Die Erfindung betrifft eine Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe mit einer Pumpen- gehäusefläche, an der eine Schallhaube angebracht ist, die ein Schalldämpfungsvolumen begrenzt.

Stand der Technik

Im Zuge immer strengere Auflagen für den Klimaschutz sind die Hersteller von Kraftfahrzeugen gezwungen, die Motoren effizient und mit niederem Verbrauch auszulegen. Eine Startstoppautomatik ist schon fast in allen Fahrzeugen erhältlich. Weiterhin gibt es zunehmend die Möglichkeit, den Verbrennungsmotor während des Segelbetriebs abzustellen.

Mit solchen Schaltkonzepten des Verbrennungsmotors ist es kaum möglich, eine mechanische Vakuumpumpe für die Bremskraftunterstützung zu verwenden. Daher sind elektrische Vakuumpumpen für moderne Anwendungen gefragt. Diese Vakuumpumpen laufen häufig trocken, da auch eine Ölversorgung der Vakuumpumpe abhängig von einem laufenden Verbrennungsmotor nicht mehr möglich ist.

Durch den Wegfall des Motorengeräusches des Verbrennungsmotors wird das Betriebsgeräusch der Vakuumpumpen vordergründig hörbar. Um diese Betriebsgeräusche zu minimieren werden verschiedene Maßnahmen umgesetzt, um Körperschall und Luftschall zu reduzieren.

Aus der Veröffentlichung WO 201 1 / 134448 A2 ist eine Vakuumpumpe mit einem Pumpengehäuse bekannt, bei der mindestens ein Pumpengehäuseteil aus einem Sandwichblechmaterial mit zwei Blechschichten gebildet ist, zwischen denen eine Kunststoffschicht angeordnet ist, durch welche die Blech- schichten schwingungstechnisch voneinander entkoppelt werden. Die Vakuumpumpe kann einen Schalldämpfer umfassen, der aus dem Sandwichblechmaterial gebildet ist. Vakuumpumpen mit Schallhauben sind aus der noch unveröffentlichten PCT/DE2013/ 100370 bekannt. Zusätzlich wird dabei zwischen der Pumpengehäusefläche und der Schallhaube ein multifunktionelles Entkopplungselement angeordnet, das zusätzlich zu einer Schallentkopplungsfunktion auch eine Dichtfunktion und in diesem Stand der Technik auch eine Ventilfunktion ausübt.

Das Entkopplungselement dient dazu, die Schallhaube, insbesondere im Hinblick auf im Betrieb der Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe auftretende Vibrationen und/ oder Körperschall, akustisch zu entkoppeln. Durch die mit dem Entkopplungselement bewirkte akustische Entkopplung der Schallhaube kann eine unerwünschte Geräuschentwicklung im Betrieb der Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe erheblich reduziert werden. Das Entkopplungselement stellt auch eine Dichtung zwischen der Pumpengehäusefläche und der Schallhaube gegenüber der Umgebung der Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe dar. Somit kann eine separate Dichtung zwischen der Pumpengehäusefläche und der Schallhaube entfallen.

Mit den Maßnahmen der Dämpfung des Luftschalls über die Schallhaube und der Dämpfung des Körperschalls über das Entkopplungselement gelingt es aber nicht, den gesamten Körperschall zu unterdrücken und spezielle die Geräuschspitzen bei den Resonanzfrequenzen zu reduzieren.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe mit einer Pumpengehäusefläche, an der eine Schallhaube angebracht ist, die ein

Schalldämpfungsvolumen begrenzt, im Hinblick auf eine unerwünschte Geräuschentwicklung im Betrieb der Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe weiter zu optimieren. Die Aufgabe ist gelöst mit einer Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe mit einer Pumpengehäusefläche, an der eine Schallhaube angebracht ist, die ein

Schalldämpfungsvolumen begrenzt, wobei zwischen der Pumpengehäusefläche und der Schallhaube ein doppelseitig klebenden Klebeverbinder angeordnet ist, der zusätzlich zu einer Schallentkopplungsfunktion sowohl eine Dichtfunktion als auch Verbindungsfunktion zwischen Pumpengehäusefläche und Schallhaube ausübt.

Es ist dabei für eine einfache Montage von Vorteil, dass der beidseitig klebende Klebeverbinder (60) einstückig aus einem visko-elastischen Material gebildet ist.

Als besonders vorteilhaft hat sich die Verwendung von einem beidseitig klebende Klebeverbinder (60) aus einem Acrylat erwiesen.

