WO2003046384A1

WO2003046384A1 - Vakuumpumpe mit schalldämpfungskammer

Info

Publication number: WO2003046384A1
Application number: PCT/DE2002/004231
Authority: WO
Inventors: Ibrahim Koukan
Original assignee: Luk Automobiltechnik Gmbh & Co. Kg
Priority date: 2001-11-23
Filing date: 2002-11-15
Publication date: 2003-06-05
Also published as: AU2002351675A1; DE10295529D2; ITMI20022483A1; DE10253295A1; FR2832769A1; FR2832769B1

Abstract

Vakuumpumpe, insbesondere Flügelzellenpumpe, mit der in einem abgeschlossenen Raum, insbesondere in einem Bremmskraft-verstärker, ein Vakuum erzeugt wird, indem ein in dem abgeschlossenen Raum enthaltenes Arbeitsmedium, insbesondere Luft, in Form eines Volumenstroms von einer Eintrittsöffnung durch die Vakuumpumpe zu einer Austrittsöffnung in die Umgebung gefördert wird, wobei die Austrittsöffnung (7) in eine Schalldämpfungskammer (13) mündet, die über einen Spalt mit der Umgebung in Verbindung steht.

Description

VAKUUMPUMPE MIT SCHALLDAMPFUNGSKAMMER

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Flugelzellenpumpe, mit der in einem abgeschlossenen Raum, insbesondere in einem Brems-kraftverstärker, ein Vakuum erzeugt wird, indem ein in dem abgeschlossenen Raum enthaltenes Arbeitsmedium, insbesondere Luft, in Form eines Volu-menstroms von einer Eintrittsöffnung durch die Vakuumpumpe zu einer Austrittsöffnung in die Umgebung gefördert wird.

Vakuumpumpen, insbesondere Flügelzellenpumpen, werden in der Automobil-technik unter anderem dazu verwendet, um einen Unterdruck in Bremskraft-verstärkem von Kraftfahrzeugen zu erzeugen. Bremskraftverstärker dienen dazu, die Muskelkraft des Fahrers beim Bremsen durch eine Hilfskraft zu unterstützen. Zum Erzeugen der Hilfskraft wird dem Hauptbremszylinder einer hydraulischen Bremsanlage ein Bremskraftverstärker vorgeschaltet, der mit dem zum Beispiel von einer Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck beaufschlagt wird. Wenn die durch die Vakuumpumpe geförderte Luft direkt in die Umgebung austritt, kann das in Abhängigkeit von unter anderem der Förderleistung und der Einbaulage der Vakuumpumpe zu einer unerwünschten Geräuschentwicklung führen, wie bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen festgestellt wurde.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vakuumpumpe zu schaffen, die leiser arbeitet als herkömmliche Vakuumpumpen.

