WO2010025799A2 - Vakuumpumpe - Google Patents

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WO2010025799A2
WO2010025799A2 PCT/EP2009/005611 EP2009005611W WO2010025799A2 WO 2010025799 A2 WO2010025799 A2 WO 2010025799A2 EP 2009005611 W EP2009005611 W EP 2009005611W WO 2010025799 A2 WO2010025799 A2 WO 2010025799A2
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WO
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vacuum pump
pump according
bypass channel
rotor
wing
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PCT/EP2009/005611
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French (fr)
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WO2010025799A3 (de
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Stev Rudel
David Ribaric
Original Assignee
Ixetic Hückeswagen Gmbh
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Publication date
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04C—ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; ROTARY-PISTON, OR OSCILLATING-PISTON, POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04C18/00—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids
    • F04C18/30—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members
    • F04C18/34—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members
    • F04C18/344—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member
    • F04C18/3441—Rotary-piston pumps specially adapted for elastic fluids having the characteristics covered by two or more of groups F04C18/02, F04C18/08, F04C18/22, F04C18/24, F04C18/48, or having the characteristics covered by one of these groups together with some other type of movement between co-operating members having the movement defined in group F04C18/08 or F04C18/22 and relative reciprocation between the co-operating members with vanes reciprocating with respect to the inner member the inner and outer member being in contact along one line or continuous surface substantially parallel to the axis of rotation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C28/24—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves
    • F04C28/26—Control of, monitoring of, or safety arrangements for, pumps or pumping installations specially adapted for elastic fluids characterised by using valves controlling pressure or flow rate, e.g. discharge valves or unloading valves using bypass channels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2220/10—Vacuum
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F04C2230/23—Manufacture essentially without removing material by permanently joining parts together
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    • F04C2270/00—Control; Monitoring or safety arrangements
    • F04C2270/42—Conditions at the inlet of a pump or machine

Definitions

  • the invention relates to a vacuum pump, in particular a monoerielzellenpumpe, with a rotor which is rotatable about an axis of rotation and is guided by the at least one wing within a circulation contour, in at least one suction region, which is in communication with a pump inlet, a suction and in at least one pressure region, which is in communication with a pump outlet to effect pressurization of a working medium in a working space of the vacuum pump.
  • the invention further relates to a method for manufacturing and a method for operating a previously described vacuum pump.
  • the object of the invention is, in a vacuum pump, in particular in a monoerielzellenpumpe, with a rotor which is rotatable about an axis of rotation and is guided by the at least one wing within a circulation contour, in at least one suction region, which is in communication with a pump inlet suction and, in at least one pressure area associated with a pump outlet, to pressurize a working fluid in a working space of the vacuum pump to reduce power consumption during operation of the vacuum pump.
  • the vacuum pump according to the invention should be simple in construction and / or inexpensive to produce.
  • the object is in a vacuum pump, in particular a monoerielzellenpumpe, with a rotor which is rotatable about an axis of rotation and is guided by the at least one wing within a circulation contour, in at least one suction region, which communicates with a pump inlet, a suction and in at least one pressure area, which is in communication with a pump outlet to effect pressurization of a working medium in a working space of the vacuum pump, achieved in that the vacuum pump comprises a bypass channel, which can be opened or closed by means of a control device, to promote To allow different large displacement volumes during operation of the vacuum pump.
  • the control device or control device may comprise a control valve which is arranged outside the vacuum pump or integrated into the vacuum pump. Furthermore, the control device may comprise, for example, an adjustable rotor.
  • a preferred embodiment of the vacuum pump is characterized in that the control device comprises a control valve.
  • the control valve is preferably integrated in the vacuum pump, but may also be arranged outside the vacuum pump.
  • a further preferred embodiment of the vacuum pump is characterized in that the bypass channel connects portions of a suction chamber and / or a pressure chamber in the vacuum pump with each other.
  • the control valve is controlled by a vacuum provided by the vacuum pump.
  • the vacuum pump serves to provide a negative pressure in at least one consumer.
  • the vacuum provided by the vacuum pump is used to pneumatically actuate the control valve.
  • control valve is designed as a 2/2-way valve. In one position of the 2/2-way valve, the bypass channel is closed. This switching position of the control valve is also referred to as the closed position. In the other switching position of the control valve, the bypass channel is opened. This switching position of the control valve is also referred to as the open position.
  • a further preferred exemplary embodiment of the vacuum pump is characterized in that the control valve is connected to at least one consumer via a control line for actuating the control valve.
  • the consumer is preferably a brake booster, which is acted upon by the vacuum pump with negative pressure.
  • a further preferred embodiment of the vacuum pump is characterized in that the bypass channel, at least partially, in a housing boundary surface, for example in a housing bottom or housing cover, the vacuum pump is arranged.
  • the accommodation of the bypass channel in a housing cover provides, inter alia, the advantage that conventional vacuum pumps can be converted to a promotion of different volumes only by replacing the housing cover in a simple manner.
  • a further preferred embodiment of the vacuum pump is characterized in that in the bypass passage, a switching piston between a open position, in which the bypass channel is open, and a closed position, in which the bypass channel is closed, is reciprocally accommodated.
  • the switching piston is preferably arranged in a receiving channel which extends transversely to the axis of rotation of the rotor of the vacuum pump. From the receiving channel connecting channels extend into the working space of the vacuum pump.
  • the connection channels together with the receiving channel form the bypass channel.
  • a further preferred embodiment of the vacuum pump is characterized in that one end of the switching piston can be acted upon or acted on by a control pressure.
  • the control pressure may be an overpressure provided via a hysteresis switching valve.
  • the control pressure can also be a negative pressure which is provided by the vacuum pump itself.
  • the valve can also be operated electromagnetically, controlled by a pressure sensor on the consumer.
  • a further preferred embodiment of the vacuum pump is characterized in that the bypass channel extends, at least partially, coaxially to the circulating contour.
  • the bypass channel is preferably integrated in a housing wall, on which the circulation contour is formed radially inwards.
  • the bypass channel has essentially the shape of a circular arc or follows the course of the circulation contour, which has, for example, the shape of a Pascal's screw.
  • a further preferred embodiment of the vacuum pump is characterized in that the bypass channel extends between two muzzle pockets.
  • One of the mouth pockets is preferably in communication with the suction side of the vacuum pump.
  • the other muzzle pocket communicates with the pressure side of the vacuum pump.
  • the mouth pockets are preferably in a housing part of the vacuum pump, in particular a housing cover, except. Due to the angular position of the muzzle pockets and / or the angle of rotation of the wing, a standby displacement of the vacuum pump can be adjusted.
  • the bypass channel comprises two spaced through holes through the wing.
  • the through holes preferably extend transversely through the wing, that is, substantially perpendicular to the rotor axis of rotation.
  • a further preferred embodiment of the vacuum pump is characterized in that the control valve comprises a circuit board which forms part of an axial housing boundary surface on which the rotor and the vane rest, and which, at least partially, is movable away from the rotor and the vane. to create or open the bypass channel.
  • the bypass passage When the bypass passage is open, it presents a leakage path across the wing and the rotor. Via the leakage path, the pressure level in front of and behind the wing is at least partially equalized. The pump then runs at a lower delivery volume, or completely without displacing.
  • Another preferred embodiment of the vacuum pump is characterized in that the one annular disc surrounds a control pressure opening in the sealing plate.
  • the annular disk with the control pressure opening preferably has a significantly smaller diameter than the other annular disk.
  • the object stated above is also achieved by a method for operating a previously described vacuum pump, which was produced in particular according to a method described above.
  • FIG. 2 shows the vacuum pump from FIG. 1 with the control valve open
  • FIG. 6 shows a perspective and broken view of a vacuum pump according to a further exemplary embodiment with a switching piston
  • FIG. 7 shows the vacuum pump from FIG. 6 in longitudinal section
  • FIG. 8 shows an opened vacuum pump according to a further exemplary embodiment in plan view
  • Figure 9 is a perspective view of an open vacuum pump with a built-in a wing bypass channel
  • FIG 1 the vacuum pump of Figures 9 and 10 in longitudinal section;
  • FIG. 13 shows a similar switch cover as in FIG. 12 according to another
  • FIG. 14 shows the switch cover from FIG. 13 in a plan view of the sealing plate
  • Figure 15 shows the switch cover of Figure 13 alone in section
  • FIG. 18 shows the sealing plate from FIG. 16 with an integrated membrane
  • FIG. 19 shows the individual parts shown in FIGS. 15 to 18 assembled
  • a vacuum pump 1 is shown schematically in cross section in two different operating states.
  • the vacuum pump 1 comprises a housing 2 with a circulation contour 4, which is also referred to as a stroke contour.
  • a rotor 5 is rotatably mounted, which rotates in operation in an operating direction of rotation, which is indicated by an arrow 6.
  • a wing 8 is slidably guided within the circulation contour 4.
  • caps 9, 10 are attached, which abut the circulation contour 4.
  • the rotor 5 hugs with its outer contour in a so-called Schmiegespalt to the circulation contour. 4
  • a working space of the vacuum pump 1 in the housing 2 is divided into a suction chamber 23 in the right pump half and a pressure area or pressure chamber 21, 24 in the left pump half.
  • the suction chamber 23 is also referred to as a suction chamber.
  • the pressure chamber 21, 24 is also referred to as a pressure chamber.
  • the suction chamber 23 communicates with an indicated by an arrow input 11, which is also referred to as inlet, the vacuum pump 1 in connection. Via the inlet 11, a working medium, in particular air or an air-oil mixture, is sucked into the suction chamber 23 and conveyed out of the pressure chamber 21, 24.
  • the vacuum pump which is also referred to as a monoerielzellenpumpe because of its one wing, used to apply a negative pressure, that is, a vacuum to a brake booster of a motor vehicle.
  • a check valve 12 prevents that undesired working medium from the working space of the vacuum pump 1 to a consumer 14 or a secondary consumer 15 passes.
  • the consumer 14 is preferably the aforementioned brake booster.
  • the pressure chamber 21, 24 is connected via an output 18, which is also referred to as outlet, with the interposition of a check valve 19 with a crankcase 20 of an internal combustion engine of a motor vehicle in combination.
  • an output 18 and the check valve 19 which is acted upon by the wing 8 with pressure working fluid from the working space of the vacuum pump 1 is ejected.
  • the power consumption of the vacuum pump 1 is reduced in terms of fuel consumption in the driving cycle of a motor vehicle.
  • the vacuum pump 1 preferably selectively activated fully activated when needed, and partially deactivated when not in use when braking is initiated.
  • permanent pressure in particular negative pressure, is provided by the vacuum pump 1 according to the invention, namely without the working medium budget, in particular the oil budget, and the perceived engine noise being adversely affected during operation of the motor vehicle.
  • the pressure chamber 21, 24 communicates via a bypass channel 22 with the suction chamber 23 of the vacuum pump 1 in connection.
  • the bypass passage 22 can be opened and closed by a control valve 25.
  • the control valve 25 is designed as a 2/2-way valve with an open position, which is also referred to as the open position, and a closed position, which is also referred to as the closed position executed.
  • the closed position of the control valve 25 is shown, in which the bypass channel 22 is closed.
  • the control valve 25 is biased by a spring 26 in the closed position.
  • the open position of the control valve 25 is shown, in which the bypass channel 22 is opened.
  • bypass channel 22 By opening the bypass channel 22 is the maximum or effective displacement, which in FIG 1 with 16 and in Figure 2 is denoted by 17, significantly reduced.
  • the ratio of the stroke volumes 16, 17 to each other is determined by the position of the mouth points of the bypass channel 22 in the working space of the vacuum pump 1.
  • the control valve 25 is controlled via a control pressure line 28, which is in communication with the consumer 14 and the at least one secondary consumer 15. About the control pressure line 28, the control valve 25 is pneumatically operated. Upon reaching the desired negative pressure in the brake booster 14, the bypass channel 22 between subregions of the suction chamber 23 and the pressure chamber 21, 24 of the vacuum pump 1 is opened. By opening the bypass channel 22, the stroke volume of the vacuum pump 1 is reduced in the desired manner, as shown in Figure 2. At a pressure increase, in which the consumer pressure exceeds the desired negative pressure, closes the control valve 25 and the maximum displacement 16 shown in Figure 1 is effective.