Es ist dabei von Vorteil, dass der beidseitig klebende Klebeverbinder eine ringförmige Ausbildung aufweist. Der ringförmige Klebeverbinder muss dabei gar nicht unbedingt der Kontur der zu verbindenden Bauteile folgen, was die Verwendung von Standard dimensionierten Klebeverbindern erlaubt.

Vorteilhafterweise weist der beidseitig klebende Klebeverbinder eine nahezu kreisförmige Ausbildung auf.

Um die Befestigungsfläche zu erhöhen ist es von Vorteil, dass die Schallhaube für den beidseitig klebenden Klebeverbinder Flächen zum Verkleben

und/ oder Befestigungsaugen am Pumpendeckel und der Schallhaube aufweist.

Es ist von Vorteil, dass der beidseitig klebende Klebeverbinder so ausgeführt und angeordnet ist, dass die Schallhaube akustisch von der Pumpengehäusefläche entkoppelt wird und so der Körperschall minimiert werden kann. Besonders vorteilhaft ist die Ausgestaltung, bei der der beidseitig klebende Klebeverbinder, die Schallhaube und die Pumpengehäusefläche so unterschiedliche Härten aufweisen, dass die Schallhaube schwingungstechnisch im Wesentlichen von der Pumpengehäusefläche entkoppelt wird und somit auch Toleranzen bezüglich Abweichungen von der Ebenheit der zu verbindenden Flächen ausgleicht.

Kurze Beschreibung der Erfindung

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 Explosionsdarstellung eine Schalldämpfungshaube einer Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe im Stand der Technik;

Figur 2 eine Darstellung der erfindungsgemäßen Pumpengehäuse mit Schallhaube

In den Figuren 1 bis 2 sind ein Teil einer erfindungsgemäßen Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe 1 mit einem Pumpengehäuse 3. Das Pumpengehäuse 3 um- fasst einen (nicht dargestellten) Gehäusetopf, der mit einem Pumpendeckel 5 verschraubt ist. In den Gehäusetopf kann ein Sauganschluss integriert sein, über den ein Arbeitsmedium, beispielsweise ein gasförmiges Medium wie Luft oder Kohlendioxid, in einen Arbeitsraum im Inneren des Pumpengehäuses 3 angesaugt wird, wenn die Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe 1 angetrieben wird.

Die Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe 1 ist als Flügelzellenpumpe mit einem oder mehreren Flügeln und einem Rotor ausgeführt. Der Rotor ist antriebsmäßig mit einem Elektromotor verbunden. Der allgemeine Aufbau und die Funktion einer Flügelzellenpumpe sind zum Beispiel in der Veröffentlichungen

WO201 1 / 134448 A2 beschrieben.

Die durch den Elektromotor angetriebene Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe 1 wird ohne Schmieröl betrieben. Die schmierölfrei betriebene und elektromotorisch angetriebene Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe 1 ist in ein Kraftfahrzeug eingebaut, das zusätzlich zu einem verbrennungsmotorischen Antrieb einen weiteren Antrieb, zum Beispiel einen elektromotorischen Antrieb, umfassen kann.

Wenn der verbrennungsmotorische Antrieb ausgeschaltet ist, wird die durch den Elektromotor angetriebene Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe 1 in dem Kraftfahrzeug betrieben, um einen Unterdruck, zum Beispiel in einem als Saug- luftverstärker ausgeführten Bremskraftverstärker, zu erzeugen.

Der Pumpendeckel 5 begrenzt mit seiner einer Pumpengehäusefläche 8 abgewandten Seite den Arbeitsraum der Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe 1. In der Pumpengehäusefläche 8 ist eine Durchtrittsöffnung 10 vorgesehen, die den Durchtritt eines gasförmigen Arbeitsmediums, aus dem Arbeitsraum der Kraftfahrzeug- Vakuumpumpe 1 ermöglicht. Die Durchtrittsöffnung 10 ist als Langloch ausgeführt und hat in der Draufsicht die Gestalt eines Kreisbogens.

Der Pumpendeckel 5 mit der Pumpengehäusefläche 8 hat im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisscheibe, an der radial außen drei Befestigungsausneh- mungen 1 1 , 12, 13 ausgebildet sind. Die Befestigungsausnehmungen 1 1 bis 13 begrenzen Durchgangslöcher, die zum Durchführen von Befestigungsmitteln dienen.

