DE10227772A1

DE10227772A1 - Unterdruckerzeuger

Info

Publication number: DE10227772A1
Application number: DE10227772A
Authority: DE
Inventors: Ulrich Hiltemann; Michael Wittich; Sabine Reetz; Martin Kott
Original assignee: LuK Automobiltechnik GmbH and Co KG
Current assignee: Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
Priority date: 2001-06-27
Filing date: 2002-06-21
Publication date: 2003-01-09
Also published as: GB2380523A; ITMI20021408A0; ITMI20021408A1; GB0213833D0

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Unterdruckerzeuger, insbesondere eine Vakuumpumpe, für ein kompressibles Medium, insbesondere Luft, mit einem Pumpengehäuse, in dem eine Austrittsöffnung für das kompressible Medium vorgesehen ist, die einen in dem Pumpengehäuse vorgesehenen Pumpenraum mit der Umgebung verbindet und die durch einen Ventilkörper verschließbar ist. DOLLAR A Durch mindestens eine zusätzliche Verbindung zur Umgebung soll eine unerwünschte Geräuschentwicklung reduziert werden.

Description

Die Erfindung betrifft einen Unterdruckerzeuger, insbesondere eine Vakuumpumpe, für ein kompressibles Medium, insbesondere Luft, mit einem Pumpengehäuse, in dem eine Austrittsöffnung für das kompressible Medium vorgesehen ist, die einen in dem Pumpengehäuse vorgesehenen Pumpenraum mit der Umgebung verbindet und die durch einen Ventilkörper verschließbar ist.
Unterdruckerzeuger, insbesondere Vakuumpumpen, werden in der Automobiltechnik unter anderem dazu verwendet, um einen Unterdruck in Bremskraftverstärkern von Kraftfahrzeugen zu erzeugen. Im Betrieb von herkömmlichen Unterdruckerzeugern sind insbesondere bei einem Unterdruck von weniger als 0,9 bar bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Untersuchungen laute, metallisch klingende Geräusche festgestellt worden. Derartige Geräusche werden in modernen, leisen Motoren als störend empfunden.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine unerwünschte Geräuschentwicklung im Betrieb des eingangs geschilderten Unterdruckerzeugers zu reduzieren oder zu unterbinden.

Die Aufgabe ist bei einem Unterdruckerzeuger, insbesondere einer Vakuumpumpe, für ein kompressibles Medium, insbesondere Luft, mit einem Pumpengehäuse, in dem eine Austrittsöffnung für das kompressible Medium vorgesehen ist, die einen in dem Pumpengehäuse vorgesehenen Pumpenraum mit der Umgebung verbindet und die durch einen Ventilkörper verschließbar ist, durch mindestens eine zusätzliche Verbindung zur Umgebung gelöst, die permanent offen ist. Über die zusätzliche Verbindung zur Umgebung wird dem Pumpenraum permanent eine bestimmte Menge Luft aus der Umgebung zugeführt. Dadurch verlangsamt sich die Öffnungs- und Schließbewegung des Ventilkörpers, wodurch wiederum der abgestrahlte Luftschall so stark reduziert wird, dass er bei laufendem Motor nicht mehr zu hören ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Unterdruckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verbindung zur Umgebung im Ausschiebebereich des Unterdruckerzeugers angeordnet ist. Als Ausschiebebereich wird der Bereich des Pumpengehäuses bezeichnet, in dem die Austrittsöffnung angeordnet ist. Der Ausschiebebereich wird auch als Austrittsbereich oder Druckbereich des Unterdruckerzeugers bezeichnet. Die Anordnung der zusätzlichen Verbindung im Austrittsbereich liefert den Vorteil, dass die Ansaugung des kompressiblen Mediums auf der Saugseite des Unterdruckerzeugers nicht beeinflusst wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Unterdruckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem Pumpengehäuse ein Rotor mit mindestens einem Flügel innerhalb eines Konturrings drehbar aufgenommen ist und dass die zusätzliche Verbindung zur Umgebung im Bereich des Schmiegespalts zwischen Rotor und Konturring angeordnet ist. Als Schmiegespalt wird der Bereich zwischen Rotor und Konturring bezeichnet, wo der Abstand zwischen dem Außenumfang des Rotors und dem Innenumfang des Konturrings am geringsten ist. In diesem Bereich ist auch der sogenannte Totpunkt des Unterdruckerzeugers angeordnet.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Unterdruckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verbindung zur Umgebung von einer Nut gebildet wird, die mit der Austrittsöffnung in Verbindung steht und zumindest teilweise zur Umgebung hin offen ist. Durch diese konstruktive Maßnahme ist es möglich, die zusätzliche Verbindung auch an bereits existierenden Pumpengehäusen vorzunehmen.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Unterdruckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nut in Längsrichtung im Wesentlichen kreisbogenförmig ausgebildet und konzentrisch zu einer ebenfalls kreisbogenförmig ausgebildeten Austrittsöffnung angeordnet ist. Mit dieser Anordnung wurden bei im Rahmen der vorliegenden Erfindung durchgeführten Tests die besten Ergebnisse erreicht.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Unterdruckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Nut in das dem Schmiegespalt zugewandte Ende der Austrittsöffnung mündet. Dadurch wird erreicht, dass die Nut kurz vor dem oberen Totpunkt angeordnet ist, um sicherzustellen, dass die Verbindung zur Umgebung insbesondere bei der Schließbewegung des Ventilkörpers wirksam ist.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Unterdruckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verbindung von einem Durchgangsloch gebildet ist, das in der Nähe der Austrittsöffnung vorgesehen ist. Das Durchgangsloch kann beispielsweise von einer Bohrung gebildet werden, die nicht oder zumindest nicht vollständig von dem Ventilkörper abgedeckt wird.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Unterdruckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsloch auf der dem Schmiegespalt zugewandten Seite der Austrittsöffnung angeordnet ist. Dadurch wird sichergestellt, dass das Durchgangsloch seine Wirkung in der letzten Phase der Kompression, insbesondere bei der Schließbewegung des Ventilkörpers, voll entfalten kann.

Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Unterdruckerzeugers ist dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verbindung in einem Gehäusebodenteil des Pumpengehäuses ausgebildet ist. Das Gehäusebodenteil kann zum Beispiel rund ausgebildet sein und dient dazu, den Austrittsbereich des Unterdruckerzeugers zu verschließen. Vorzugsweise ist die Austrittsöffnung in dem Gehäusebodenteil angeordnet und durch einen federnd ausgebildeten, zum Beispiel zungenförmigen Ventilkörper verschlossen. Die Austrittsöffnung und der Ventilkörper bilden ein Rückschlagventil.

Vorzugsweise sind die Tiefe der Nut und der Durchmesser des Durchgangslochs so gering bemessen, dass die zusätzliche Verbindung zur Umgebung nur geringe Auswirkungen auf den Wirkungsgrad des Unterdruckerzeugers mit sich bringt.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der unter Bezugnahme auf die Zeichnung zwei Ausführungsbeispiele im Einzelnen beschrieben sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen Unterdruckerzeuger gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung in der Rückansicht;
Fig. 2 einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1 und
Fig. 3 den gleichen Ausschnitt wie Fig. 2 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
In Fig. 1 ist das Pumpengehäuse insgesamt mit 1 bezeichnet. In dem Pumpengehäuse 1 ist ein Rotor innerhalb einer Hubkontur verdrehbar aufgenommen. In dem Rotor ist ein Flügel verschiebbar aufgenommen. Die in Fig. 1 nicht dargestellten Einzelteile Rotor und Flügel wirken in dem Pumpengehäuse 1 nach dem Prinzip einer Monoflügelzellenpumpe zusammen, das als bekannt vorausgesetzt wird.
Die in Fig. 1 dargestellte Flügelzellenpumpe umfasst einen Ansaugstutzen 6, der an dem Pumpengehäuse 1 angebracht ist. Der Ansaugstutzen 6 ist zum Beispiel mit dem Bremskraftverstärker eines Kraftfahrzeugs verbunden. Um in dem (nicht dargestellten) Bremskraftverstärker ein Vakuum zu erzeugen, wird ein kompressibles Medium, wie Luft, durch den Ansaugstutzen 6 in einen Ansaugbereich im Inneren des Pumpengehäuses 1 gesaugt. Das angesaugte Medium wird in dem Pumpengehäuse 1 komprimiert und zu einem Austrittsbereich gefördert.
Der Austrittsbereich des Pumpengehäuses 1 ist in einem runden Bodenteil 10 angeordnet. In dem runden Bodenteil 10 ist eine Austrittsöffnung 12 ausgebildet, durch die das kompressible Medium aus dem Austrittsbereich im Inneren des Pumpengehäuses 1 austreten kann. Die Austrittsöffnung 12 ist nierenförmig ausgebildet und erstreckt sich auf einem Kreisbogen, der konzentrisch zu dem runden Bodenteil 10 angeordnet ist. Die Austrittsöffnung 12 ist durch einen (nicht dargestellten) Ventilkörper in Form einer federnd ausgebildeten Zunge verschlossen, welche die Austrittsöffnung 12 verschließt. Die Austrittsöffnung 12 ist in der Nähe eines oberen Totpunkts 13 der Flügelzellenpumpe angeordnet.
Von dem dem oberen Totpunkt 13 zugewandten Ende der länglichen Austrittsöffnung 12 geht eine Nut 14 aus. Die Nut 14 weist eine nierenförmige Kontur auf und ist auf dem gleichen Kreisbogen angeordnet wie die Austrittsöffnung 12. Die Nut 14 weist eine geringe Tiefe, zum Beispiel von etwa 0,3 mm, auf und ist, wenn überhaupt, nur geringfügig von dem (nicht dargestellten) Ventilkörper überdeckt. Dadurch ist gewährleistet, dass Luft von außen permanent durch die Nut 14 in die Austrittsöffnung 12 gelangen kann.
Der (nicht dargestellte) Ventilkörper bildet zusammen mit der Austrittsöffnung 12 ein Rückschlagventil. Die Öffnungs- und Schließbewegung des Rückschlagventils wird durch die Nut 14 verlangsamt, so dass während des Öffnungs- und Schließvorgangs auftretende Geräusche reduziert werden. Die Nut 14 ist am besten in dem in Fig. 2 vergrößert dargestellten Ausschnitt aus Fig. 1 zu sehen.
Bei der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform ist statt einer Nut ein Durchgangsloch 16 in der Nähe des dem oberen Totpunkt 13 zugewandten Endes der Austrittsöffnung 12 angeordnet. Das Durchgangsloch 16 gewährleistet den permanenten Durchtritt von Luft aus der Umgebung in das Innere des Pumpengehäuses 1. Dadurch werden die gleiche Wirkung und die gleichen Vorteile wie durch die Nut 14 in Fig. 1 erzielt.
Die mit der Anmeldung eingereichten Patentansprüche sind Formulierungsvorschläge ohne Präjudiz für die Erzielung weitergehenden Patentschutzes. Die Anmelderin behält sich vor, noch weitere, bisher nur in der Beschreibung und/oder den Zeichnungen offenbarte Merkmalskombinationen zu beanspruchen.
In Unteransprüchen verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für die Merkmalskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen.
Da die Gegenstände der Unteransprüche im Hinblick auf den Stand der Technik am Prioritätstag eigene und unabhängige Erfindungen bilden können, behält die Anmelderin sich vor, sie zum Gegenstand unabhängiger Ansprüche oder Teilungserklärungen zu machen. Sie können weiterhin auch selbständige Erfindungen enthalten, die eine von den Gegenständen der vorhergehenden Unteransprüche unabhängige Gestaltung aufweisen.
Die Ausführungsbeispiele sind nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten, Elemente und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den in der allgemeinen Beschreibung und Ausführungsformen sowie den Ansprüchen beschriebenen und in den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschrittfolgen führen, auch soweit sie Herstell-, Prüf- und Arbeitsverfahren betreffen.

