Motor-Pumpenaggregat

Die Erfindung betrifft ein Motor-Pumpenaggregat, insbesondere zur Bereitstellung von Druck für eine

Bremsbetatigungseinrichtung einer Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem pneumatischen Bremskraftverstarker, insbesondere einem Vakuumbremskraftverstarker, umfassend eine Pumpe und einen die Pumpe antreibenden elektrischen Motor, wobei die Pumpe als Doppelmembranpumpe mit zwei gegenüberliegenden Arbeitsmembranen vorgesehen ist, welche jeweils zwischen einem Pumpengehause und einem Arbeitsraumdeckel eingespannt ist und dadurch einen Arbeitsraum begrenzt und welche mittels eines, Exzenter und Pleuelstangen aufweisenden Kurbelantriebs bewegbar sind, wobei jedem Arbeitsraum jeweils ein Einlasskanal mit Einlassventil und ein Auslasskanal mit Auslassventil zugeordnet ist.

Zur Bereitstellung von Vakuum für einen pneumatischen Bremskraftverstarker, dessen Innenraum in wenigstens eine Vakuumkammer und eine Arbeitskammer unterteilt ist, werden Vakuumpumpen eingesetzt, die aus der Vakuumkammer Restluft ansaugen und in die Atmosphäre ausstoßen. In der Automobilindustrie werden hierzu in der Regel

Flugelzellenpumpen oder Schwenkflugelpumpen eingesetzt. Diese haben prinzipbedingt viel Reibung und müssen geschmiert werden, um eine akzeptable Lebensdauer zu erreichen. Vom

Verbrennungsmotor des Kraftfahrzeuges angetriebene Vakuumpumpen mit Flugein werden daher an den Olkreislauf des Verbrennungsmotors angeschlossen. Dennoch muss ein nennenswerter Anteil der vom Verbrennungsmotor abgegebenen Leistung zum Antrieb einer solchen Pumpe aufgewendet werden.

Und dies auch dann, wenn das Vakuum in der zu evakuierenden Kammer bereits voll ausgebildet ist. Daher ist es sinnvoll, die Vakuumpumpe mit elektrischer Energie zu betreiben und nur dann einzuschalten, wenn der absolute Druck in der Vakuumkammer über einen vorbestimmten Wert steigt.

Weiterhin kann in Fahrzeugen mit Elektro- bzw. Hybridantrieb die Vakuumpumpe nicht bzw. zeitweise nicht durch den Verbrennungsmotor angetrieben werden. Daher werden in diesen Fahrzeugen elektrisch angetriebene Vakuumpumpen eingesetzt.

Eine solche elektrisch angetriebene Pumpe mit einem Schmiermittelkreislauf auszustatten oder an einen solchen anzuschließen, würde einen unverhältnismäßig hohen Aufwand bedeuten. Somit kommen für den Einsatz in Kraftfahrzeugen mit Bremsanlagen mit elektrisch angetriebener Vakuumpumpe nur trocken laufende Vakuumpumpen in Frage. In Flügelzellenpumpen wird hierfür das selbstschmierende Material Graphit verwendet, aus dem mit hohem Aufwand die Flügel mit der erforderlichen Präzision hergestellt werden. Daher sind die Bemühungen dahingehend, zur elektrischen Bereitstellung von Bremsvakuum eine Membranpumpe zu verwenden.

Membranpumpen sind allgemein bekannt. Aus der DE 35 29 978 Al ist ein Motor-Pumpenaggregat umfassend eine Doppelmembranpumpe mit einer rotierenden Exzenterwelle bekannt, welche von einem Elektromotor angetrieben wird.

Von der Automobilindustrie werden sehr hohe Anforderungen in Bezug auf den akustischen Komfort der Kraftfahrzeugkomponenten gestellt und von den Zulieferern robuste, langlebige Pumpen mit sehr geringen Geräuschemissionen gefordert. Diese Forderungen sind mit den bekannten Membranpumpen aufgrund von Vibrationen nicht zu erfüllen bzw. erfordern einen hohen Aufwand an Schalldämpfungsmaßnahmen .

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Motor- Pumpenaggregat bereitzustellen, welches eine trocken laufende Pumpe umfasst und den hohen Anforderungen in Bezug auf den akustischen Komfort Rechnung trägt. Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, das Motor-Pumpenaggregat bezüglich seiner Pumpwirkung zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Auslasskanäle in den Arbeitsraumdeckeln und im Pumpengehäuse derart angeordnet sind, dass aus den Arbeitsräumen verdrängte Luft in einen Innenraum des Pumpengehäuses geleitet wird, und dass eine Luftauslasseinheit vorgesehen ist, welche ein geräuscharmes Ausblasen der Luft aus dem Innenraum ermöglicht. Der Innenraum, auch Kurbelraum genannt, dient so als Schalldämpfungsraum, da die ausgeblasene Luft nicht direkt in die Atmosphäre geleitet wird und kein Ausblasgeräusch entstehen kann .

Vorzugsweise weist die Luftauslasseinheit Mittel zur Schalldämpfung aufweist. Dadurch kann ein Luftschall beim Austreten der Luft aus der Luftauslasseinheit vermindert werden .

Die Luftauslasseinheit verschließt gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung einen Durchbruch einer Wand des Pumpengehäuses dichtend. Der Durchbruch kann somit die Funktion eines Montagefensters während der Montage des Motor- Pumpenaggregates erfüllen, wodurch die Montage erheblich vereinfacht werden kann.

Eine weitere Montageerleichterung wird gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung dadurch erreicht,

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dass die Luftauslasseinheit ein Filtergehäuse, ein Filter, ein Luftauslassdeckel, eine Luftauslassverschlusskappe sowie eine Ventilkörper umfasst und als vormontierbare Baugruppe vorgesehen ist.

Ein Zurückströmen der ausgestoßenen Luft sowie das Eindringen flüssiger oder gasförmiger Substanzen in die Luftauslasseinheit werden vorzugsweise dadurch verhindert, dass der Luftauslassdeckel, die Luftauslassverschlusskappe sowie der Ventilkörper ein Rückschlagventil bilden. Alternativ können der Luftauslassdeckel, die Luftauslassverschlusskappe sowie der Ventilkörper das Rückschlagventil bilden.

Eine unverlierbare Baugruppenbildung wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform erreicht, indem das Filtergehäuse mit dem Luftauslassdeckel vernietet ist.

Vorzugsweise ist der Luftauslassdeckel mittels Schraubelementen an der Wand befestigbar, wodurch in einfacher Weise eine abgedichtete Befestigung ermöglicht wird.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die beiden Einlasskanäle über im Pumpengehäuse ausgebildete Kanäle miteinander verbunden sind und weisen einen gemeinsamen Anschluss auf. Ein zweiter Anschluss ist nicht notwendig, wodurch der Einbauraum des Motor-Pumpenaggregates optimiert werden kann.

Der Anschluss weist vorzugsweise Mittel zur Befestigung eines Schlauches auf. Beispielsweise ist es gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform denkbar, dass der Anschluss als Ansaugrohrstutzen ausgebildet ist.

Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform eines

erfindungsgemaßen Motor-Pumpenaggregates sieht vor, dass ein Adapter vorgesehen ist, der in dem Anschluss dichtend befestigt ist und der einen Adapterabgang aufweist, wobei der Adapterabgang Mittel zur Befestigung eines Schlauches aufweist. Dadurch kann der Adapter an einzelne Kundenwunsche angepasst werden, ohne dass eine änderung des Pumpengehauses notwendig ist.

Der Adapter kann vorzugsweise mittels einer Rastverbindung in dem Anschluss positionierbar oder mittels stiftformiger Elemente drehbar in dem Anschluss angeordnet sein, wobei die stiftformigen Elemente in eine Außennut des Adapters eingreifen .

Um ein Motor-Pumpenaggregat für verschiedenste

Einbauverhaltnisse zu erhalten, weist das Pumpengehause gemäß einer vorteilhaften Ausfuhrungsform der Erfindung zwei gegenüberliegende Anschlüsse auf, wobei ein Anschluss verschlossen ist. Hierzu kann einer der Anschlüsse mittels eines Stopfens dicht verschlossen werden oder einer der Anschlüsse bleibt bei der Herstellung verschlossen und wird erst bei Bedarf beispielsweise durch Aufbohren geöffnet.