  • the consumer 14, in particular the brake booster 14, is evacuated with the maximum displacement volume 16 until reaching the desired negative pressure, which is also referred to as switching pressure. Subsequently, that is, after the opening of the bypass channel 22 of the o- the consumers are evacuated only with the effective displacement 17 until the consumer pressure reaches a final vacuum.
  • the final vacuum is the maximum possible differential pressure between a suction port and a pressure port of the pump with the displacement 17.
  • FIGS. 3 and 4 show a vacuum pump 31 with a housing 32 in various views.
  • the housing 32 comprises a circulation contour 34 within which a rotor 35 drives a vane 38 in a direction of rotation 36.
  • a cap 39, 40 is attached, which rests against the circulation contour 34.
  • the vacuum pump 31 serves, via an input 41, which is designed as a suction, a medium, in particular air or an air-oil mixture, by a consumer, in particular a brake booster, suck.
  • the pump housing 32 which is open on one side, is closed by a housing cover 42.
  • a control piston 44 is reciprocally received in the direction of a double arrow 45 in the housing cover 42 to and fro.
  • the switching piston 44 is biased by a spring 46 against the rotor 35 and the wing 38.
  • the contact surface of the switching piston 44, against which the rotor 35 and the vane 38 rest, is designated 48 in FIG. 4 and is also referred to as the axial sealing surface 48.
  • the rotor 35 and the wing 38 facing away from surface of the control piston 44 limited in an arrow 50 indicates that the control pressure chamber 49 is acted upon by negative pressure, so that the control piston 44 lifts off from the rotor 35 and the wing 38 to release a bypass channel between the pressure chamber 47 and the suction chamber 43.
  • the switching piston 44 assumes the function of the control valve (25 in FIGS. 1 and 2) and of the bypass channel (22 in FIGS. 1 and 2). Alternatively, these functions can also be integrated in the case back.
  • a vane pump 210 according to a further exemplary embodiment is shown in longitudinal section.
  • bypass channel is open or active, which is interrupted or inactive in Figure 5.2.
  • the vane pump from FIGS. 5.1 and 5.2 is shown in cross section.
  • a wing position is shown, which corresponds to a top dead center.
  • a wing position is shown, which corresponds to a control circuit.
  • the vane pump 210 includes a housing 212 having a lubricant supply passage 213, also referred to as an oil supply passage.
  • the housing 212 further includes a suction port 216 communicating with a consumer (not shown).
  • the housing 212 comprises a housing pot 214, which is closed by a cover 215.
  • a rotor 218 is rotatably received within a stroke contour 217.
  • the rotor 218 is drivingly connected by a coupling element 219 to a drive shaft which drives the rotor 218 in a direction of rotation indicated by an arrow 243 in FIGS. 5.3 and 5.4.
  • the rotor 218 includes a coupling and bearing portion 221, whose free end is coupled via the coupling element 219 with the drive shaft.
  • the coupling and bearing portion 221 is integrally connected to a wing receiving portion 222 having a larger outer diameter than the coupling and bearing portion 221.
  • the wing receiving portion 222 serves to receive and guide a wing 224, which, based on a rotation axis 225 of the rotor 218, in the radial direction within the stroke contour 217 is movable.
  • the coupling and bearing portion 221 facing away from the end of the wing receiving portion 222 is acted upon by a switching piston 230 which is guided in a central blind hole 228 of the lid 215 movable back and forth.
  • a control pressure channel 232 which is acted upon via a control pressure port 233 with a control pressure.
  • the control pressure acts on the control piston 230, as indicated by an arrow 238.
  • the rotor 218 can, as indicated by a double arrow 239, move back and forth in the axial direction.
  • the bypass 240 is activated by axially displacing the rotor 218 by means of an overpressure acting on the switching piston 230.
  • an overpressure which is also referred to as control pressure or switching pressure
  • the rotor 218 is reset by atmospheric pressure, as indicated by an arrow 241 in Figure 5.2.
  • the annular channel (234 in Figure 5.1) between the rotor 218 and the lid 215 is closed by the rotor 218 itself.
  • another annular channel or annular space 244 results between the shoulder 237 of the rotor 218 and the housing pot 214.
  • the bypass channel between the muzzle pockets 235, 236 is indicated by an arrow 242.
  • the vane 224 is in this figure in a position that represents a top dead center of the rotor 218.
  • the wing 224 is in a position that may be referred to as a deadlock between the muzzle pockets because the wing tips cover the muzzle pockets (235 and 236 in Figure 5.3).
  • the bypass channel 240, 242 is closed by axially starting the rotor 218 on the cover 215. If there is insufficient switching pressure on the switching piston 230, the bypass channel 240, 242 is automatically closed, whereby a FaN-Safe requirement can be met in a simple manner.
  • a desired standby stroke volume can be set by the angular position of the mouth pockets 235, 236 and the angle of rotation of the wing 224.
  • FIGS. 6 and 7 show a vacuum pump 61 with a housing 62 in various views.
  • the housing 62 comprises a circulation contour 64, within which a rotor 65 with a vane 68 is rotatably arranged.
  • the housing 62 can be closed or closed by a housing cover 72.
  • the rotor 65 and the wing 68 define within the circulation contour 64 a suction chamber 73 and a pressure chamber 74.
  • the suction chamber 73 is connected via a suction channel 75 and an orifice with a bypass channel 77 in connection.
  • the pressure chamber 74 is also connected via a pressure channel 76 and an orifice with the bypass channel 77 in connection.
  • the bypass channel 77 is closed by the switching piston 78.
  • a recess 82 is provided, in which a transverse bore 83 opens.
  • the transverse bore 83 intersects in the switching piston 78 with a longitudinal bore 84 which opens at the spring 79 facing the end of the switching piston 78 in a spring receiving space 85 in which the spring 79 is received.
  • a bypass channel 100 extends in the housing 92 outside the circulation contour 94.
  • the bypass channel 100 has substantially the shape of a circular arc and opens at two mouth points 101, 102 in the circulation contour 94.
  • the Bypass passage 100 At the discharge point 101 is the Bypass passage 100 to the working space of the vacuum pump 91 out.
  • the bypass channel 100 is closed at a control port 103 by a switching piston 104, which is biased by a spring 105 in its open position.
  • the switching piston 104 defines with its control port 103 remote from the end of a control pressure chamber 106 which is acted upon via a connecting piece 107 with a control pressure.
  • the switching piston 104 is biased in its open position and is closed by an overpressure in the control pressure chamber 106.
  • the switching piston 104 may also be biased into its closed position, and be moved by a negative pressure in the control pressure chamber 106 of the control port 103 away to open the bypass channel 100.
  • FIGS. 9 to 11 show a vacuum pump 111 with a housing 112 in various views.
  • the housing 112 includes a circulation contour 1 14, in which a rotor 115 is rotatable in a direction of operation 116 with a vane 118.
  • a bypass channel in the form of passage openings 121, 122 is integrated into the wing 118.
  • the vane 118 fulfills the function of a control valve which is designated by 25 in the exemplary embodiment illustrated in FIGS. 1 and 2.
  • an arrow 124 indicates a flow through the wing 118.
  • the locking slide 125 is biased by a return spring 127 which is supported in the interior of the wing 118 in its open position in which the two openings or through holes 121, 122 are opened.
  • the locking slide 125 can be acted upon by a control pressure in the area of a chamfer 128, which is provided on the housing 112, via a control pressure channel 129, which is indicated by an arrow 130.
  • the control pressure 130 is an overpressure by which the locking slide 125 is moved further into the wing 118 against the biasing force of the return spring 127 until it closes the openings 121, 122 both.
  • FIG. 12 shows a section of a vacuum pump 131 with a housing 132 in section.
  • the housing 132 has a suction nozzle 133, via which a medium is sucked by a consumer to apply a negative pressure to the consumer.
  • a circulation contour 134 is formed, within which a rotor 135 with a wing 138 is rotatably arranged.
  • a cap 139 is provided, which abuts the circulation contour 134.
  • the housing 132 is sealed in the axial direction, that is, in the direction of a rotational axis 140 of the rotor 135, by a switching cover 141.
  • a circuit board 142 by means of a membrane 144 is movably arranged in the switch cover 141.
  • a seal 145 is arranged between the switch cover 141 and the housing 132.
  • the switch cover 141 is attached to the housing 132 by means of a screw 146 indicated only by a screw.
  • the circuit board 142 abuts the rotor 135 and partially on the wing 138.
  • the rotor 135 and the wing 138 facing away from the surface of the circuit board 142 is limited inside the switching cover 141 a control pressure chamber 148 which is acted upon via a connecting channel 149 with a control pressure.
  • the control pressure chamber 148 is connected via the connecting channel 149 with the suction nozzle 133 in connection.
  • FIGS. 13 and 14 a similar switch cover 151 is shown in section as in FIG.
  • the switch cover 151 comprises two through holes 152, 153 for screws, which serve for fastening the switch cover 151 to a housing of a vacuum pump.
  • a circuit board 156 is attached to a sealing plate 155 which is clamped in the installed state of the switching cover 151 between the switching cover 151 and the housing of the vacuum pump.
  • the through holes 152, 153 also extend through the sealing plate 155.
  • the switch cover 151 essentially consists of three parts 151, 155 and 156, which are connected to one another in the assembly injection molding process.
  • the switch cover 151 alone shown in FIG. 15 is preferably a plastic part, which is formed of polyamide 66, for example.
  • the switching lid 151 shown in FIG. 15 comprises, in addition to the through-holes 152, 153 for the screw connection to the housing, a recess 161 for forming the pressure chamber (160 in FIG. 13).
  • the switch cover 151 has an annular groove 162 for the seal (158 in FIG. 13).
  • the switch cover 151 is preferably made by injection molding using a simple on / off tool.
  • the sealing plate 155 is shown alone in section.
  • the seal plate 155 includes, in addition to the through holes 152, 153, through holes 164, 165 for injecting the seal (158 in FIG. 13).
  • the sealing plate 155 comprises a central through hole 167 for the switch cover (156 in Figure 13).
  • the central through-hole 167 is delimited by a shoulder 168 at which the membrane (154 in FIG. 13) abuts with its outer edge region.
  • two circumferential sealing edges 171, 172 are formed, which represent biting edges.
  • circuit board 156 is shown alone. In this illustration, it can be seen that the circuit board 156 has a shoulder 174 against which a radially inner edge region of the membrane (154 in FIG. 13) comes to rest.
  • FIG. 18 shows how the circuit board 156 is attached to the sealing plate 155 with the aid of the membrane 154, which essentially has the shape of a circular disk of rectangular cross-section. Since the diaphragm 154 is formed from an elastomeric plastic material, the circuit board 156 may move in the direction of a double arrow, designated 178 in FIG.
  • the sealing plate 155 is preferably also manufactured as a plastic injection molded part, namely from a reinforced thermosetting plastic.
  • the circuit board 156 is preferably also manufactured as a plastic injection molded part, namely from a thermosetting material.
  • the parts shown in FIGS. 15 to 17 are first produced individually. Subsequently, the circuit board 156 and the sealing plate 155 are positively connected to each other in the assembly injection molding, as shown in Figure 18. In this case, the membrane 154 is injected between the parts 155, 156. In the initial position, the circuit board 156 and the sealing plate 155 are flat to the working space of the pump.
  • the diaphragm 154 is preferably reset by up to a tenth of a millimeter for protection against wear.
  • the assembly shown in Figure 18 with the sealing plate 155 and the circuit board 156 is also positively connected in the assembly injection molding with the switch cover 151, as shown in Figure 19.
  • the seal 158 is injected in the form of a figure eight through the through holes 164, 165 in the annular groove 162.
  • the seal for the injection process between the switching lid 151 and the sealing plate 155 is maintained by the sealing edges 171, 172 immersed in the softer material of the switching lid 151.
  • the composite switch cover 151 / sealing plate 155 shown in Fig. 19 is fixed to the housing of the vacuum pump by the fitting (146 in Fig. 12).
  • the pressure difference between the control chamber 148 increases; 160 and in the area in front of the wing in front of the outlet.
  • the pressure difference between the control chamber 148 increases; 160 and in the area in front of the wing in front of the outlet.
