Die Erfindung betrifft eine elektrische KFZ-Vakuumpumpen-Anordnung mit einem Gehäuseverbund mit einer Einlassöffnungsanordnung mit einer Einlassöffnung und einer Auslassöffnungsanordnung mit einer Auslassöffnung, der ein Pumpenaggregat und einen Antriebsmotor aufweist, wobei das Pumpenaggregat ein Pumpenrotorgehäuse bestehend aus einer einlass- und auslassseitigen Stirnwand und einem dazwischen angeordneten Pumpenrotorgehäuseteil aufweist, die einen Pumpenrotorraum einschließen, in dem ein Pumpenrotor vorgesehen ist, wobei der Antriebsmotor einen Motorrotor und einen Motorstator aufweist, wobei mindestens ein Schalldämpfungsmittel zur Geräuschreduzierung vorgesehen ist, wobei die Auslassöffnungsanordnung sich an ein Schalldämpfungsmittel anschließt und wobei im Anschluss an den Pumpenrotorraum, zur Auslassöffnung hin gerichtet, Abdichtmittel vorgesehen sind.

Aus der DE 10 2010 041 925 AI ist eine gattungsgemäße Vakuumpumpe bekannt. Eine derartige elektrisch angetriebene 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. Beim Abschalten strömt Luft aus der Umgebung aufgrund des noch vorherrschenden Innendruckes im Pumpenrotorraum durch die Auslassöffnung in die Pumpe. Um hierbei ein Ansaugen von Flüssigkeits- oder Schmutzpartikel in den Pumpenrotorraum zu verhindern, ist in einer Auslassöffnung des Pumpenrotorgehäuseteils ein labyrinthartiger Bereich als Abdichtmittel vorgesehen, der ein Zurückströmen von Flüssigkeits- oder Schmutzpartikeln verhindern soll. Darüber hinaus sind bei der gattungsgemäßen Pumpe Maßnahmen zur Schalldämpfung und/oder zur Schallabschirmung vorgenommen worden. Insbesondere die vorgesehenen Abdichtmittel bedingen eine aufwendige Herstellung der Vakuumpumpe. Darüber hinaus reiche bei mehreren 100 W starken Pumpen die Maßnahmen zur Schalldämpfung bzw. Schallabschirmung nicht aus.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine gattungsgemäße elektrische KFZ- Vakuumpumpen-Anordnung derart weiter zu entwickeln, dass die obengenannten Nachteile auf einfache und kostengünstige Art und Weise vermeidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Auslassöffnungsanordnung einen gegenüber dem Antriebsmotor und dem Pumpenaggregat abgeschlossenen Auslasskanal aufweist, der, in Richtung der Auslassöffnung gesehen, mindestens eine plötzliche Querschnittsänderung als Abdichtmittel mit einem A ₂ /Ai von > 3 aufweist, wobei A ₂ die Querschnittsfläche eines Teilbereiches nach der Querschnittsänderung beschreibt und Ai die Querschnittsfläche eines Teilbereiches vor der Querschnittsänderung beschreibt, Es hat sich erwiesen, dass durch eine derartig einfache Maßnahme die Gefahr eines Ansaugens von Flüssigkeits- oder Schmutzpartikeln erheblich verringert werden kann. Außerdem kann eine derartige Anordnung auf einfache Weise mit Schallschutzmaßnahmen kombiniert werden. Hierbei ist es besonders vorteilhaft, wenn der Teilbereich des Auslasskanals nach der Querschnittsänderung eine Länge L j> 1,5 x D ₂ aufweist, wobei D ₂ den Durchmesser des Teilbereiches beschreibt. Diese Schallschutzmaßnahmen können insbesondere darin bestehen, dass die Schalldämpfungsmittel mindestens zwei hintereinander geschaltete Schalldämpfungsräume aufweisen, wobei der erste Schalldämpfungsraum über eine erste Verbindungsanordnung fluidisch mit dem Pumpenrotorraum und über eine zweite Verbindungsanordnung fluidisch mit dem zweiten Schalldämpfungsraum verbunden ist und wobei der zweite Schalldämpfungsraum fluidisch mit der Auslassöffnungsanordnung verbunden ist, wobei mindestens ein Schalldämpfungsmittel in Form einer Kanalanordnung für die zweite Verbindungsanordnung und/oder den Auslasskanal vorgesehen ist.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform ist der erste Schalldämpfungsraum in der auslassseitigen Stirnwand integriert.

In vorteilhafter Weise wird der erste Schalldämpfungsraum durch ein auf eine vom Pumpenrotor abgewandte Seite der auslassseitigen Stirnwand angeordnetes Deckelelement hergestellt, wobei die zweite Verbindunganordnung als Nut in der auslassseitigen Stirnwand ausgeführt ist.

In einer besonders vorteilhaften, Bauraum-freundlichen Ausführungsform weist der Gehäuseverbund ein Abschlussdeckelelement auf, das die auslassseitige Stirnwand derart umgreift, dass ein zweiter Schalldämpfungsraum ausgebildet ist.

