Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kfz-Vakuumpumpe mit einem Pumpraum, in dem ein Pumpenrotor verdichtend rotiert, und einem Auslassraum, in den das verdichtete Gas aus dem Pumpraum austritt. Die Vakuumpumpe weist eine Trennwand, welche den Pumpraum von dem Auslassraum abtrennt, und wenigstens ein als Rückschlagventil ausgebildetes Auslassventil in der Trennwand auf, durch das das komprimierte Gas aus dem Pumpraum In den Auslassraum austritt.

Eine Kfz-Vakuumpumpe generiert In einem Kraftfahrzeug (Kfz) unabhängig von dem Betriebszustand eines Verbrennungsmotors einen Unterdruck von beispielsweise absolut 100 Millibar, der beispielsweise zum Betrieb eines pneumatischen Bremskraftverstärkers und/oder anderer pneumatisch betriebener Nebenaggregate benötigt wird.

Als Ventilkörper für das Auslassventil wird bei einer solchen Vakuumpumpe aufgrund der einfachen Konstruktion und der hohen Zuverlässigkeit häufig eine Blattfeder verwendet, welche in einer Schließstellung an einem um die Auslassöffnung ausgebildeten Ventilsitz anliegt. Die Betätigung des Auslassventils erfolgt hydraulisch und pneumatisch. Problematisch bei solchen Vorgängen Ist die dadurch entstehende Geräuschemission, welche hauptsächlich durch die Expansion des Öl/ Luftgemisch verursacht wird. Weitere Geräuschemissionen entstehen durch den beim Schließen mit hohen Beschleunigungen ungebremsten Aufschlag des Ventilkörpers auf dem Ventilsitz. Aus der EP 1 953 389 A2 ist eine Vakuumpumpe bekannt, bei weicher zur Geräuschreduktion In der Blattfeder des Auslassventils ein Loch vorgesehen ist, um die Druckdifferenz in diesem Bereich zu verringern. Eine weitere Vakuumpumpe ist aus der DE 102 27 772 AI bekannt. Zur Geräuschreduktion Ist bei dieser Vakuumpumpe In der Nähe der Ventilöffnung ein Kanal ausgebildet, welcher den Pumpraum mit dem Auslassraum verbindet, um die Öffnungs- und Schließbewegung der Blattfeder zu verlangsamen und die Druckdifferenz in diesem Bereich zu verringern.

Bei diesen Vakuumpumpen aus dem Stand der Technik besteht eine dauerhafte Verbindung zwischen dem Pumpraum und dem Auslassraum. Somit ist eine Dichtigkeit der Vakuumpumpe bei geschlossenem Auslassventil nicht gegeben. Daraus ergibt sich das Problem, dass durch diese Maßnahmen der Pumpraum belüftet wird, wodurch die Leistungsaufnahme der Pumpe signifikant verschlechtert wird.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt somit darin, eine leise Kfz- Vakuumpumpe mit gutem Wirkungsgrad zu schaffen.

Diese Aufgabe wird durch eine Kfz-Vakuumpumpe nach dem unabhängigen Anspruch 1 gelöst. Bei dieser Kfz-Vakuumpumpe ist der Ventilsitz, welcher um die Ventilöffnung herum vorgesehen ist, erhaben ausgebildet. Der Ventilsitz ist dabei der Teil des Gehäuses, welcher eine Auflagefläche für die Blattfeder, die den Ventilkörper bildet, bildet. In geschlossenem Zustand liegt die Blattfeder dabei in einem vorgespannten Zustand dichtend an dem Ventilsitz an, so dass die Pumpe nicht belüftet wird. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Pumpe verbessert. Als„erhaben" im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Ausgestaltung zu verstehen, bei welcher der Bereich des Gehäuses, der den Ventilsitz ausbildet, sich von einem direkt daran angrenzenden Bereich um wenigstens 0,2 mm konstruktiv abhebt. Ein erhabener Ventilsitz hat den Vorteil, dass damit der Ventilsitz klar definiert von dem daran angrenzenden Gehäuse abgegrenzt ist. Bei einer ölgeschmierten Vakuumpumpe wird im Betrieb, zusammen mit dem Gas, öl aus der Ventilöffnung ausgestoßen, das sich auch auf dem Ventilsitz und der Blattfeder absetzt. Dieses öl generiert beim öffnen eine erhebliche Adhäsionskraft zwischen dem Ventilsitz und der Blattfeder. Eine hohe Adhäsionskraft hat den Nachteil, dass die Blattfeder erst bei höheren Auslassdrücken öffnet. Durch höhere Auslassdrücke kommt es zu einer verstärkten Expansion des Öl/Gas Gemisches am Ventilauslass, welches zu einer erhöhten Geräuschemission führt. Der erhabene Ventilsitz hat somit den Vorteil, dass sich eine Adhäsionskraft nur zwischen Ventilsitz und Blattfeder ausbildet und nicht noch zusätzlich zwischen der Blattfeder und den an den Ventilsitz angrenzenden Bereichen. Dadurch wird die Geräuschemission der Vakuumpumpe reduziert.