Das Pumpengehause kann vorzugsweise aus Kunststoff oder aus Aluminium hergestellt sein, wobei durch das Pumpengehause aus Kunststoff ein geringes Gewicht des Motor-Pumpenaggregates erreicht wird. Dagegen erlaubt ein Pumpengehause aus Aluminium eine gute Wärmeableitung vom Motor, wodurch die Lebensdauer des Motors verlängert werden kann.

Ebenso kann der Arbeitsraumdeckel aus Kunststoff oder aus Aluminium hergestellt sein, wodurch die Herstellung des Arbeitsraumdeckels vereinfacht werden kann.

Eine Montagevereinfachung wird gemäß einem vorteilhaften Ausführungsbeispiel dadurch erreicht, dass das Einlassventil und das Auslassventil eines Arbeitsraumes jeweils als vormontierbare Ventileinheit vorgesehen sind. Dabei kann eine weitere Vereinfachung der Montage erzielt werden, indem die vormontierbare Ventileinheit jeweils in den Arbeitsraumdeckel integrierbar ist und mit diesem eine vormontierbare Arbeitsraumdeckeleinheit bildet.

Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der Erfindung weist der Arbeitsraumdeckel einen Oberdeckel und einen Unterdeckel auf, welche abdichtend miteinander verbunden sind, wobei die Ventile zwischen Oberdeckel und Unterdeckel vorgesehen sind. Dadurch können die Ventile in einfacher Weise montiert werden.

Vorzugsweise ist der Oberdeckel mit dem Unterdeckel verschweißt oder verschraubt. Dadurch kann gleichzeitig eine Zentrierung des Oberdeckels auf dem Unterdeckel ohne weitere Mittel erfolgen.

Eine einfache Herstellung des Arbeitsraumdeckels wird gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung dadurch erreicht, dass der Einlasskanal im Oberdeckel ausgebildet und der Auslasskanal zwischen Oberdeckel und Unterdeckel vorgesehen ist.

Eine optimale Ausnutzung der Durchtrittsfläche des Einlassventils wird vorzugsweise erreicht, indem sich der Einlasskanal im Bereich des Einlassventils in mehrere, kreisringförmig um eine Mittelachse des Einlassventils angeordnete Einzelkanäle aufteilt.

Vorzugsweise sind das Einlassventil sowie das Auslassventil

jeweils schräg zu Symmetrieachsen der Pumpe angeordnet, wodurch eine bauraumoptimierte Ausgestaltung des Arbeitsraumdeckels möglich ist. Dabei sind die Ventile vorzugsweise als Plattenventile mit Ventilscheibe vorgesehen.

Um die Montage der Ventilscheiben zu erleichtern, sind gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung im Unterdeckel Positionierungszapfen zur Positionierung von Ventilscheiben vorgesehen .

Im Unterdeckel sind vorzugsweise dem Einlass- und dem Auslassventil zugeordnete Arbeitsraumdeckelöffnungen vorgesehen, wobei die Arbeitsraumdeckelöffnungen kreisringförmig um eine Mittelachse der Ventile angeordnet sind. Dadurch kann das so genannte Schadvolumen ohne Reduzierung des Durchtrittsvolumens der Arbeitsraumdeckelöffnungen möglichst gering gehalten werden.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung sind die Einlass- und Auslasskanäle derart im Pumpengehäuse angeordnet, dass die beiden Arbeitsraumdeckel identisch ausgestaltet sind. Somit ist es möglich, die Arbeitsraumdeckel für beide Seiten der Pumpe gleich auszugestalten und eine Bevorratung von zwei unterschiedlichen Arbeitsraumdeckeln ist nicht erforderlich.

Vorzugsweise sind Abstandseinstellmittel vorgesehen, um den Abstand der Arbeitsraumdeckel von der Arbeitsmembrane einzustellen, wodurch Fertigungstoleranzen sowie Montagetoleranzen ausgeglichen werden können.

Die Abstandseinstellmittel können in einfacher Weise vorgesehen sein, wenn gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform die Abstandseinstellmittel durch eine einstellbare Verbindung zwischen Pleuelstange und einem mit der Arbeitsmembran

verbundenen Stößel gebildet sind.

Eine andere vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass Abstandseinsteilmittel vorgesehen, um den Abstand der Arbeitsraumdeckel von dem Pumpengehäuse einzustellen. Dadurch ist es ebenso möglich, Fertigungstoleranzen sowie Montagetoleranzen auszugleichen. Beispielsweise kann die Einstellung des Abstandes mittels einer Schweißverbindung erfolgen oder sie erfolgt mittels einer Schraubverbindung zwischen Arbeitsraumdeckel und Pumpengehäuse.

Eine Zentrierung des Kurbelantriebes innerhalb des Pumpengehäuses wird in vorteilhafter Weise dadurch erreicht, indem eine Motorwelle des elektrischen Motors in einem ersten, im Motor angeordneten Lager und in einem zweiten Lager gelagert ist, wobei das zweite Lager zum Teil von einem Motorgehäuse und zum Teil von dem Pumpengehäuse aufgenommen wird, und dass ein Motorwellenende in das Pumpengehäuse hineinragt. Dadurch kann auf eine zusätzliche Lagerung der Motorwelle im Pumpengehäuse verzichtet werden.

Eine Reduzierung der Einzelteile wird vorzugsweise dadurch erzielt, indem der Kurbelantrieb (Exzenter und Pleuelstangen) auf der Motorwelle angeordnet ist. Eine zusätzliche Exzenterwelle kann dadurch entfallen

Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist es jedoch auch denkbar, dass der Kurbelantrieb (Exzenter und Pleuelstangen) auf einer Exzenterwelle angeordnet ist, welche mit der Motorwelle mittels einer Gewindeverbindung verbunden ist, wobei Mittelachsen der Motorwelle und der Exzenterwelle fluchten.

Um einen ruhigen Lauf des Motor-Pumpenaggregates zu gewährleisten, ist vorzugsweise vorgesehen, dass Mittelpunkte

der Exzenter diametral bezogen auf eine Mittelachse der Motorwelle bzw. der Exzenterwelle angeordnet sind. Dadurch können die Reaktionskräfte der oszillierenden Massen nahezu ausgeglichen werden.

Eine weitere Bauteilreduzierung kann dadurch erreicht werden, dass die Exzenter einstückig als Doppelexzenter ausgebildet sind.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Motor-Pumpenaggregates weisen zur erleichterten Montage des Arbeitsraumdeckels das Pumpengehäuse und die Arbeitsraumdeckel Mittel zur definierten Positionierung der Arbeitsraumdeckel auf dem Pumpengehäuse auf.

Vorzugsweise erfolgt die Ansteuerung des Motor-Pumpenaggregates über eine elektronische Steuereinheit in Abhängigkeit eines Signals eines Sensors, welcher einen Druckunterschied zwischen der Vakuumkammer und der Arbeitskammer oder einen absoluten Druck in der Vakuumkammer des Bremskraftverstärkers erfasst.

Die Pleuelstangen können gewichtsoptimiert aus Kunststoff hergestellt sind, wenn die Pleuelstangen gemäß einer bevorzugten Ausführungsform im Bereich eines Pleuelauges eingespritzte Stützringe zur Stabilisierung von Kugellagern aufweisen. Eine vorteilhafte Alternative sieht vor, dass die Pleuelstangen im Bereich des Pleuelauges einen Schlitz aufweisen, wodurch die Kugellager federnd umschlossen werden können. Ein Einspritzen der genannten Stützringe ist somit nicht erforderlich.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung mehrerer Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnung hervor.

Es zeigt :

Figur 1 ein erste Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßes Motor-Pumpenaggregat in räumlicher Darstellung;

Figur 2 das Motor-Pumpenaggregat gemäß Fig. 1 im Längsschnitt durch eine erste Ebene;

Figur 3 eine Teilansicht des Motor-Pumpenaggregates gemäß Fig. 1 im Längsschnitt durch eine zweite Ebene.

Figur 4 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßes Motor-Pumpenaggregat in räumlicher Darstellung;

Figur 5 das Motor-Pumpenaggregat gemäß Fig. 4 im Längsschnitt durch eine erste Ebene;

Figur 6 einen Arbeitraumdeckel des Motor-Pumpenaggregates gemäß Fig. 4 im Längsschnitt durch eine zweite Ebene und

Figur 7 eine weitere Ausführungsform einer Pleuelstange eines erfindungsgemäßen Motor-Pumpenaggregates .