Dadurch, dass die Auslassöffnungsanordnung als Kanalanordnung in Form von aufeinander folgenden Kanalelementen in der auslassseitigen Stirnwand, in dem Pumpenrotorgehäuseteil und in der einlassseitigen Stirnwand vorgesehen ist, können bestehende Gehäuseteile für die Auslassöffnung genutzt werden und wird eine erhebliche Schalldämpfung durch die Reflektionseigenschaften der Kanalanordnung gewährleistet. In besonders vorteilhafter Weise ist die plötzliche Querschnittsänderung zwischen dem zweiten und dem dritten Kanalelement vorgesehen. Alternativ wäre auch eine plötzliche Querschnittsänderung herstellbar, wenn die plötzliche Querschnittsänderung im zweiten Kanalelement durch eine zum zweiten Kanalelement gerichtete Anlagefläche und/oder im dritten Kanalelement durch eine zum dritten Kanalelement gerichtete Anlagefläche ausgebildet ist.

In vorteilhafter Weise ist das Pumpenaggregat koaxial zu dem Antriebsmotor angeordnet, wobei eine Rotorwelle des Antriebsrotors in der einlassseitigen Stirnwand über Lagermittel gelagert ist.

Darüber hinaus ist es bauraumgünstig, wenn die Einlassöffnungsanordnung in der einlassseitigen Stirnwand vorgesehen ist.

Grundsätzlich sind alle Typen rotatorischer Pumpaggregate geeignet. Besonders bevorzugt ist als Pumpaggregat ein Flügelzellen-Pumpaggregat.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert, hierbei zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßen elektrischen KFZ-Vakuumpumpen-Anordnung, und

Figur 2 eine Schnittansicht eines Pumpenaggregates und eines Teils des Antriebsmotors der KFZ-Vakuumpumpen-Anordnung aus Figur 1.

In den Figuren 1 und 2 ist eine elektrische KFZ-Vakuumpumpen- Anordnung 2 dargestellt, die in einem Kraftfahrzeug der Bereitstellung von Vakuum mit einem absoluten Druck von beispielsweise 100 mbar und niedriger dient. Das Vakuum wird hauptsächlich als potentielle Energie für Aktuatorik genutzt, beispielsweise für einen pneumatischen Brems kraft Verstärker oder andere pneumatische KFZ-Aktuatoren. Ein elektrischer Antrieb für KFZ-Vakuumpumpen wird in zunehmendem Maße erforderlich, weil der KFZ-Verbrennungsmotor während des Fahrzeug- Betriebes nicht ständig läuft.

Die KFZ-Vakuumpumpen-Anordnung 2 besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuseverbund 4, der einen Antriebsmotor 6 und ein Pumpenaggregat 8 aufweist. Der Antriebsmotor 6 ist hierbei in einem topfförmigen Motorgehäuse 10 vorgesehen und weist auf bekannte Weise einen Antriebsrotor 12 (siehe hierzu Figur 2) und einen nicht weiter dargestellten Antriebsmotorstator auf. Das Pumpenaggregat 8 weist ein Pumpenrotorgehäuse 14 auf, das aus einer einlass- und auslassseitigen Stirnwand 16, 18 und einem dazwischen angeordneten Pumpenrotorgehäuseteil 20 besteht (siehe auch hier insbesondere Figur 2). Der Gehäuseverbund 4 besitzt des Weiteren ein Abschlussdeckelelement 22, das die auslassseitige Stirnwand 18 und das Pumpenrotorgehäuseteil 20 umgreift und auf die einlassseitige Stirnwand 16 formschlüssig angreift. Das Rotorgehäuse 14 mit dem Abschlussdeckelelement 22 ist über ein erstes Flanschelement 24 mit dem topfförmigen Antriebsmotorgehäuse 10 verbunden. Die KFZ- Vakuumpumpen-Anordnung 2 kann unter Zwischenschaltung eines Dämpfungskörpers 26 mit einem Karosseriebauteil eines Kraftfahrzeuges verbunden werden, wobei das erste Flanschteil 24 ist mit einem zweiten Flanschteil 28 verbunden ist.

Die Figur 1 zeigt des Weiteren eine Einlassöffnungsanordnung 30 in Form eines Kunststoffrohrelementes mit einer Einlassöffnung 31, das in der einlassseitigen Stirnwand 16 vorgesehen ist und durch die aus einem KFZ- Aktuator abzuleitende Luft in das Pumpenaggregat 8 zu führen ist. Mit 32 ist die Auslassöffnungsanordnung bezeichnet, aus der die vom Pumpenaggregat 8 komprimierte Luft über eine Auslassöffnung 33 in die Umgebung abgeführt wird.