Die Aufgabe ist bei einer Vakuumpumpe, insbesondere einer Flugelzellenpumpe, mit der in einem abgeschlossenen Raum, insbesondere in einem Brems-kraftverstärker, ein Vakuum erzeugt wird, indem ein in dem abgeschlossenen Raum enthaltenes Arbeitsmedium, insbesondere Luft, in Form eines Volumen-stroms von einer Eintrittsöffnung durch die Vakuumpumpe zu einer Austritts-öffnung in die Umgebung gefördert wird, dadurch gelöst, dass die Austrittsöffnung nach außen hin nicht direkt in die Umgebung, sondern in eine Schalldämp-fungskammer mündet, die mit der Umgebung in Verbindung steht. Eine Möglichkeit, die unerwünschte Geräuschentwicklung zu reduzieren, besteht darin, die Vakuumpumpe in einem schalldämmenden Material komplett zu kapseln. Eine solche Kapselung hat jedoch den Nachteil, dass der Austritt des geförderten Arbeitsmediums aus der Austrittsöffnung der Vakuumpumpe in die Umgebung zumindest beeinträchtigt wird. Außerdem ist eine solche Kapselung mit hohen Herstellkosten verbunden. Die erfindungsgemäße Lösung liefert den Vorteil, dass der Austritt des geförderten Arbeitsmediums nicht beeinträchtigt, aber dennoch eine deutliche Verminderung der Betriebsgeräusche erreicht wird.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekenn-zeichnet, dass die Schalldampfungskammer über einen Spalt mit der Umgebung in Verbindung steht, der einen größeren Durchtrittsquerschnitt für das geförderte Arbeitsmedium aufweist als die Austrittsöffnung. Dadurch wird gewährleistet , dass das in die Schalldampfungskammer entspannte Arbeitsmedium ungehindert austreten kann. Die Größe der Durchtrittsquerschnitte und der Schalldämp-fungskammer ist dabei so gewählt, dass das im Betrieb der Vakuumpumpe in der Schalldampfungskammer enthaltene Arbeitsmedium nur einen geringfügig höheren Druck aufweist als die Umgebung.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldampfungskammer von einer topfartigen Kappe gebildet wird, die im Bereich der Austrittsöffnung so an der Vakuumpumpe befestigt ist, dass zwischen der Vakuumpumpe und der Kappe ein umlaufender Spalt ausgebildet ist. Durch den umlaufenden Spalt kann ein großer Volumenstrom des geförderten Arbeitsmediums geräuscharm austreten. Die topfartige Kappe liefert den Vorteil, dass sie einfach herstellbar und auch an herkömmliche Vakuumpumpen einfach montierbar ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe ein Gehäuse umfasst, das durch einen Deckel verschlossen ist, in welchem die Austrittsöffnung vorgesehen ist und auf den die Kappe aufgesetzt ist, und insbesondere dadurch, dass die Außenkontur der Kappe an die Außenkontur des Deckels und/oder des Gehäuses angepasst ist. Das bedeutet zum Beispiel bei einem runden, scheibenförmigen Deckel, dass die Kappe die Gestalt eines einseitig geschlossenen Kreiszylindermantels aufweist, wobei der Deckel und der Kreiszylindermantel den gleichen Durchmesser aufweisen. Mit solchen an die Außenkontur des Deckels und/oder des Gehäuses angepassten Außenkonturen der Kappe wurden bei dem Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen die besten Ergebnisse erzielt. Außerdem wird der optische Eindruck einer kompakten Vakuumpumpe durch diese Gestalt des Deckels nicht beeinträchtigt.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kappe und der Vakuumpumpe Distanz-elemente angeordnet sind. Die Distanzelemente gewährleisten einen konstanten Abstand zwischen der Kappe und der Vakuumpumpe. Der so gebildete Spalt ermöglicht den Austritt des Arbeitsmediums aus der Schalldampfungskammer.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe einen Flansch aufweist, der dazu dient, die Kappe an dem Deckel und/oder dem Gehäuse zu befestigen. Vorzugsweise ist der Flansch einstückig mit der Kappe ausgebildet. An dem Flansch können Augen mit Durchgangslöchern zur Aufnahme beziehungsweise Durchführung von Befestigungselementen, wie Schrauben, vorgesehen sein.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente von Unterlegscheiben gebildet werden, die im zusammengebauten Zustand der Vakuumpumpe zwischen dem Flansch und dem Deckel angeordnet sind. Die Unterlegscheiben stellen einerseits eine kostengünstig herstellbare Lösung dar. Andererseits kann durch die Größe und Anzahl der Unterlegscheiben die Spalthöhe beliebig variiert werden.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente von Erhöhungen, insbesondere Zapfen, gebildet werden, die an dem Flansch oder dem Deckel ausgebildet sind und die im zusammengebauten Zustand der Vakuumpumpe zwischen dem Flansch und dem Deckel angeordnet sind. Diese Lösung liefert den Vorteil, dass keine zusätzlichen Bauteile zur Realisierung des Spaltes erforderlich sind. Darüber hinaus wird die Montage des Deckels ohne lose Teile erleichtert. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Schalldampfungskammer eine Schalldämpfungs-struktur ausgebildet ist. Die Schalldämpfungsstruktur dient dazu, das Austrittsgeräusch des Arbeitsmediums durch Absorption, Reflexion, Interferenz oder Verwirbelung zu reduzieren.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:

Figur 1 ein erstes Ausführungsbeispiel einer Vakuumpumpe in Explosionsdarstellung;

Figur 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vakuumpumpe in Explosionsdarstellung und

Figur 3 die Vakuumpumpe aus Figur 1 im zusammengebauten Zustand in der

Seitenansicht.