Fig. 1 zeigt ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Motor-Pumpenaggregats 1 in räumlicher Darstellung, das beispielsweise zur Bereitstellung von Vakuum für eine Bremsbetätigungseinrichtung einer Kraftfahrzeugbremsanlage mit einem nicht dargestellten pneumatischen Bremskraftverstärker vorgesehen ist. Das Motor- Pumpenaggregat 1 umfasst eine Pumpe 2 mit einem Pumpengehäuse 5 und einen die Pumpe 2 antreibenden elektrischen Motor 3, der beispielsweise als Gleichstrommotor ausgebildet sein kann.

Die Pumpe 2 ist, wie insbesondere aus Fig. 2 hervorgeht, welche

das Motor-Pumpenaggregat 1 im Längsschnitt durch eine erste Ebene zeigt, als Doppelmembranpumpe mit zwei gegenüberliegenden Arbeitsmembranen 4 vorgesehen, welche jeweils zwischen dem Pumpengehäuse 5 und einem Arbeitsraumdeckel 6 eingespannt ist und dadurch einen Arbeitsraum 7 begrenzt. Die Arbeitsmembrane 4 sind mittels eines Kurbelantriebs 8 gegensinnig bewegbar, welcher je Arbeitsmembran 4 einen Exzenter 9 und eine Pleuelstange 10 umfasst.

Wie Fig. 3 zu entnehmen ist, die eine Teilansicht des Motor- Pumpenaggregates 1 im Längsschnitt durch eine zweite Ebene dargestellt, ist jedem Arbeitsraum 7 jeweils ein Einlasskanal 11 mit einem Einlassventil 12 sowie ein Auslasskanal 13 mit einem Auslassventil 14 zugeordnet. Das Einlassventil 12 und das Auslassventil 14 sind als Rückschlagventil ausgebildet und umfassen jeweils eine Ventilaufnahme 15,16 sowie eine Ventilscheibe 17,18, wobei das Einlass- und das Auslassventil 12,14 jeweils als eine vormontierbare Ventileinheit 20 vorgesehen sind, welche in eine Ausnehmung 19 des Arbeitsraumdeckels 6 montierbar ist, um somit wiederum eine vormontierbare Arbeitsraumdeckeleinheit 21 zu schaffen. Die Ventileinheit 20 und die Arbeitsraumdeckeleinheit 21 können so als Baugruppe vormoniert werden, wodurch die Montage des Motor- Pumpenaggregates 1 vereinfacht wird.

Die Ventilaufnahme 15 des Einlassventils 12 weist einen zapfenförmigen Abschnitt auf, welcher nach der Montage der Ventileinheit 20 in den Arbeitsraumdeckel 6 in eine entsprechende Ausnehmung im Arbeitsraumdeckel 6 hineinragt. Durch diese Positionierung ist es möglich, die Montage der Ventileinheit 20 zu erleichtern. Wie ferner aus Fig. 3 hervorgeht, weist die Ventilaufnahme 16 des Auslassventils 14 ebenfalls einen zapfenförmigen Abschnitt auf, der nach der Baugruppenbildung in eine entsprechende Ausnehmung der

Ventilaufnahme 15 des Einlassventils 12 hineinragt.

Die Ventileinheit 20 kann beispielsweise durch eine Gewindeverbindung 22 im Arbeitsraumdeckel 6 sicher befestigt werden. Weiter ist die Ausnehmung 19 mittels einer Ventilkappe 23 dicht verschlossen, welche durch ein Schraubenelement 24 an der Arbeitsraumdeckeleinheit 21 befestigt ist.

Die beiden Einlasskanäle 11 der beiden Arbeitsräume 7 sind über im Pumpengehäuse 5 verlaufende Kanäle 54 verbunden und münden in einen gemeinsamen Anschluss 25 im Pumpengehäuse 5, der wiederum über einen nicht dargestellten Vakuumschlauch mit einer Vakuumkammer des nicht dargestellten

Bremskraftverstärkers verbunden ist, wobei der Anschluss 25 beispielsweise als Ansaugrohrstutzen ausgebildet sein kann, der im bzw. am Pumpengehäuse 5 luftdicht befestigt ist. Je nach Einbauverhältnissen im Kraftfahrzeug kann dieser Ansaugrohrstutzen gerade oder abgewinkelt ausgeführt werden und die luftdichte Befestigung im bzw. am Pumpengehäuse 5 kann drehbar oder fest gestaltet werden.

Wie den Fig. 2 und 3 zu entnehmen ist, kann sich gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel ein Einlasskanal 11 zum Einlassventil 12 hin in mehrere kleinere Einlasskanäle 26 aufteilen, die kreisförmig um eine Mittelachse A der Ventileinheit 20 angeordnet sind und mittels einem einzigen Kanal 27 in den Arbeitsraum 7 münden.

Da das Volumen des Kanals 27 zum so genannten Schadvolumen zählt, d.h. dem beim Ausstoßen zurückbleibenden Restvolumen, ist nur ein einziger Kanal 27 vorgesehen, um das Schadvolumen zu minimieren.

Der Arbeitsraum 7, dessen Volumen in der gezeigten Stellung der

Arbeitsmembran 4 sehr gering ist, d.h. vorzugsweise gegen Null geht, wird bei Drehung des Kurbelantriebs 8 vergrößert, wodurch der Druck im Arbeitsraum 7 so stark abnimmt, dass ein Teil der in der Vakuumkammer des Bremskraftverstärkers befindlichen Restluft über den Anschluss 25 und den Einlasskanal 11 in den Arbeitsraum 7 angesaugt wird. Durch den Ansaugvorgang öffnet sich die Ventilscheibe 17 des Einlassventils 12. Verkleinert sich der Arbeitsraum 7 durch die weitere Drehung des Kurbelantriebs 8, schließt das Einlassventil 12 und das Auslassventil 14 öffnet. Dabei wird die angesaugte Restluft aus dem Arbeitsraum 7 über den Kanal 27 und den Auslasskanal 13 heraus geblasen. Wie insbesondere Fig. 3 zu entnehmen ist, ist der Auslasskanal 13 derart im Arbeitsraumdeckel 6 und im Pumpengehäuse 5 angeordnet vorgesehen, dass die aus dem Arbeitsraum 7 verdrängte Luft in einen Innenraum 28 des Pumpengehäuses 5 geleitet wird.

Eine in dem Pumpengehäuse 5 vorgesehene Luftauslasseinheit 29 ermöglicht ein geräuscharmes Ausblasen der Luft aus dem Innenraum 28. Der Innenraum 28, auch Kurbelraum genannt, dient so als Schalldämpfungsraum. Die Luftauslasseinheit 29 enthält ein Rückschlagventil 49 umfassend einen ein- oder mehrteiligen Ventilkörper 34, das ein Zurückströmen von bereits ausgestoßener Luft sowie das Eindringen flüssiger oder gasförmiger Substanzen in den Kurbelraum 28 verhindert.

Zusätzlich wird der Luftschall beim Austreten der Luft aus dem Innenraum 28 dadurch vermindert, dass die Luftauslasseinheit 29 einen, in einem Filtergehäuse 30 angeordneten Filter 31 aufweist, durch welchen die Luft in die Atmosphäre austritt. Weiter umfasst die Luftauslasseinheit 29 einen

Luftauslassdeckel 32, eine Luftauslassverschlusskappe 33 sowie den Ventilkörper 34 und kann als vormontierbare Baugruppe

vorgesehen werden. Der Luftauslassdeckel 32, die Luftauslassverschlusskappe 33 und das Filtergehause 30 sind jeweils mit Schraubenelementen 35,36,37 befestigt. Zur Schalldampfung können weitere Mittel vorgesehen sein, welche vorteilhafterweise in die Baugruppe Luftauslasseinheit 29 integriert sind.

Wenn der Luftdruck im Innenraum 28 der Pumpe 2 großer wird, als der die Pumpe 2 umgebende Atmospharendruck, öffnet sich das Ruckschlagventil 49, indem sich der Ventilkorper 34 von Durchgangsbohrungen 38 im Luftauslassdeckel 32 zumindest teilweise abhebt und die Luft durch nicht dargestellte Offnungen in der Luftauslassverschlusskappe 33 und durch den Filter 31 aus dem Pumpengehause 5 in die Atmosphäre entweichen kann. Somit kann einerseits der Druck im Innenraum 28 der Pumpe 2 nur um den geringen, zum Offnen des Ruckschlagventils 49 notwendigen Differenzdruckwert über den Atmospharendruck anwachsen und andererseits ist der Druck im Innenraum 28 periodischen Schwankungen im Takt der mit der Kurbelbewegung einhergehenden Innenraumvolumenanderung unterworfen. Dadurch ergibt sich ein zeitlich gemittelter Innenraumdruck unterhalb des Atmospharendrucks .