Eine radiale Überlappung des Ventilsitzes und der Blattfeder nach der vorliegenden Erfindung beträgt dabei weniger als 1,5 mm, bevorzugt 1,0 mm und besonders bevorzugt jedoch weniger als 0,7 mm. Die Überlappung ist in einem überwiegenden Bereich, d.h. mehr als 50% des Umfangs des Ventilsitzes vorhanden. In einem Befestigungsbereich der Blattfeder, in welchem praktisch keine Öffnungsbewegung stattfindet, bzw. der Ölfilm zwischen Ventilsitz und Blattfeder nicht abreißt, kann die Blattfeder eine größere Überlappung aufweisen. Ais Überlappung im Sinne der Erfindung wird der Bereich des Ventilsitzes verstanden, welcher In Kontakt mit der geschlossenen Blattfeder kommt. In diesem Kontaktbereich überlappt die Blattfeder mit dem Ventilsitz. Eine radiale Richtung im Sinne der vorliegenden Erfindung ist eine Richtung, die in der Ebene des Ventilsitzes, senkrecht zu einer Umfangsrichtung des Ventilsitzes verläuft. Durch eine Verringerung der Überlappung wird die Adhäsionskraft zwischen Blattfeder und Ventilsitz reduziert, so dass die Abströmung beim Öffnen harmonisiert wird. Durch die Verringerung der Überlappung öffnet die Blattfeder bereits bei geringeren Auslassdrücken, Dadurch wird eine von dem Auslassdruck abhängige Expansion des ausgelassenen Öl/Gas Gemisches reduziert. Daraus folgt, dass auch die Geräuschemission reduziert wird, so dass die Vakuumpumpe im Betrieb zusätzlich leiser wird.

Ein radialer Überhang der Blattfeder ist größer als 1,0 mm. Der Wert des radialen Überhangs ist jedoch nicht an jeder Stelle gleich und kann lokal auch unter 1,0 mm betragen. Im Sinne der Erfindung ist unter dem Wert für den radialen Überhang von 1,0 mm zu verstehen, dass ein Mittelwert für den radialen Überhang größer als 1,0 mm ist. Als radialer Überhang nach der vorliegenden Erfindung wird der Bereich der Blattfeder verstanden, der den Ventilsitz in radialer Richtung nach außen überragt. Durch diese Ausgestaltung kann sich zusätzlich ein Luftkissen zwischen Blattfeder und Gehäuse ausbilden. Dieses Luftkissen bremst die Blattfeder bei der Schließbewegung zusätzlich ab, so dass die Geräuschemission welter verringert werden kann.

Bisher mussten bei der Herstellung der Blattfeder und des Ventilsitzes und bei der Montage der Vakuumpumpe In der Regel enge Fehlertoleranzen eingehalten werden, damit die Blattfeder nach der Montage exakt auf dem Ventilsitz aufliegt. Durch Ausbildung eines Überhanges wird der Bereich, bei dem die Blattfeder In einem ungünstigen Fall den Ventilsitz noch abdeckt, vergrößert. Es ist somit möglich, die Blattfeder und den Ventilsitz mit weniger strengen Fehlertoleranzen herzustellen und zu montieren. Dadurch können die Blattfeder und der Ventilsitz wirtschaftlicher hergestellt werden und die Montage wird erleichtert. Die in der Vakuumpumpe eingesetzte Blattfeder hat vorzugsweise eine Dicke von 0,15 - 0,2 mm. Als Material wird für die Blattfeder vorzugsweise Uddeholm UHB Stalnless 716 Stahl verwendet.

Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung Ist der Ventilsitz von wenigstens einer angrenzenden Fase umgeben. Als Fase im Sinne der Erfindung sind Radien, Kantenbrüche oder eine abgeschrägte Fläche zu verstehen, welche an einer Werkstückkante ausgebildet ist. Die Fase verbindet dabei zwei verschiedene Seiten eines Werkstückes.

Die Fase hat die Wirkung, dass sich beim Schließvorgang der Blattfeder zwischen der Fase und der Blattfeder ein zirkuläres Luftpolster mit höherem Druck bildet, welches die Blattfeder abbremst und die Geräuschentwicklung zwischen Ventilsitz und Blattfeder minimiert. Das Geräusch, welches durch ein Anschlagen der Blattfeder an dem Ventilsitz entsteht, wird dadurch erheblich verringert.

Vorzugsweise ist die Fase am inneren Umfang des erhabenen Ventilsitzes ausgebildet. Die Fase grenzt dabei innenseitig, also proximal an den Ventilsitz an. Eine solche Fase hat den Vorteil, dass hierfür keine Konstruktionsänderungen vorgenommen werden müssen. Die Fase kann somit auch noch nachträglich an dem erhabenen Ventilsitz ausgebildet werden. Anstelle der Fase am inneren Umfang oder zusätzlich dazu kann In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung eine Fase am äußeren Umfang des erhabenen Ventilsitzes ausgebildet werden.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung sind die Ventilöffnung und die Blattfeder nierenförmig ausgebildet und die Blattfeder an einem Längsende fixiert. Dies hat den Vorteil, dass sich das Auslassventil platzsparend in ein Gehäuse unterbringen lässt. Vorzugsweise sind in einem weiteren Ausführungsbeispiel in der Trennwand zwei Auslassventile ausgebildet. Das erste Auslassventil bildet einen Fiuid-Auslass während eines Vorwärtslaufes und das zweite Auslassventil einen Fluid-Auslass während eines Rückwärtslaufes des Rotors. Dies hat den Vorteil, dass die Kfz-Vakuumpumpe in beiden Laufrichtungen des Rotors betrieben werden kann. Die beiden Blattfedern der Auslassventile sind dabei durch einen einzigen gemeinsamen Federkörper gebildet. Dadurch wird die Anzahl an Teilen der Vakuumpumpe reduziert, so dass der Zusammenbau erleichtert wird und eine Verwechselung zwischen den Blattfedern ausgeschlossen wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist die Erhabenheit des Ventilsitzes mindestens 0,5 mm, bevorzugt mindestens 1,0 mm und besonders bevorzugt mindestens 1,5. Als Erhabenheit im Sinne der Erfindung wird der Abstand zwischen dem Ventilsitz und einer Gehäuseoberfläche verstanden, von welcher der Ventilsitz sich konstruktiv abhebt. Dadurch ist es möglich am Umfang des Ventilsitzes eine ausreichende Fase vorzusehen.

Weitere Einzelhelten und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele in Verbindung mit den Zeichnungen. In diesen zeigen:

Figur l: Eine Kfz-Vakuumpumpe nach der vorliegenden Erfindung,

Figur 2: Eine Schnittdarstellung des Auslassventils der Kfz-Vakuumpumpe nach Fig. 1

Figur 3: Eine Draufsicht des Auslassventils der Kfz-Vakuumpumpe nach

Fig. 1 gemäß einem zweiten Ausfuhrungsbeispiel. Figur 1 zeigt eine Kfz-Vakuumpumpe 10 nach der vorliegenden Erfindung. Die Vakuumpumpe 10 bildet einen Pumpraum 12 aus, In welchem ein Gas durch einen rotierenden Pumpenrotor 11 verdichtet wird. Eine Trennwand 22 trennt den Pumpraum 12 von einem Auslassraum 14 ab. In der Trennwand 22 Ist eine nlerenförmige Ventilöffnung Vorwärtslauf 24 ₁ und eine nlerenförmige Ventilöffnung Rückwärtslauf 24 ₂ ausgebildet. Zur fluidischen Verbindung des Pumpraums 12 und des Auslassraums 14 weist die Vakuumpumpe 10 ein als Rückschlagventil ausgebildetes Auslassventil Vorwärtslauf 20 ₁ und ein als Rückschlagventil ausgebildetes Auslassventil Rückwärtslauf 20 ₂ auf. Die Auslassventile 20 ₁ , 20 ₂ weisen als Ventilkörper nlerenförmige Blattfedern 40 ₁ , 40 ₂ auf, die in einem geschlossenem Zustand die Ventilöffnungen 24 ₁ , 24 ₂ verschließen.