  • Due to the increase in the pressure difference tends the circuit board 142; 156 to lift off the wing and the rotor axially.
  • the associated leakage increases sharply and the pump runs in the effective rotation angle range of the circuit board 156; 142 without displacement.
  • the vacuum level in the brake booster drops as a result of an actuation of the brake, then the negative pressure level in the control chamber 148 falls; 160 off.
  • the sealing plate 155 is preferably dimensioned so that the guidance of the rotor, wings and caps in the axial direction is maintained by the sealing plate 155.
  • an alternative sealing plate 185 is shown in section.
  • the alternative sealing plate 185 is preferably formed of a smart material and provided with a thinned area 200 in a functional area in the pump center.
  • the thinned area 200 represents an integrated into the sealing plate 185 circuit board, which yields upon application of a pressure difference in a control pressure chamber 201 and opens an axial gap.
  • the thinned area 200 functions like the above-described circuit board 142; 156.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Monoflügelzellenpumpe, mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbar ist und durch den mindestens ein Flügel innerhalb einer Umlaufkontur geführt ist, um in mindestens einem Saugbereich, der mit einem Pumpeneingang in Verbindung steht, ein Ansaugen und in mindestens einem Druckbereich, der mit einem Pumpenausgang in Verbindung steht, ein Druckbeaufschlagen eines Arbeitsmediums in einem Arbeitsraum der Vakuumpumpe zu bewirken. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass die Vakuumpumpe einen Bypasskanal umfasst, der mit Hilfe einer Steuervorrichtung geöffnet oder geschlossen werden kann, um eine Förderung von verschieden großen Hubvolumina im Betrieb der Vakuumpumpe zu ermöglichen.

Description

Vakuumpumpe
Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe, insbesondere eine Monoflügelzellenpumpe, mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbar ist und durch den mindestens ein Flügel innerhalb einer Umlaufkontur geführt ist, um in mindestens einem Saugbereich, der mit einem Pumpeneingang in Verbindung steht, ein Ansaugen und in mindestens einem Druckbereich, der mit einem Pumpenausgang in Verbindung steht, ein Druckbeaufschlagen eines Arbeitsmediums in einem Arbeitsraum der Vakuumpumpe zu bewirken. Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen und ein Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen Vakuumpumpe.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei einer Vakuumpumpe, insbesondere bei einer Monoflügelzellenpumpe, mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbar ist und durch den mindestens ein Flügel innerhalb einer Umlaufkontur geführt ist, um in mindestens einem Saugbereich, der mit einem Pumpeneingang in Verbindung steht, ein Ansaugen und in mindestens einem Druckbereich, der mit einem Pumpenausgang in Verbindung steht, ein Druckbeaufschlagen eines Arbeitsmediums in einem Arbeitsraum der Vakuumpumpe zu bewirken, die Leistungsaufnahme im Betrieb der Vakuumpumpe zu reduzieren. Dabei soll die erfindungsgemäße Vakuumpumpe einfach aufgebaut und/oder kostengünstig herstellbar sein.
Die Aufgabe ist bei einer Vakuumpumpe, insbesondere einer Monoflügelzellenpumpe, mit einem Rotor, der um eine Drehachse drehbar ist und durch den mindestens ein Flügel innerhalb einer Umlaufkontur geführt ist, um in mindestens einem Saugbereich, der mit einem Pumpeneingang in Verbindung steht, ein Ansaugen und in mindestens einem Druckbereich, der mit einem Pumpenausgang in Verbindung steht, ein Druckbeaufschlagen eines Arbeitsmediums in einem Arbeitsraum der Vakuumpumpe zu bewirken, dadurch gelöst, dass die Vakuumpumpe einen Bypasskanal umfasst, der mit Hilfe einer Steuervorrichtung geöffnet oder geschlossen werden kann, um eine Förderung von verschieden großen Hubvolumina im Betrieb der Vakuumpumpe zu ermöglichen. Durch den Bypasskanal kann die Förderung der Vakuumpumpe teilweise oder komplett abgeschaltet werden, indem der Saugbereich mit dem Druckbereich der Vakuumpumpe kurzgeschlossen wird. Bei einer kompletten Abschaltung der Förderung der Vakuumpumpe wird nur Schmiermittel, insbesondere Schmieröl, ausgescho- ben. Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung dient der Bypasskanal insbesondere dazu, ein mehrstufiges, insbesondere zweistufiges, Hubvolumen zur Leistungsreduzierung der Vakuumpumpe bereitzustellen.
Die Steuervorrichtung oder Steuereinrichtung kann ein Steuerventil umfassen, das außerhalb der Vakuumpumpe angeordnet oder in die Vakuumpumpe integriert ist. Des Weiteren kann die Steuervorrichtung zum Beispiel einen verstellbaren Rotor umfassen.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ein Steuerventil umfasst. Das Steuerventil ist vorzugsweise in die Vakuumpumpe integriert, kann aber auch außerhalb der Vakuumpumpe angeordnet sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal Teilbereiche einer Saugkammer und/oder einer Druckkammer in der Vakuumpumpe miteinander verbindet. Durch die Anordnung der Mündungsbereiche des Bypasskanals in dem Arbeitsraum der Vakuumpumpe kann die Größe der geförderten Hubvolumina gezielt eingestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil durch einen von der Vakuumpumpe bereitgestellten Unterdruck angesteuert ist. Die Vakuumpumpe dient dazu, bei mindestens einem Verbraucher einen Unterdruck bereitzustellen. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird der von der Vakuumpumpe bereitgestellte Unterdruck dazu verwendet, das Steuerventil pneumatisch zu betätigen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil als 2/2-Wegeventil ausgeführt ist. In der einen Stellung des 2/2- Wegeventils ist der Bypasskanal geschlossen. Diese Schaltstellung des Steuerventils wird auch als Schließstellung bezeichnet. In der anderen Schaltstellung des Steuerventils ist der Bypasskanal geöffnet. Diese Schaltstellung des Steuerventils wird auch als Öffnungsstellung bezeichnet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil in eine Schließstellung vorgespannt ist, in welcher der Bypasskanal geschlossen ist. Die dazu erforderliche Vorspannkraft wird vorzugsweise durch eine Federeinrichtung bereitgestellt. Durch die Vorspannung in die Schließstellung wird die Ausfallsicherheit erhöht (Fail-Safe).
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil über eine Steuerleitung zum Ansteuern des Steuerventils mit mindestens einem Verbraucher in Verbindung steht. Bei dem Verbraucher handelt es sich vorzugsweise um einen Bremskraftverstärker, der durch die Vakuumpumpe mit Unterdruck beaufschlagt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung zum Ansteuern des Steuerventils mit mehreren Verbrauchern in Verbindung steht. Bei den weiteren Verbrauchern handelt es sich zum Beispiel um Nebenverbraucher in einem Konstantdrucksystem, die dauerhaft mit Unterdruck versorgt werden müssen. Allerdings benötigen die Nebenverbraucher in der Regel, verglichen mit dem Hauptverbraucher, insbesondere dem Bremskraftverstärker, ein eher geringeres Fördervolumen, das heißt einen kleineren Volumenstrom, der gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung durch ein geringeres Hubvolumen der Vakuumpumpe bereitgestellt wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung zum Ansteuern des Steuerventils mit dem Verbraucher und/oder über ein Rückschlagventil mit dem Pumpeneingang in Verbindung steht. Das Rückschlagventil verhindert, dass der Unterdruck bei dem mindestens einen Verbraucher in unerwünschter Art und Weise über die Vakuumpumpe abgebaut wird. Das Rückschlagventil verhindert auch ein Zurückströmen von Öl zum Verbraucher.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal, zumindest teilweise, in einer Gehäusebegrenzungsfläche, zum Beispiel in einem Gehäuseboden oder Gehäusedeckel, der Vakuumpumpe angeordnet ist. Die Unterbringung des Bypasskanals in einem Gehäusedeckel liefert unter anderem den Vorteil, dass herkömmliche Vakuumpumpen nur durch den Austausch des Gehäusedeckels auf einfache Art und Weise auf eine Förderung von verschiedenen Volumina umgerüstet werden können. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypasskanal ein Schaltkolben zwischen einer Öffnungsstellung, in welcher der Bypasskanal geöffnet ist, und einer Schließstellung, in welcher der Bypasskanal geschlossen ist, hin und her bewegbar aufgenommen ist. Der Schaltkolben ist vorzugsweise in einem Aufnahmekanal angeordnet, der quer zur Drehachse des Rotors der Vakuumpumpe verläuft. Von dem Aufnahmekanal erstrecken sich Verbindungskanäle in den Arbeitsraum der Vakuumpumpe. Die Verbindungskanäle bilden zusammen mit dem Aufnahmekanal den Bypasskanal.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Schaltkolbens mit einem Steuerdruck beaufschlagbar beziehungsweise beaufschlagt ist. Bei dem Steuerdruck kann es sich um einen Überdruck handeln, der über ein Hysterese-Schaltventil bereitgestellt wird. Bei dem Steuerdruck kann es sich aber auch um einen Unterdruck handeln, der von der Vakuumpumpe selbst bereitgestellt wird. Das Ventil kann auch elektromagnetisch betätigt werden, gesteuert durch einen Drucksensor am Verbraucher.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal, zumindest teilweise, koaxial zu der Umlaufkontur verläuft. Der Bypasskanal ist vorzugsweise in eine Gehäusewand integriert, an der radial innen die Umlaufkontur ausgebildet ist. Der Bypasskanal hat im Wesentlichen die Gestalt eines Kreisbogens oder folgt dem Verlauf der Umlaufkontur, die zum Beispiel die Gestalt einer Pascal'schen Schnecke aufweist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Mündungsstellen in der Umlaufkontur aufweist, die durch den Bypasskanal miteinander in Verbindung stehen. Durch die Anordnung der Mündungsstellen und den Abstand der Mündungsstellen voneinander kann die Größe des von der Vakuumpumpe bereitgestellten Hubvolumens im geöffneten Zustand des Steuerventils eingestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass eine der Mündungsstellen durch einen mit einem Steuerdruck beaufschlagbaren beziehungsweise beaufschlagten Schaltkolben verschließbar ist. Der Schaltkolben ist in einem Aufnahmekanal hin und her bewegbar aufgenommen, der sich durch den Bypasskanal in den Arbeitsraum der Vakuumpumpe hinein erstreckt, und somit im geöffneten Zustand des Schaltkolbens Teil des Bypasskanals ist. Der Schaltkolben wird vorzugsweise durch den von der Vakuumpumpe selbst bereitgestellten Unterdruck angesteuert, kann aber ebenso durch einen anderweitig bereitgestellten Überdruck angesteuert werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal, zumindest teilweise, durch den Rotor begrenzt und/oder verschließbar ist. Der Bypasskanal ist vorzugsweise in einem Gehäuseteil, zum Beispiel einem Gehäusedeckel, vorgesehen und kann durch den Rotor freigegeben oder unterbrochen werden. Der Bypasskanal ist vorzugsweise als Ringkanal zwischen dem Rotor und dem zugehörigen Gehäuseteil, insbesondere dem Gehäusedeckel, ausgeführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor in axialer Richtung hin und her bewegbar ist, um den Bypasskanal freizugeben oder zu verschließen. Der Begriff axiale Richtung bezieht sich auf die Drehachse des Rotors. Axial bedeutet in Richtung oder parallel zur Drehachse. Die Führung oder Lagerung des Rotors in axialer Richtung erfolgt vorzugsweise durch den gleichen Lagerabschnitt, durch den der Rotor auch in radialer Richtung gelagert ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal zwischen zwei Mündungstaschen verläuft. Eine der Mündungsta- schen steht vorzugsweise mit der Saugseite der Vakuumpumpe in Verbindung. Die andere Mündungstasche steht mit der Druckseite der Vakuumpumpe in Verbindung. Die Mündungstaschen sind vorzugsweise in einem Gehäuseteil der Vakuumpumpe, insbesondere einem Gehäusedeckel, ausgenommen. Durch die Winkelposition der Mündungstaschen und/oder den Drehwinkel des Flügels kann ein Standby-Hubvolumen der Vakuumpumpe eingestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor durch einen Schaltkolben beaufschlagt ist, der wiederum mit einem Steuerdruck beaufschlagt ist. Der Schaltkolben ist vorzugsweise in einem Gehäuseteil der Vakuumpumpe, insbesondere einem Gehäusedeckel, hin und her bewegbar aufgenommen. Vorzugsweise liegt an einer Stirnseite des Schaltkolbens der Rotor an. An der anderen Stirnseite des Schaltkolbens liegt vorzugsweise ein Steuerdruck an, durch den der Rotor indirekt über den Schaltkolben in axialer Richtung bewegbar ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal, zumindest teilweise, durch den Flügel verläuft. Das liefert den Vorteil, dass der Bypasskanal durch den Austausch eines Flügels auch nachträglich in einer herkömmlichen Vakuumpumpe realisiert werden kann.