In Figur 1 ist ein Gehäuse 1 einer Flugelzellenpumpe perspektivisch dargestellt. Die Funktionsweise einer Flugelzellenpumpe wird als bekannt vorausgesetzt und daher hier nicht im Einzelnen erläutert. An dem Gehäuse 1 ist ein Flansch 2 ausgebildet, der dazu dient, das Gehäuse 1 mit einem (nicht dargestellten) Deckel zu verschließen, oder dazu, das Gehäuse 1 an einem weiteren (nicht dargestellten) Aggregat zu befestigen. Das Gehäuse 1 hat im wesentlichen die Gestalt eines Kreiszylindermantelabschnitts. An dem Gehäuse 1 sind außen Befestigungsaugen 3 und 4 ausgebildet, die zur Durchführung oder Aufnahme von Befestigungselementen, wie Schrauben, dienen.

Das Gehäuse 1 wird auf der dem Flansch 2 abgewandten Seite durch einen Deckel 6 abgeschlossen, in dem eine Austrittsöffnung 7 für durch die Vakuumpumpe geförderte Luft ausgespart ist. Der Deckel 6 hat die Gestalt einer runden Scheibe, an deren äußerem Umfang drei Befestigungsaugen 9, 10 und 11 ausgebildet sind. An dem äußeren Randbereich des Deckels 6 liegt im zusammengebauten Zustand der Vakuumpumpe ein Flansch 12 an, der an einer topfförmigen Kappe 13 ausgebildet ist. Die Kappe 13 hat die Gestalt eines Kreiszylindermantels, der an einem Ende geschlossen ist. An dem runden Flansch 12 sind außen drei Befestigungsaugen 14, 15 und 16 ausgebildet. Außerdem sind auf der dem Deckel 6 zugewandten Stirnseite des Flansches 12 drei Zapfen 17, 18 und 19 ausgebildet. Die Zapfen 17 bis 19 sind mit ihren Längsachsen parallel zur Längsachse der Kappe 13 angeordnet.

In Figur 3 ist die Vakuumpumpe aus Figur 1 im zusammengebauten Zustand in der Seitenansicht dargestellt. In dieser Darstellung sieht man, dass durch die als Distanzmittel wirkenden Zapfen 17 bis 19 zwischen dem Flansch 12 der Kappe 13 und den Deckel 6 ein Spalt 20 ausgebildet ist. Durch den Spalt 20 kann durch die Vakuumpumpe geförderte Luft aus dem Inneren der Kappe 13 entweichen, die einen Schalldämpfungsraum bildet.

In Figur 2 ist eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vakuumpumpe mit einem Gehäuse 21 dargestellt. An dem Gehäuse 21 ist ein Flansch 22 zur Befestigung des Gehäuses 21 an einem weiteren Aggregat ausgebildet. Außerdem sind an dem Gehäuse 21 außen drei Augen 23, 24 und 25 ausgebildet, die zur Befestigung eines Deckels 26 an dem Gehäuse 21 dienen. In dem Deckel 26 ist eine Austrittsöffnung 27 für die durch die Vakuumpumpe geförderte Luft ausgespart.

An dem Deckel 26 sind außen drei Augen 29, 30 und 31 ausgebildet, die deckungsgleich zu den Augen 23 bis 25 an dem Gehäuse 21 sind. Außerdem sind die Augen 23 bis 25 an dem Gehäuse 21 und die Augen 29 bis 31 an dem Deckel 26 deckungsgleich mit an einem Flansch 32 einer topfförmigen Kappe 33 ausgebildeten Augen 34, 35 und 36. Das Auge 36 ist nur durch einen gestrichelten Pfeil angedeutet, da es in der in Figur 2 gezeigten Darstellung nicht sichtbar ist.

