfläche des Steuerkolbens wirkt .In a preferred embodiment it is provided that the control piston of the valve device can be displaced against the force of a spring which acts on the one control surface of the control piston.
Nach einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß die Federeinrichtung, die von der einen in die andere Schaltstellung schnappt, eine Vorzugsschaltstellung aufweist, in die sie im unbelasteten Zustand zurückschnappt. Die Federeinrichtung ist somit monostabil. Sie kann also so ausgebildet sein, daß sie durch Kraft- bzw. Druckbeaufschlagung aus ihrer Vorzugsschaltstellung in die andere Schaltstellung bewegt wird, liegt jedoch diese Kraft bzw. dieser Druck nicht mehr an, so schnappt die Federeinrichtung automatisch in ihre Vorzugsschaltstellung zurück und verharrt in dieser. Wahlweise kann vorgesehen sein, daß die Vorzugsschaltstellung die erste oder zweite Schaltstellung der Federeinrichtung ist .According to a particularly preferred embodiment, it is provided that the spring device, which snaps from one to the other switching position, has a preferred switching position, into which it snaps back in the unloaded state. The spring device is thus monostable. It can therefore be designed such that it is moved from its preferred switching position into the other switching position by the application of force or pressure, but this force or pressure is no longer present, the spring device automatically snaps back into its preferred switching position and remains there. It can optionally be provided that the preferred switching position is the first or second switching position of the spring device.
Ein anderes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß die Ventileinrichtung einen elektromagnetisch betätigbaren, in einer Ventilbohrung beweglich geführten Steuerkolben aufweist, wobei die elektromagnetische Betätigung des Steuerkolbens in Abhängigkeit vom Unterdruck im Verbraucher erfolgt, und daß der Steuerkolben derart in einer ersten Schaltstellung angesteuert ist, daß er die Mediumverbindung öffnet und in einer zweiten Schaltstellung die Mediumverbindung unterbricht, wobei der ersten Schaltstellung der erste Unterdruckwert und der zweiten Schaltstellung der zweite Unterdruckwert zugeordnet ist. Die elektromagnetische An- steuerung des Steuerkolbens läßt sich einfach realisieren, wobei zur Ermittlung der Unterdruckwerte im Verbraucher ein Sensor vorgesehen ist, der druk- kempfindlich reagiert. Beim Erreichen des ersten Unterdruckwertes wird der Steuerkolben derart angesteuert und bewegt, daß er die Mediumverbindung öffnet, so daß die Kupplung geschlossen werden kann. Beim Erreichen des zweiten Druckwertes wird die Mediumverbindung wieder unterbrochen, so daß die Kupplung geöffnet wird, wodurch die Vakuumpumpe außer Betrieb gesetzt wird. Die elektromagnetische Ansteuerung des Steuerkolbens erfolgt vorzugsweise derart, daß beide Schaltstellungen schlagartig, das heißt ohne wesentliche Verzögerung, eingenommen werden können. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß der Steuerkolben in der zweiten Schalt- Stellung eine Verbindung zwischen der mit Unterdruck beaufschlagbaren Kolbenfläche des Kolbens und der Umgebungsluft freigibt. Somit kann eine Seite des Kolbens mit der Umgebungsluft beaufschlagt werden. In bevorzugter Ausführungsform weist die Seite des Zylinderraums, der der anderen Kolbenfläche zugeordnet ist, eine Verbindung zur Umgebungsluft auf. Beim Erreichen der zweiten Schaltstellung wird somit auf beiden Kolbenflächen des Kolbens der Umgebungsluftdruck bereitgestellt, so daß der Kolben keine Wirkung auf die Kupplungseinrichtung ausübt . Somit wird die Kupplungseinrichtung über das Federelement in Reibschluß gehalten und ein Drehmoment übertragen.Another embodiment is characterized in that the valve device has an electromagnetically actuated control piston which is movably guided in a valve bore, the electromagnetic actuation of the control piston taking place as a function of the vacuum in the consumer, and in that the control piston is controlled in a first switching position in such a way that he opens the medium connection and interrupts the medium connection in a second switching position, the first switching position being assigned the first negative pressure value and the second switching position the second negative pressure value. The electromagnetic control of the control piston can be easily implemented, a sensor being provided to determine the negative pressure values in the consumer, which sensor is sensitive to pressure. When the first vacuum value is reached, the control piston is actuated and moved such that it opens the medium connection, so that the clutch can be closed. When the second pressure value is reached, the medium connection is interrupted again, so that the clutch is opened, whereby the vacuum pump is deactivated. The electromagnetic control of the control piston is preferably carried out in such a way that both switching positions can be adopted suddenly, that is to say without a substantial delay. According to a development of the invention, it is provided that the control piston in the second switching position releases a connection between the piston surface of the piston which can be subjected to negative pressure and the ambient air. One side of the piston can thus be exposed to the ambient air. In a preferred embodiment, the side of the cylinder space that is assigned to the other piston surface has a connection to the ambient air. When the second switching position is reached, the ambient air pressure is thus provided on both piston surfaces of the piston, so that the piston has no effect on the clutch device. Thus, the coupling device is held in frictional engagement via the spring element and a torque is transmitted.
Ein anderes Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, daß die Ventileinrichtung ein in einer Ventilbohrung bewegliches Steuerelement aufweist, das in der ersten Schaltstellung die Mediumverbindung zwischen Verbraucher und Kupplungseinrichtung öffnet und in der zweiten Schaltstellung die Mediumverbindung unterbricht, wobei der ersten Schalt- Stellung der erste Unterdruckwert und der zweiten Schaltstellung der zweite Unterdruckwert zugeordnet ist . Ein derartige Ventileinrichtung zeichnet sich durch einen besonders einfachen Aufbau aus .Another embodiment is characterized in that the valve device has a movable control element in a valve bore, which opens the medium connection between the consumer and the coupling device in the first switching position and interrupts the medium connection in the second switching position, the first switching position being the first vacuum value and the second vacuum position is assigned to the second switching position. Such a valve device is characterized by a particularly simple construction.
Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß das Steuerelement gegen die Kraft einer Feder verlagerbar ist . Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, daß auf das Steuerelement die zwei diskontinuierlich einnehmbare Schaltstellungen aufweisende Federeinrichtung wirkt, wobei die erste Schaltstellung dem ersten und die zweite Schalt- Stellung der Federeinrichtung dem zweiten Unterdruckwert zugeordnet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, daß das Steuerelement elektromagnetisch betätigbar ist, wobei die elektromagnetische Betätigung in Abhängigkeit vom Unterdruck im Verbraucher erfolgt . Das Steuerelement wird somit mit der elektromagnetischen Betätigung in die erste und zweite Schaltstellung gebracht, so daß die Mediumverbindung geöffnet und verschlossen werden kann.According to a development of the invention, it is provided that the control element can be displaced against the force of a spring. In a particularly preferred embodiment, it is provided that the spring device having two discontinuously switchable switching positions acts on the control element, the first switching position being assigned to the first and the second switching position of the spring device to the second negative pressure value. Alternatively, it can be provided that the control element can be actuated electromagnetically, the electromagnetic actuation taking place as a function of the vacuum in the consumer. The control element is thus brought into the first and second switching positions with the electromagnetic actuation, so that the medium connection can be opened and closed.
In besonders bevorzugter Ausführungsform ist vorgesehen, daß das Steuerelement als Steuerkugel realisiert ist, die in einer der Schaltstellungen auf einem Ventilsitz aufliegt. Mit der erfindungsgemäßen Steuerkugel dichtet die Ventileinrichtung besonders gut ab, so daß keine Leckage erfolgt.In a particularly preferred embodiment, it is provided that the control element is implemented as a control ball which rests on a valve seat in one of the switching positions. With the control ball according to the invention, the valve device seals particularly well, so that there is no leakage.
Weitere Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further refinements result from the subclaims.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below on the basis of exemplary embodiments with reference to the drawing. Show it:
Figur 1 eine Vakuumpumpe mit einem ersten Ausführungsbeispiel einer Kupplungseinrichtung, Figur 2 eine Vakuumpumpe mit einem zweiten Aus- führungsbeispiel einer Kupplungseinrichtung,FIG. 1 shows a vacuum pump with a first exemplary embodiment of a coupling device, FIG. 2 shows a vacuum pump with a second exemplary embodiment of a coupling device,
Figur 3 eine Vakuumpumpe mit einem dritten Aus- führungsbeispiel einer Kupplungseinrichtung,FIG. 3 shows a vacuum pump with a third exemplary embodiment of a coupling device,
Figuren ein erstes Ausführungsbeispiel einer Ven- 4A und 4B tileinrichtung in unterschiedlichenFigures a first embodiment of a valve 4A and 4B valve device in different
Schaltstellungen zur Ansteuerung einerSwitch positions for controlling a
Kupplungseinrichtung,Coupling device,
Figuren ein zweites Ausführungsbeispiel einer 5A und 5B Ventileinrichtung in unterschiedlichen SchaltStellungen, undFigures a second embodiment of a 5A and 5B valve device in different switching positions, and
Figuren ein drittes Ausführungsbeispiel einer 6A und 6B Ventileinrichtung.Figures a third embodiment of a 6A and 6B valve device.
In Figur 1 ist eine Vakuumpumpe 1 dargestellt, die über einen Versorgungsanschluß 2 einen hier nicht dargestellten Verbraucher mit Unterdruck versorgt . Die Vakuumpumpe 1 weist ein Pumpengehäuse 3 auf, in dem ein Pumpeneinsatz (nicht dargestellt) angeordnet ist. Vorzugsweise weist der Pumpeneinsatz einen Hubring auf, in dem ein einen oder mehrere radial bewegliche Flügel aufnehmender Rotor eingesetzt ist, also eine Flügelzellenpumpe realisiert ist.In Figure 1, a vacuum pump 1 is shown, which supplies a consumer, not shown here, with negative pressure via a supply connection 2. The vacuum pump 1 has a pump housing 3, in which a pump insert (not shown) is arranged. The pump insert preferably has a lifting ring in which a rotor receiving one or more radially movable vanes is inserted, that is to say a vane pump is implemented.
Das Pumpengehäuse 3 weist eine Anschlußplatte 4 auf, mit der die Pumpe 1 an einem Motorgehäuse einer Antriebsmaschine befestigt werden kann. Vorzugsweise ragt der in Figur 1 links neben der An- schlußplatte dargestellte Teil der Pumpe 1 in die Antriebsmaschine hinein.The pump housing 3 has a connection plate 4 with which the pump 1 can be attached to a motor housing of a drive machine. Preferably, the protrudes to the left of the end plate shown part of the pump 1 into the engine.