Fig. 2 ist weiter zu entnehmen, dass eine Motorwelle 39 des elektrischen Motors 3 in einem ersten, nicht dargestellten, im Motor 3 angeordneten Lager und in einem zweiten Lager 40 gelagert ist, wobei das zweite Lager 40 zum Teil von einem Motorgehäuse 41 und zum Teil von dem Pumpengehause 5 aufgenommen wird, wobei ein Motorwellenende 42 in das Pumpengehause 5 hineinragt. Eine mit der Motorwelle 39 starr verbundene Exzenterwelle 43 tragt den Kurbelantrieb 8 mit den Exzentern 9 und den Pleuelstangen 10, wobei Mittelachsen M, E der Motorwelle 39 und der Exzenterwelle 43 fluchten. Auf eine zusatzliche Lagerung der Motorwelle 39 bzw. der Exzenterwelle

43 im Pumpengehäuse 5 kann verzichtet werden, weil die erwähnte Fixierung des zweiten Lagers 40 sowohl im Motorgehäuse 41 als auch im Pumpengehäuse 5 bereits die notwendige Zentrierung des Kurbelantriebs 8 innerhalb des Pumpengehäuses 5 sicherstellt. Als weitere Ausführungsform ist es denkbar, die Exzenterwelle 43 durch eine Verlängerung der Motorwelle 39 zu ersetzen, d.h. Motor- und Exzenterwelle 39,43 einteilig auszuführen.

Um einen ruhigen Lauf des Motor-Pumpenaggregats 1 zu gewährleisten, sind Mittelpunkte der Exzenter 9 bezogen auf die Mittelachse E der Exzenterwelle 43 diametral und mit gleichem Abstand angeordnet. Dadurch können die Reaktionskräfte der oszillierenden Massen von Arbeitsmembranen 4, Pleuelstangen 10 und Exzentern 9 nahezu ausgeglichen werden, da in jeder Phase ihrer Bewegung der gemeinsame Schwerpunkt zumindest näherungsweise in Ruhe bleibt. Die verbleibende kleine Abweichung von einem idealen Massenausgleich ist dadurch begründet, dass die beiden Exzenter 9, wie in Fig. 2 dargestellt, axial versetzt angeordnet sind, während sich die Arbeitsmembranen 4 auf gleicher axialer Höhe bewegen.

Vorteilhafterweise können die Exzenter 9 einstückig als Doppelexzenter ausgebildet sein, welcher beispielsweise durch Aufpressen auf die Exzenterwelle 43 angeordnet wird.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführung wird der Doppelexzenter durch Einpressen der Exzenterwelle 43 in zwei scheibenförmig ausgebildete, um 180° zueinander verdrehte einzelne Exzenter 9 hergestellt.

Zur vereinfachten Montage des Motor-Pumpenaggregats 1 ist es vorteilhaft, die Exzenterwelle 43 und die Motorwelle 39 innerhalb des Pumpengehäuses 5 zusammenzufügen. Hierfür kann die Exzenterwelle 43 an ihrem motorseitigen Ende eine

Gewindeverbindung in Form eines ein Innen- oder eines Außengewindes aufweisen. Um das Ansetzen eines Werkzeugs zum Anziehen der Gewindeverbindung zu ermöglichen, ist motorseitig oder am freien Wellenende wenigstens eine Werkzeugangriffsfläche vorgesehen. Eine mehrkantige Ausgestaltung des freien Endes ist hierfür ebenso denkbar.

Fig. 3 ist zu entnehmen, dass die Arbeitsmembran 4 den Arbeitsraum 7 vom Kurbelraum 28 trennt und fest mit einem Stößel 45 verbunden ist, wobei der vorzugsweise nicht deformierbare Stößel 45 von dem elastisch deformierbaren Werkstoff der Arbeitsmembran 4 umspritzt sein kann. Dadurch entsteht in der Umgebung des Stößels 45 ein schwer deformierbarer Abschnitt 50 im Zentrum der Arbeitsmembran 4, der nach außen in einen leicht deformierbaren Abschnitt 44 der Arbeitsmembran 4 übergeht, wobei dieser wiederum nach außen in einen Membranwulst 51 übergeht, der mit dem Pumpengehäuse 5 fest und luftdicht verbunden ist. Der Stößel 45 ist bei diesem Ausführungsbeispiel mittels einer Gewindeverbindung fest mit der Pleuelstange 10 verbunden. Der Stößel 45 kann jedoch gemäß einer weiteren Ausführungsform mit der Pleuelstange 10 einteilig vorgesehen sein. Sind der Stößel 45 und die Pleuelstange 10 als separate Bauteile vorgesehen, so sind diese je nach Werkstoff der Bauteile miteinander verschleißt oder verschraubt .

Die Pleuelstangen 10 sind mittels Kugellagern 46 auf den Exzentern 9 beweglich gelagert.

Um den Arbeitsraum 7 mit einem sehr geringen Restvolumen zu erhalten, weist der Arbeitsraumdeckel 6 eine dreidimensionale Formgebung auf, die an die Enveloppe einer arbeitsraumseitigen Membranoberfläche 52 angepasst ist, welche durch die Kippbewegung des vom Kurbelantrieb 8 bewegten Stößels 45

induziert wird. Vorzugsweise erfolgt die Anpassung der dreidimensionalen Arbeitsraumdeckelinnenkontur an die Enveloppe durch das Einhalten eines vorbestimmten kleinen Abstands zwischen den Bereichen des schwer deformierbaren Abschnitts 50 der Arbeitsmembran 4 und dem Arbeitsraumdeckel 6, während der Abstand in den Bereichen des leicht deformierbaren Abschnitts 44 der Arbeitsmembran 4 und des Membranwulstes 51 zum Arbeitsraumdeckel 6 zu Null gewählt wird. Der kleine Abstand der Arbeitsraumdeckelinnenkontur von der Enveloppe der arbeitsraumseitigen Membranoberfläche 52 im zentralen Bereich der Arbeitsmembran 4 verhindert dessen Anschlagen am Arbeitsraumdeckel 6 beim Betrieb der Pumpe 2 und ermöglicht auch im oberen Totpunkt des Kurbelantriebs 8 eine Luftströmung zwischen dem Arbeitsraum 7 und dem Kanal 27 im Arbeitsraumdeckel 6.

Weiter sind Mittel vorgesehen, um den Abstand der Arbeitsraumdeckel 6 von der Arbeitsmembran 4 einzustellen, wodurch Fertigungstoleranzen bzw. Montagetoleranzen ausgeglichen werden. Es ist vorgesehen, die Einstellung während der Endmontage des Motor-Pumpenaggregats 1 durchzuführen.

In einer Ausführungsform werden die Abstandseinstellmittel durch eine einstellbare Verbindung zwischen Pleuelstange 10 und Stößel 45 gebildet. Ein Beispiel für eine solche Verbindung ist eine Schweißverbindung. Ein anderes Beispiel ist eine Schraubverbindung mit eingelegten Unterlegscheiben.

Eine weitere Ausführungsform sieht die Abstandseinstellmittel als eine einstellbare Verbindung zwischen Pumpengehäuse 5 und Arbeitsraumdeckel 6 vor. Ein Beispiel für eine solche einstellbare Verbindung ist eine Schweißverbindung, ein anderes Beispiel ist eine Schraubverbindung von Pumpengehäuse 5 und Arbeitsraumdeckel 6, bei der über das Anzugsmoment der

Verbindungsschrauben die Einspann-Deformation des zu diesem Zweck als Membranwulst 51 ausgebildeten Membranrands bestimmt wird.

Ein gewichtsoptimiertes Aggregat 1 erhalt man dadurch, dass das Pumpengehause 5 und die Arbeitsraumdeckel 6 aus Kunststoff beispielsweise mittels Spritzgießen hergestellt sind, wobei die Bauteile vorzugsweise durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden werden. Ferner können das Pumpengehause 5 und der Arbeitsraumdeckel 6 bzw. nur das Pumpengehause 5 aus Aluminium hergestellt sein, da Aluminium eine gute Wärmeableitung vom Motor 3 erlaubt. So ist eine Werkstoffkombination aus Kunststoff und Aluminium für die beiden Bauteile Pumpengehause 5 und Arbeitsraumdeckel 6 denkbar.