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal zwei voneinander beabstandete Durchgangslöcher durch den Flügel umfasst. Die Durchgangslöcher verlaufen vorzugsweise quer durch den Flügel, das heißt im Wesentlichen senkrecht zur Rotordrehachse.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher so in dem Flügel angeordnet sind, dass im Betrieb der Vakuumpumpe abwechselnd jeweils eines der Durchgangslöcher vollständig in dem Rotor angeordnet ist. Das in dem Rotor angeordnete Durchgangsloch ist durch den Rotor verschlossen. Das außerhalb des Rotors angeordnete Durchgangsloch ermöglicht eine Strömung zwischen dem Saugbereich und dem Druckbereich. Durch die Positionierung und die Größe der Durchgangslöcher kann die Größe des verminderten Hubvolumens im geschlossenen Zustand des Steuerventils, welches durch die Durchgangslöcher und den Rotor dargestellt wird, eingestellt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher durch einen Sperrschieber verschließbar sind. Der Sperrschieber ist vorzugsweise so in den Flügel integriert, dass er durch eine Federeinrichtung innerhalb des Flügels gegen eine axiale Gehäusebegrenzungsfläche der Vakuumpumpe vorgespannt ist. Die Federeinrichtung stützt sich innerhalb des Flügels am Grund einer Ausnehmung des Flügels ab. Der Sperrschieber in dem Flügel stellt ein Sperrschieberventil dar.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrschieber mit einem Steuerdruck beaufschlagbar beziehungsweise beaufschlagt ist. Bei dem Steuerdruck handelt es sich vorzugsweise um einen Überdruck, mit dem die der Federeinrichtung abgewandte Fläche des Sperrschiebers beaufschlagt ist. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil einen Schaltkolben umfasst, der einen Teil einer axialen Gehäusebegrenzungsfläche bildet, an welcher der Rotor und der Flügel anliegen, und der von dem Rotor und dem Flügel weg bewegbar ist, um den Bypasskanal zu schaffen. Der Schaltkolben ist vorzugsweise in einem Gehäusedeckel der Vakuumpumpe vorzugsweise axial hin und her bewegbar aufgenommen. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung hat der Schaltkolben im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisscheibe.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkolben gegen den Rotor und den Flügel vorgespannt ist. Die zugehörige Vorspannkraft wird vorzugsweise durch eine Federeinrichtung bereitgestellt, die zwischen dem Schaltkolben und einem Gehäuseteil, insbesondere einem Gehäusedeckel, der Vakuumpumpe eingespannt ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkolben auf der dem Rotor und dem Flügel abgewandten Seite mit einem Steuerdruck, insbesondere mit Unterdruck, beaufschlagbar beziehungsweise beaufschlagt ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel greifen die Vorspannkraft und die Steuerdruckkraft vorzugsweise an der gleichen Seite des Schaltkolbens an.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil eine Schaltplatte umfasst, die einen Teil einer axialen Gehäusebegrenzungsfläche bildet, an welcher der Rotor und der Flügel anliegen, und die, zumindest teilweise, von dem Rotor und dem Flügel weg bewegbar ist, um den Bypasskanal zu schaffen beziehungsweise zu öffnen. Wenn der Bypasskanal geöffnet ist, dann stellt er einen Leckageweg über den Flügel und den Rotor dar. Über den Leckageweg gleicht sich das Druckniveau vor und hinter dem Flügel, zumindest teilweise, aus. Die Pumpe läuft dann mit einem geringeren Fördervolumen, oder ganz ohne zu verdrängen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte auf ihrer dem Rotor und dem Flügel abgewandten Seite mit Unterdruck, insbesondere mit einem von der Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck, beaufschlagbar ist. Dadurch wird die Regelung der Vakuumpumpe erheblich vereinfacht. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte mit Hilfe einer Membran bewegbar an einer Dichtplatte angebracht ist, die zwischen einem Gehäuseteil und einem Schaltdeckel angeordnet ist. Bei dem Schaltdeckel handelt es sich um einen speziell ausgeführten Gehäusedeckel, der das Pumpengehäuse nach außen dicht abschließt. Der Schaltdeckel kann einstückig mit dem Pumpengehäuse oder als separates Bauteil ausgeführt sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltplatte und dem Schaltdeckel ein mit Unterdruck beaufschlagter Steuerdruckraum ausgebildet ist. Der Steuerdruckraum ist vorzugsweise Teil eines Aufnahmeraums, in dem die Schaltplatte hin und her bewegbar aufgenommen ist.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte, die Dichtplatte und der Schaltdeckel durch eine Spritzgießverbindung, insbesondere eine Montagespritzgießverbindung, miteinander verbunden sind. Dadurch wird die Herstellung der Vakuumpumpe erheblich vereinfacht.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte, die Dichtplatte, die Membran und der Schaltdeckel durch eine Spritzgießverbindung, insbesondere eine Montagespritzgießverbindung, miteinander verbunden sind. Die einzelnen Teile werden separat hergestellt, zum Beispiel im Spritzgießverfahren, und anschließend durch Montagespritzgießen miteinander verbunden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltdeckel aus Kunststoff gebildet ist. Der Schaltdeckel ist vorzugsweise als Spritzgießteil aus einem verstärkten Thermoplast, Duromer oder Duroplast, insbesondere Polyamid oder Polyphenylensulfid, PPS, ausgeführt. Alternativ kann der Schaltdeckel als Aluminiumdruckgussteil ausgeführt sein.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte aus Kunststoff gebildet ist. Die Schaltplatte ist vorzugsweise als Spritzgießteil oder Pressteil aus einem insbesondere verstärkten Thermoplast, Duromer oder Duroplast ausgeführt. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte aus Kunststoff gebildet ist. Die Dichtplatte ist vorzugsweise als Spritzgießteil aus einem verstärkten, bevorzugt hitzebeständigen, Duromer oder Duroplast, insbesondere Polycarbonat, oder Thermoplast, wie PPS, ausgeführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass in die Dichtplatte eine Dichtung integriert ist. Die Dichtung ist vorzugsweise aus einem elastomeren Kunststoff gebildet und insbesondere in die Dichtplatte eingespritzt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte Durchgangslöcher für die Dichtung umfasst. Die Dichtung erstreckt sich stellenweise durch die Dichtplatte hindurch. Vorzugsweise wird die Dichtplatte mit Hilfe der Dichtung an dem Schaltdeckel positioniert oder befestigt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte Ausnehmungen zur Aufnahme der Dichtung aufweist. Die Ausnehmungen sind vorzugsweise als Nuten ausgeführt.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen und die Dichtung in der Draufsicht die Gestalt einer Acht mit zwei Ringscheiben aufweisen, die einstückig miteinander verbunden sind. Vorzugsweise hat eine der Ringscheiben einen deutlich größeren Durchmesser als die andere Ringscheibe.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die eine Ringscheibe eine Steuerdrucköffnung in der Dichtplatte umgibt. Die Ringscheibe mit der Steuerdrucköffnung hat vorzugsweise einen deutlich kleineren Durchmesser als die andere Ringscheibe.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die andere Ringscheibe die Schaltplatte und die Membran umgibt. Der Durchmesser der größeren Ringscheibe ist vorzugsweise kleiner als der Durchmesser der Umlaufkontur. Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte umlaufende Dichtkanten aufweist, die sich in den Schaltdeckel eingraben. Vorzugsweise ist der Schaltdeckel weicher als die Dichtplatte ausgeführt, so dass sich die Dichtkanten, die auch als Beißkanten bezeichnet werden, beim Zusammenbau der Vakuumpumpe in den Schaltdeckel eingraben, um eine gute Abdichtung zu schaffen.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte Durchgangslöcher für Befestigungsmittel umfasst. Bei den Befestigungsmitteln handelt es sich vorzugsweise um Schrauben, mit deren Hilfe der Schaltdeckel an einem weiteren Gehäuseteil, insbesondere einem Gehäusegrundkörper, befestigt wird, der auch als Gehäuse bezeichnet wird.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Vakuumpumpe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenausgang, bezogen auf die Erdschwerkraft in der Einbaulage der Vakuumpumpe, am tiefsten Punkt des Arbeitsraums der Vakuumpumpe angeordnet ist. Vorzugsweise ist an dem Pumpenausgang, der auch als Pumpenauslass bezeichnet wird, kein Auslassventil vorgesehen, so dass sich am tiefsten Punkt des Arbeitsraums ansammelndes Schmieröl, das zur Schmierung und Abdichtung der Spalte dient und aufgrund des verminderten Fördervolumens nicht vollständig ausgeschoben wird, frei abfließen kann. Weitere Vorteile, die sich daraus ergeben, sind die Unempfindlichkeit beim Kaltstart der Vakuumpumpe und bei einem Rückdrehen des Rotors, da sich nach einem Abstellen der Pumpe keine Restöl- menge im unteren Bereich ansammelt. Das nach dem Abstellen in der Pumpe befindliche Restöl kann ebenfalls durch die Schwerkraft frei abfließen.
Bei einem Verfahren zum Herstellen einer vorab beschriebenen Vakuumpumpe, mit einer Schaltplatte, einer Dichtplatte, einer Membran und einem Schaltdeckel, ist die vorab angegebene Aufgabe dadurch gelöst, dass die Schaltplatte, die Dichtplatte, die Membran und der Schaltdeckel durch eine Spritzgießverbindung miteinander verbunden werden. Vorzugsweise sind mindestens zwei, vorzugsweise alle vorgenannten Teile in einem Mehrkomponenten- spritzgießteil zusammengefasst.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte, die Dichtplatte, die Membran und der Schaltdeckel zunächst einzeln hergestellt und anschließend im Montagespritzguss formschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Die fertige Montagespritzgießeinheit kann an ein Gehäuse einer herkömmlichen Vakuumpumpe angeschraubt werden.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Membran zwischen den Schaltdeckel und die Dichtplatte eingespritzt wird. Die Membran ist, ebenso wie die Dichtung, vorzugsweise aus einem elastomeren Kunststoff gebildet.
Die oben angegebene Aufgabe ist auch durch ein Verfahren zum Betreiben einer vorab beschriebenen Vakuumpumpe gelöst, die insbesondere gemäß einem vorab beschriebenen Verfahren hergestellt wurde.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal durch das Steuerventil geöffnet wird, wenn der bei mindestens einem Verbraucher herrschende Druck, insbesondere Unterdruck, einen vorgegebenen Solldruck erreicht oder unterschreitet.
Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal durch das Steuerventil geschlossen wird, wenn der bei mindestens einem Verbraucher herrschende Druck, insbesondere Unterdruck, den vorgegebenen Solldruck erreicht oder überschreitet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung verschiedene Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Figur 1 eine schematische Darstellung einer Vakuumpumpe gemäß einem ersten
Ausführungsbeispiel mit einem geschlossenen Steuerventil;
Figur 2 die Vakuumpumpe aus Figur 1 bei geöffnetem Steuerventil;
Figur 3 eine geöffnete Vakuumpumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem Schaltkolben in der Draufsicht; Figur 4 die Vakuumpumpe aus Figur 3 im Längsschnitt;
Figuren eine Vakuumpumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in verschie-
5.1 bis 5.4 denen Schnittansichten;
Figur 6 eine perspektivische und aufgebrochene Darstellung einer Vakuumpumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einem Schaltkolben;
Figur 7 die Vakuumpumpe aus Figur 6 im Längsschnitt;
Figur 8 eine geöffnete Vakuumpumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel in der Draufsicht;
Figur 9 eine perspektivische Darstellung einer geöffneten Vakuumpumpe mit einem in einen Flügel integrierten Bypasskanal;
Figur 10 die Vakuumpumpe aus Figur 9 im Querschnitt;
Figur 1 1 die Vakuumpumpe aus den Figuren 9 und 10 im Längsschnitt;
Figur 12 eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts einer Vakuumpumpe gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel mit einer Schaltplatte, die in einen Schaltdeckel integriert ist;
Figur 13 einen ähnlichen Schaltdeckel wie in Figur 12 gemäß einem weiteren
Ausführungsbeispiel mit einer Schaltplatte, die in eine Dichtplatte integriert ist;
Figur 14 den Schaltdeckel aus Figur 13 in einer Draufsicht auf die Dichtplatte;
Figur 15 den Schaltdeckel aus Figur 13 allein im Schnitt;
Figur 16 die Dichtplatte aus Figur 13 allein im Schnitt; Figur 17 die Schaltplatte aus Figur 13 allein im Schnitt;
Figur 18 die Dichtplatte aus Figur 16 mit einer integrierten Membran;
Figur 19 die in den Figuren 15 bis 18 dargestellten Einzelteile im zusammengebauten
Zustand und
Figur 20 eine ähnliche Dichtplatte wie in Figur 16 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel im Schnitt.
In den Figuren 1 und 2 ist eine Vakuumpumpe 1 in zwei verschiedenen Betriebszuständen schematisch im Querschnitt dargestellt. Die Vakuumpumpe 1 umfasst ein Gehäuse 2 mit einer Umlaufkontur 4, die auch als Hubkontur bezeichnet wird. In dem Gehäuse 2 ist ein Rotor 5 drehbar gelagert, der sich im Betrieb in einer Betriebsdrehrichtung dreht, die durch einen Pfeil 6 angedeutet ist.
In einem Flügelaufnahmeschlitz des Rotors 5 ist ein Flügel 8 innerhalb der Umlaufkontur 4 verschiebbar geführt. An den Enden des Flügels 8 sind Kappen 9, 10 angebracht, die an der Umlaufkontur 4 anliegen. Der Rotor 5 schmiegt sich mit seiner Außenkontur in einem so genannten Schmiegespalt an die Umlaufkontur 4.
Durch den Rotor 5 und den Flügel 8 wird ein Arbeitsraum der Vakuumpumpe 1 in dem Gehäuse 2 in einen Saugraum 23 in der rechten Pumpenhälfte und einen Druckbereich oder Druckraum 21, 24 in der linken Pumpenhälfte unterteilt. Der Saugraum 23 wird auch als Saugkammer bezeichnet. Analog wird der Druckraum 21 , 24 auch als Druckkammer bezeichnet. Der Saugraum 23 steht mit einem durch einen Pfeil angedeuteten Eingang 11 , der auch als Einlass bezeichnet wird, der Vakuumpumpe 1 in Verbindung. Über den Einlass 11 wird ein Arbeitsmedium, insbesondere Luft beziehungsweise eine Luft-Öl-Gemisch, in den Saugraum 23 eingesaugt und aus dem Druckraum 21 , 24 heraus gefördert. In einer bevorzugten Anwendung wird die Vakuumpumpe, die wegen ihres einen Flügels auch als Monoflügelzellenpumpe bezeichnet wird, dazu verwendet, einen Unterdruck, das heißt ein Vakuum, an einem Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs anzulegen. Ein Rückschlagventil 12 verhindert, dass in unerwünschter Weise Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum der Vakuumpumpe 1 zu einem Verbraucher 14 oder einem Nebenverbraucher 15 gelangt. Bei dem Verbraucher 14 handelt es sich vorzugsweise um den genannten Bremskraftverstärker.
Der Druckraum 21 , 24 steht über einen Ausgang 18, der auch als Auslass bezeichnet wird, unter Zwischenschaltung eines Rückschlagventils19 mit einem Kurbelgehäuse 20 einer Brennkraftmaschine eines Kraftfahrzeugs in Verbindung. Über den Ausgang 18 und das Rückschlagventil 19 wird das durch den Flügel 8 mit Druck beaufschlagte Arbeitsmedium aus dem Arbeitsraum der Vakuumpumpe 1 ausgeschoben.
Herkömmliche Vakuumpumpen sind im Betrieb kontinuierlich angetrieben und liefern einen drehzahlabhängigen Förderstrom, zum Beispiel zur Bremskraftunterstützung und zur Versorgung von Nebenverbrauchern. Gemäß einem wesentlichen Aspekt der Erfindung wird die Leistungsaufnahme der Vakuumpumpe 1 hinsichtlich Kraftstoffverbrauch im Fahrzyklus eines Kraftfahrzeugs reduziert. Zu diesem Zweck wird die Vakuumpumpe 1, vorzugsweise bei eingeleiteten Bremsvorgängen, bei Bedarf gezielt voll aktiviert und bei Nichtgebrauch insbesondere teilweise deaktiviert. Darüber hinaus wird durch die erfindungsgemäße Vakuumpumpe 1 dauerhaft Druck, insbesondere Unterdruck, zur Verfügung gestellt, und zwar ohne dass der Arbeitsmediumhaushalt, insbesondere Ölhaushalt, und das wahrgenommene Motorenge- räusch im Betrieb des Kraftfahrzeugs in unerwünschter Weise beeinträchtigt werden.
Die Druckkammer 21 , 24 steht über einen Bypasskanal 22 mit der Saugkammer 23 der Vakuumpumpe 1 in Verbindung. Der Bypasskanal 22 kann durch ein Steuerventil 25 geöffnet und geschlossen werden. Das Steuerventil 25 ist als 2/2-Wegeventil mit einer geöffneten Stellung, die auch als Öffnungsstellung bezeichnet wird, und einer geschlossenen Stellung, die auch als Schließstellung bezeichnet wird, ausgeführt. In Figur 1 ist die geschlossene Stellung des Steuerventils 25 dargestellt, in welcher der Bypasskanal 22 geschlossen ist. Das Steuerventil 25 ist durch eine Feder 26 in die Schließstellung vorgespannt. In Figur 2 ist die geöffnete Stellung des Steuerventils 25 dargestellt, in welcher der Bypasskanal 22 geöffnet ist. Durch Pfeile 27, 29 und 30 ist in Figur 2 angedeutet, dass im geöffneten Zustand des Steuerventils 25 im vorgegebenen Winkelbereich des Flügels 8 Arbeitsmedium aus der Druckkammer 21 , 24 über den Bypasskanal 22 in die Saugkammer 23 strömt. Durch eine schraffierte Fläche 16 ist in Figur 1 das effektive Hubvolumen der Vakuumpumpe 1 bei geschlossenem Steuerventil 25 und geschlossenem Bypasskanal 22 angedeutet. In Figur 2 ist das effektive Hubvolumen durch eine schraffierte Fläche 17 angedeutet, die deutlich kleiner als die Fläche 16 in Figur 1 ist. Das Hubvolumen 17 wird durch die Steueröffnung des Bypasskanals bei 27 definiert. Das maximale Hubvolumen entspricht dem Pumpenraum unterhalb des Flügels 8 in Figur 2. Die Rückführung des Arbeitsmediums oder Verdichtungsvolumens über den Bypasskanal 22 führt zu einer verdichtungsfreien Massenbewegung innerhalb der Vakuumpumpe 1. Durch das Öffnen des Bypasskanals 22 wird das maximale beziehungsweise effektive Hubvolumen, das in Figur 1 mit 16 und in Figur 2 mit 17 bezeichnet ist, deutlich reduziert. Das Verhältnis der Hubvolumina 16, 17 zueinander wird durch die Position der Mündungsstellen des Bypasskanals 22 in den Arbeitsraum der Vakuumpumpe 1 bestimmt.
Das Steuerventil 25 wird über eine Steuerdruckleitung 28 angesteuert, die mit dem Verbraucher 14 und dem mindestens einen Nebenverbraucher 15 in Verbindung steht. Über die Steuerdruckleitung 28 wird das Steuerventil 25 pneumatisch betätigt. Das Steuerventil 25 öffnet bei Erreichen eines Sollunterdrucks in dem Verbraucher 14, insbesondere im Bremskraftverstärker 14. Bei Erreichen des Sollunterdrucks im Bremskraftverstärker 14 wird der Bypasskanal 22 zwischen Teilbereichen der Saugkammer 23 und der Druckkammer 21, 24 der Vakuumpumpe 1 geöffnet. Durch das Öffnen des Bypasskanals 22 wird das Hubvolumen der Vakuumpumpe 1 in gewünschter Art und Weise reduziert, wie in Figur 2 dargestellt ist. Bei einem Druckanstieg, bei dem der Verbraucherdruck den Sollunterdruck überschreitet, schließt das Steuerventil 25 und das in Figur 1 dargestellte maximale Hubvolumen 16 wird wirksam.
Der Verbraucher 14, insbesondere der Bremskraftverstärker 14, wird bis zum Erreichen des Sollunterdrucks, der auch als Schaltdruck bezeichnet wird, mit dem maximalen Hubvolumen 16 evakuiert. Anschließend, das heißt nach dem Öffnen des Bypasskanals 22 werden der o- der die Verbraucher nur mit dem effektiven Hubvolumen 17 evakuiert, bis der Verbraucherdruck einen Endunterdruck erreicht. Der Endunterdruck ist der maximal mögliche Differenzdruck zwischen einem Sauganschluss und einem Druckanschluss der Pumpe mit dem Hubraum 17.
Durch die erfindungsgemäße Regelung wird sichergestellt, dass bei den Verbrauchern dauerhaft ein Unterdruck zur Verfügung steht. Die Nebenverbraucher 15 bleiben funktionsfä- hig. Gleichzeitig wird die Leistungsaufnahme der Vakuumpumpe 1 reduziert, da bei dem geringeren wirksamen effektiven Hubvolumen 17 ein geringeres internes Leckagevolumen verdichtet wird. Dadurch werden die Energiebilanz, die Wärmeentwicklung, der Schmierölbedarf und die Bauteilbelastung positiv beeinflusst. Durch eine entsprechende Änderung des Gehäuses oder des Gehäusedeckels der Vakuumpumpe 1 können beliebige herkömmliche Monoflü- gel- und Mehrflügel-Vakuumpumpen nachgerüstet werden.
In der nachfolgenden Beschreibung werden unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 20 verschiedene Vakuumpumpen detailliert beschrieben, die durch Abschalten zumindest eines Teilbereichs des Hubvolumens in ihrer Leistungsaufnahme reduziert werden. Das Teilvolumen wird durch einen schaltbaren Bypasskanal zwischen der Saugkammer und der Verdichtungskammer der Pumpe überbrückt. Die Leistungsaufnahme reduziert sich auf das kleinere wirksame Hubvolumen. Somit ist sichergestellt, dass ein verminderter Unterdruck auch bei reduziertem Hubvolumen für Nebenverbraucher zur Verfügung steht.
In den Figuren 3 und 4 ist eine Vakuumpumpe 31 mit einem Gehäuse 32 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das Gehäuse 32 umfasst eine Umlaufkontur 34, innerhalb der ein Rotor 35 in einer Drehrichtung 36 einen Flügel 38 antreibt. An den Enden des Flügels 38 ist jeweils eine Kappe 39, 40 angebracht, die an der Umlaufkontur 34 anliegt.
Die Vakuumpumpe 31 dient dazu, über einen Eingang 41 , der als Saugstutzen ausgeführt ist, ein Medium, insbesondere Luft beziehungsweise ein Luft-Öl-Gemisch, von einem Verbraucher, insbesondere einem Bremskraftverstärker, anzusaugen. In axialer Richtung ist das einseitig offene Pumpengehäuse 32 durch einen Gehäusedeckel 42 abgeschlossen. Wenn sich der Rotor 35 in Betriebsdrehrichtung 36, also gegen den Uhrzeigersinn, dreht, dann wird Medium in eine Saugkammer 43 angesaugt und in einer Druckkammer 47 in der Vakuumpumpe 31 verdichtet.
Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in dem Gehäusedeckel 42 ein Schaltkolben 44 in Richtung eines Doppelpfeils 45 hin und her bewegbar aufgenommen. Der Schaltkolben 44 ist durch eine Feder 46 gegen den Rotor 35 und den Flügel 38 vorgespannt. Die Anlagefläche des Schaltkolbens 44, an welcher der Rotor 35 und der Flügel 38 anliegen, ist in Figur 4 mit 48 bezeichnet und wird auch als axiale Dichtfläche 48 bezeichnet. Die dem Rotor 35 und dem Flügel 38 abgewandte Fläche des Schaltkolbens 44 begrenzt in dem Gehäusedeckel 42 einen Steuerdruckraum 49. Durch einen Pfeil 50 ist angedeutet, dass der Steuerdruckraum 49 mit Unterdruck beaufschlagt wird, damit der Schaltkolben 44 von dem Rotor 35 und dem Flügel 38 abhebt, um einen Bypasskanal zwischen dem Druckraum 47 und dem Saugraum 43 freizugeben. Bei dem in den Figuren 3 und 4 dargestellten Ausführungsbeispiel übernimmt der Schaltkolben 44 die Funktion des Steuerventils (25 in den Figuren 1 und 2) und des Bypasskanals (22 in den Figuren 1 und 2). Alternativ können diese Funktionen auch in den Gehäuseboden integriert werden.
In den Figuren 5.1 und 5.2 ist eine Flügelzellenpumpe 210 gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel jeweils im Längsschnitt dargestellt. In Figur 5.1 ist ein durch einen Pfeil 240 angedeuteter Bypasskanal geöffnet oder aktiv, der in Figur 5.2 unterbrochen oder inaktiv ist. In den Figuren 5.3 und 5.4 ist die Flügelzellenpumpe aus den Figuren 5.1 und 5.2 jeweils im Querschnitt dargestellt. In Figur 5.3 ist eine Flügelstellung dargestellt, die einem oberen Totpunkt entspricht. In Figur 5.4 ist eine Flügelposition dargestellt, die einem Steuerschluss entspricht.
Die Flügelzellenpumpe 210 umfasst ein Gehäuse 212 mit einem Schmiermittelversorgungskanal 213, der auch als Ölversorgungskanal bezeichnet wird. Das Gehäuse 212 umfasst des Weiteren einen Sauganschluss 216, der mit einem (nicht dargestellten) Verbraucher in Verbindung steht. Das Gehäuse 212 umfasst einen Gehäusetopf 214, der durch einen Deckel 215 verschlossen ist.
In dem Gehäusetopf 214 ist innerhalb einer Hubkontur 217 ein Rotor 218 drehbar aufgenommen. Der Rotor 218 ist durch ein Kopplungselement 219 antriebsmäßig mit einer Antriebswelle verbunden, die den Rotor 218 in einer in den Figuren 5.3 und 5.4 durch einen Pfeil 243 angedeuteten Drehrichtung antreibt. Der Rotor 218 umfasst einen Kopplungs- und Lagerabschnitt 221, dessen freies Ende über das Kopplungselement 219 mit der Antriebswelle gekoppelt ist. Der Kopplungs- und Lagerabschnitt 221 ist einstückig mit einem Flügelaufnahmeabschnitt 222 verbunden, der einen größeren Außendurchmesser als der Kopplungsund Lagerabschnitt 221 aufweist. Der Flügelaufnahmeabschnitt 222 dient zur Aufnahme und Führung eines Flügels 224, der, bezogen auf eine Drehachse 225 des Rotors 218, in radialer Richtung innerhalb der Hubkontur 217 bewegbar ist. Das dem Kopplungs- und Lagerabschnitt 221 abgewandte Ende des Flügelaufnahmeabschnitts 222 ist durch einen Schaltkolben 230 beaufschlagt, der in einem zentralen Sackloch 228 des Deckels 215 hin und her bewegbar geführt ist. In das zentrale Sackloch 228 mündet ein Steuerdruckkanal 232, der über einen Steuerdruckanschluss 233 mit einem Steuerdruck beaufschlagt ist. Der Steuerdruck beaufschlagt den Schaltkolben 230, wie durch einen Pfeil 238 angedeutet ist. Der Rotor 218 kann sich, wie durch einen Doppelpfeil 239 angedeutet ist, in axialer Richtung hin und her bewegen.
Wenn der Rotor 218 über den Schaltkolben 230 mit dem Steuerdruck 238 beaufschlagt wird, dann bewegt sich der Rotor 218 in axialer Richtung von dem Deckel 215 weg, bis der Rotor 218 mit einem Absatz 237, der zwischen dem Kopplungs- und Lagerabschnitt 221 und dem Flügelaufnahmeabschnitt 222 ausgebildet ist, an einem entsprechenden Absatz des Gehäusetopfs 214 zur Anlage kommt. Durch die axiale Bewegung des Rotors 218 wird ein Ringkanal 234 zwischen dem Rotor 218 und dem Deckel 215 des Gehäuses 212 freigegeben. Der Ringkanal 234 steht über eine saugseitige Mündungstasche 235 mit der Saugseite der Vakuumpumpe 210 in Verbindung. Über eine druckseitige Mündungstasche 236 steht der Ringkanal 234 ebenfalls mit der Druckseite in Verbindung. Somit wird über den Ringkanal 234 und die beiden Mündungstaschen 235, 236 eine Verbindung zwischen der Saugseite und der Druckseite der Vakuumpumpe 210 geschaffen. Der sich daraus ergebende Bypass ist durch den Pfeil 240 angedeutet.
Der Bypass 240 wird durch axiales Verschieben des Rotors 218 mittels eines Überdrucks aktiviert, der auf den Schaltkolben 230 wirkt. Beim Abschalten des Überdrucks, der auch als Steuerdruck oder Schaltdruck bezeichnet wird, wird der Rotor 218 durch Atmosphärendruck zurückgestellt, wie durch einen Pfeil 241 in Figur 5.2 angedeutet ist. Dann wird der Ringkanal (234 in Figur 5.1 ) zwischen dem Rotor 218 und dem Deckel 215 durch den Rotor 218 selbst geschlossen. Gleichzeitig ergibt sich ein weiterer Ringkanal oder Ringraum 244 zwischen dem Absatz 237 des Rotors 218 und dem Gehäusetopf 214.
In Figur 5.3 ist der Bypasskanal zwischen den Mündungstaschen 235, 236 durch einen Pfeil 242 angedeutet. Der Flügel 224 befindet sich in dieser Figur in einer Stellung, die einen oberen Totpunkt des Rotors 218 darstellt. In Figur 5.4 befindet sich der Flügel 224 in einer Stellung, die als Steuerschluss zwischen den Mündungstaschen bezeichnet werden kann, da die Flügelenden die Mündungstaschen (235 und 236 in Figur 5.3) überdecken. Der Bypasskanal 240, 242 wird durch axiales Anlaufen des Rotors 218 am Deckel 215 verschlossen. Bei einem unzureichenden Schaltdruck auf den Schaltkolben 230 wird der Bypasskanal 240, 242 automatisch geschlossen, wodurch auf einfache Art und Weise eine FaN- Safe-Anforderung erfüllt werden kann. Bei geöffnetem Bypasskanal 240, 242 kann durch die Winkelposition der Mündungstaschen 235, 236 und den Drehwinkel des Flügels 224 ein gewünschtes Standby-Hubvolumen eingestellt werden.
In den Figuren 6 und 7 ist eine Vakuumpumpe 61 mit einem Gehäuse 62 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das Gehäuse 62 umfasst eine Umlaufkontur 64, innerhalb der ein Rotor 65 mit einem Flügel 68 drehbar angeordnet ist. Das Gehäuse 62 ist durch einen Gehäusedeckel 72 verschließbar beziehungsweise verschlossen. Der Rotor 65 und der Flügel 68 begrenzen innerhalb der Umlaufkontur 64 eine Saugkammer 73 und eine Druckkammer 74. Die Saugkammer 73 steht über einen Saugkanal 75 und eine Mündungsöffnung mit einem Bypasskanal 77 in Verbindung. Die Druckkammer 74 steht über einen Druckkanal 76 und eine Mündungsöffnung ebenfalls mit dem Bypasskanal 77 in Verbindung.
Die beiden Kanäle 75, 76 erstrecken sich in axialer Richtung, das heißt in Richtung der Drehachse des Rotors 65. Der Bypasskanal 77 erstreckt sich quer zur Rotordrehachse. In dem Bypasskanal 77 ist ein Schaltkolben 78 hin und her bewegbar aufgenommen, wie durch einen Doppelpfeil 86 angedeutet ist. Ein Ende des Schaltkolbens 78 ist durch eine Feder 79 beaufschlagt. Das andere Ende des Schaltkolbens 78 begrenzt einen Steuerdruckraum 80, der über einen Anschlussstutzen 81 mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist.
In der in den Figuren 6 und 7 dargestellten Stellung des Schaltkolbens 78 ist der Bypasskanal 77 durch den Schaltkolben 78 verschlossen. An dem Schaltkolben 78 ist eine Ausnehmung 82 vorgesehen, in welche eine Querbohrung 83 mündet. Die Querbohrung 83 kreuzt sich in dem Schaltkolben 78 mit einer Längsbohrung 84, die an dem der Feder 79 zugewandten Ende des Schaltkolbens 78 in einen Federaufnahmeraum 85 mündet, in dem die Feder 79 aufgenommen ist. Wenn sich der Schaltkolben 78 von dem Federaufnahmeraum 85 weg bewegt, dann wird eine Verbindung zwischen den beiden Kanälen 75, 76 über den Bypasskanal 77, genauer gesagt über die Längsbohrung 84, die Querbohrung 83 und die Ausnehmung 82, freigegeben, so dass die Druckkammer 74 mit der Saugkammer 73 kurzgeschlossen wird. In Figur 8 ist eine Vakuumpumpe 91 mit einem Gehäuse 92 im geöffneten Zustand, das heißt ohne Gehäusedeckel, dargestellt. Das Gehäuse 92 umfasst eine Umlaufkontur 94, in der ein Rotor 95 in einer Drehrichtung 96 mit einem Flügel 98 drehbar angeordnet ist.
Bei dem in Figur 8 dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich ein Bypasskanal 100 in dem Gehäuse 92 außerhalb der Umlaufkontur 94. Der Bypasskanal 100 hat im Wesentlichen die Gestalt eines Kreisbogens und mündet an zwei Mündungsstellen 101 , 102 in die Umlaufkontur 94. An der Mündungsstelle 101 ist der Bypasskanal 100 zu dem Arbeitsraum der Vakuumpumpe 91 hin offen. An der zweiten Mündungsstelle 102 ist der Bypasskanal 100 an einer Steueröffnung 103 durch einen Schaltkolben 104 verschlossen, der durch eine Feder 105 in seiner Öffnungsstellung vorgespannt ist.
Der Schaltkolben 104 begrenzt mit seinem der Steueröffnung 103 abgewandten Ende einen Steuerdruckraum 106, der über einen Anschlussstutzen 107 mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Schaltkolben 104 in seiner Öffnungsstellung vorgespannt und wird durch einen Überdruck in dem Steuerdruckraum 106 geschlossen. Um eine Fail-Safe-Anforderung zu erfüllen, kann der Schaltkolben 104 auch in seine Schließstellung vorgespannt sein, und durch einen Unterdruck in dem Steuerdruckraum 106 von der Steueröffnung 103 weg bewegt werden, um den Bypasskanal 100 zu öffnen.