Das Pumpengehäuse 3 weist einen inneren Flansch 5 auf, der sich von einer Seitenplatte 6 radial erstreckt. Rechts neben der Seitenplatte 6 liegt der Pumpeneinsatz . Der Flansch 5 wird von einem Antriebsübertragungselement 7 durchgriffen, welches als Welle, insbesondere als Antriebshohlwelle 8 ausgebildet ist . Das Antriebsübertragungselement 7 beziehungsweise die Antriebshohlwelle 8 ist zum Antrieb des Pumpeneinsatzes vorgesehen, insbesondere -sofern der Pumpeneinsatz als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist- mit dem Rotor der Flügelzellenpumpe verbunden oder bildet einen Teil des Rotors. Die Antriebshohlwelle 8 ist drehbar im Pumpengehäuse 3 gelagert .The pump housing 3 has an inner flange 5 which extends radially from a side plate 6. The pump insert is to the right of the side plate 6. The flange 5 is penetrated by a drive transmission element 7, which is designed as a shaft, in particular as a hollow drive shaft 8. The drive transmission element 7 or the hollow drive shaft 8 is provided for driving the pump insert, in particular — insofar as the pump insert is designed as a vane pump — connected to the rotor of the vane pump or forms part of the rotor. The hollow drive shaft 8 is rotatably mounted in the pump housing 3.
Radial außen an der Seitenplatte 6 ist ein axialer Fortsatz 9 vorgesehen, der umlaufend ausgebildet ist, so daß dieser axiale Fortsatz 9, der umlaufende Flansch 5 und die Seitenplatte 6 einen Zylinder 10' beziehungsweise Ringraum 10 bilden, der von einem Deckel 11 verschlossen ist. Im Ringraum 10 ist ein Kolben 12' vorgesehen, der als Ringkolben 12 ausgebildet ist . Der Ringkolben 12 weist eine Durchgangsöffnung 13 auf, die den Flansch 5 umgibt. Im Bereich des Durchbruches 13 weist der Ringkolben einen axialen Fortsatz 14 auf, der auf dem Flansch 5 gleitend gelagert ist, so daß der Ringkolben 12 axial beweglich ist. Vorzugsweise ist der Flansch 5 so ausgebildet, daß der Ringkolben 12 drehfest mit dem Gehäuse 3 verbunden ist . Radial außen liegend weist der Ringkolben 12 eine Dichtung 15 auf, so daß der Kolben zwei Zylinderräume 16 und 17 luftdicht voneinander unterteilt. Der Zylinderraum 17 ist über eine Bohrung 18' mit einem Umgebungsdruck beaufschlagbar, wobei der Umgebungsdruck der Umgebungsluftdruck oder ein in der Antriebsmaschine vorliegender Druck sein kann. Der Zylinderraum 16 bildet einen Unterdruckraum 18, in dem der im Verbraucher vorliegende Unterdruck, der mit der Vakuumpumpe 1 erzeugt wird, vorliegen kann. Das heißt, daß der Unterdruckraum 18 beziehungsweise der Zylinderraum 16 über eine nachfolgend beschriebene Ventileinrichtung über eine hier nicht dargestellte Mediumverbindung mit dem Unterdruck aus dem Verbraucher beaufschlagbar ist .Radially on the outside of the side plate 6, an axial extension 9 is provided, which is circumferential, so that this axial extension 9, the circumferential flange 5 and the side plate 6 form a cylinder 10 'or annular space 10 which is closed by a cover 11. In the annular space 10, a piston 12 'is provided, which is designed as an annular piston 12. The annular piston 12 has a through opening 13 which surrounds the flange 5. In the area of the opening 13, the ring piston has an axial extension 14 which is slidably mounted on the flange 5, so that the ring piston 12 is axially movable. The flange 5 is preferably designed such that the annular piston 12 is connected to the housing 3 in a rotationally fixed manner. The radial piston 12 has a seal 15 lying radially on the outside, so that the piston divides two cylinder spaces 16 and 17 from each other airtight. An ambient pressure can be applied to the cylinder space 17 via a bore 18 ′, the ambient pressure being the ambient air pressure or a pressure present in the drive machine. The cylinder chamber 16 forms a negative pressure chamber 18 in which the negative pressure present in the consumer, which is generated with the vacuum pump 1, can be present. This means that the vacuum chamber 18 or the cylinder chamber 16 can be acted upon by the vacuum from the consumer via a valve device described below via a medium connection, not shown here.
Der Deckel 11, der den Ringraum 10 verschließt, ist als Ring ausgebildet, wobei seiner Durchgangsöffnung eine Dichtung 19 zugeordnet ist, die auf dem axialen Fortsatz 14 des Ringkolbens 12 aufliegt. Der Unterdruckraum 18 beziehungsweise Zylinderraum 16 ist nach außen hin also luftdicht abgeschlossen.The cover 11, which closes the annular space 10, is designed as a ring, with its passage opening being assigned a seal 19 which rests on the axial extension 14 of the annular piston 12. The vacuum chamber 18 or cylinder chamber 16 is therefore sealed airtight to the outside.
Die Vakuumpumpe 1 wird über eine Antriebseinrichtung 20 angetrieben, von der lediglich eine Antriebswelle 21 dargestellt ist. Diese Antriebswelle ist als Hohlwelle 22 ausgebildet, die insbesondere von einer drehangetriebenen Welle der Antriebsmaschine gebildet wird. Beispielsweise kann die Antriebswelle 21 die Kurbelwelle oder Nockenwelle einer Antriebsmaschine sein, die insbesondere als Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs realisiert ist. Auf einer Stufe 23 der Hohlwelle 22 ist ein Antriebselement 24 drehfest, jedoch axial ver- schieblich angeordnet. Hierzu weist die Nabe des Antriebselements 24 und die Stufe 23 der Hohlwelle 22 eine Verzahnung 25 auf. Das Antriebselement 24 ist als Antriebsscheibe 26 ausgebildet. Die Antriebsscheibe 26 weist vorzugsweise radial außen liegend axial wirkende Reibflächen 27 und 28 beid- seitig auf, die also als Ringscheiben realisiert sein können.The vacuum pump 1 is driven by a drive device 20, of which only one drive shaft 21 is shown. This drive shaft is designed as a hollow shaft 22, which is formed in particular by a rotationally driven shaft of the drive machine. For example, the drive shaft 21 can be the crankshaft or camshaft of a drive machine, which is implemented in particular as an internal combustion engine of a motor vehicle. On a step 23 of the hollow shaft 22, a drive element 24 is non-rotatably but axially displaceable. The hub of the Drive elements 24 and the step 23 of the hollow shaft 22 have a toothing 25. The drive element 24 is designed as a drive disk 26. The drive disk 26 preferably has axially acting friction surfaces 27 and 28 on both sides, which can thus be realized as annular disks.
Auf einem Ring 29, der auf dem Antriebsübertragungselement 7 drehfest und axial verschieblich gelagert ist, ist drehfest ein Kupplungsgehäuse 30 angebracht, das durch einen Ringdeckel 31 und einen topfförmigen Teil 32 gebildet ist. Der RingdeckelOn a ring 29, which is rotatably and axially displaceably mounted on the drive transmission element 7, a clutch housing 30 is attached in a rotationally fixed manner, which is formed by an annular cover 31 and a pot-shaped part 32. The ring cover
31 ist an seiner Durchgangsöffnung mit dem Ring 29 drehfest verbunden. Der Teil 32 erstreckt sich -ausgehend vom Ringdeckel 31- zunächst axial in Richtung der Antriebseinrichtung 20, um dann in einen radialen Bereich 33 überzugehen. Auf der dem Antriebselement 24 zugewandten Seite weist der Teil31 is rotatably connected to the ring 29 at its through opening. Starting from the ring cover 31, the part 32 initially extends axially in the direction of the drive device 20, in order then to merge into a radial region 33. The part faces on the side facing the drive element 24
32 einen Reibfläche 34 auf, die mit der Reibfläche 27 der Antriebsscheibe 26 zusammenwirken kann.32 has a friction surface 34, which can interact with the friction surface 27 of the drive disk 26.
Die das Antriebsübertragungselement 7 bildende Antriebshohlwelle 8 ist im Bereich ihres Endes 35, welches innerhalb des Kupplungsgehäuses 30 liegt, gestuft ausgebildet. Auf der innerhalb des Kupplungsgehäuses 30 liegenden Stufe 36 ist ein Abtriebselement 37 drehfest angeordnet. Das Abtriebs- element 37 ist als Abtriebsscheibe 38 ausgebildet, die mit ihrer Nabe auf der Stufe 36 der Antriebs- hohlweile 8 angeordnet ist. Die Abtriebsscheibe 38 weist Nocken 39 auf, auf die ein Federelement 40 wirkt. Das Federelement 40 verläuft -ausgehend von der Antriebshohlwelle 8- radial nach außen und ist vorzugsweise als Tellerfeder 41 realisiert, die mittig eine Durchgangsöffnung 42 aufweist, so daß sie mit dem Ring 29 drehfest verbunden werden kann. Somit bildet das Antriebselement 24, das Abtriebselement 37 und das Federelement 40 eine Kupplungs- einrichtung 43.The hollow drive shaft 8 forming the drive transmission element 7 is stepped in the region of its end 35, which lies within the clutch housing 30. An output element 37 is arranged in a rotationally fixed manner on the step 36 located within the clutch housing 30. The output element 37 is designed as an output disk 38, which is arranged with its hub on the step 36 of the drive cavity 8. The driven pulley 38 has cams 39 on which a spring element 40 acts. Starting from the hollow drive shaft 8, the spring element 40 extends radially outwards and is preferably realized as a plate spring 41 which has a through opening 42 in the center, so that it can be connected to the ring 29 in a rotationally fixed manner. The drive element 24, the driven element 37 and the spring element 40 thus form a coupling device 43.
An seiner Innenseite weist der Ringdeckel 31 Ab- stützelemente 44 auf, die auf das Federelement 40 wirken. Somit wird das Federelement 40 beziehungsweise die Tellerfeder 41 zwischen dem radial außen auf der Abtriebsscheibe 38 liegenden Nocken 39, dem Abstützelement 44 und dem Ring 29 eingespannt, wodurch das Federelement 40 beziehungsweise die Tellerfeder 41 vorgespannt ist. Dadurch wird die axial verschieblich auf der Stufe 36 geführte Abtriebs- Scheibe 38 mit einer Federkraft beaufschlagt, so daß die Kupplungseinrichtung 43 geschlossen ist, also von der Antriebseinrichtung 20 auf das Antriebsübertragungselement 7 ein Drehmoment übertragbar ist . Die Vakuumpumpe 1 ist mithin mit der Antriebseinrichtung 20 gekuppelt.On its inside, the ring cover 31 has support elements 44 which act on the spring element 40. The spring element 40 or the plate spring 41 is thus clamped between the cam 39 lying radially on the outside on the driven disk 38, the support element 44 and the ring 29, as a result of which the spring element 40 or the plate spring 41 is pretensioned. As a result, the driven pulley 38, which is axially displaceable on the step 36, is acted upon by a spring force, so that the clutch device 43 is closed, ie a torque can be transmitted from the drive device 20 to the drive transmission element 7. The vacuum pump 1 is therefore coupled to the drive device 20.