Vorteilhafterweise sind die Einlass- und Auslasskanale 11,13 im Pumpengehause 5 derart positioniert, dass die beiden Arbeitsraumdeckel 6 identisch ausgestaltet werden können. Dabei weisen die Arbeitsraumdeckel 6 sowie das Pumpengehause 5 Mittel zur definierten Positionierung der Arbeitsraumdeckel 6 auf dem Pumpengehause 5 auf, um die Montage zu erleichtern und eine fehlerhafte Positionierung auszuschließen.

Zur Konkretisierung der Mittel zur definierten Positionierung können eine unsymmetrische Fugekontur, sowie Vorsprunge in der Verbindungsflache vorgesehen werden. Bei einer Verbindung von Arbeitsraumdeckel 6 und Pumpengehause 5 durch Schrauben bietet sich als Positioniermittel ein unsymmetrisches Lochbild an.

Stromungskanale, die die Verbindungsflache zwischen Arbeitsraumdeckel 6 und Pumpengehause 5 durchdringen, sind in den übergängen zwischen Arbeitsraumdeckel 6 und Pumpengehause 5 zu ihrer Umgebung hin gasdicht ausgebildet - beispielsweise durch den Einsatz von Dichtelementen 47 mittels einer

gasdichten Verschweißung.

Die oben beschriebene Luftauslasseinheit 29, im wesentlichen bestehend aus Filtergehäuse 30, Filter 31, Ventildeckel 32, Ventilverschlusskappe 33 und Ventilkörper 34 ist als vormontierbare Einheit ausgebildet und zum Einbau in einen Durchbruch 48 einer dem Motor 3 abgewandten Wand 53 des Pumpengehäuses 5 vorgesehen. Wie ersichtlich ist, wird die Anlage des beispielsweise scheibenförmigen Ventilkörpers 34 am Ventildeckel 32 mittels der Ventilverschlusskappe 33 erreicht. Dabei erfüllt der Durchbruch 48 vor dem Einsetzen der Luftauslasseinheit 29 die Funktion eines Montagefensters, das einen Zugang zum Innenraum 28 des Pumpengehäuses 5 gestattet.

Die Auslasskanäle 13 münden in den Innenraum 28 des Pumpengehäuses 5, so dass dieses als akustische Dämpfungskammer zur Minderung des Austrittsschalls beim Ausstoßen von Luft aus den Arbeitsräumen 7 dient.

Die Montage des erfindungsgemäßen Motor-Pumpenaggregats 1 erfolgt mit folgenden Arbeitsschritten:

1. Vormontieren der Baugruppen Motor 3, Arbeitsraumdeckeleinheiten 21 und Luftauslasseinheit 29

2. Vormontieren der Exzenterwelle 43 mit dem Doppelexzenter 9, gebildet durch die zwei um 180 Grad zueinander versetzten, Kugellager 46 tragende Exzenter 9, der motorseitigen Pleuelstange 10 und einer ersten, der motorseitigen Pleuelstange 10 zugeordneten Arbeitsmembran 4

3. Verbinden der in Schritt 2 erzeugten Baugruppe mit dem Motor 3 durch Verbinden der Exzenterwelle 43 mit der Motorwelle 39, wobei dieser Arbeitsschritt innerhalb des Pumpengehäuses 5 erfolgt. Als Montagefenster dienen

hierfür die zur Aufnahme der Luftauslasseinheit 29 und der zweiten Arbeitsmembran 4 vorgesehenen Offnungen des Pumpengehauses 5.

4. Verbinden der zweiten Pleuelstange 10 mit der zweiten Arbeitsmembran 4

5. Einstecken der in Schritt 4 erzeugten Baugruppe in das Pumpengehause 5

6. Aufsetzen der zweiten Pleuelstange 10 auf das Kugellager 46 des luftauslassseitigen Exzenters 9

7. Befestigen des Motors 3 am Pumpengehause 5

8. Verbinden der Arbeitsraumdeckeleinheiten 21 mit dem Pumpengehause 5

9. Verschließen des Durchbruches 48 mittels der Luftauslasseinheit 29

Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein zweites Ausfuhrungsbeispiel eines Motor-Pumpenaggregates 101. Der Aufbau und die Funktion stimmen weitgehend mit dem ersten Ausfuhrungsbeispiel uberein, so dass gleiche Bauteile bzw. Bauteile mit gleicher Funktion gleiche, um 100 erhöhte Bezugszeichen aufweisen.

Fig. 4 zeigt das zweite Ausfuhrungsbeispiel des erfindungsgemaßen Motor-Pumpenaggregats 101 in raumlicher Darstellung, welches eine Pumpe 102 mit einem Pumpengehause 105 und einen die Pumpe 102 antreibenden elektrischen Motor 103 umfasst, wobei der Motor 103 beispielsweise als Gleichstrommotor ausgebildet sein kann.

Die Pumpe 102 ist, wie insbesondere aus Fig. 5 hervorgeht, welche das Motor-Pumpenaggregat 101 im Längsschnitt durch eine erste Ebene zeigt, als Doppelmembranpumpe mit zwei gegenüberliegenden Arbeitsmembranen 104 vorgesehen, welche jeweils zwischen dem Pumpengehause 105 und einem Arbeitsraumdeckel 106 eingespannt ist und dadurch einen Arbeitsraum 107 begrenzt. Die Arbeitsmembrane 104 sind mittels

eines Kurbelantriebs 108 gegensinnig bewegbar, welcher je Arbeitsmembran 104 einen Exzenter 109 und eine Pleuelstange 110 umfasst .

In Fig. 6 ist der Arbeitsraumdeckel 106 des Motor- Pumpenaggregates 101 geschnitten dargestellt. Es ist ersichtlich, dass der Arbeitsraumdeckel 106 einen Oberdeckel 155 sowie einen Unterdeckel 156 aufweist, die je nach Werkstoff - Kunststoff oder Aluminium - luftdicht miteinander verschweißt bzw. verschraubt sind. Die Zentrierung des Oberdeckels 155 auf dem Unterdeckel 156 erfolgt beispielsweise durch eine am Oberdeckel 155 angeformte Schweißzugabe 165, welche bei der Montage des Oberdeckels 155 in eine entsprechende Kontur 166 hineingreift .

Am Pumpegehäuse 105 ist ein in Fig. 4 gezeigter Anschluss 125 mit einem darin abdichtend befestigen Adapter 157 vorgesehen, über den der angeschlossene Bremskraftverstärker evakuiert wird. Der Adapter 157 kann beispielsweise wie dargestellt abgewinkelt ausgeführt sein. Ebenso ist jedoch auch, den Kundenwünschen entsprechend, ein gerader Adapter 157 möglich. Weiter ist die Ausgestaltung eines Adapterabganges 158, an welchen ein nicht gezeigter Vakuumschlauch befestigt wird, je nach Anschlussart unterschiedlich ausgestaltet. So ist neben dem dargstellten Tannenbaumprofil auch ein Schnell- bzw. Rastverschluss denkbar.

Der Adapter 157 kann entweder mittels einer Rastverbindung in den Anschluss 125 positioniert werden oder die Anschluss- Adapter-Verbindung ist drehbar vorgesehen. Die drehbare Ausgestaltung der Verbindung kann beispielsweise mittels stiftförmigen Elementen 159, welche in Bohrungen des Anschlusses 125 hineinragen und in eine nicht sichtbare Außennut des Adapters 157 eingreifen, realisiert werden.

Der Anschluss 125 mündet in eine nicht dargestellte Gehäusebohrung, die in zwei im Pumpengehäuse 105 ausgebildete Kanäle verzweigt, die zu den beiden Arbeitraumdeckeln 106 führen. Dadurch ist es möglich, die Arbeitsraumdeckel 106 für beide Seiten der Pumpe 102 gleich auszugestalten, wodurch die Montage wesentlich vereinfacht wird. Vorteilhafterweise kann ein zweiter Anschluss 125 auf der gegenüberliegenden Seite des Pumpengehäuses 105 vorgesehen sein. Damit ist es möglich, je nach Kundenwunsch und Einbauverhältnisse des Motor- Pumpenaggregates 101 den Adapter 157 entweder auf der einen oder der gegenüberliegenden Seite anzuschließen. Hierzu kann einer der Anschlüsse 125 mittels eines Stopfens dicht verschlossen werden. Ebenso ist es denkbar, einen der Anschlüsse 125 bei der Herstellung verschlossen zu lassen und erst bei Bedarf beispielsweise durch Aufbohren zu öffnen.