In den Figuren 9 bis 11 ist eine Vakuumpumpe 111 mit einem Gehäuse 112 in verschiedenen Ansichten dargestellt. Das Gehäuse 112 umfasst eine Umlaufkontur 1 14, in welcher ein Rotor 115 in einer Betriebsdrehrichtung 116 mit einem Flügel 118 drehbar ist. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist ein Bypasskanal in Form von Durchgangsöffnungen 121 , 122 in den Flügel 118 integriert. Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung erfüllt der Flügel 118 die Funktion eines Steuerventils, das bei dem in den Figuren 1 und 2 dargestellten Ausführungsbeispiel mit 25 bezeichnet ist. In Figur 10 ist durch einen Pfeil 124 eine Strömung durch den Flügel 118 angedeutet. In der in den Figuren 9 und 10 dargestellten Stellung des Flügels 118 ist die Öffnung 122 in dem Rotor 115 angeordnet und somit nicht wirksam. Wenn sich der Rotor 115 mit dem Flügel 118 in der Betriebsdrehrichtung 116 dreht, dann ist abwechselnd eine der Öffnungen 121 , 122 innerhalb und die andere außerhalb des Rotors 115 angeordnet. Die beiden Durchgangsöffnungen 121 , 122, die auch als Bypassöffnungen bezeichnet werden, sind durch einen Sperrschieber 125 verschließbar, der in Richtung eines Doppelpfeils 126 hin und her bewegbar in dem Flügel 118 aufgenommen ist. Der Sperrschieber 125 ist durch eine Rückstellfeder 127, die sich im Inneren des Flügels 118 abstützt, in seine geöffnete Stellung vorgespannt, in welcher die beiden Öffnungen beziehungsweise Durchgangsöffnungen 121 , 122 geöffnet sind. Auf seiner der Rückstellfeder 127 abgewandten Seite ist der Sperrschieber 125 im Bereich einer Fase 128, die an dem Gehäuse 112 vorgesehen ist, über einen Steuerdruckkanal 129 mit einem Steuerdruck beaufschlagbar, der durch einen Pfeil 130 angedeutet ist. Bei dem Steuerdruck 130 handelt es sich im vorliegenden Beispiel um einen Überdruck, durch den der Sperrschieber 125 gegen die Vorspannkraft der Rückstellfeder 127 weiter in den Flügel 118 hinein bewegt wird, bis er die Öffnungen 121 , 122 beide verschließt.
In Figur 12 ist ein Ausschnitt einer Vakuumpumpe 131 mit einem Gehäuse 132 im Schnitt dargestellt. Das Gehäuse 132 weist einen Saugstutzen 133 auf, über den ein Medium von einem Verbraucher angesaugt wird, um an den Verbraucher einen Unterdruck anzulegen. Im Inneren des Gehäuses 132 ist eine Umlaufkontur 134 ausgebildet, innerhalb der ein Rotor 135 mit einem Flügel 138 drehbar angeordnet ist. An einem Ende des Flügels 138, vorzugsweise an beiden Enden des Flügels 138, ist eine Kappe 139 vorgesehen, die an der Umlaufkontur 134 anliegt.
Ein Arbeitsraum in dem Gehäuse 132 steht über einen Saugverbindungskanal 136, in dem ein Rückschlagventil 137 angeordnet ist, mit dem Saugstutzen 133 in Verbindung. Das Rückschlagventil 137 verhindert, dass Medium aus dem Arbeitsraum durch den Saugstutzen 133 zum Verbraucher strömt, was den anzulegenden Unterdruck beeinträchtigen würde.
Das Gehäuse 132 ist in axialer Richtung, das heißt in Richtung einer Drehachse 140 des Rotors 135, durch einen Schaltdeckel 141 dicht verschließbar. In dem Schaltdeckel 141 ist eine Schaltplatte 142 mit Hilfe einer Membran 144 bewegbar angeordnet. Zwischen dem Schaltdeckel 141 und dem Gehäuse 132 ist eine Dichtung 145 angeordnet. Der Schaltdeckel 141 ist mit Hilfe einer nur durch eine Schraube angedeuteten Verschraubung 146 an dem Gehäuse 132 befestigt.
Die Schaltplatte 142 liegt an dem Rotor 135 und teilweise an dem Flügel 138 an. Die dem Rotor 135 und dem Flügel 138 abgewandte Fläche der Schaltplatte 142 begrenzt im Inneren des Schaltdeckels 141 einen Steuerdruckraum 148, der über einen Verbindungskanal 149 mit einem Steuerdruck beaufschlagbar ist. Der Steuerdruckraum 148 steht über den Verbindungskanal 149 mit dem Saugstutzen 133 in Verbindung.
In den Figuren 13 und 14 ist ein ähnlicher Schaltdeckel 151 wie in Figur 12 im Schnitt dargestellt. Der Schaltdeckel 151 umfasst zwei Durchgangslöcher 152, 153 für Schrauben, die zur Befestigung des Schaltdeckels 151 an einem Gehäuse einer Vakuumpumpe dienen. Mit Hilfe einer Membran 154 ist eine Schaltplatte 156 an einer Dichtplatte 155 befestigt, die im eingebauten Zustand des Schaltdeckels 151 zwischen dem Schaltdeckel 151 und dem Gehäuse der Vakuumpumpe eingespannt wird. Die Durchgangslöcher 152, 153 erstrecken sich auch durch die Dichtplatte 155 hindurch.
Eine Dichtung 158 hat, wie man in Figur 14 sieht, im Wesentlichen die Gestalt einer Acht, die aus zwei einstückig miteinander verbundenen Ringscheiben 157, 159 gebildet ist. Die Ringscheibe 157 hat einen deutlich kleineren Durchmesser als die Ringscheibe 159 und umgibt ein Durchgangsloch 169 in der Dichtplatte 155. Das Durchgangsloch 169 schafft einen Verbindungskanal, wie er in Figur 12 mit 149 bezeichnet ist. Die deutlich größere Ringscheibe 159 der Dichtung 158 umgibt die Schaltplatte 156 mit der Membran 154.
In der Schnittdarstellung der Figur 13 sieht man, dass die Dichtung 158 auf der dem Schaltdeckel 151 abgewandten Seite aus der Dichtplatte 155 herausragt, hervorsteht beziehungsweise sich erhebt. Darüber hinaus sieht man, dass sich die Dichtung 158 teilweise durch die Dichtplatte 155 hindurch in den Schaltdeckel 151 hinein erstreckt. Die Schaltplatte 156 begrenzt auf ihrer dem Schaltdeckel 151 zugewandten Seite in dem Schaltdeckel 151 einen Steuerdruckraum 160, der über den Verbindungskanal 169 mit Steuerdruck beaufschlagbar ist.
Über den Verbindungskanal ist der Steuerdruckraum 160 mit dem durch die Vakuumpumpe erzeugten Unterdruck eines Bremskraftverstärkers beaufschlagt. Wenn der anstehende Unterdruck im Bremskraftverstärker einen vorgegebenen Wert unterschreitet, dann bewegt sich die Schaltplatte 156 weiter in den Schaltdeckel 151 hinein und öffnet einen Leckageweg über den Flügel und den Rotor im Inneren der Vakuumpumpe. Durch den Leckagepfad gleicht sich das Druckniveau vor und hinter dem Flügel aus. Dann läuft die Pumpe ohne zu verdrängen. Die Leistungsaufnahme sinkt. In den Figuren 15 bis 19 ist dargestellt, dass der Schaltdeckel 151 im Wesentlichen aus drei Teilen 151 , 155 und 156 besteht, die im Montagespritzguss miteinander verbunden werden. Bei dem in Figur 15 allein dargestellten Schaltdeckel 151 handelt es sich vorzugsweise um ein Kunststoffteil, das zum Beispiel aus Polyamid 66 gebildet ist. Dieser Werkstoff hat sich aufgrund seiner Beständigkeit gegen Hitze und Medien, seiner Schlagzähigkeit und im Hinblick auf die Herstellkosten, insbesondere in verstärkter Form, als besonders vorteilhaft erwiesen. Der in Figur 15 dargestellte Schaltdeckel 151 umfasst neben den Durchgangslöchern 152, 153 für die Verschraubung am Gehäuse eine Ausnehmung 161 zur Bildung der Druckkammer (160 in Figur 13). Darüber hinaus weist der Schaltdeckel 151 eine Ringnut 162 für die Dichtung (158 in Figur 13) auf. Der Schaltdeckel 151 wird vorzugsweise im Spritzgießverfahren mit Hilfe eines einfachen Auf-/Zu-Werkzeugs hergestellt.
In Figur 16 ist die Dichtplatte 155 allein im Schnitt dargestellt. Die Dichtplatte 155 umfasst neben den Durchgangslöchern 152, 153 Durchgangslöcher 164, 165, die zum Einspritzen der Dichtung (158 in Figur 13) dienen. Darüber hinaus umfasst die Dichtplatte 155 ein zentrales Durchgangsloch 167 für den Schaltdeckel (156 in Figur 13). Das zentrale Durchgangsloch 167 wird durch einen Absatz 168 begrenzt, an welchem die Membran (154 in Figur 13) mit ihrem äußeren Randbereich zur Anlage kommt. Auf ihrer Oberseite, das heißt auf der Seite, die im eingebauten Zustand an dem Schaltdeckel 151 zur Anlage kommt, sind zwei umlaufende Dichtkanten 171 , 172 ausgebildet, die Beißkanten darstellen.
In Figur 17 ist die Schaltplatte 156 allein dargestellt. In dieser Darstellung sieht man, dass die Schaltplatte 156 einen Absatz 174 aufweist, an dem ein radial innerer Randbereich der Membran (154 in Figur 13) zur Anlage kommt.
In Figur 18 sieht man, wie die Schaltplatte 156 mit Hilfe der Membran 154, welche im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisringscheibe mit rechteckigem Querschnitt aufweist, an der Dichtplatte 155 angebracht ist. Da die Membran 154 aus einem elastomeren Kunststoffmaterial gebildet ist, kann sich die Schaltplatte 156 in Richtung eines Doppelpfeils bewegen, der in Figur 19 mit 178 bezeichnet ist.
Die Dichtplatte 155 ist vorzugsweise ebenfalls als Kunststoffspritzgussteil, und zwar aus einem verstärkten Duroplast, hergestellt. Die Schaltplatte 156 ist vorzugsweise ebenfalls als Kunststoffspritzgussteil, und zwar aus einem duroplastischen Material, hergestellt. Die in den Figuren 15 bis 17 dargestellten Teile werden zunächst einzeln hergestellt. Anschließend werden die Schaltplatte 156 und die Dichtplatte 155 im Montagespritzguss formschlüssig miteinander verbunden, wie in Figur 18 dargestellt ist. Dabei wird die Membran 154 zwischen den Teilen 155, 156 eingespritzt. In der Ausgangsstellung sind die Schaltplatte 156 und die Dichtplatte 155 zum Arbeitsraum der Pumpe hin eben. Die Membran 154 ist zum Schutz vor Verschleiß vorzugsweise um bis zu einem Zehntelmillimeter zurückgesetzt.
Als nächstes wird die in Figur 18 dargestellte Baugruppe mit der Dichtplatte 155 und der Schaltplatte 156 ebenfalls im Montagespritzguss mit dem Schaltdeckel 151 formschlüssig verbunden, wie in Figur 19 dargestellt ist. Dabei wird die Dichtung 158 in Form einer Acht durch die Durchgangslöcher 164, 165 in die Ringnut 162 eingespritzt. Die Abdichtung für den Spritzprozess zwischen dem Schaltdeckel 151 und der Dichtplatte 155 wird durch die Dichtkanten 171 , 172 aufrechterhalten, die in den weicheren Werkstoff des Schaltdeckels 151 eintauchen.
Beim Anbauen des Schaltdeckels 151 an dem Gehäuse der Vakuumpumpe wird der Verbund Schaltdeckel 151 /Dichtplatte 155, der in Figur 19 dargestellt ist, durch die Verschraubung (146 in Figur 12) an dem Gehäuse der Vakuumpumpe befestigt.
Der in den Figuren 12 bis 19 dargestellte Schaltdeckel 141 ; 151 funktioniert wie folgt: In der Ausgangsstellung liegt die Schaltplatte 142; 156 auf dem Flügel und auf dem Rotor axial auf. Die Pumpe wird angetrieben und erzeugt einen Unterdruck auf der Saugseite der Pumpe und über die entsprechende Zuleitung auch im Bremskraftverstärker. Der Verbindungskanal 149; 169 vor dem Rückschlagventil 137 sorgt dafür, dass in der Steuerdruckkammer 148; 160 zwischen dem Schaltdeckel 141 ; 151 und der Schaltplatte 142; 156 das gleiche Unterdruckniveau herrscht wie im Bremskraftverstärker. Die Steuerdruckkammer 148; 160 wird auch als Regelkammer bezeichnet.