Um die Kupplungseinrichtung 43 zu öffnen, wird der Unterdruckraum 18 mit einem Unterdruck beaufschlagt, wodurch der Ringkolben 12 durch den im Zylinderraum 17 vorliegenden Umgebungsdruck nach links gedrängt wird. Dadurch wirkt der axiale Fortsatz 14 auf eine Drehentkopplungseinrichtung 45, die zwischen dem axialen Fortsatz 14 und dem Ring 29 so angeordnet ist, daß keine Drehmomentübertragung zwischen dem Ring 29 und dem Ringkolben 12 stattfindet. Die Drehentkopplungseinrichtung 45 kann als Gleitlager oder als axiales Wälzlager aus- gebildet sein und ist auf dem Flansch 5 axial verschiebbar. Durch die nach links gerichtete Bewegung des Ringkolbens 12 wird über die Drehentkopplungseinrichtung 45 der Ring 29 nach links gedrängt, wodurch im Bereich der Durchgangsδffnung 42 das Federelement 40 mit einer nach links wirkenden Kraft beaufschlagt wird. Dadurch verformt sich das Federelement 40 derart beziehungsweise wird um die Abstützelemente 44 derart verschwenkt, daß der radial äußere Bereich des Federelements 40 sich nach rechts bewegt, also eine Druckentlastung auf den Nocken 39 entsteht, wodurch die Kupplungseinrichtung 43 geöffnet wird. Um die vom Ringkolben 12 aufgebrachte Kraft auf das Federelement 40 zu verstärken, ist vorgesehen, daß die Abstützelemente 44 mit einem radialen Abstand zum Ring 29 liegen, und daß am Federelement 40 Hebelarme A und B gebildet werden, wobei der radial außen liegende Hebelarm A kürzer als der Hebelarm B ausgebildet ist . Die Länge des Hebelarms A des Federelements 40 wird durch den Abstand gebildet, den die Abstützelemente 44 zu den Nocken 39 aufweisen. Die Länge des Hebelarms B wird somit durch den Abstand zwischen den Abstützelementen 44 und dem Ring 29 gebildet, auf dessen Stufe das Federelement 40 aufliegt. Das Federelement 40 kann somit auf den Abstützelementen 44 wippen, wobei eine Verstärkung der vom Ringkolben 12 aufgebrachten Kraft durch die unterschiedliche Länge der Hebelarme A und B verstärkt wird.In order to open the clutch device 43, the vacuum chamber 18 is subjected to a vacuum, as a result of which the annular piston 12 is pushed to the left by the ambient pressure present in the cylinder chamber 17. As a result, the axial extension 14 acts on a rotary decoupling device 45 which is arranged between the axial extension 14 and the ring 29 in such a way that no torque transmission takes place between the ring 29 and the annular piston 12. The rotary decoupling device 45 can be designed as a slide bearing or as an axial roller bearing. be formed and is axially displaceable on the flange 5. The movement of the ring piston 12 to the left forces the ring 29 to the left via the rotary decoupling device 45, as a result of which a force acting to the left is applied to the spring element 40 in the area of the passage opening 42. As a result, the spring element 40 deforms in such a way or is pivoted about the supporting elements 44 in such a way that the radially outer region of the spring element 40 moves to the right, that is to say a pressure relief on the cam 39 is created, as a result of which the coupling device 43 is opened. In order to amplify the force exerted by the annular piston 12 on the spring element 40, it is provided that the support elements 44 lie at a radial distance from the ring 29, and that lever arms A and B are formed on the spring element 40, the radially outer lever arm A being shorter as the lever arm B is formed. The length of the lever arm A of the spring element 40 is formed by the distance that the support elements 44 have from the cams 39. The length of the lever arm B is thus formed by the distance between the support elements 44 and the ring 29, on the step of which the spring element 40 rests. The spring element 40 can thus rock on the support elements 44, an amplification of the force applied by the annular piston 12 being amplified by the different lengths of the lever arms A and B.
Fällt der Unterdruck im Unterdruckraum 18 auf einen bestimmten Wert ab oder wird der Unterdruckraum 18 ebenfalls mit dem Umgebungsdruck beaufschlagt, so bewegt sich der Ringkolben 12 wieder nach rechts, wodurch das Federelement 40 wieder auf den Nocken 39 wirkt, so daß die Kupplungseinrichtung 43 wieder geschlossen ist und eine Drehmomentübertragung von der Antriebseinrichtung 20 zum Antriebsübertragungselement 7 erfolgt, wodurch die Vakuumpumpe 1 wiederum angetrieben wird.If the vacuum in the vacuum chamber 18 drops to a certain value or if the vacuum chamber 18 is also subjected to the ambient pressure, the annular piston 12 moves to the right again. whereby the spring element 40 acts again on the cam 39, so that the clutch device 43 is closed again and a torque transmission takes place from the drive device 20 to the drive transmission element 7, whereby the vacuum pump 1 is in turn driven.
Die Hohlwelle 22 der Antriebseinrichtung 20 weist eine Drossel 46 beziehungsweise Blende auf, so daß durch die Hohlwelle 22 ein begrenzter Ölstrom fließen kann. Der Ölstrom tritt -bei geschlossener Kupplung- in die Antriebshohlwelle 8 ein und gelangt so über den Kanal 47 der Antriebshohlwelle 8 zum Pumpeneinsatz der Vakuumpumpe 1. Die Vakuumpumpe kann eine hier nicht dargestellte Dosiereinrichtung aufweisen, die nur eine bestimmte Ölmenge zum Pumpeneinsatz strömen läßt . Außerdem läßt die Dosiereinrichtung eine Ölversorgung der Vakuumpumpe 1 nur bei deren Betrieb zu.The hollow shaft 22 of the drive device 20 has a throttle 46 or diaphragm, so that a limited oil flow can flow through the hollow shaft 22. The oil flow enters the drive hollow shaft 8 when the clutch is closed and thus reaches the pump insert of the vacuum pump 1 via the channel 47 of the drive hollow shaft 8. The vacuum pump can have a metering device (not shown here) which only allows a certain amount of oil to flow to the pump insert. In addition, the metering device allows an oil supply to the vacuum pump 1 only during its operation.
Bei geöffneter Kupplungseinrichtung 43 liegt ein geringer Abstand zwischen der Antriebsscheibe 26 und der Abtriebsscheibe 38 vor, so daß das in die Antriebshohlwelle 8 einströmende Öl über einen Radialkanal 48 in das Kupplungsgehäuse 30 einströmen kann und zwischen der Antriebsscheibe 26 und der Abtriebsscheibe 38 hindurchtreten kann, um anschließend aus dem Kupplungsgehäuse 30 im Bereich des Teils 32 in Pfeilrichtung 49 auszuströmen. Somit wird das durch die Hohlwelle 22 einströmende Öl, das vorzugsweise das Motoröl der Antriebsmaschine ist, bei geschlossener Kupplungseinrichtung 43 zur Versorgung der Vakuumpumpe 1 verwendet und bei geöffneter Kupplungseinrichtung 43 zur Kühlung und Schmierung der Reibflächen 27, 28 und 34 genutzt, wobei auch die Abtriebsscheibe 38 radial außen liegend eine Reibfläche 50 aufweist, die dann ebenfalls über das Öl gekühlt wird.When the clutch device 43 is open, there is a small distance between the drive disk 26 and the driven disk 38, so that the oil flowing into the hollow drive shaft 8 can flow into the clutch housing 30 via a radial channel 48 and can pass between the drive disk 26 and the driven disk 38 then flow out of the clutch housing 30 in the area of part 32 in the direction of arrow 49. Thus, the oil flowing in through the hollow shaft 22, which is preferably the engine oil of the drive machine, is used to supply the vacuum pump 1 when the coupling device 43 is closed and for cooling purposes when the coupling device 43 is open and lubrication of the friction surfaces 27, 28 and 34 are used, the driven disk 38 also having a friction surface 50 lying radially on the outside, which is then also cooled by the oil.
Selbstverständlich ist es auch möglich, die Kupplungseinrichtung 43 nicht mit dem Ölstrom zu versorgen, also eine Trockenkupplung bereitzustellen. Anstelle der hier beschriebenen reibschlüssigen Kupplungseinrichtung 43 kann auch eine formschlüssige Kupplung verwendet werden. Insbesondere kann für die formschlüssige Kupplung eine Klauenklupp- lung oder eine eine Verzahnung aufweisende Kupplung verwendet werden. Diese formschlüssigen Kupplungen weisen bevorzugt Synchronringe auf, die ein Einkuppeln von An- und Abtriebseinrichtung ermöglichen. Die hier nicht dargestellten Synchronringe sind bevorzugt konisch ausgebildet, so daß die Kraft des unterdruckbetätigten Ringkolbens 12 ausreichend verstärkt wird, so daß keine Hebel erforderlich sind.Of course, it is also possible not to supply the clutch device 43 with the oil flow, that is to say to provide a dry clutch. Instead of the frictional clutch device 43 described here, a positive clutch can also be used. In particular, a claw coupling or a coupling having a toothing can be used for the positive coupling. These form-fitting couplings preferably have synchronizer rings which enable the input and output device to be engaged. The synchronizer rings, not shown here, are preferably conical, so that the force of the vacuum-actuated annular piston 12 is amplified sufficiently so that no levers are required.
Vorzugsweise sind die Reibflächen 27, 28, 34 und 50 als Reibbeläge ausgebildet. Alternativ kann jedoch auch vorgesehen sein, daß die Antriebsscheibe 26 aus Kunststoff und die Abtriebsscheibe 38 und der Teil 32 aus einem Stahl oder Aluminium bestehen. Selbstverständlich ist es auch möglich, daß die Abtriebsscheibe 38 und der Teil 32 aus Kunststoff hergestellt sind und die Antriebsscheibe 26 aus Stahl oder Alu hergestellt ist. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Antriebsscheibe 26, die Abtriebsscheibe 38 und den Teil 32 aus Kunststoff herzustellen. Für die beiden letztgenannten Alter- nativen kann auf Reibbeläge an den Reibflächen 27, 28, 34 und 50 verzichtet werden.The friction surfaces 27, 28, 34 and 50 are preferably designed as friction linings. Alternatively, however, it can also be provided that the drive disk 26 consists of plastic and the driven disk 38 and the part 32 consist of a steel or aluminum. Of course, it is also possible that the driven pulley 38 and the part 32 are made of plastic and the drive pulley 26 is made of steel or aluminum. Of course, it is also possible to manufacture the drive pulley 26, the driven pulley 38 and the part 32 from plastic. For the latter two ages native friction linings on the friction surfaces 27, 28, 34 and 50 can be dispensed with.