In jedem der Arbeitsraumdeckel 106 ist ein im Oberdeckel 155 ausgebildete Einlasskanal 111 vorgesehen, der mit dem erwähnten Pumpengehäusekanal mittels einem Dichtelement luftdicht verbunden ist und die angesaugte Luft zu einem Einlassventil 112 weiterleitet. Das Einlassventil 112 ist vorzugsweise als Plattenventil mit einer Ventilscheibe 117 aus elastischem Werkstoff ausgebildet. Die von der elastomeren Ventilscheibe 117 zu bedeckende Gesamtdurchtrittsflache wird dabei zweckmäßigerweise in mehrere kleine Durchtrittsflächen mit jeweils kreisförmigem Querschnitt aufgeteilt. Hierfür verzweigt der Einlasskanal 111 im Oberdeckel 155 in eine entsprechende Anzahl von Einzelkanälen 160, welche kreisringförmig um eine Mittelachse des Einlassventils 111 angeordnet sind.

Nach dem Durchströmen des Einlassventils 112 gelangt die angesaugte Luft über Arbeitsraumdeckelöffnungen 161 im Unterdeckel 156 in den Arbeitsraum 107 zwischen Membrane 104

und Arbeitsraumdeckel 106, wird dort komprimiert und über weitere Arbeitsraumdeckelöffnungen 162 zum Auslassventil 114 geführt, welches ebenfalls als Plattenventil mit einer Ventilscheibe 118 aus elastomeren Werkstoff ausgebildet ist. Wie ersichtlich ist, ist ein Auslasskanal 113 zwischen Oberdeckel 155 und Unterdeckel 156 ausgebildet.

Um den Arbeitsraum 107 mit einem sehr geringen Restvolumen zu erhalten, weist der Arbeitsraumdeckel 106 auch bei diesem Ausführungsbeispiel eine dreidimensionale Formgebung auf, die an die Enveloppe einer arbeitsraumseitigen Membranoberfläche 152 angepasst ist, welche durch die Kippbewegung eines vom Kurbelantrieb 108 bewegten Stößels 145 induziert wird. Vorzugsweise erfolgt die Anpassung der dreidimensionalen Arbeitsraumdeckelinnenkontur an die Enveloppe durch das Einhalten eines vorbestimmten kleinen Abstands zwischen den Bereichen eines schwer deformierbaren Abschnitts 150 der Arbeitsmembran 104 und dem Arbeitsraumdeckel 106, während der Abstand in den Bereichen eines leicht deformierbaren Abschnitts 144 der Arbeitsmembran 104 und eines Membranwulstes 151 zu Null gewählt wird. Der kleine Abstand der Arbeitsraumdeckelinnenkontur von der Enveloppe der arbeitsraumseitigen Membranoberfläche 152 im zentralen Bereich der Membran 104 verhindert dessen Anschlagen am

Arbeitsraumdeckel 106 beim Betrieb der Pumpe 102 und ermöglicht auch im oberen Totpunkt des Kurbelantriebs 108 eine Luftströmung zwischen dem Arbeitsraum 107 und den Arbeitsraumdeckeöffnungen 161, 162.

Die Arbeitsraumdeckelöffnungen 161,162 zählen zum sogenannten Schadvolumen, d.h. dem beim Ausstoßen zurückbleibenden Restvolumen. Die darin verbleibende Luft unter Atmosphärendruck dehnt sich beim Ansaugvorgang aus, wodurch weniger Volumen angesaugt werden kann. Es ist daher sinnvoll, die

Arbeitsraumdeckelöffnungen 161,162 mit möglichst geringem Volumen auszugestalten.

Ein- und Auslassventil 112,114 sind daher tangential zur Arbeitsraumdeckelinnenkontur, d.h. schräg zu den Symmetrieebenen der Pumpe 102, angeordnet und die Arbeitsraumdeckelöffnungen 161,162 sind als kurze Bohrungen ausgebildet. Diese Ausgestaltung der Arbeitsraumdeckel 106 nimmt als weiteren Vorteil einen geringen Bauraum in Anspruch.

Vom Auslassventil 114 wird die ausgestoßene Luft über den Auslasskanal 113 im Arbeitsraumdeckel 106 zu einem nicht dargestellten Auslasskanal im Pumpengehäuse 105 geleitet. Die Auslasskanäle 113 in Arbeitsraumdeckel 106 und Pumpengehäuse 105 sind luftdicht mittels eines Dichtelements verbunden. Die beiden Auslasskanäle im Pumpengehäuse 105 münden in einen Innenraum 128 des Pumpengehäuses 105, dem so genannten Kurbelraum.

Zur erleichtern Montage der Ventilscheiben 117,118 weist der Unterdeckel 156 im Bereich der Ventile 112,114 jeweils ein Positionierungszapfen 163,164 auf, welcher der Führung der Ventilscheiben 117,118 dient.

Das Einlassventil 112 weist weiter zwei am Oberdeckel 155 vorgesehene koaxiale kreisförmige Dichtflächen 167,168 auf, welche als umlaufender Vorsprünge ausgestaltet sind, wobei eine Dichtfläche 167 außerhalb der Einzelkanäle 160 und eine Dichtfläche 168 innerhalb der Einzelkanäle 160 angeordnet ist. Durch diese Verkleinerung der Dichtfläche wird eine größere Dichtwirkung erzielt und ein Ankleben der Ventilscheibe 117 am Oberdeckel 155, insbesondere bei tiefen Temperaturen, ist ausgeschlossen .

Eine in dem Pumpengehause 105 vorgesehene Luftauslasseinheit 129 ermöglicht ein gerauscharmes Ausblasen der Luft aus dem Innenraum 128. Der Innenraum 128, auch Kurbelraum genannt, dient so als Schalldampfungsraum. Die Luftauslasseinheit 129 umfasst, wie bereits zum ersten Ausfuhrungsbeispiel beschrieben, ein Ruckschlagventil 149 umfassend einen ein- oder mehrteiligen Ventilkorper 134, das ein Zurückströmen von bereits ausgestoßener Luft sowie das Eindringen flussiger oder gasformiger Substanzen in den Kurbelraum 128 verhindert.

Zusatzlich wird der Luftschall beim Austreten der Luft aus dem Innenraum 128 dadurch vermindert, dass die Luftauslasseinheit 129 einen, in einem Filtergehause 130 angeordneten Filter 131 aufweist, durch welchen die Luft in die Atmosphäre austritt. Weiter umfasst die Luftauslasseinheit 129 einen Luftauslassdeckel 132, eine Luftauslassverschlusskappe 133 sowie den Ventilkorper 134 und kann als vormontierbare Baugruppe vorgesehen werden. Der Luftauslassdeckel 132, die Luftauslassverschlusskappe 133 und das Filtergehause 130 sind jeweils mit Schraubenelementen 135,137 befestigt. Wie ersichtlich ist, ist das Filtergehause 130 mit dem Luftauslassdeckel 132 vernietet. Zur Schalldampfung können weitere Mittel vorgesehen sein, welche vorteilhafterweise in die Baugruppe Luftauslasseinheit 129 integriert sind.

Wenn der Luftdruck im Innenraum 128 der Pumpe großer wird, als der die Pumpe umgebende Atmospharendruck, öffnet sich das Ruckschlagventil 149, indem sich der Ventilkorper 134 von Durchgangsbohrungen 138 im Luftauslassdeckel 132 zumindest teilweise abhebt, und die Luft durch nicht dargestellte Offnungen in der Luftauslassverschlusskappe 133 und durch den Filter 131 aus dem Pumpengehause 105 in die Atmosphäre entweichen kann. Somit kann einerseits der Druck im Innenraum

128 der Pumpe 102 nur um den geringen, zum Offnen des Ruckschlagventils 149 notwendigen Differenzdruckwert über den Atmospharendruck anwachsen und andererseits ist der Druck im Innenraum 128 periodischen Schwankungen im Takt der mit der Kurbelbewegung einhergehenden Innenraumvolumenanderung unterworfen. Dadurch ergibt sich ein zeitlich gemittelter Innenraumdruck unterhalb des Atmospharendrucks .