Der Pumpendeckel 5 ist aus einem Aluminiummaterial gebildet. Bei dem Aluminiummaterial handelt es sich vorzugsweise um ein sprühkompaktiertes Aluminiummaterial. Das sprühkompaktierte Aluminiummaterial hat vor- zugsweise einen Siliziumanteil von mehr als fünfzehn Prozent und enthält Hartstoffpartikel. Das Aluminiummaterial liegt vorzugsweise in einer Legierung vor, die neben Silizium noch andere Elemente, wie Eisen oder Nickel, enthalten kann. Die Hartstoffpartikel sind vorzugsweise aus Siliziumkarbid gebildet.

An die Pumpengehäusefläche 8 des Pumpendeckels 5 sind ein Entkopplungselement 20 und eine Schallhaube 30 angebaut. Das Entkopplungselement 20 hat im Wesentlichen die gleiche Gestalt wie der Pumpendeckel 5, ist aber aus einem anderen Material als der Pumpendeckel 5 gebildet. Radial außen sind an dem Entkopplungselement 20 drei Befestigungsaugen 21 , 22, 23 ausgebildet, die zusammen mit den Befestigungsausnehmungen 1 1 bis 13 an dem Pumpendeckel 5 zur Befestigung der Schallhaube 30 des Entkopplungselements 20 und des Pumpendeckels 5 an dem (nicht dargestellten) Pumpenge- häusetopf dienen. An den Befestigungsaugen sind elastische Hülsen aufgesetzt oder auch einstückig ausgebildet, die die Befestigungsmittel, nämlich die Schrauben umfassen.

Das Entkopplungselement 20 trennt die Schallhaube 30 schwingungstechnisch von dem Pumpendeckel 5. Zu diesem Zweck ist das Entkopplungselement 20 aus einem im Vergleich zu dem Aluminiummaterial, aus dem der Pumpendeckel 5 gebildet ist, in diesem Beispiel aus relativ weichem Silikonkautschukmaterial gebildet.

Zusätzlich zu der Schallentkopplungsfunktion übt das Entkopplungselement 20 noch eine Dichtfunktion aus. Das Entkopplungselement 20 umfasst einen Grundkörper 25, der im Wesentlichen die Gestalt einer Kreisscheibe hat. Radial außen sind an dem Grundkörper 25 auf beiden Seiten jeweils zwei Ringwulste ausgebildet.

Das Entkopplungselement 20 übt darüber hinaus noch eine Ventilfunktion aus. Zu diesem Zweck ist ein Ventil 28 in das Entkopplungselement 20 inte- griert. Das Ventil 28 ist als Entenschnabelventil ausgeführt und einstückig mit dem Grundkörper 25 des Entkopplungselements 20 verbunden. Der Entenschnabel des Ventils 28 erstreckt sich von der Pumpengehäusefläche 8 in das Innere der Schallhaube 30 hinein.

Die Schallhaube 30 weist radial außen einen Befestigungsflansch mit drei Befestigungsaugen 31 , 32, 33 auf. Die Befestigungsaugen 31 bis 33 dienen zum Durchführen von Schrauben 35, 36, 37, mit deren Hilfe die Schallhaube 30 zusammen mit dem Entkopplungselement 20 und dem Pumpendeckel 5 an dem (nicht dargestellten) Pumpengehäusetopf des Pumpengehäuses 3 befestigbar ist.

Die Schallhaube 30 ist aus einem Kunststoffmaterial gebildet, das eine andere Härte aufweist als die Materialien, aus denen der Pumpendeckel 5 beziehungsweise das Entkopplungselement 20 gebildet sind.

Obwohl das Entkopplungselement 20 Hülsen für die Aufnahme der Schrauben 35, 36,37 aufweist, übertragen die Schrauben zwischen dem Pumpendeckel 5 und der Schallhaube 30 Körperschall.

Figur 2 zeigt die erfindungsgemäße Lösung, die eine Verbindung der beiden Bauteile Pumpendeckel 5 und Schallhaube 30 mithilfe eines visko-elastischen Klebeverbinders 60 aufzeigt. In einer beispielhaften Ausführungsform wird ein doppelseitig klebendes Acrylat-Material verwendet, wie man es unter der Markennamen 3M-4959 F erhält.