Alternativ zu in Zusammenhang mit Figur 1 beschriebenen drehfesten Verbindung zwischen dem Kupplungs- gehäuse 30 und dem Ring 29 kann das Kupplungsgehäuse 30 auch direkt auf der Abtriebsscheibe 38 angebracht sein, so daß auf den Ring 29 verzichtet werden kann.As an alternative to the rotationally fixed connection between the clutch housing 30 and the ring 29 described in connection with FIG. 1, the clutch housing 30 can also be mounted directly on the driven disk 38, so that the ring 29 can be dispensed with.
Auf der der Tellerfeder 41 zugewandten Seite der Abtriebsscheibe 38 sind Zungen 51 angebracht oder einstückig mit der Abtriebsscheibe 38 ausgebildet. Diese bewegen beim Öffnen der Kupplungseinrichtung 43 die Abtriebsscheibe 38 nach rechts, da die Tellerfeder 41 beziehungsweise das Federelement 40 die Zungen 51 hintergreift. Mit den Zungen 51 wird das Spiel der Kupplungseinrichtung 43 eingestellt und damit verhindert, daß bei kraftbeaufschlagter Tellerfeder 41 aufgrund von Reibung bei nicht genügend geöffneter Kupplung ein Drehmoment (Rutschmoment) übertragen wird.On the side of the driven disk 38 facing the plate spring 41, tongues 51 are attached or formed in one piece with the driven disk 38. When the clutch device 43 is opened, they move the driven disk 38 to the right, since the plate spring 41 or the spring element 40 engages behind the tongues 51. With the tongues 51, the play of the clutch device 43 is set and thus prevents a torque (slip torque) being transmitted when the plate spring 41 is under force due to friction when the clutch is not sufficiently open.
In Figur 2 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Kupplungseinrichtung 43 dargestellt, die mit der Vakuumpumpe 1 zusammenwirkt. Gleiche Teile wie in Figur 1 sind mit denselben Bezugszeichen versehen, insofern wird auf deren nochmalige Beschreibung verzichtet. Der Ringraum 10 ist geöffnet, das heißt, der Deckel 11 ist nicht vorgesehen. Der Umgebungsdruck wirkt dabei auf die linke Seite des Ringkolbens 12. Der im Verbraucher vorliegende Unterdruck wirkt im Unterdruckraum 18 auf die rechte Seite des Ringkolbens 12. Der Flansch 5 weist eine Dichtung 52 auf, die an dem axialen Fortsatz 14 des Ringkolbens 12 anliegt, so daß der Unterdruckraum 18 nach außen hin luftdicht abgeschlossen ist. An den axialen Fortsatz 14 des Ringkolbens 12 schließt sich ein radialer Fortsatz 53 an, der sich -vom Fortsatz 14 aus gesehenradial nach innen erstreckt. Der radiale Fortsatz 53 wirkt mit dem Ring 29 zusammen und hintergreift diesen Ring 29 formschlüssig. Am Ring 29 ist außerdem das Federelement 40 beziehungsweise die Tellerfeder 41 im Bereich ihrer Durchgangsδffnung 42 drehfest befestigt . Der Innendurchmesser im Bereich des Fortsatzes 53 ist etwas größer als der Außendurchmesser des Rings 29. Zwischen dem Ende des Fortsatzes 53 und dem gestuften Ring 29 wird die Tellerfeder quasi eingeklemmt. Der Fortsatz 53 kann also nicht über den Ring 23 rutschen. Somit wird die axiale Bewegung des Ringkolbens 12 auf den Ring 29 übertragen, das heißt, der Ring 29 wird vom Ringkolben 12 mitgenommen. Am Kupplungsgehäuse 30 stützt sich die Tellerfeder 41 ab. Das Kupplungsgehäuse 30 ist hier nicht verschlossen, der Ringdek- kel 31 ist also nicht vorgesehen.FIG. 2 shows a second exemplary embodiment of a coupling device 43 which interacts with the vacuum pump 1. Parts that are the same as in FIG. 1 are provided with the same reference numerals, so that they will not be described again. The annular space 10 is open, that is, the cover 11 is not provided. The ambient pressure acts on the left side of the ring piston 12. The vacuum present in the consumer acts in the vacuum chamber 18 on the right side of the ring piston 12. The flange 5 has a seal 52, which bears against the axial extension 14 of the annular piston 12, so that the vacuum chamber 18 is sealed airtight to the outside. A radial extension 53 adjoins the axial extension 14 of the annular piston 12, which extends radially inward as viewed from the extension 14. The radial extension 53 interacts with the ring 29 and engages behind this ring 29 in a form-fitting manner. On the ring 29, the spring element 40 or the plate spring 41 is also fixed in a rotationally fixed manner in the region of its passage opening 42. The inside diameter in the area of the extension 53 is somewhat larger than the outside diameter of the ring 29. Between the end of the extension 53 and the stepped ring 29, the plate spring is virtually clamped. The extension 53 can not slip over the ring 23. The axial movement of the ring piston 12 is thus transmitted to the ring 29, that is to say the ring 29 is carried along by the ring piston 12. The plate spring 41 is supported on the clutch housing 30. The clutch housing 30 is not closed here, so the ring cover 31 is not provided.
Mit Vorspannung drückt die Tellerfeder 41 über die Nocken 39 auf die Abtriebsscheibe 38, so daß die Kupplungseinrichtung 43 geschlossen ist, also eine Drehmomentübertragung von der Antriebseinrichtung 20 zum Pumpeneinsatz vorliegt.With pre-tension, the plate spring 41 presses on the output disk 38 via the cams 39, so that the clutch device 43 is closed, that is to say there is a torque transmission from the drive device 20 to the pump insert.
Ist der im Unterdruckraum 18 vorliegende Unterdruck groß genug, so bewegt sich der Ringkolben 12 nach rechts. Er muß dazu die Kraft der Tellerfeder 41 überwinden. Da der Ring 29 drehfest mit der Tellerfeder verbunden und auf der Antriebshohlwelle 8 gleitgelagert ist, ist eine axiale Bewegung des Rings 29 möglich. Die Berührungsfläche 54 zwischen dem Ring 29 und dem Ringkolben 12 bildet ein axiales Gleitlager. Selbstverständlich kann auch ein Wälzlager vorgesehen sein. Diese Gleitlagerung beziehungsweise Wälzlagerung ist dann notwendig, wenn der Ring 29 mit der Pumpendrehzahl rotiert, der Ringkolben 12 jedoch drehfest mit dem Pumpengehäuse 1 beispielsweise über den Flansch 5 drehfest verbunden ist .If the vacuum in the vacuum chamber 18 is large enough, the annular piston 12 moves to the right. To do this, he must use the force of the plate spring 41 overcome. Since the ring 29 is non-rotatably connected to the plate spring and is mounted on the drive hollow shaft 8, an axial movement of the ring 29 is possible. The contact surface 54 between the ring 29 and the annular piston 12 forms an axial slide bearing. A roller bearing can of course also be provided. This plain bearing or roller bearing is necessary when the ring 29 rotates at the pump speed, but the annular piston 12 is non-rotatably connected to the pump housing 1, for example via the flange 5.
In Figur 3 ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Kupplungseinrichtung 43 dargestellt, die den Pumpeneinsatz der Vakuumpumpe 1 mit der Antriebseinrichtung 20 verbinden kann. Gleiche Teile wie in den Figuren 1 und 2 sind mit denselben Bezugszeichen versehen, so daß auf deren Beschreibung verwiesen wird.FIG. 3 shows a third exemplary embodiment of a coupling device 43 which can connect the pump insert of the vacuum pump 1 to the drive device 20. The same parts as in Figures 1 and 2 are provided with the same reference numerals, so that reference is made to their description.
Der Ringkolben 12 ist mit Druckfedern 55 beaufschlagt, die den Ringkolben 12 nach links drängen. Der Ringkolben wirkt direkt auf die Tellerfeder 41, die sich vom radial äußeren Bereich des Ringkolbens 12 zum radial innen liegenden Kupplungsgehäuse 30 erstreckt. Die Tellerfeder 41 stützt sich also am Kupplungsgehäuse 30, an dem den Ringraum 10 verschließenden Deckel 11 und am Ringkolben 12 ab. Über einen Einlaß 56 wird der Ringraum 18 mit dem Unterdruck aus dem Verbraucher beaufschlagt . Dadurch bewegt sich der Ringkolben 12 nach rechts, wodurch die Tellerfeder 41 entlastet wird. Dadurch kann auch das napfförmige Kupplungsgehäuse 30 sich nach links bewegen. Dadurch übt das Kupplungsgehäuse 30 keine Kraft auf die Antriebsscheibe 26 aus, so daß keine Kraftübertragung auf die Abtriebs- scheibe 38 erfolgt. Das Kupplungsgehäuse ist über eine Drehentkopplungseinrichtung 100, die als Scheibe ausgebildet sein kann, von der Antriebsscheibe 26 drehentkoppelt. Das Kupplungsgehäuse 30 ist drehfest angeordnet . Fällt der Unterdruck hingegen ab, so bewegt sich der Ringkolben 12 nach links, wodurch die Tellerfeder 41 um ihren deckel- seitigen Abstützpunkt 57 verschwenkt wird, wodurch eine Kraftübertragung auf das Kupplungsgehäuse 30 erfolgt, das die Tellerfeder hintergreift. Dadurch wird das Kupplungsgehäuse 30 und die Antriebsscheibe 26 auf der Hohlwelle 22 nach rechts bewegt, so daß eine reibschlüssige Verbindung mit der Abtriebsscheibe 38 bereitgestellt wird. Somit kann der Pumpeneinsatz der Vakuumpumpe 1 angetrieben werden .The annular piston 12 is acted upon by compression springs 55 which urge the annular piston 12 to the left. The annular piston acts directly on the plate spring 41, which extends from the radially outer region of the annular piston 12 to the radially inner clutch housing 30. The plate spring 41 is thus supported on the clutch housing 30, on the cover 11 closing the annular space 10 and on the annular piston 12. The annular space 18 is subjected to the vacuum from the consumer via an inlet 56. As a result, the annular piston 12 moves to the right, whereby the plate spring 41 is relieved. As a result, the cup-shaped coupling housing 30 can itself move to the left. As a result, the clutch housing 30 does not exert any force on the drive disk 26, so that no force is transmitted to the driven disk 38. The clutch housing is rotationally decoupled from the drive disk 26 via a rotary decoupling device 100, which can be designed as a disk. The clutch housing 30 is arranged in a rotationally fixed manner. On the other hand, if the negative pressure drops, the annular piston 12 moves to the left, as a result of which the plate spring 41 is pivoted about its cover-side support point 57, as a result of which a force is transmitted to the clutch housing 30, which engages behind the plate spring. As a result, the clutch housing 30 and the drive disk 26 on the hollow shaft 22 are moved to the right, so that a frictional connection with the driven disk 38 is provided. The pump insert of the vacuum pump 1 can thus be driven.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 3 zeichnet sich dadurch aus, daß der Außendurchmesser des Kupplungsgehäuses 30 gegenüber dem Außendurchmesser des Kupplungsgehäuses 30 gemäß Figur 1 und 2 verringert ausgebildet sein kann. Dadurch wird die Anbindung beziehungsweise Ankopplung der Vakuumpumpe 1 an ein Motorgehäuse erleichtert, da weniger Dichtungsfläche vorliegt. Insbesondere ist vorgesehen, daß die Vakuumpumpe 1 an einem axialen Fortsatz 58 am Dek- kel 11 mit einem Motorgehäuse einer Antriebsmaschine verbunden werden.The exemplary embodiment according to FIG. 3 is characterized in that the outer diameter of the clutch housing 30 can be made smaller than the outer diameter of the clutch housing 30 according to FIGS. 1 and 2. This facilitates the connection or coupling of the vacuum pump 1 to a motor housing, since there is less sealing surface. In particular, it is provided that the vacuum pump 1 is connected to an engine housing of a drive machine on an axial extension 58 on the cover 11.