Claims

1. Unterdruckerzeuger, insbesondere Vakuumpumpe, für ein kompressibles Medium, insbesondere Luft, mit einem Pumpengehäuse, in dem eine Austrittsöffnung für das kompressible Medium vorgesehen ist, die einen in dem Pumpengehäuse vorgesehenen Pumpenraum mit der Umgebung verbindet und die durch einen Ventilkörper verschließbar ist, gekennzeichnet durch mindestens eine zusätzliche Verbindung zur Umgebung, die permanent offen ist.

2. Unterdruckerzeuger, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verbindung zur Umgebung im Ausschiebebereich des Unterdruckerzeugers angeordnet ist.

3. Unterdruckerzeuger, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Pumpengehäuse ein Rotor mit mindestens einem Flügel innerhalb eines Konturrings drehbar aufgenommen ist, und dass die zusätzliche Verbindung im Bereich eines Schmiegespalts zwischen Rotor und Konturring angeordnet ist.

4. Unterdruckerzeuger, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verbindung zur Umgebung von einer Nut gebildet wird, die mit der Austrittsöffnung in Verbindung steht und zumindest teilweise zur Umgebung hin offen ist.

5. Unterdruckerzeuger, insbesondere nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut im Wesentlichen kreisbogenförmig ausgebildet ist und konzentrisch zu einer ebenfalls kreisbogenförmig ausgebildeten Austrittsöffnung angeordnet ist.

6. Unterdruckerzeuger, insbesondere nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Nut in das dem Schmiegespalt zugewandte Ende der Austrittsöffnung mündet.

7. Unterdruckerzeuger, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verbindung von einem Durchgangsloch gebildet ist, das in der Nähe der Austrittsöffnung vorgesehen ist.

8. Unterdruckerzeuger, insbesondere nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Durchgangsloch auf der dem Schmiegespalt zugewandten Seite der Austrittsöffnung angeordnet ist.

9. Unterdruckerzeuger, insbesondere nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zusätzliche Verbindung in einem Gehäusebodenteil des Pumpengehäuses ausgebildet ist.

10. Unterdruckerzeuger, insbesondere Vakuumpumpe, für ein kompressibles Medium, insbesondere Luft, mit einem Pumpengehäuse, in dem eine Austrittsöffnung für das kompressible Medium vorgesehen ist, die einen in dem Pumpengehäuse vorgesehenen Pumpenraum mit der Umgebung verbindet und die durch einen Ventilkörper verschließbar ist, gekennzeichnet durch zumindest ein in den Anmeldeunterlagen offenbartes erfinderisches Merkmal.