Die in Figur 2 dargestellte Ausführungsform ähnelt der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform. Der Hauptunterschied zwischen den beiden Ausführungs-formen besteht darin, dass bei der in Figur 2 dargestellten Vakuumpumpe zwischen dem Deckel 26 und dem Flansch 32 der topfförmigen Kappe 33 keine Zapfen, sondern Unterlegscheiben 37, 38 und 39 als Distanzelemente ange-ordnet sind. Durch die Unterlegscheiben 37 bis 39 wird zwischen dem Deckel 26 und dem Flansch 32 der Kappe 33 ein umlaufender Spalt ausgebildet, der dem in Figur 3 dargestellten Spalt 20 entspricht.

Bei den in den Figuren 1 bis 3 dargestellten Vakuumpumpen gelangt die durch die Vakuumpumpe geförderte Luft aus dem Pumpengehäuse 1 , 21 durch die Austrittsöffnung 7, 27 in den im Inneren der Kappe 13, 33 gebildeten Schalldämpfungsraum. Dort entspannt die Luft und entweicht anschließend durch den zwischen Deckel 6, 26 und Kappe 13, 33 gebildeten Spalt 20 in die Umgebung.

Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder der Zeichnung offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.

In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.

Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen. Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

Patentansprüche

1. Vakuumpumpe, insbesondere Flugelzellenpumpe, mit der in einem abgeschlossenen Raum, insbesondere in einem Bremskraftverstärker, ein Vakuum erzeugt wird, indem ein in dem abgeschlossenen Raum enthaltenes Arbeitsmedium, insbesondere Luft, in Form eines Volumenstroms von einer Eintrittsöffnung durch die Vakuumpumpe zu einer Austrittsöffnung in die Umgebung gefördert wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsöffnung nach außen hin nicht direkt in die Umgebung, sondern in eine Schalldampfungskammer mündet, die mit der Umgebung in Verbindung steht.

2. Vakuumpumpe, insbesondere nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldampfungskammer über einen Spalt mit der Umgebung in Verbindung steht, der einen größeren Durchtrittsquerschnitt für das geförderte Arbeitsmedium aufweist als die Austrittsöffnung.

3. Vakuumpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldampfungskammer von einer topfartigen Kappe gebildet wird, die im Bereich der Austrittsöffnung so an der Vakuumpumpe befestigt ist, dass zwischen der Vakuumpumpe und der Kappe ein umlaufender Spalt ausgebildet ist.

4. Vakuumpumpe, insbesondere nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe ein Gehäuse umfasst, das durch einen Deckel verschlossen ist, in welchem die Austrittsöffnung vorgesehen ist und auf den die Kappe aufgesetzt ist, und dadurch, dass die Außenkontur der Kappe an die Außenkontur des Deckels und/oder des Gehäuses angepasst ist.

5. Vakuumpumpe, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Kappe und der Vakuumpumpe Distanzelemente angeordnet sind.

6. Vakuumpumpe, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kappe einen Flansch aufweist, der dazu dient, die Kappe an dem Deckel und/oder dem Gehäuse zu befestigen.

7. Vakuumpumpe, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente von Unterlegscheiben gebildet werden, die im zusammengebauten Zustand der Vakuumpumpe zwischen dem Flansch und dem Deckel angeordnet sind.

8. Vakuumpumpe, insbesondere nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Distanzelemente von Erhöhungen, insbesondere Zapfen, gebildet werden, die an dem Flansch oder dem Deckel ausgebildet sind, und die im zusammengebauten Zustand der Vakuumpumpe zwischen der dem Deckel zugewandten Stirnfläche des Flansches und der dem Flansch zugewandten Stirnfläche des Deckels angeordnet sind.

9. Vakuumpumpe, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in der Schalldampfungskammer eine Schalldämpfungsstruktur ausgebildet ist.

10. Vakuumpumpe, insbesondere Flugelzellenpumpe, mit der in einem abgeschlossenen Raum, insbesondere in einem Bremskraftverstärker, ein Vakuum erzeugt wird, in dem ein indem abgeschlossenen Raum enthaltenes Arbeitsmedium, insbesondere Luft, in Form eines Volumenstroms von einer Eintrittsöffnung durch die Vakuumpumpe zu einer Austrittsöffnung in die Umgebung gefördert wird, gekennzeichnet durch zumindest ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.