Anstatt des in den Figuren 1 bis 3 beschriebenen Ringkolbens 12 kann zur Ansteuerung der Kupplungs- einrichtung 43 eine hier nicht dargestellte Membran oder ein hier nicht dargestellter Faltenbalg zum Einsatz kommen. Dadurch kann auf die Dichtungen am Ringkolben 12 verzichtet werden. Somit tritt bei Verwendung einer Membran oder eines Faltenbalgs keine Reibung auf, wie diese jedoch zwischen Ringkolben 12 und Zylinderwand entsteht. Bei Verwendung eines vorzugsweise metallischen Faltenbalgs kann dieser außerdem als Feder wirken und so für die Anpreßkraft sorgen, die das Federelement 40 aufbringt . Bei Verwendung eines Faltenbalgs kann somit auf das Federelement 40 verzichtet werden.Instead of the annular piston 12 described in Figures 1 to 3 can be used to control the clutch device 43 a membrane, not shown here, or a bellows, not shown here, are used. As a result, the seals on the annular piston 12 can be dispensed with. Thus, when using a diaphragm or a bellows, no friction occurs, as occurs between the annular piston 12 and the cylinder wall. When a preferably metallic bellows is used, it can also act as a spring and thus provide the contact pressure that the spring element 40 applies. When using a bellows, the spring element 40 can thus be dispensed with.
In den Figuren 4A und 4B ist eine Ventileinrichtung 58 jeweils in unterschiedlichen Schaltstellungen wiedergegeben. Mit der Ventileinrichtung 58 wird eine Mediumverbindung zwischen dem Verbraucher und dem Unterdruckraum 18 des Ringraums 10 geöffnet und unterbrochen. Hierzu weist die Ventileinrichtung einen in einer Ventilbohrung 59 beweglich geführten Steuerkolben 60 auf. Der Steuerkolben 60 weist etwa mittig eine Doppelstufe 60' auf, so daß ein Bereich 61 mit gegenüber den übrigen Bereichen des Steuerkolbens 60 verringerter Durchmesser vorliegt.A valve device 58 is shown in different switching positions in FIGS. 4A and 4B. With the valve device 58, a medium connection between the consumer and the vacuum space 18 of the annular space 10 is opened and interrupted. For this purpose, the valve device has a control piston 60 movably guided in a valve bore 59. The control piston 60 has a double stage 60 ′ approximately in the middle, so that there is an area 61 with a diameter that is smaller than that of the other areas of the control piston 60.
Eine in den Figuren 4A und 4B links liegende Steuerkolbenfläche 62 des Steuerkolbens 60 ist mit einer Feder 63 beaufschlagt, die sich mit ihrem einen Ende am Boden der Ventilbohrung 59 abstützt. Das andere Ende der Feder 63 liegt an der Steuerkolbenfläche 62 an. Die Steuerkolbenfläche 62 ist außerdem mit dem Unterdruck aus dem Verbraucher beaufschlagt, der am Versorgungskanal 64 der Ventileinrichtung 58 angeschlossen ist. Der Versorgungskanal 64 teilt sich im Ventilkörper 65 in zwei Teilkanäle 66 und 67 auf, wobei der Teilkanal 66 hinter der Steuerkolbenfläche 62 in der Ventilbohrung 59 mündet. Der Weg des Steuerkolbens 60 wird durch eine Federeinrichtung 68 begrenzt, die als Blattfeder ausgebildet sein kann. Die Federeinrichtung 68 ist in eine Nut 69 eingesetzt, die als Ringnut ausgebildet sein kann. Die Nut 69 ist in der Ventilbohrung 59 eingebracht. Die Länge des ungespannten Federblatts der Federeinrichtung 68 ist dabei größer als der Durchmesser der Ventilbohrung. Die Federeinrichtung 68 wirkt auf die andere Steuerkolbenfläche 70 des Steuerkolbens 60. Durch die besondere Ausgestaltung der Federeinrichtung 68 kann diese zwei SchaltStellungen einnehmen, wobei der Übergang zwischen beiden Schaltstellungen diskontinuierlich, also sprunghaft erfolgt. In der in Figur 4A dargestellten Schaltstellung ist der Steuerkolben nach rechts verlagert, so daß eine Leitung 71, die aus der Ventilbohrung 59 zum Unterdruckraum 18 des Ringraums 10 führt, mit einer Leitung 72 in Mediumverbindung steht, wobei die Leitung 72 beispielsweise frei im Raum endet, so daß der Umgebungsdruck in den Unterdruckraum 18 eingeleitet werden kann. Die in Figur 4A dargestellte Schaltstellung des Steuerkolbens 60 bewirkt, daß die Kupplungseinrichtung 43 geschlossen ist, da lediglich das Federelement 40 auf die Kupplungseinrichtung 43 wirkt, da der Ringkolben 12 beidseitig mit Umgebungsdruck beaufschlagt ist und sich daher nicht bewegt. Dabei liegt der im Verbraucher vorliegende Unterdruck zwischen dem ersten und zweiten Unterdruckwert, er ist jedoch größer -0,5 bar. Die Vakuumpumpe 1 muß daher den hier nicht dargestellten Verbraucher nicht mit einem höheren Unterdruck versorgen. Die Federeinrichtung 68 liegt in ihrer zweiten Schalt- Stellung vor.A control piston surface 62 of the control piston 60 lying on the left in FIGS. 4A and 4B is acted upon by a spring 63, which is supported at one end on the bottom of the valve bore 59. The other end of the spring 63 lies against the control piston surface 62. The control piston surface 62 is also acted upon by the negative pressure from the consumer, which is connected to the supply channel 64 of the valve device 58. The supply channel 64 divides into two subchannels 66 and 67 in the valve body 65, the subchannel 66 opening out into the valve bore 59 behind the control piston surface 62. The path of the control piston 60 is limited by a spring device 68, which can be designed as a leaf spring. The spring device 68 is inserted into a groove 69, which can be designed as an annular groove. The groove 69 is made in the valve bore 59. The length of the untensioned spring leaf of the spring device 68 is greater than the diameter of the valve bore. The spring device 68 acts on the other control piston surface 70 of the control piston 60. Due to the special design of the spring device 68, the latter can assume two switching positions, the transition between the two switching positions taking place discontinuously, that is to say in an abrupt manner. In the switching position shown in Figure 4A, the control piston is shifted to the right, so that a line 71, which leads from the valve bore 59 to the vacuum chamber 18 of the annular space 10, is in medium connection with a line 72, the line 72 terminating freely in the room, for example , so that the ambient pressure can be introduced into the vacuum chamber 18. The switching position of the control piston 60 shown in FIG. 4A causes the clutch device 43 to be closed, since only the spring element 40 acts on the clutch device 43, since the annular piston 12 is acted upon on both sides by ambient pressure and therefore does not move. The negative pressure in the consumer is between the first and second negative pressure value, but it is greater than -0.5 bar. The vacuum pump 1 must therefore the consumer, not shown here do not supply with a higher vacuum. The spring device 68 is in its second switching position.
Fällt der im Verbraucher vorliegende Unterdruck unter einen Minimal-Unterdruck (-0,95 bar) ab, wirkt über die Versorgungsleitung 64 und den Teilkanal 66 dieser Unterdruck auf die Steuerkolbenfläche 62 , so daß der Steuerkolben 60 in seine erste Schaltstellung gemäß Figur 4B bewegt wird. Um die in Figur 4B dargestellte Schaltstellung erreichen zu können, muß der Unterdr ck derart sein, daß die Federeinrichtung 68 von der in Figur 4A dargestellten in die Figur 4B dargestellte Schaltstellung schnappt. Dadurch wird der Steuerkolben 60 bewegt und eine Mediumverbindung zwischen der Versorgungsleitung 64 und der Leitung 71 bereitgestellt, die mit dem Unterdruckraum 18 in Verbindung steht. Der Steuerkolben 60 verschließt dabei die Leitung 72, so daß der Umgebungsdruck nicht in die Leitung 71 gelangen kann. In der in Figur 4B dargestellten Schaltstellung des Steuerkolbens 60 wird also der Unterdruckraum 18 mit dem im Verbraucher vorliegenden Unterdruck beaufschlagt, so daß die Kupplungseinrichtung 43 geöffnet wird, wenn der Unterdruck den zweiten Unterdruckwert erreicht, der beispielsweise bei -0,95 bar liegen kann. Fällt der im Verbraucher vorliegende Unterdruck wieder auf den ersten Unterdruckwert ab, wird also hinter der Steuerfläche 62 der Unterdruck wieder geringer (etwa -0,5 bar), so schnappt die Federeinrichtung 68 wieder in die in Figur 4A dargestellte zweite Schaltstellung, wodurch wieder der Umgebungsdruck in den Unterdruckraum 18 geleitet wird, so daß die Kupplungseinrich- tung wieder geschlossen wird, so daß die Vakuumpumpe wieder einen größeren Unterdruck im Verbraucher erzeugen kann. Die Kupplungseinrichtung bleibt also geschlossen, bis der Unterdruckwert im Verbraucher wieder dem zweiten Unterdruckwert (-0,95 bar) entspricht .If the vacuum present in the consumer drops below a minimum vacuum (-0.95 bar), this vacuum acts on the control piston surface 62 via the supply line 64 and the sub-channel 66, so that the control piston 60 is moved into its first switching position according to FIG. 4B . In order to be able to reach the switching position shown in FIG. 4B, the suppressor must be such that the spring device 68 snaps from the switching position shown in FIG. 4A in FIG. 4B. This moves the control piston 60 and provides a medium connection between the supply line 64 and the line 71, which is connected to the vacuum chamber 18. The control piston 60 closes the line 72 so that the ambient pressure cannot get into the line 71. In the switching position of the control piston 60 shown in FIG. 4B, the vacuum chamber 18 is thus acted upon by the vacuum present in the consumer, so that the clutch device 43 is opened when the vacuum reaches the second vacuum value, which can be, for example, -0.95 bar. If the negative pressure present in the consumer drops back to the first negative pressure value, that is to say the negative pressure behind control surface 62 becomes lower again (approximately -0.5 bar), spring device 68 snaps back into the second switching position shown in FIG. 4A, again causing the Ambient pressure is passed into the vacuum chamber 18 so that the clutch device device is closed again, so that the vacuum pump can generate a larger vacuum in the consumer again. The coupling device therefore remains closed until the negative pressure value in the consumer again corresponds to the second negative pressure value (-0.95 bar).