Figur 2 zeigt nun eine Schnittansicht des Pumpenaggregats 8 sowie eines Teils des Antriebsmotors 6. Bei der Beschreibung wird Bezug genommen auf Figur 3, die eine perspektivische Ansicht eines Deckelelementes 52 aus Figur 2 zeigt. Wie bereits oben angedeutet, weist der Antriebsmotor 6 einen Antriebsrotor 12 auf, der drehfest auf einer Antriebsrotorwelle 34 befestigt ist, wobei die Antriebsrotorwelle 34 gleichzeitig als Rotorwelle für einen in einem Pumpenrotorraum 35 des Pumpenrotorgehäuses 14 vorgesehenen Pumpenrotor 36 dient. Die Antriebsrotorwelle 34 ist hierbei über ein als Wälzlager ausgebildetes Lagermittel 38 in der einlassseitigen Stirnwand 16 gelagert.

Der guten Ordnung halber sei festgehalten, dass mit 40 ein elektrisches Verbindungskabel bezeichnet ist zur Stromversorgung des Antriebsmotors 6. Die durch die Einlassöffnung 31 und die Einlassöffnungsanordnung 30 angesaugte und im Rotorraum 35 durch den als Flügelzellenrotor ausgebildete Pumpenrotor 36 komprimierte Luft wird durch eine erste Verbindungsanordnung 42 aus dem Rotorraum 35 ausgestoßen. Über diese erste Verbindungsanordnung 42 gelangt die komprimierte Luft in einen ersten Schalldämpfungsraum 50, der in der auslassseitigen Stirnwand 18 integriert ist. Hierzu weist der erste Schalldämpfungsraum 50 auf der vom Pumpenrotor 36 abgewandten Seite der auslassseitigen Stirnwand 18 ein Deckelelement 52 auf. Durch dieses Deckelelement 52 wird auch die zweite Verbindungsanordnung 54 hergestellt, die im Wesentlichen als Nut 56 in der auslassseitigen Stirnwand 18 ausgeführt ist. Über diese zweite Verbindungsanordnung 54 wird die komprimierte, in einem ersten Schalldämpfungsraum 50 gedämpfte Luft in einen zweiten Schalldämpfungsraum 58 überführt. Dieser Schalldämpfungsraum 58 wird im Wesentlichen dadurch hergestellt, dass das Abschlussdeckelelement 22 die auslassseitige Stirnwand 18 fluiddicht umgreift. Die komprimierte Luft wird dann über die als Kanalanordnung 60 ausgebildete Auslassöffnungsanordnung 32 an die Umgebung abgegeben . Die Kanalanordnung 60 ist hierbei aus aufeinander folgenden ersten, zweiten und dritten Kanalelementen 62, 64 und 66 aufgebaut und bildet einen in sich abgeschlossenen Auslasskanal 68 der nicht gegenüber dem Antriebsmotor 6 oder dem Pumpenaggregat 8 oder Teilen davon geöffnet ist. Das erste Kanalelement 62 ist in der auslassseitigen Stirnwand 18, das zweite Kanalelement 64 im Pumpenrotorgehäuseteil 20 und das dritte Kanalelement 66 in der ei nlassseitigen Stirnwand 16 vorgesehen. Dadurch, dass die Kanalanordnung 60 auf diese Weise ei nen langgestreckten Auslasskanal 68 ausformt, kann noch ei nmal eine zusätzliche Dämpfung des Luftschalles erreicht werden.

Erfindungsgemäß ist eine plötzliche Querschnittsänderung 70 als Abdichtmittel vorgesehen, wobei A ₂ die Querschnittsfläche eines Teilbereiches, der hier als drittes Kanalelement 66 ausgebildet ist, nach der Querschnittsänderung 70 beschreibt und Ai die Querschnittsfläche ei nes Teilbereiches, der hier als zweites Kanalelement 64 ausgebildet ist, vor der Querschnittsänderung 70 beschreibt. Das dritte Kanalelement 66 des Auslasskanals 68 nach der Querschnittsänderung 70 weist eine Länge L auf, die 2,5 x D ₂ beträgt, wobei D ₂ den Durchmesser des zweiten Kanalelementes 66 beschreibt. Dieses Abdichtmittel 70 verhindert, dass im Moment des Abschaltens Flüssigkeits- bzw. Schmutzpartikel aufgrund des herrschenden Unterdruckes in das evakuierte Pumpenaggregat strömen kann, da auf der zur Auslassöffnung 33 gerichteten Seite der Querschnittsänderung 70 die Strömungsgeschwindigkeit und damit der Unterdruck geringer ist. Das Verhältnis der Querschnittsflächen A1/A2 beträgt im vorliegenden Ausführungsbeispiel 4, ist also > 3 gewählt, so dass der Unterdruck nicht ausreicht um Parti kel anzusaugen. Auf einfache Weise ist hier die plötzliche Querschnittsänderung 70 im dritten Kanalelement 66 gießtechnisch realisiert. Zusätzlich oder alternativ können natürlich auch andere Querschnittsänderungen ausgebildet sein.