Aus Fig. 5 ist weiter zu entnehmen, dass eine Motorwelle 139 des elektrischen Motors 103 in einem ersten, nicht dargestellten, im Motor 3 angeordneten Lager und in einem zweiten Lager 140 gelagert ist, wobei das zweite Lager 140 zum Teil von einem Motorgehäuse 141 und zum Teil von dem Pumpengehause 105 aufgenommen wird. Dadurch wird eine vorteilhafte Zentrierung von Motor 103 und Pumpe 102 erreicht. Die Befestigung des Motors 103 am Pumpengehause 105 erfolgt mittels nicht gezeigten Schraubelementen, welche in im Pumpengehause 105 eingebrachte Gewindeeinsatze eingreifen, wenn das Pumpengehause 105 aus Kunststoff ausgebildet ist.

Die Motorwelle 139 dient bei diesem Ausfuhrungsbeispiel gleichzeitig als Exzenterwelle 143, welche den Kurbelantrieb 108 mit den Exzentern 109 und den Pleuelstangen 110 tragt. Es ist jedoch auch eine separate Ausfuhrung von Motorwelle 139 und Exzenterwelle 143 gemäß dem ersten Ausfuhrungsbeispiel beschrieben möglich.

Um einen ruhigen Lauf des Motor-Pumpenaggregats 101 zu gewahrleisten, sind Mittelpunkte der Exzenter 109 bezogen auf eine Mittelachse der Motorwelle 139 diametral und mit gleichem Abstand angeordnet, d.h. die Exzenter 109 sind um 180° versetzt. Dadurch können die Reaktionskrafte der oszillierenden Massen von Arbeitsmembranen 104, Pleuelstangen 110 und Exzentern 109 nahezu ausgeglichen werden, da in jeder Phase

ihrer Bewegung der gemeinsame Schwerpunkt zumindest näherungsweise in Ruhe bleibt. Die verbleibende kleine Abweichung von einem idealen Massenausgleich ist dadurch begründet, dass die beiden Exzenter 109, wie in Fig. 5 dargestellt, axial versetzt angeordnet sind, während sich die Arbeitsmembranen 104 auf gleicher axialer Höhe bewegen.

Die Exzenter 109 können beispielsweise auch um 90° gegeneinander versetzt sein, wobei der Versatz um 90°ein geringeres Drehmoment bewirkt und sich damit positiv auf die Geräuschentwicklung sowie den Anlauf der Pumpe 102 auswirkt.

Fig. 5 ist weiter zu entnehmen, dass die Arbeitsmembran 104 den Arbeitsraum 107 vom Kurbelraum 128 trennt und fest mit dem Stößel 145 verbunden ist, wobei der vorzugsweise nicht deformierbare Stößel 145 von dem elastisch deformierbaren Werkstoff der Membran 104 umspritzt sein kann. Dadurch entsteht in der Umgebung des Stößels 145 der bereits erwähnte, schwer deformierbarer Abschnitt 150 im Zentrum der Arbeitsmembran 104, der nach außen in den leicht deformierbaren Abschnitt 144 der Arbeitsmembran 104 übergeht, wobei dieser wiederum nach außen in einen Membranwulst 151 übergeht, der mit dem Pumpengehäuse 105 fest und luftdicht verbunden ist. Der Stößel 145 kann entweder mittels einer Schweiß- oder einer Gewindeverbindung fest mit der Pleuelstange 110 verbunden sein. Er kann jedoch ebenso mit der Pleuelstange 110 einteilig vorgesehen sein. Die Pleuelstangen 110 sind mittels Kugellagern 146 auf den Exzentern 109 beweglich gelagert.

Sind die Pleuelstangen 110 aus Kunststoff vorgesehen, können eingespritzte Stützringe 169 im Bereich eines Pleuelauges 171 den Sitz der Kugellager 146 im den Pleuelstangen 110 stabilisieren. Alternativ können in den Pleuelstangen 110 im Bereich des Pleuelauges 171 eingeformte Schlitze 170 die

Kugellager 146 federnd umschließen, wie aus Fig. 7 hervorgeht, welche eine weitere Ausführungsform einer Pleuelstange 110 zeigt .

Auch bei diesem Ausführungsbeispiel sind Mittel vorgesehen, um den Abstand der Arbeitsraumdeckel 106 von der Arbeitsmembrane 104 einzustellen, wodurch Fertigungstoleranzen bzw. Montagetoleranzen ausgeglichen werden. Es ist vorgesehen, die Einstellung während der Endmontage des Motor-Pumpenaggregats 101 durchzuführen.

In einer Ausführungsform werden die Abstandseinstellmittel durch eine einstellbare Verbindung zwischen Pleuelstange 110 und Stößel 145 gebildet. Ein Beispiel für eine solche Verbindung ist eine Schweißverbindung. Ein anderes Beispiel ist eine Schraubverbindung mit eingelegten Unterlegscheiben.

Eine weitere Ausführungsform sieht auch bei diesem Ausführungsbeispiel die Abstandseinstellmittel als eine einstellbare Verbindung zwischen Pumpengehäuse 105 und Arbeitsraumdeckel 106 vor. Ein Beispiel für eine solche einstellbare Verbindung ist eine Schweißverbindung, ein anderes Beispiel ist eine Schraubverbindung von Pumpengehäuse 105 und Arbeitsraumdeckel 106, bei der über das Anzugsmoment der Verbindungsschrauben die Einspann-Deformation des zu diesem Zweck als Membranwulst 151 ausgebildeten Membranrands bestimmt wird.

Ein gewichtsoptimiertes Aggregat 101 erhält man dadurch, dass das Pumpengehäuse 105 und die Arbeitsraumdeckel 106 aus Kunststoff beispielsweise mittels Spritzgießen hergestellt sind, wobei einzelne, durch Spritzguss hergestellte Teile vorzugsweise durch Ultraschallschweißen miteinander verbunden werden. Ferner können das Pumpengehäuse 105 und der

Arbeitsraumdeckel 106 bzw. nur das Pumpengehause 105 aus Aluminium hergestellt sein, da Aluminium eine gute Wärmeableitung vom Motor 103 erlaubt. So ist eine Werkstoffkombination aus Kunststoff und Aluminium für die beiden Teile denkbar.

Vorteilhafterweise sind die Einlass- und Auslasskanale 111,113 im Pumpengehause 105 derart positioniert, dass die beiden Arbeitsraumdeckel 106 identisch ausgestaltet werden können. Dabei weisen die Arbeitsraumdeckel 106 sowie das Pumpengehause

105 Mittel zur definierten Positionierung der Arbeitsraumdeckel

106 auf dem Pumpengehause 105 auf, um die Montage zu erleichtern und eine fehlerhafte Positionierung auszuschließen.

Zur Konkretisierung der Mittel zur definierten Positionierung können eine unsymmetrische Fugekontur, sowie Vorsprunge in der Verbindungsflache vorgesehen werden. Bei einer Verbindung von Arbeitsraumdeckel 106 und Pumpengehause 105 durch Schrauben bietet sich als Positioniermittel ein unsymmetrisches Lochbild an .

Stromungskanale, die die Verbindungsflache zwischen Arbeitsraumdeckel 106 und Pumpengehause 105 durchdringen, sind in den übergängen zwischen Arbeitsraumdeckel 106 und Pumpengehause 105 zu ihrer Umgebung hin gasdicht ausgebildet - beispielsweise durch den Einsatz von Dichtelementen 147 mittels einer gasdichten Verschweißung.

Die oben beschriebene Luftauslasseinheit 129, im wesentlichen bestehend aus Filtergehause 130, Filter 131, Ventildeckel 132, Ventilverschlusskappe 133 und Ventilkorper 134 ist als vormontierbare Einheit ausgebildet und zum Einbau in einen Durchbruch 148 einer dem Motor 103 abgewandten Wand 153 des Pumpengehauses 105 vorgesehen. Wie ersichtlich ist, wird die

Anlage des beispielsweise scheibenförmigen Ventilkorpers 134 am Ventildeckel 132 mittels der Ventilverschlusskappe 133 erreicht. Dabei erfüllt der Durchbruch 148 vor dem Einsetzen der Luftauslasseinheit 129 die Funktion eines Montagefensters, das einen Zugang zum Innenraum 128 des Pumpengehauses 105 gestattet .

Die Auslasskanale 113 munden in den Innenraum 128 des Pumpengehauses 105, so dass dieses als akustische Dampfungskammer zur Minderung des Austrittsschalls beim Ausstoßen von Luft aus den Arbeitsraumen 107 dient.