Die Federeinrichtung 68 weist vorzugsweise eine Vorzugsschaltstellung auf, in die sie im unbelasteten Zustand schnappt und die sie dann auch beibehält, sofern der unbelastete Zustand vorliegt beziehungsweise der Unterdruck aus dem Verbraucher nicht über einen Schaltwert ansteigt . Die Federeinrichtung 68 weist also eine stabile Schaltstellung auf .The spring device 68 preferably has a preferred switching position, into which it snaps in the unloaded state and which it then also maintains if the unloaded state is present or the vacuum from the consumer does not rise above a switching value. The spring device 68 thus has a stable switching position.
In den Figuren 5A und 5B ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Ventileinrichtung 58 wiedergegeben. Die Ventileinrichtung 58 weist eine Ventil- bohrung 59 auf, in der ein Steuerelement 73 beweglich angeordnet ist. Die Ventilbohrung 59 wird mit einem Stopfen 74 verschlossen, der eine Durchgangs- Öffnung 75 aufweist. Das Steuerelement 73, das vorzugsweise als Steuerkugel 76 ausgebildet ist, kann sich zwischen dem Stopfen 74 und dem Boden 59' der Ventilbohrung 59 bewegen. Im Boden 59' mündet die Leitung 64 , die zum Verbraucher führt . In Figur 5A liegt das Steuerelement 73 dichtend auf einem Ventilsitz 77 auf, der die Mündung der Durchgangsöffnung 75 umgibt.FIGS. 5A and 5B show a second exemplary embodiment of a valve device 58. The valve device 58 has a valve bore 59 in which a control element 73 is movably arranged. The valve bore 59 is closed with a plug 74 which has a through opening 75. The control element 73, which is preferably designed as a control ball 76, can move between the plug 74 and the bottom 59 ′ of the valve bore 59. The line 64, which leads to the consumer, opens into the floor 59 '. In FIG. 5A, the control element 73 lies sealingly on a valve seat 77 which surrounds the mouth of the through opening 75.
Das Steuerelement 73 ist mit einer Druckfeder 63 beaufschlagt, so daß es auf den Ventilsitz 77 gedrängt wird. In der in Figur 5A dargestellten Schaltstellung ist die mit dem Verbraucher in Verbindung stehende Versorgungsleitung 64 mit der Leitung 71 in Mediumverbindung, die zum Unterdruckraum 18 führt. Somit ist die Mediumverbindung zwischen Verbraucher und Unterdruckraum 18 geöffnet. In Figur 5A ist also die zweite Schaltstellung der Ventileinrichtung 58 dargestellt, die dem zweiten Unterdruckwert im Verbraucher zugeordnet ist . Die Kupplungseinrichtung ist geöffnet und der Umgebungsdruck in der Leitung 72 ist vom Ringkolben 12 getrennt .The control element 73 is acted upon by a compression spring 63, so that it is pushed onto the valve seat 77. In the shown in Figure 5A Switching position is the supply line 64 connected to the consumer with the line 71 in medium connection, which leads to the vacuum chamber 18. The medium connection between the consumer and the vacuum chamber 18 is thus opened. 5A shows the second switching position of the valve device 58, which is assigned to the second vacuum value in the consumer. The clutch device is open and the ambient pressure in line 72 is separated from the annular piston 12.
In Figur 5B ist die erste Schaltstellung der Ventileinrichtung 58 wiedergegeben, die dem ersten Unterdruckwert zugeordnet ist . Das Steuerelement 73 sitzt nicht auf dem Ventilsitz 77 auf, so daß der im Verbraucher vorliegende Unterdruck nicht über die Versorgungsleitung 64 und die Leitung 71 zum Unterdruckraum 18 geführt wird. Vielmehr gelangt Umgebungsdruck von der Leitung 72 über die Durchgangsbohrung 75 zur Leitung 71, so daß der Ringkolben 12 beidseitig mit dem Umgebungsdruck beaufschlagt ist, wodurch die Kupplung geschlossen ist und die Vakuumpumpe 1 arbeitet . Das Steuerelement 73 ist gegen die Kraft der Druckfeder 63 nach links verlagert. Das Steuerelement 73 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 5A und 5B über eine elektromagnetische Betätigungseinrichtung 78 betätigt, wobei die Betätigungseinrichtung einen Magneten 79 und einen in der Spule axial beweglichen Anker umfaßt, von dem eine Ankerstange 80 ausgeht. Die Ankerstange 80 bildet das Betätigungselement für das Steuerelement 73. In Figur 5B ist die Ankerstange 80 teilweise aus der Spule herausgefahren und durchgreift die Durchgangsöffnung 75 des Stopfens 74. Das Steuerelement 73 wird somit über die Ankerstange 80 nach links entgegen der Kraft der Feder 63 verlagert.FIG. 5B shows the first switching position of the valve device 58, which is assigned to the first vacuum value. The control element 73 is not seated on the valve seat 77, so that the negative pressure present in the consumer is not led to the negative pressure chamber 18 via the supply line 64 and the line 71. Rather, ambient pressure passes from line 72 via through bore 75 to line 71, so that the annular piston 12 is acted upon by the ambient pressure on both sides, as a result of which the clutch is closed and vacuum pump 1 operates. The control element 73 is shifted to the left against the force of the compression spring 63. In the exemplary embodiment according to FIGS. 5A and 5B, the control element 73 is actuated via an electromagnetic actuating device 78, the actuating device comprising a magnet 79 and an armature which is axially movable in the coil and from which an armature rod 80 extends. The armature rod 80 forms the actuating element for the control element 73. In FIG. 5B, the armature rod 80 has partially moved out of the coil and passes through the through opening 75 of the plug 74. The control element 73 is thus displaced to the left via the anchor rod 80 against the force of the spring 63.
Die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 78 wird von einer elektronischen SteuerungseinrichtungThe electromagnetic actuator 78 is controlled by an electronic control device
(nicht dargestellt) angesteuert, der ein hier nicht dargestellter Sensor zugeordnet ist . Der Sensor ist beispielsweise ein Drucksensor, der im Verbraucher angeordnet ist und den im Verbraucher vorliegenden Unterdruck ermittelt . Dieser Unterdruckwert wird an die Steuerungseinrichtung übermittelt, die somit in Abhängigkeit des im Verbraucher vorliegenden Unterdruckes die elektromagnetische Betätigungseinrichtung 78 ansteuert. Liegt der im Verbraucher vorliegende Unterdruck unter dem ersten Unterdruckwert(not shown) controlled, which is assigned a sensor, not shown here. The sensor is, for example, a pressure sensor which is arranged in the consumer and determines the negative pressure present in the consumer. This negative pressure value is transmitted to the control device, which thus controls the electromagnetic actuating device 78 as a function of the negative pressure present in the consumer. If the vacuum present in the consumer is below the first vacuum value
(-0,5 bar), so wird die Betätigungseinrichtung 78 angesteuert, so daß das Steuerelement 73 vom Ventilsitz 77 abgehoben wird, wodurch die Mediumverbindung zwischen Versorgungsleitung 64 und Leitung 71 geschlossen ist. Erreicht der im Verbraucher vorliegende Unterdruck den zweiten Unterdruckwert(-0.5 bar), the actuating device 78 is actuated so that the control element 73 is lifted from the valve seat 77, whereby the medium connection between the supply line 64 and line 71 is closed. If the vacuum present in the consumer reaches the second vacuum value
(-0,95 bar), so wird die Betätigungseinrichtung 78 derart angesteuert, beispielsweise stromlos geschaltet, daß das Steuerelement 73 auf dem Ventilsitz 77 zu liegen kommt, wie dies in Figur 5A dargestellt ist. Damit wird die Mediumverbindung zwischen Verbraucher und Druckraum 18 geöffnet, da der in der Versorgungsleitung 64 vorliegende Unterdruck in die Leitung 71 weitergeleitet werden kann, die zum Unterdruckraum 18 führt. In den Figuren 6A und 6B ist ein drittes Ausführungsbeispiel einer Ventileinrichtung 58 wiedergegeben, wobei gleiche Teile wie in den Figuren 4 und 5 mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Im folgenden wird daher lediglich auf Unterschiede zu den übrigen Ventileinrichtungen 58 eingegangen.(-0.95 bar), the actuating device 78 is controlled in such a way, for example switched off, that the control element 73 comes to rest on the valve seat 77, as shown in FIG. 5A. This opens the medium connection between the consumer and the pressure chamber 18, since the negative pressure present in the supply line 64 can be passed on to the line 71, which leads to the negative pressure chamber 18. FIGS. 6A and 6B show a third exemplary embodiment of a valve device 58, the same parts as in FIGS. 4 and 5 being provided with the same reference symbols. Therefore, only differences to the other valve devices 58 will be discussed in the following.
Anstelle der in den Figuren 5A und 5B dargestellten elektromagnetischen Betätigungseinrichtung 78 ist eine mechanische Ansteuerung vorgesehen, die die Federeinrichtung 68 aufweist. Die Federeinrichtung 68, die die beiden Schaltstellungen einnehmen kann, wirkt auf einen Betätigungsfortsatz 81, der am Steuerelement 73 oder an der Federeinrichtung 68 befestigt sein kann.Instead of the electromagnetic actuating device 78 shown in FIGS. 5A and 5B, a mechanical control is provided which has the spring device 68. The spring device 68, which can assume the two switching positions, acts on an actuation extension 81, which can be attached to the control element 73 or to the spring device 68.