Wenn der Bremskraftverstärker ein ausreichend hohes Unterdruckniveau erreicht, dann steigt die Druckdifferenz zwischen der Regelkammer 148; 160 und im Bereich vor dem Flügel vor dem Auslass. Hier steht aufgrund der Verdichtung ein höherer Druck an. Durch den Anstieg der Druckdifferenz neigt die Schaltplatte 142; 156 dazu, axial vom Flügel und vom Rotor abzuheben. Die damit verbundene Leckage steigt stark an und die Pumpe läuft im wirksamen Drehwinkelbereich der Schaltplatte 156; 142 ohne Verdrängung. Wenn das Unterdruckniveau im Bremskraftverstärker in Folge einer Betätigung der Bremse abfällt, dann fällt auch das Unterdruckniveau in der Regelkammer 148; 160 ab. Das führt dazu, dass sich die Schaltplatte 142; 156 wieder in Richtung Flügel und Rotor bewegt und den entstandenen Axialspalt kompensiert. Die Pumpe beginnt wieder zu saugen, bis sich der Vorgang wiederholt. Die Dichtplatte 155 ist vorzugsweise so dimensioniert, dass die Führung von Rotor, Flügel und Kappen in axialer Richtung durch die Dichtplatte 155 aufrechterhalten wird.
In Figur 20 ist eine alternative Dichtplatte 185 im Schnitt dargestellt. Die alternative Dichtplatte 185 ist vorzugsweise aus einem intelligenten Material gebildet und in einem Funktionsbereich in der Pumpenmitte mit einem ausgedünnten Bereich 200 versehen. Der ausgedünnte Bereich 200 stellt eine in die Dichtplatte 185 integrierte Schaltplatte dar, die beim Anlegen einer Druckdifferenz in einem Steuerdruckraum 201 nachgibt und einen Axialspalt öffnet. Der ausgedünnte Bereich 200 funktioniert wie die vorab beschriebene Schaltplatte 142; 156. Radial außerhalb des ausgedünnten Bereichs 200 sind Durchgangslöcher 192, 193 für die Ver- schraubung, Durchgangslöcher 194, 195 für die Dichtung sowie ein Durchgangsloch 199 als Verbindungskanal vorgesehen.
Bezuqszeichenliste
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Claims

Patentansprüche
1. Vakuumpumpe, insbesondere Monoflügelzellenpumpe, mit einem Rotor (5;35;51 ;65;95;115;135), der um eine Drehachse (140) drehbar ist und durch den mindestens ein Flügel (8;38;68;98;118;138) innerhalb einer Umlaufkontur (4;34;64;94;114;134) geführt ist, um in mindestens einem Saugbereich (23), der mit einem Pumpeneingang (11 ) in Verbindung steht, ein Ansaugen und in mindestens einem Druckbereich (21 ,24), der mit einem Pumpenausgang (18) in Verbindung steht, ein Druckbeaufschlagen eines Arbeitsmediums in einem Arbeitsraum der Vakuumpumpe zu bewirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Vakuumpumpe einen Bypasskanal (22;77;100;121 ,122) umfasst, der mit Hilfe einer Steuervorrichtung geöffnet oder geschlossen werden kann, um eine Förderung von verschieden großen Hubvolumina im Betrieb der Vakuumpumpe zu ermöglichen.
2. Vakuumpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung ein Steuerventil (25) umfasst.
3. Vakuumpumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (22;77;100;121 ,122) Teilbereiche einer Saugkammer und/oder einer Druckkammer in der Vakuumpumpe miteinander verbindet.
4. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (25) durch einen von der Vakuumpumpe bereitgestellten Unterdruck angesteuert ist.
5. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (25) als 2/2-Wegeventil ausgeführt ist.
6. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (25) in eine Schließstellung vorgespannt ist, in welcher der Bypasskanal geschlossen ist.
7. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil (25) über eine Steuerleitung (28) zum Ansteuern des Steuerventils (25) mit einem Verbraucher (14) in Verbindung steht.
8. Vakuumpumpe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (28) zum Ansteuern des Steuerventils (25) mit mehreren Verbrauchern (14,15) in Verbindung steht.
9. Vakuumpumpe nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuerleitung (28) zum Ansteuern des Steuerventils (25) mit dem Verbraucher (14) und/oder über ein Rückschlagventil (12) mit dem Pumpeneingang (11) in Verbindung steht.
10. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (77), zumindest teilweise, in einer Gehäusebegrenzungsfläche, zum Beispiel in einem Gehäuseboden oder Gehäusedeckel (72), der Vakuumpumpe (61 ) angeordnet ist.
11. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Bypasskanal (77) ein Schaltkolben (78) zwischen einer Öffnungsstellung, in welcher der Bypasskanal (77) geöffnet ist, und einer Schließstellung, in welcher der Bypasskanal (77) geschlossen ist, hin und her bewegbar aufgenommen ist.
12. Vakuumpumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ende des Schaltkolbens (78) mit einem Steuerdruck beaufschlagbar beziehungsweise beaufschlagt ist.
13. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (100), zumindest teilweise, koaxial zu der Umlaufkontur (94) verläuft.
14. Vakuumpumpe nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (100) zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Mündungsstellen (101 ,102) in der Umlaufkontur (94) aufweist, die durch den Bypasskanal (100) miteinander in Verbindung stehen.
15. Vakuumpumpe nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Mündungsstellen (101 ,102) durch einen mit einem Steuerdruck beaufschlagbaren beziehungsweise beaufschlagten Schaltkolben (104) verschließbar ist.
16. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuervorrichtung einen verstellbaren Rotor (218) umfasst, durch den der Bypasska- nal (240,242), zumindest teilweise, begrenzt und/oder verschließbar ist.
17. Vakuumpumpe nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (218) in axialer Richtung hin und her bewegbar ist, um den Bypasskanal (240,242) freizugeben oder zu verschließen.
18. Vakuumpumpe nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (240,242) zwischen zwei Mündungstaschen (235,236) verläuft.
19. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (218) durch einen Schaltkolben (230) beaufschlagt ist, der wiederum mit einem Steuerdruck beaufschlagt ist.
20. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal, zumindest teilweise, durch den Flügel (118) verläuft.
21. Vakuumpumpe nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal zwei voneinander beabstandete Durchgangslöcher (121 ,122) durch den Flügel (118) umfasst.
22. Vakuumpumpe nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (121 ,122) so in dem Flügel (118) angeordnet sind, dass im Betrieb der Vakuumpumpe abwechselnd jeweils eines der Durchgangslöcher (121 ,122) vollständig in dem Rotor (115) angeordnet ist.
23. Vakuumpumpe nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchgangslöcher (121 ,122) durch einen Sperrschieber (125) verschließbar sind.
24. Vakuumpumpe nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Sperrschieber (125) mit einem Steuerdruck beaufschlagbar beziehungsweise beaufschlagt ist.
25. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil einen Schaltkolben (44) umfasst, der einen Teil einer axialen Gehäuse- begrenzungsfläche bildet, an welcher der Rotor (35) und der Flügel (38) anliegen, und der von dem Rotor (35) und dem Flügel (38) weg bewegbar ist, um den Bypasskanal zu schaffen.
26. Vakuumpumpe nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkolben (44) gegen den Rotor (35) und den Flügel (38) vorgespannt ist.
27. Vakuumpumpe nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltkolben (44) auf der dem Rotor (35) und dem Flügel (38) abgewandten Seite mit einem Steuerdruck, insbesondere mit Unterdruck, beaufschlagbar beziehungsweise beaufschlagt ist.
28. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Steuerventil eine Schaltplatte (142; 156) umfasst, die einen Teil einer axialen Gehäusebegrenzungsfläche bildet, an welcher der Rotor (135) und der Flügel (138) anliegen, und die, zumindest teilweise, von dem Rotor (135) und dem Flügel (138) weg bewegbar ist, um den Bypasskanal zu schaffen.
29. Vakuumpumpe nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (142;156) auf ihrer dem Rotor (135) und dem Flügel (138) abgewandten Seite mit Unterdruck, insbesondere mit einem von der Vakuumpumpe (131) erzeugten Unterdruck, beaufschlagbar ist.
30. Vakuumpumpe nach Anspruch 28 oder 29, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (156) mit Hilfe einer Membran (154) bewegbar an einer Dichtplatte (155) angebracht ist, die zwischen einem Gehäuseteil und einem Schaltdeckel (151) angeordnet ist.
31. Vakuumpumpe nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Schaltplatte (156) und dem Schaltdeckel (151 ) ein mit Unterdruck beaufschlagter Steuerdruckraum (160) ausgebildet ist.
32. Vakuumpumpe nach Anspruch 30 oder 31 , dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (156), die Dichtplatte (155) und der Schaltdeckel (151 ) durch eine Spritzgießverbindung, insbesondere eine Montagespritzgießverbindung, miteinander verbunden sind.
33. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 30 bis 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (156), die Dichtplatte (155), die Membran (154) und der Schaltdeckel (156) durch eine Spritzgießverbindung, insbesondere eine Montagespritzgießverbindung, miteinander verbunden sind.
34. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 30 bis 33, dadurch gekennzeichnet, dass der Schaltdeckel (151) aus Kunststoff gebildet ist.
35. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 30 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (156) aus Kunststoff gebildet ist.
36. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 30 bis 35, dass die Dichtplatte (155) aus Kunststoff gebildet ist.
37. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 30 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass in die Dichtplatte (155) eine Dichtung (158) integriert ist.
38. Vakuumpumpe nach Anspruch 37, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (155) Durchgangslöcher (164,165) für die Dichtung (158) umfasst.
39. Vakuumpumpe nach Anspruch 37 oder 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (155) Ausnehmungen zur Aufnahme der Dichtung aufweist.
40. Vakuumpumpe nach Anspruch 39, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmungen und die Dichtung (158) in der Draufsicht jeweils die Gestalt einer Acht mit zwei Ringscheiben (157,159) aufweisen, die einstückig miteinander verbunden sind.
41. Vakuumpumpe nach Anspruch 40, dadurch gekennzeichnet, dass die eine Ringscheibe (157) eine Steuerdrucköffnung in der Dichtplatte (155) umgibt.
42. Vakuumpumpe nach Anspruch 41 , dadurch gekennzeichnet, dass die andere Ringscheibe (159) die Schaltplatte (156) und die Membran (154) umgibt.
43. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 35 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (155) umlaufende Dichtkanten (171 ,172) aufweist, die sich in den Schaltdeckel (151 ) eingraben.
44. Vakuumpumpe nach einem der Ansprüche 35 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtplatte (155) Durchgangslöcher (152,153) für Befestigungsmittel umfasst.
45. Vakuumpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Pumpenausgang, bezogen auf die Erdschwerkraft in der Einbaulage der Vakuumpumpe (131 ), am tiefsten Punkt des Arbeitsraums der Vakuumpumpe (131 ) angeordnet ist.
46. Verfahren zum Herstellen einer Vakuumpumpe (131 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Schaltplatte (156), einer Dichtplatte (155), einer Membran (154) und einem Schaltdeckel (151) nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (156), die Dichtplatte (155), die Membran (154) und der Schaltdeckel (151) durch eine Spritzgießverbindung miteinander verbunden werden.
47. Verfahren nach Anspruch 46, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaltplatte (156), die Dichtplatte (155), die Membran (154) und der Schaltdeckel (151 ) zunächst einzeln hergestellt und anschließend im Montagespritzguss formschlüssig miteinander verbunden werden.
48. Verfahren nach Anspruch 46 oder 47, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (154) zwischen den Schaltdeckel (151 ) und die Dichtplatte (155) eingespritzt wird.
49. Verfahren zum Betreiben einer Vakuumpumpe (1 ;31 ;61 ;111 ;131 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 44, die insbesondere gemäß einem Verfahren nach einem der Ansprüche 45 bis 47 hergestellt wurde.
50. Verfahren nach Anspruch 49, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (22;77;100;121 ,122) durch das Steuerventil (25) geöffnet wird, wenn der bei mindestens einem Verbraucher (14,15) herrschende Druck, insbesondere Unterdruck, einen vorgegebenen Solldruck erreicht oder unterschreitet.
51. Verfahren nach Anspruch 50, dadurch gekennzeichnet, dass der Bypasskanal (22;77;100;121 ,122) durch das Steuerventil (25) geschlossen wird, wenn der bei mindestens einem Verbraucher (14,15) herrschende Druck, insbesondere Unterdruck, den vorgegebenen Solldruck erreicht oder überschreitet.
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