Vakuumpumpe zum Einsatz im Kraftfahrzeugbereich

Die Erfindung betrifft eine Vakuumpumpe zum Einsatz im Kraftfahrzeugbereich, mit einem auf einer Rotorweiie befestigtem Rotorefement, das in einem Rotorgehäuse angeordnet ist, und mit einem indirekt oder direkt die Rotorwelle antreibenden elektrischen Aniriebsorgan, das in einem Motorgehäuse angeordnet ist, wobei das Rotorgehäuse und das Motorgehäuse über eine Gehäusewandung miteinander verbunden sind und eine Gehäuseanordnung bilden, wobei die Rotorwelle mittels einer Lagervorrichtung in der Gehäusewandung gelagert ist, und wobei das Rotorgehäuse mindestens einen Einlass und einen Auslass aufweist.

Verschiedene Verbraucher im Kraftfahrzeugbereich, wie zum Beispiel Bremsanlagen, basieren auf einer Unterdruckansteuerung. Der hierzu benötigte Unterdruck wird in konventionellen Fahrzeugen vorwiegend entweder durch Saugrohranschlüsse an Benzinmotoren oder mechanische Unterdruckpumpen an Dieselmotoren bereitgestellt. Insbesondere Bei Hybrid- und Elektrofahrzeugen werden elektrische Unterdruckpumpen bzw. elektrische Vakuumpumpen eingesetzt, um eine vom Verbrennungsmotor unabhängige Unterdruckversorgung zu gewährleisten. Aus der Praxis ist es darüber hinaus bekannt, den Motor zum elektrischen Antrieb der Vakuumpumpe und den Rotor, der den Unterdruck erzeugt, in einer Gehäuseanordnung unterzubringen. Wenn es der Bauraum erlaubt, schließt sich das Rotorgehäuse in Längsrichtung derart an das Motorgehäuse an, das die mit dem Rotor versehene Motorwelle direkt durch das elektrische Antriebsorgan antreibbar ist. Hierbei sind das Motorgehäuse und das Rotorgehäuse über eine Gehäusewandung miteinander verbunden, durch die die Motorwelle reicht. Dabei ist die Rotorweiie in der Gehäusewandung mittels einer Lagervorrichtung gelagert. Aufgrund des aufzubauenden Unterdrucks im Rotorgehäuse ist die Lagervorrichtung einer extrem hohen Belastung ausgesetzt, so dass beispielsweise Schmierstoffe in den Rotorraum gesogen werden und eine ordnungsgemäße Lagerung nicht mehr stattfinden kann. In der Praxis wird als Abhilfe eine gezielte Leckagegeometrie eingebaut, so dass Luftaus dem Auslass zurWellenmittegeführtwird, umdieBelastungderLagervorrichtungaufgrundeines Druckunterschiedes im Motor- und Rotorgehäuse gering zu halten. Diese Vorgehensweise istsehraufwendig inderHersteliung des Rotorgehäuses, zudem wird durch diese gewünschte Leckage der Wirkungsgrad der Vakuumpumpe verringert. Somit stellt sich die Aufgabe, eine Vakuumpumpe zum Einsatz im Kraftfahrzeugbereichbereitzustellen,diedieobengenanntenNacht eilevermeidet. DieseAufgabewirddadurchgelöst,dassinderGehäusewandungminde stenseine Durchtrittsöffnung, die das Rotorgehäuse und das Motorgehäuse fluidischverbindet, vorgesehen ist. Auf diese einfache und kostengünstige Weise wird ein Druckausgleich zwischen Motorgehäuse und Rotorgehäuse geschaffen, der einesichereundhinsichtlichderLebensdauerlanglebigeFunktionge währleistet. Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßenVakuumpumpe ist die mindestens eine Durchtrittsöffnung im Bereich derLagervorrichtungvorgesehen. Dadurch, dass die Gehäuseanordnung luftdicht abgeschlossen ist, wird dervolumetrische Wirkungsgrad der Vakuumpumpe erhöht. ALs Lagervorrichtung istinsbesondere ein Wälzlager geeignet, das günstig herstellbar und einfach in derMontage ist, und aufgrund derbesonderen Ausführung derGehäusewandung mitmindestens einer Durchtrittsöffnung nicht mehr dem hohen Druckunterschiedausgesetzt ist, der zu einem Fettverlust des Wälzlagers führen würde. Invorteilhafter Weise kann zwischen der Gehäusewandung und einem zweitenZylinderwandstückeineAnlaufscheibefürdasRotorelemen tvorgesehensein. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wirdnachfolgendbeschrieben. Hierbei zeigt:

Figur 1 eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Vakuumpumpe, und

Figur 2 eine perspektivische Ansicht auf ein Motorgehäuse der Vakuumpumpe aus Fig. 1.