Die Federeinrichtung 68 ist im Ausführungsbeispiel gemäß Figuren 6A und 6B im Bereich der Mündung der Ventilbohrung 59 angeordnet und dort an ihren Enden gehalten, so daß der wirksame Bereich der Federeinrichtung 68 sich über die Mündung der Ventilbohrung 59 erstreckt. In Figur 6A ist die Ventileinrichtung 58 in der zweiten Schaltstellung wiedergegeben, in der der von der Versorgungsleitung 64 anstehende Unterdruck aus dem Verbraucher über die Durchgangs- Öffnung 75 zur Leitung 71 weitergeführt ist, die im Unterdruckraum 18 mündet. Das Steuerelement 73 ist dabei vom Ventilsitz 77 abgehoben. Die Federeinrichtung 68 ist in der zweiten Schaltstellung wiedergegeben, in der der Unterdruck die Federeinrichtung 68 quasi in die Ventilbohrung 59 hinein bewegt. Die Versorgungsleitung 64 mündet zwischen dem Stopfen 74 und der Federeinrichtung 68 in der Ventilbohrung 59. Die Leitung 71 mündet zwischen dem Stopfen 74 und dem Boden der Ventilbohrung 59. An der Außenseite 82 der Federeinrichtung 68 liegt ein Umgebungsdruck vor. Die Außenseite 82 liegt also von der Ventilbohrung 59 abgewandt.In the exemplary embodiment according to FIGS. 6A and 6B, the spring device 68 is arranged in the region of the mouth of the valve bore 59 and held there at its ends, so that the effective region of the spring device 68 extends over the mouth of the valve bore 59. FIG. 6A shows the valve device 58 in the second switching position, in which the negative pressure applied by the supply line 64 is passed on from the consumer via the passage opening 75 to the line 71, which opens into the vacuum chamber 18. The control element 73 is lifted off the valve seat 77. The spring device 68 is shown in the second switching position, in which the negative pressure moves the spring device 68 into the valve bore 59. The supply line 64 opens between the plug 74 and the spring device 68 in the valve bore 59. The line 71 opens between the Plug 74 and the bottom of the valve bore 59. An ambient pressure is present on the outside 82 of the spring device 68. The outside 82 is therefore facing away from the valve bore 59.
In Figur 6B ist die Ventileinrichtung 58 in der ersten Schaltstellung wiedergegeben. Die Federeinrichtung 68 ist in ihrer ersten SchaltStellung, das heißt, der Unterdruck reicht nicht aus, um die Federeinrichtung 68 in die Ventilbohrung 59 hinein zu bewegen. Dadurch kann die Druckfeder 63 das Steuerelement 73 auf den Ventilsitz 77 drücken, da durch die Verlagerung der Federeinrichtung 68 nach rechts auch der Betätigungsfortsatz 81 nach rechts verlagert ist . Der Umgebungsdruck aus Leitung 72 gelangt so über Leitung 71 zum Ringkolben, der somit beid- seitig mit Umgebungsdruck beaufschlagt ist. Die Kupplungseinrichtung ist somit geschlossen und die Vakuumpumpe arbeitet .6B shows the valve device 58 in the first switching position. The spring device 68 is in its first switching position, that is, the negative pressure is not sufficient to move the spring device 68 into the valve bore 59. As a result, the compression spring 63 can press the control element 73 onto the valve seat 77, since the actuation extension 81 is also displaced to the right as a result of the displacement of the spring device 68 to the right. The ambient pressure from line 72 thus passes via line 71 to the annular piston, which is thus subjected to ambient pressure on both sides. The coupling device is thus closed and the vacuum pump works.
Mit der Kupplungseinrichtung beziehungsweise mit der erfindungsgemäß angesteuerten Kupplungseinrichtung ist es also möglich, die Vakuumpumpe, die den im Verbraucher benötigten Unterdruck erzeugt, je nach Bedarf an- und abzuschalten. Da die Vakuumpumpe nicht ständig in Betrieb sein muß, kann sie also mit der erfindungsgemäßen Kupplungseinrichtung abgeschaltet werden, wenn kein höherer Unterdruck erzeugt werden muß. Dadurch, daß die Vakuumpumpe nicht permanent angetrieben werden muß, kann somit Antriebsenergie eingespart werden. Insbesondere bei Kraftfahrzeugen mit Brennkraftmaschinen kann somit der Treibstoffverbrauch der Brennkraftmaschine ge- senkt werden, da die Vakuumpumpe nicht im Leerlauf angetrieben werden muß.With the coupling device or with the coupling device controlled according to the invention, it is therefore possible to switch the vacuum pump, which generates the vacuum required in the consumer, on and off as required. Since the vacuum pump does not have to be in constant operation, it can be switched off with the coupling device according to the invention if no higher vacuum has to be generated. Because the vacuum pump does not have to be driven permanently, drive energy can thus be saved. In particular in motor vehicles with internal combustion engines, the fuel consumption of the internal combustion engine can be lowered since the vacuum pump does not have to be driven at idle.
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 in den Zeichnungen offenbarte Merkmale zu beanspruchen.The patent claims submitted with the application are proposals for formulation without prejudice for the achievement of further patent protection. The applicant reserves the right to claim further features previously only disclosed in the description and / or in the drawings.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstands des Hauptanspruchs durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruchs hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmale der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Die Gegenstände dieser Unteransprüche bilden jedoch auch selbständige Erfindungen, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.Back-references used in sub-claims indicate the further development of the subject matter of the main claim through the features of the respective sub-claim; they are not to be understood as a waiver of the achievement of independent, objective protection for the characteristics of the related subclaims. However, the subjects of these subclaims also form independent inventions which have a design which is independent of the subjects of the preceding subclaims.
Die Erfindung ist auch nicht auf die in der Beschreibung wiedergegebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Vielmehr sind im Rahmen der Erfindung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die z.B. durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen, in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und den Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen beziehungsweise Elementen oder Verfahrensschritten erfinderisch sind und durch kombi- nierte Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten beziehungsweise Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen. The invention is also not limited to the exemplary embodiments shown in the description. Rather, numerous changes and modifications are possible within the scope of the invention, in particular such variants, elements and combinations and / or materials, for example by combining or modifying individual ones, in connection with those described in and in the general description and the embodiments and the claims the features or elements or method steps contained in the drawings are inventive and ned characteristics lead to a new object or to new process steps or process step sequences, also insofar as they relate to manufacturing, testing and working processes.

Claims

Ansprüche Expectations
1. Vakuumpumpe zur Unterdruckversorgung eines Verbrauchers, die ein Gehäuse und einen Pumpeneinsatz aufweist, der in dem Gehäuse angeordnet ist und der über eine Antriebseinrichtung antreibbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpeneinsatz mit einer ansteuerbaren Kupplungseinrichtung (43) an die Antriebseinrichtung (20) an- und abkoppelbar ist, daß die Kupplungseinrichtung (43) mit dem Unterdruck aus dem Verbraucher ansteuerbar ist, und daß zwischen dem Verbraucher und der Kupplungseinrichtung (43) eine Ventileinrichtung (58) vorgesehen ist, die bei einem im Verbraucher vorliegenden ersten Unterdruckwert eine Mediumverbindung zwischen Verbraucher und Kupplungseinrichtung (43) öffnet und bei einem zweiten Unterdruckwert die Mediumverbindung unterbricht, wobei der erste Unterdruckwert kleiner als der zweite Unterdruckwert ist .1. Vacuum pump for supplying vacuum to a consumer, which has a housing and a pump insert which is arranged in the housing and which can be driven via a drive device, characterized in that the pump insert with a controllable coupling device (43) to the drive device (20) - And can be uncoupled that the coupling device (43) can be controlled with the negative pressure from the consumer, and that between the consumer and the coupling device (43) a valve device (58) is provided, which has a medium connection between a first vacuum value present in the consumer The consumer and the coupling device (43) open and interrupt the medium connection at a second negative pressure value, the first negative pressure value being less than the second negative pressure value.
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungseinrichtung (43) über einen in einem Zylinder (10') geführten Kolben2. Vacuum pump according to claim 1, characterized in that the coupling device (43) via a piston in a cylinder (10 ')
(12') ansteuerbar ist, dessen eine Kolbenfläche mit einem Umgebungsdruck und dessen andere Kolbenfläche mit dem Unterdruck aus dem Verbraucher beaufschlagbar ist. (12 ') can be controlled, one piston surface of which can be acted upon by an ambient pressure and the other piston surface of which the vacuum can be applied from the consumer.
3. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs- einrichtung (43) ein Antriebselement (24) , ein Abtriebselement (37) und ein Federelement (40) aufweist, wobei das Federelement (40) bis zum Erreichen des zweiten Unterdruckwertes im Verbraucher das An- und Abtriebselement gekuppelt hält, und daß beim Erreichen des zweiten Unterdruckwertes der Kolben (12') das Ab- und Antriebselement voneinander trennt .3. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device (43) has a drive element (24), an output element (37) and a spring element (40), the spring element (40) until reaching the second Vacuum value in the consumer keeps the input and output element coupled, and that when the second vacuum value of the pistons (12 ') is reached, the output and drive element is separated.
4. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs- element (24) durch eine Antriebsscheibe (26) gebildet ist, die drehfest, aber axial verschieblich mit der Antriebseinrichtung (20) verbunden ist, und daß das Abtriebselement (37) als Abtriebsscheibe (38) realisiert ist, die mit einem Antriebsübertragungs- element (7) des Pumpeneinsatzes drehfest verbunden ist .4. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the drive element (24) is formed by a drive disc (26) which is connected to the drive device (20) in a rotationally fixed but axially displaceable manner, and in that the output element (37 ) is realized as an output disk (38), which is connected in a rotationally fixed manner to a drive transmission element (7) of the pump insert.
5. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement eine Tellerfeder (41) ist.5. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element is a plate spring (41).
6. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (40) durch mehrere vorzugsweise sternförmig angeordnete Federzungen gebildet ist .6. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (40) is formed by a plurality of spring tongues preferably arranged in a star shape.
7. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Tellerfeder (41) mittig einen Durchbruch (42) aufweist und mit dem Antriebsübertragungselement (7) drehfest verbunden ist .7. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the plate spring (41) has an opening (42) in the center and is rotatably connected to the drive transmission element (7).
8. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs- Übertragungselement (7) als Welle ausgebildet ist, die drehbar im Gehäuse (3) gelagert ist.8. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the drive transmission element (7) is designed as a shaft which is rotatably mounted in the housing (3).
9. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Federelement (40) axial auf der Welle verschiebbar ist.9. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (40) is axially displaceable on the shaft.
10. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich das Federelement (40) mit seiner einen Seite am Abtriebselement (24) und mit seiner anderen Seite an einem die Kupplungseinrichtung (43) aufnehmenden Kupplungsgehäuse (30) abstützt.10. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the spring element (40) is supported with its one side on the output element (24) and with its other side on a clutch housing (43) receiving the clutch housing (30).
11. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die abtriebsseitige Abstützung und die gehäuseseitige Abstützung des Federelements (40) einen radialen Abstand zueinander aufweisen.11. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the output-side support and the housing-side support of the spring element (40) have a radial distance from one another.
12. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12') an der Seite am Federelement (40) wirkt, an der es sich am Kupplungsgehäuse (30) abstützt.12. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (12 ') acts on the side on the spring element (40) on which it is supported on the clutch housing (30).
13. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12') auf einen Bereich des Federelements (40) wirkt, der -von der gehäuseseitigen Abstützung aus gesehen- radial innen liegt.13. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (12 ') on a region of the spring element (40) acts, which - seen from the housing-side support - is located radially on the inside.
14. Vakuumpumpe nach Anspruch 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen abtriebs- seitiger Abstützung und gehäuseseitiger Abstützung geringer ist als der Abstand zwischen gehäuseseitiger Abstützung und dem Bereich des Feder-elements14. Vacuum pump according to claim 11 to 13, characterized in that the distance between the output-side support and the housing-side support is less than the distance between the housing-side support and the area of the spring element
(40), auf den der Kolben (12') wirkt.(40) on which the piston (12 ') acts.
15. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (12') als Ringkolben (12) ausgebildet ist, durch dessen Durchgangsöffnung (13) das Antriebsübertragungselement (7) hindurchtritt.15. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the piston (12 ') is designed as an annular piston (12) through whose through opening (13) the drive transmission element (7) passes.
16. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkolben (12) einen axialen Fortsatz (14) aufweist, der die16. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the annular piston (12) has an axial extension (14) which the
Durchgangsöffnung (13) zumindest bereichsweise umgibt.Through opening (13) surrounds at least in some areas.
17. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Fortsatz (14) auf das Federelement (40) wirkt.17. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the axial extension (14) acts on the spring element (40).
18. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem axialen Fortsatz (14) und dem Federelement (40) eine Drehentkupplungseinrichtung (45) vorgesehen ist.18. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that a rotary decoupling device (45) is provided between the axial extension (14) and the spring element (40).
19. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebseinrichtung (20) die Antriebsmaschine eines Kraftfahrzeugs ist, wobei eine drehantreibbare Welle (21) der Antriebsmaschine mit dem Antriebselement (24) der Kupplungseinrichtung (43) drehfest verbunden ist .19. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the drive device (20) is the prime mover Motor vehicle, a rotatably drivable shaft (21) of the drive machine being connected in a rotationally fixed manner to the drive element (24) of the coupling device (43).
20. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die dre- hantreibbare Welle (21) als Hohlwelle (22) realisiert ist, durch die ein Ölstrom in das Kupplungs- gehäuse (30) einleitbar ist.20. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the drivable shaft (21) is realized as a hollow shaft (22) through which an oil flow can be introduced into the clutch housing (30).
21. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kupplungs- einrichtung (43) eine Reibkupplung ist.21. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the coupling device (43) is a friction clutch.
22. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Antriebs- Übertragungselement (7) des Pumpeneinsatzes als Antriebshohlwelle (8) ausgebildet ist, deren erstes Ende (35) , an dem das Abtriebselement (38) der Kupplungseinrichtung (43) angeordnet ist, am Ende der drehantreibbaren Welle (21) gegenüberliegend angeordnet ist, wobei dieses Ende der drehantreibbaren Welle (21) im Kupplungsgehäuse (30) liegt, daß die Antriebshohlwelle (8) des Pumpeneinsatzes einen radial ausgerichteten Kanal (48) aufweist, der auf der Außenfläche der Antriebshohlwelle (8) im Kupplungsgehäuse (3) auf der dem Antriebselement (38) abgewandten Seite des Abtriebs- elements (24) mündet, und daß das andere Ende der Antriebshohlwelle (8) im Pumpeneinsatz mündet.22. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the drive transmission element (7) of the pump insert is designed as a hollow drive shaft (8), the first end (35) on which the output element (38) of the coupling device (43) is arranged is arranged at the end of the rotatably drivable shaft (21) opposite, this end of the rotatably drivable shaft (21) in the coupling housing (30), that the drive hollow shaft (8) of the pump insert has a radially oriented channel (48) which on the The outer surface of the hollow drive shaft (8) opens into the clutch housing (3) on the side of the driven element (24) facing away from the drive element (38), and that the other end of the hollow drive shaft (8) opens into the pump insert.
23. Vakuumpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (58) einen in einer Ventilbohrung (59) beweglich geführten Steuerkolben (60) aufweist, dessen eine Steuerkolbenfläche (62) mit dem Unterdruck des Verbrauchers beaufschlagt ist und an dessen anderer Steuerkolbenfläche (70) eine zwei diskontinuierlich einnehmbare Schaltstellungen aufweisende Federeinrichtung (68) wirkt, wobei in der ersten Schaltstellung der Federeinrichtung (68) der Steuerkolben (60) die Mediumverbindung öffnet und in der zweiten Schaltstellung die Mediumverbindung unterbricht, und wobei der ersten Schaltstellung der erste Unterdruckwert und der zweiten Schaltstellung der zweite Unterdruckwert zugeordnet ist .23. Vacuum pump, in particular according to one of the preceding claims, characterized in that the valve device (58) has a control piston (60) which is movably guided in a valve bore (59), one control piston surface (62) of which is subjected to the negative pressure of the consumer and on the other control piston surface (70) a spring device (68 which has two discontinuously switchable switching positions) ) acts, wherein in the first switching position of the spring device (68) the control piston (60) opens the medium connection and interrupts the medium connection in the second switching position, and wherein the first switching position is assigned the first vacuum value and the second switching position the second vacuum value.
24. Vakuumpumpe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkolben gegen die Kraft einer Feder (63) verlagerbar ist, die auf die eine Steuerfläche (62) wirkt.24. Vacuum pump according to claim 23, characterized in that the control piston is displaceable against the force of a spring (63) which acts on the one control surface (62).
25. Vakuumpumpe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (68) eine Vorzugsschaltstellung aufweist, in die sie im unbelasteten Zustand zurückschnappt .25. Vacuum pump according to claim 23, characterized in that the spring device (68) has a preferred switching position, into which it snaps back in the unloaded state.
26. Vakuumpumpe nach Anspruch 23 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die erste oder zweite Schaltstellung die Vorzugsschaltstellung ist.26. Vacuum pump according to claim 23 or 25, characterized in that the first or second switching position is the preferred switching position.
27. Vakuumpumpe, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung (58) einen elektromagnetisch betätigbaren, in einer Ventilbohrung (59) beweglich geführten Steuerkolben (60) aufweist, wobei die e- lektromagnetische Betätigung des Steuerkolbens in Abhängigkeit vom Unterdruck im Verbraucher erfolgt, und daß der Steuerkolben (60) derart angesteuert ist, daß er in einer ersten Schaltstellung die Mediumverbindung öffnet und in seiner zweiten Schalt- Stellung die Mediumverbindung unterbricht, wobei der ersten Schaltstellung der erste Unterdruckwert und der zweiten Schaltstellung der zweite Unterdruckwert zugeordnet ist.27. Vacuum pump, in particular according to one of claims 1 to 22, characterized in that the valve device (58) has an electromagnetically actuated control piston (60) which is movably guided in a valve bore (59), the e- Electromagnetic actuation of the control piston takes place as a function of the vacuum in the consumer, and that the control piston (60) is controlled such that it opens the medium connection in a first switching position and interrupts the medium connection in its second switching position, the first switching position having the first vacuum value and the second switching position is assigned the second vacuum value.
28. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Steuerkol- ben (60) in der zweiten Schaltstellung eine Verbindung zwischen der mit Unterdruck beaufschlagbaren Kolbenfläche des Kolbens (12') und der Umgebungsluft freigibt.28. Vacuum pump according to one of the preceding claims, characterized in that the control piston (60) in the second switching position releases a connection between the piston surface of the piston (12 ') which can be subjected to negative pressure and the ambient air.
29. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung29. Vacuum pump according to one of claims 1 to 22, characterized in that the valve device
(58) ein in einer Ventilbohrung (59) bewegliches Steuerelement (73) aufweist, das in einer ersten Schaltstellung die Mediumverbindung zwischen Verbraucher und Kupplungseinrichtung (43) öffnet und in einer zweiten Schaltstellung die Mediumverbindung unterbricht, wobei der ersten Schaltsteilung der erste Unterdruckwert und der zweiten Schaltstellung der zweite Unterdruckwert zugeordnet ist .(58) has a control element (73) which is movable in a valve bore (59) and which opens the medium connection between consumer and coupling device (43) in a first switching position and interrupts the medium connection in a second switching position, the first switching division having the first vacuum value and the second switching position is assigned the second vacuum value.
30. Vakuumpumpe nach Anspruch 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (73) gegen die Kraft einer Feder (63) verlagerbar ist. 30. Vacuum pump according to claim 29, characterized in that the control element (73) can be displaced against the force of a spring (63).
31. Vakuumpumpe nach Anspruch 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß auf das Steuerelement (73) eine zwei diskontinuierlich einnehmbare Schaltstellungen aufweisende Federeinrichtung (68) wirkt, wobei die erste Schaltstellung dem ersten und die zweite SchaltStellung der Federeinrichtung (68) dem zweiten Unterdruckwert zugeordnet ist .31. Vacuum pump according to claim 29 or 30, characterized in that a spring device (68) having two discontinuously switchable switching positions acts on the control element (73), the first switching position being assigned to the first and the second switching position of the spring device (68) to the second negative pressure value is.
32. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 29 oder 30, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement elektromagnetisch betätigbar ist, wobei die elektromagnetische Betätigung in Abhängigkeit vom Unterdruck im Verbraucher erfolgt .32. Vacuum pump according to one of claims 29 or 30, characterized in that the control element can be actuated electromagnetically, the electromagnetic actuation taking place as a function of the vacuum in the consumer.
33. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 29 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (73) also Steuerkugel (76) realisiert ist, die in einer der Schaltstellungen auf einem Ventilsitz (77) aufliegt .33. Vacuum pump according to one of claims 29 to 32, characterized in that the control element (73) thus control ball (76) is realized, which rests in one of the switching positions on a valve seat (77).
34. Vakuumpumpe zur Unterdruckversorgung eines Verbrauchers, die ein Gehäuse und einen Pumpeneinsatz aufweist, der in dem Gehäuse angeordnet ist und der über eine Antriebseinrichtung antreibbar ist, gekennzeichnet durch zumindest ein in den Anmeldungsunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal . 34. Vacuum pump for supplying vacuum to a consumer, which has a housing and a pump insert which is arranged in the housing and which can be driven by a drive device, characterized by at least one inventive feature disclosed in the application documents.
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