In Figur 2 ist eine Schnittdarstellung durch das Auslassventil Vorwärtslauf 20 ₁ gezeigt. Das Auslassventil Vorwärtslauf 20 ₁ ist gebildet aus der nlerenförmigen Blattfeder 40 ₁ , einem durch das Pumpengehäuse erhaben ausgebildeten Ventilsitz 30 und der den Pumpraum 12 und den Auslassraum 14 verbindenden nierenförmigen Ventilöffnung 24 ₁ . Der mit der Erhabenheit E ausgebildete erhabene Ventilsitz 30 überragt einen direkt an den Ventilsitz 30 angrenzenden Bereich des Pumpengehäuses. Die Ventilöffnung 24 ₁ wird durch die Blattfeder 40 ₁ , wie In Figur 2 dargestellt, verschlossen. In der Schließstellung liegt die Blattfeder 40 ₁ mit einer Überlappung U an dem Ventilsitz 30 dichtend an. In einer Öffnungsstellung Ist die Blattfeder 40 ₁ derart gebogen, dass sie beabstandet zu dem Ventilsitz 30 ist. Die Bewegung der Blattfeder 40 ₁ wird dabei durch einen In Bewegungsrichtung der Blattfeder 40 ₁ zum Ventilsitz 30 beabstandet vorgesehenen Ventllbegrenzer 45 begrenzt. Um die Geräuschemission zu verringern ist an einer inneren Umfangsftäche und an einer äußeren Umfangsfläche der Ventilöffnung 24 ₁ jeweils eine Fase 50, 51 vorgesehen. In dem Ausführungsbeispiel nach Figur 2 Ist der erhabene Ventilsitz 30 somit von zwei Fasen 50, 51 umgeben. Die Blattfeder 40 ₁ ist derart ausgebildet, dass sie den Ventilsitz 30 lateral überragt. Die Blattfeder weist damit einen radialen Überhang UH auf. Damit liegen die lateralen Enden der Blattfeder 40 ₁ , in Ausflussrichtung des Fluides, oberhalb eines Bereiches des Pumpengehäuses, welcher an den erhabenen Ventilsitz 30 angrenzt.

Figur 3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, bei welchem zwei Auslassventile 20 ₁ , 20 ₂ vorgesehen sind. Ein Auslassventil 20 ₁ bildet einen Fluid-Auslass während eines Vorwärtslaufes und das andere Auslassventil 20 ₂ einen Fluid-Auslass während eines Rückwärtslaufes des Rotors 11. Die Ventilöffnungen 24 ₁ , 24 ₂ der Auslassventile 20 ₁ , 20 ₂ sind, In Ausflussrichtung des Fluides, rechts und links von einem Befestlgungsm Ittel 70 vorgesehen. Dieses Befestigungsmittel 70 fixiert einen Federkörper 72, welcher die nierenförmige Blattfedern 40 ₁ , 402 ausbildet und den, in Ausflussrichtung des Fluides, oberhalb der Blattfedern 40 ₁ , 40 ₂ angeordneten einstückigen Ventil begrenzer 45 zwischen den beiden nierenförmlgen Ventil Öffnungen 24 ₁ , 24 ₂ an der Trennwand 22. In Ausflussrichtung des Fluides weist der Ventilbegrenzer 45 rechts und links von dem Befestigungsmittel 70 nierenförmige Ventilbegrenzeröffnungen 74 auf, welche In Ausflussrichtung des Fluides oberhalb der Blattfedern 40 ₁ , 40 ₂ vorgesehen sind und die lateral durch die Blattfedern 40 ₁ , 40 ₂ überragt werden. Diese Ventilbegrenzeröffnungen 74 ermöglichen ein leichteres Lösen der Blattfedern 40 ₁ , 40 ₂ von dem Ventilbegrenzer 45 bei einem Schließvorgang.