Figur 1 zeigt eine elektrische Vakuumpumpe 2 mit einer Gehäuseanordnung 4. Die Gehäuseanordnung 4 besteht im Wesentlichen aus einem Motorgehäuse 6 und einem Rotorgehäuse 8. Im Motorgehäuse 6 ist ein an sich bekannter elektrischer Motor 10 mit einer schematisch dargestellten Steuerelektronik 12 vorgesehen. Der Motor 10 wirkt im vorliegenden Ausführungsbeispiel direkt auf eine Rotorweile 14. Es ist natürlich auch denkbar, dass die Rotorwelle 14 mehrteilig ausgeführt ist, oder dass eine Antriebswelle des Motors 10 über eine Kupplung mit einer Rotorwelle 14 verbunden ist.

Das Motorgehäuse 6 weist am vom Rotorgehäuse 8 abgewandten Ende ein Deckelelement 16 auf, auf dem die Steuereinheit 12 für den elektronisch kommutierten Motor 10 angeordnet ist und das ein erstes Wälzlager 18 zur Lagerung der Roiorwelle 14 aufweist. Es sollte jedoch deutlich sein, dass der Motor 10 auch als herkömmlich, mechanisch kommutierter Motor ausgeführt sein kann. Am entgegengesetzten Ende ist eine Gehäusewandung 20 vorgesehen, die zusammen mit dem Deckelelement 16 und einem Zylinderwandstück 22 das Motorgehäuse 6 luftdicht verschließt. Die Gehäusewandung 20 weist nach außen gerichtete Befestigungsflansche 24 auf zur Befestigung der Vakuumpumpe im Motorraum. Des Weiteren bildet die Gehäusewandung 20 ein Teil des Rotorgehäuses 8, das sich in Längsrichtung an das Motorgehäuse 6 anschließt und ebenfalls durch diese Gehäusewandung 20 luftdicht verschlossen ist. Die Gehäusewandung 20 ist also im vorliegenden Ausführungsbeispiel sowohl ein Teil des Motorgehäuses 6 als auch ein Teil des Rotorgehäuses 8. Des Weiteren weist auch das Rotorgehäuse 8 ein zweites Deckelelement 26 sowie ein zweites Zylinderwandstück 28 auf, wobei zwischen der Gehäusewandung 20 und dem zweiten Zylinderwandstück 28 eine Anlaufscheibe 21 aus Edelstahl für ein Rotorelement 32 angeordnet ist. Das zweite Deckelelement 26 ist über Durchsteckschrauben 30, die durch das zweite Zylinderwandstück 28 reichen, mit der Gehäusewandung 20 verschraubt. Auch das Rotorgehäuse 8 ist fluiddicht abgeschlossen. Des Weiteren weist das Rotorgehäuse 8 auf bekannte Weise einen Einiass und einen Auslass auf. die in dieser Darstellung nicht weiter gezeigt sind. Die Rotorwelte 14 weist das Rotorelement 32 auf, das im vorliegenden Fall mehrere verschiebbar angeordnete Flügelelemente aufweist und dementsprechend die Vakuumpumpe als Flügelzellenpumpe ausgebildet ist. Das Rotorelement 32 wirkt auf bekannte Weise mit dem zweiten zylindrischen Gehäuseteil 28 zusammen und sorgt dementsprechend für den Unterdruckaufbau, In der Gehäusewandung 20 ist ein zweites Wälzlager 34 angeordnet, in dem die Rotorwelle 14 ebenfalls gelagert ist und durch das die Rotorwelle 14 in das Rotorgehäuse 8 hineinreicht.

Des Weiteren weist die Gehäusewandung 20 drei Durchtrittsöffnungen 36 auf, die direkt im Bereich des Wälzlagers 34 angeordnet sind. Auf diese Weise ist eine fluidische Verbindung zwischen dem Rotorgehäuse und dem Motorgehäuse 6 vorgesehen, so dass im Bereich der Wälzlagervorrichtung 34 kein für das Wälzlager 34 schädlicher Druckunterschied anliegt.

Figur 2 zeigt das Motorgehäuse 6 in einer perspektivischen Ansicht. Deutlich zu erkennen ist die Gehäusewandung 20 mit den Flanschelementen 24, über die die Vakuumpumpe im Motorraum des Kraftfahrzeuges befestigt werden kann. Die Rotorwelle 14 ist in dem Wälzlager 34 gelagert und reicht durch die Gehäusewandung 20 hindurch in den nicht weiter dargestellten Rotorraum des Rotorgehäuses 8. Deutlich zu erkennen sind auch die Durchtrittsöffnungen 36, die den Druckausgleich im Bereich des Wälzlagers 34 gewährleisten.

Es sollte deutlich sein, dass die Erfindung nicht auf die Ausführung als Flügelzeilenpumpe mit mehreren Flügeln beschränkt ist und insbesondere auch beispielsweise bei einer Einflügel-Vakuumpumpe anwendbar ist.