Die Montage des erfindungsgemaßen Motor-Pumpenaggregats 1 erfolgt mit folgenden Arbeitsschritten:

1. Vormontieren der Baugruppen Motor 103 und Luftauslasseinheit 129

2. Einsetzen des Motors 103 in das Pumpengehause 105

3. Montieren der Doppelexzenter 109, gebildet durch die zwei um 180 Grad zueinander versetzten, Kugellager 146 tragende Exzenter 109, der motorseitigen Pleuelstange 110 und einer ersten, der motorseitigen Pleuelstange 110 zugeordneten Arbeitsmembran 104, wobei dieser Arbeitsschritt innerhalb des Pumpengehauses 105 erfolgt. Als Montagefenster dienen hierfür die zur Aufnahme der Luftauslasseinheit 129 und der zweiten Arbeitsmembran 104 vorgesehenen Offnungen des Pumpengehauses 105.

4. Verbinden der zweiten Pleuelstange 110 mit der zweiten Arbeitsmembran 104

5. Einstecken der in Schritt 4 erzeugten Baugruppe in das Pumpengehause 105

6. Aufsetzen der zweiten Pleuelstange 110 auf das Kugellager 146 des luftauslassseitigen Exzenters 109

7. Befestigen des Motors 103 am Pumpengehause 105

8. Verschließen des Durchbruches 148 mittels der

Luftauslasseinheit 129

Die Ansteuerung der zu den Ausführungsbeispielen beschriebenen Motor-Pumpenaggregate 1,101 erfolgt durch eine nicht gezeigte elektronische Steuereinheit (ECU) in Abhängigkeit von einem Signal eines Sensors, welcher einen Druckunterschied zwischen der Vakuumkammer und einer Arbeitskammer oder den absoluten Druck in der Vakuumkammer des Bremskraftverstärkers erfasst. Dabei wird das Motor-Pumpenaggregat 101 eingeschaltet, wenn das Signal einen ersten bestimmten, unteren Wert unterschreitet und ausgeschaltet, wenn das Signal einen zweiten bestimmten, oberen Wert überschreitet. Die Steuereinheit kann in eine elektronische Steuereinheit ECU - beispielsweise die des Bremssystems - integriert oder als separate Steuereinheit vorgesehen sein.

Um auch bei einem Ausfall von Teilen der Ansteuerung wie beispielsweise der elektronischen Steuereinheit das zum Erzielen einer Bremskraftverstärkung notwendige Evakuieren der Vakuumkammer des Vakuumbremskraftverstärkers zu gewährleisten, ist vorgesehen, die Ansteuerung so auszuführen, dass das Motor- Pumpenaggregat 1,101 bei aktiviertem Fahrzeug („Zündung ein") und inaktiver elektronischer Steuereinheit voll bestromt wird.

Die erfindungsgemäßen Motor-Pumpenaggregate 1,101 finden insbesondere Anwendung in Kraftfahrzeugen mit Vakuumbremskraftverstärker und ersetzen die bisher übliche Vakuumversorgung mittels Saugvakuum bzw. verbrennungsmotorgetriebener Vakuumpumpe. Dieser Technologiewandel ist durch folgende Fakten begründet: • Moderne Verbrennungsmotoren können weniger oder kein Saugvakuum liefern, weil die Entwickler von Verbrennungsmotoren bestrebt sind, Drosselverluste zu

vermindern und daher die Vakuumhöhe absenken und weil die über den Vakuumanschluss in den Ansaugtrakt eingebrachte Nebenluft die Abgasregelung des Verbrennungsmotors durcheinander bringt.

• Die immer mehr Verbreitung findenden Verbrennungsmotoren mit Direkteinspritzung erzeugen prinzipbedingt kein Vakuum und werden daher in Stand der Technik mit direkt verbrennungsmotorgetriebenen Vakuumpumpen bestückt, wobei diese meistens an eine Nockenwelle angeschlossen werden.

• Eine direkt verbrennungsmotorgetriebenen Vakuumpumpe verursacht einen permanenten Leistungsverlust, solange der Verbrennungsmotor läuft - auch dann wenn das Vakuum bereits die benötigte Höhe erreicht hat. Es ist energetisch günstiger, eine Vakuumpumpe elektrisch anzutreiben und beim Erreichen des gewünschten Vakuumniveaus auszuschalten.

• In Hybridfahrzeugen mit einem Elektromotor und einem Verbrennungsmotor, ergeben sich Betriebszustände, bei denen der Verbrennungsmotor inaktiv ist und kein Vakuum für den Bremskraftverstärker liefert und daher ein Motor- Pumpenaggregat 1 erforderlich ist.

• In reinen Elektrofahrzeugen steht als einzige Energiequelle zur Erzeugung von Vakuum elektrische Energie zur Verfügung.

Die vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen Motor- Pumpenaggregate 1,101 sind nicht auf den beschriebenen Anwendungsfall der Bereitstellung von Vakuum beschränkt. Derartige Aggregate 1,101 können überall dort eingesetzt werden, wo Gase mit hohem Wirkungsgrad und mit geringen Geräuschemissionen von einem ersten Druckniveau auf ein höheres zweites Druckniveau gebracht werden sollen. Beispielsweise ist auch eine Anwendung des erfindungsgemäßen Aggregates 1,101 als Kompressor denkbar, wobei in dieser

Anwendung vorzugsweise die Einbaurichtung der Ventile umgedreht wird, so dass das Ansaugen der Luft aus dem Innenraum 28,128 des Pumpengehäuses 5,105 und das Abgeben von komprimierter Luft über den Anschluss 25,125 erfolgt.

Bezugszeichenliste

1 Motor-Pumpenaggregat

2 Pumpe

3 Motor

4 Arbeitsmembran

5 Pumpengehäuse

6 Arbeitsraumdeckel

7 Arbeitsraum

8 Kurbelantrieb

9 Exzenter

10 Pleuelstange

11 Einlasskanal

12 Einlassventil

13 Auslasskanal

14 Auslassventil

15 Ventilaufnahme

16 Ventilaufnahme

17 Ventilscheibe

18 Ventilscheibe

19 Ausnehmung

20 Ventileinheit

21 Arbeitsraumdeckeleinheit

22 Gewindeverbindung

23 Ventilkappe

24 Schraubenelement

25 Anschluss

26 Einlasskanal

27 Kanal

28 Innenraum

29 Luftauslasseinheit

30 Filtergehäuse

31 Filter

32 Luftauslassdeckel

Luftauslassverschlusskappe

Ventilkörper

Schraubenelement

Schraubenelement

Schraubenelement

Durchgangsbohrung

Motorwelle

Lager

Motorgehäuse

Motorwellenende

Exzenterwelle

Abschnitt

Stößel

Kugellager

Dichtelement

Durchbruch

Rückschlagventil

Abschnitt

Membranwulst

Membranoberfläche

Wand

Kanal

Motor-Pumpenaggregat

Pumpe

Motor

Arbeitsmembran

Pumpengehäuse

Arbeitsraumdeckel

Arbeitsraum

Kurbelantrieb

Exzenter

Pleuelstange

Einlasskanal

112 Einlassventil

113 Auslasskanal

114 Auslassventil

117 Ventilscheibe

118 Ventilscheibe

125 Anschluss

128 Innenraum

129 Luftauslasseinheit

130 Filtergehäuse

131 Filter

132 Luftauslassdecke1

133 Luftauslassverschlusskappe

134 Ventilkörper

135 Schraubenelement

137 Schraubenelement

138 Durchgangsbohrung

139 Motorwelle

140 Lager

141 Motorgehäuse

142 Motorwellenende

143 Exzenterwelle

144 Abschnitt

145 Stößel

146 Kugellager

147 Dichtelement

148 Durchbruch

149 Rückschlagventil

150 Abschnitt

151 Membranwulst

152 Membranoberfläche

153 Wand

155 Oberdeckel

156 Unterdeckel

157 Adapter

158 Adapterabgang

159 Element

160 Einzelkanal

161 Arbeitsraumdeckelöffnung

162 Arbeitsraumdeckelöffnung

163 Positionierungszapfen

164 Positionierungszapfen

165 Schweißzugäbe

166 Kontur

167 Dichtfläche

168 Dichtfläche

169 Stützring

170 Schlitz

171 Pleuelauge

A Mittelachse E Mittelachse M Mittelachse