Der Acrylat-Klebstoffkern des Materials bildet mit den beiden funktionellen Klebstoffoberflächen eine nahezu untrennbare Einheit. Durch den durchgehend viskoelastischen Klebstoff bildet sich anders als bei konventionellen Schaumstoffklebebändern ein dauerhafter spannungsfreier Verbund. Darüber hinaus sind die Klebeverbinder vibrationsdämpfend und auf Grund ihrer ge- schlossenzelligen Struktur abdichtend. Durch die Verwendung des visko-elastischen Klebeverbinders 60 wird die Schallübertragung durch die Verschraubung zwischen Pumpe und Schallhaube unterbunden. Der Körperschall, der sich basierend auf der Drehfre- quenz der Pumpe bei circa 250 Hz mit den jeweiligen Oberschwingungen ausbreitet wird durch den Klebeverbinder effektiv und sehr spezifisch für Frequenzen unterhalb von 1000 Hz unterdrückt.

Dabei werden die Frequenzen, verursacht durch die Flügeldrehungen der Vakuumpumpe, sehr spezifisch um 10 dB gedämpft, während das gesamte Spektrum des Körperschalls um die 5 dB gedämpft wird. Dadurch, dass gerade Frequenzen im unteren Bereich erfolgreich reduziert werden, ergibt sich für den subjektiven Geräuschpegel eine deutliche Verbesserung.

Durch das Verkleben mit dem metallischen bzw. Kunststoff-Untergrund wird eine optimale Dichtfunktion erreicht, ohne dass das dichtende Element, der Klebeverbinder, zusätzliche Rillen oder Strukturen aufweisen muss. Die metallische Fläche des Pumpendeckels 5 wird plan mit der Kunststofffläche der Schallhaube verbunden.

Der Klebeverbinder ist ein scheibenförmiger Ring, der der Außenkontur des Pumpendeckels und der Schallhaube folgt. In Figur 2 ist der Klebeverbinder bündig mit der Außenkontur der Schallhaube und deren Umfangsrand 42 angeordnet. Der Klebeverbinder kann aber auch durchaus zurückgesetzt eingelegt und verbaut werden. Dadurch, das man der Außenkontur nicht zwangsweise folgen muss, sondern nur eine ausreichend große Verbindungsfläche benötigt, kann man Standardklebeverbinder mit vorgegebenen Außen- radii einsetzen.

Figur 3 zeigt eine Pumpendeckeloberfläche 8 auf der ein Klebeverbinder rechts mit einem Rand a und links bündig abschließend angeordnet ist. Es ist zu erkennen, dass dadurch in der Gestaltung der Außenkontur der Pumpe ein höherer Freiheitgrad besteht, wenn der Klebeverbinder nicht auch an die Kontur angepasst sein muss. Um die Montage zu vereinfachen kann auch eine flache Nut, beispielsweise im Schalldeckel in der Fläche des Umfangsrandes, vorgesehen sein, so dass der Klebeverbinder einfach positioniert werden kann.

Es ist für die Befestigung, Dichtung und Schallentkopplung nicht notwendig, dass der Pumpendeckel 5 und die Schallhaube 30 Befestigungsaugen 21 , 31 usw. aufweist.

Der Pumpendeckel und die Schallhaube können ohne diese Auskragungen hergestellt sein und so einen reduzierten Bauraum einnehmen.

In einer alternativen Ausführungsform werden Befestigungsaugen verwendet und der Klebeverbinder formmäßig angepasst, um eine größere Befestigungsfläche zu erzielen.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung verwendet einen kreisförmigen Ring von circa 3 mm Dicke aus dem oben genannten Material.

Der Begriff Vakuum-Pumpe ist für den Fachmann durchaus großzügig auszulegen und beschreibt nicht nur die Erzeugung eines klassischen Vakuums sondern auch Unterdruckerzeugung, die sich an ein Vakuum annähert. Das Prinzip der dargestellten Erfindung ist nicht an einen zu erzielenden Unterdruck gebunden.

Bezugszeichenliste

I Kraftfahrzeug-Vakuumpumpe

Pumpengehäuse

5 Pumpendeckel

8 Pumpengehäusefläche

10 Durchtrittsöffnung

I I Befestigungsausnehmung

12 Befestigungsausnehmung

13 Befestigungsausnehmung

20 Entkopplungselement

21 Befestigungsauge

22 Befestigungsauge

23 Befestigungsauge

25 Grundkörper

28 Ventil

30 Schallhaube

31 Befestigungsauge

32 Befestigungsauge

33 Befestigungsauge

35 Schraube

36 Schraube

37 Schraube

42 Umfangsrand

60 Klebeverbinder

a Abstand