DE102007056316A1

DE102007056316A1 - Pumpe, insbesondere Flügelzellen-Vakuumpumpe für Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersysteme

Info

Publication number: DE102007056316A1
Application number: DE102007056316A
Authority: DE
Inventors: Daniel HÖSCHEN; Robert Dr.-Ing. Deipenwisch
Original assignee: Ixetic Hueckeswagen GmbH
Current assignee: Magna Powertrain Hueckeswagen GmbH
Priority date: 2006-11-23
Filing date: 2007-11-22
Publication date: 2008-05-29

Abstract

Es wird eine Pumpe, insbesondere Flügelzellen-Vakuumpumpe für Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersysteme vorgeschlagen, nämlich eine Pumpe (1) mit einem Rotor (7), der über einen mindestens einen Klemmkörper (37) und eine Feder (57) aufweisenden Freilauf (9) mit einem Antrieb (11) koppelbar ist, wobei der mindestens eine Klemmkörper (37) bei einer Drehung des Antriebs (11) in Arbeitsrichtung der Pumpe (1) eine erste Funktionsstellung einnimmt und den Antrieb (11) mit dem Rotor (7) der Pumpe (1) koppelt und bei einer Drehung des Antriebs in die entgegengesetzte Richtung eine zweite Funktionsstellung einnimmt und den Antrieb gegenüber dem Rotor entkoppelt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Pumpe, insbesondere Flügelzellen-Vakuumpumpe, für Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersysteme gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.
Pumpen der hier angesprochenen Art sind bekannt. Sie dienen dazu, einen Unterdruck für Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersysteme zur Verfügung zu stellen und weisen einen Rotor auf, der über einen Freilauf von einem Antrieb in Arbeitsrichtung der Pumpe in Rotation versetzt wird. Der Freilauf weist einen mit dem Rotor gekoppelten Innenring und einen diesen übergreifenden mit dem Antrieb gekoppelten Außenring auf. Auf der Außenfläche des Innenrings sind – im Querschnitt gesehen – keilförmige Ausnehmungen vorgesehen, die federbelastete Klemmkörper aufnehmen. Die Tiefe der Keile ist so gewählt, dass sie in ihren tiefsten Bereichen den Klemmkörper aufnehmen und in ihrem Auslaufbereich diesen gegen den Außenring anpressen. Wird der Außenring in Arbeitsrichtung der Pumpe gedreht, werden die Klemmkörper zwischen seiner Innenfläche und dem Innenring eingeklemmt, sodass der Innenring synchron mit dem Außenring rotiert. Dreht sich der Außenring in entgegengesetzter Richtung, entkoppelt der Freilauf, weil der Klemmkörper in einen Bereich der keilförmigen Ausnehmung eingebracht wird, in der vom Außenring keine Kräfte auf den Innenring übertragen werden. Eine derartige Kupplung stellt also sicher, dass der Rotor nicht entgegen der Arbeitsrichtung der Pumpe angetrieben wird, falls der Antrieb ungewollt rückwärts läuft. Wird eine derartige Pumpe in einem Kraftfahrzeug eingesetzt, wird diese ständig angetrieben, was zu einem erhöhten Energieverbrauch und auch zur Reduktion der Maximalleis tung des Antriebs des Fahrzeugs, insbesondere der Brennkraftmaschine, führt.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Pumpe zu schaffen, die diesen Nachteil nicht aufweist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Pumpe vorgeschlagen, welche die in Anspruch 1 genannten Merkmale umfasst. Sie weist einen Rotor auf, der über einen bekannten Freilauf der oben beschriebenen Art mit einem Antrieb koppelbar ist. Der Freilauf weist also mindestens einen Klemmkörper auf, der bei einer Drehung des Antriebs in Arbeitsrichtung der Pumpe eine erste Funktionsstellung einnimmt und den Antrieb mit dem Rotor der Pumpe koppelt. Bei einer Drehung des Antriebs in entgegengesetzter Richtung nimmt der mindestens eine Klemmkörper eine zweite Funktionsstellung ein, eine Entkopplungsstellung, sodass der Antrieb vom Rotor abgekoppelt wird, dieser also nicht mitrotiert. Die Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass eine Schalteinrichtung vorgesehen ist, die eine gezielte Entkopplung des Rotors vom Antrieb ermöglicht. Sie wirkt so auf den mindestens einen Klemmkörper ein, dass dieser, auch wenn der Antrieb in Arbeitsrichtung der Pumpe rotiert, entgegen der Kraft der zugehörigen Feder in seine zweite Funktionsstellung, die Entkopplungsstellung, gedrängt wird und der Rotor von dem Antrieb entkoppelt ist. Die Pumpe belastet also den Antrieb nicht weiter.
Eine bevorzugte Pumpe zeichnet sich dadurch aus, dass das mindestens eine Schaltelement Teil eines Käfigs ist, der formschlüssig mit einem Innenring des Freilaufs gekoppelt ist und auf den mindestens einen Klemmkörper einwirken kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Pumpe ist vorgesehen, dass die Schalteinrichtung einen hydraulisch betätigbaren Kolben aufweist, der in Richtung auf den Käfig verlagerbar ist, um diesen abzubremsen. Diese Realisierung der Schalteinrichtung ist deshalb besonders günstig, weil in Zusammenhang mit der Pumpe ohnehin eine Ölversorgung vorgesehen ist, die dann zur Betätigung des Kolbens genutzt werden kann.
Bei einer weiteren bevorzugten Pumpe ist vorgesehen, dass diese einen als Druckkammer ausgebildeten Raum aufweist, der mit dem Kolben zusammenwirkt. Diese Ausführungsform ermöglicht eine sehr kompakte Bauweise.
Eine weitere Ausführungsform der Pumpe wird deshalb bevorzugt, weil eine Kopplung zwischen dem Käfig der Schalteinrichtung und dem Innenring des Freilaufs eine Rückstellfeder umfasst. Diese dient dazu, den Rotor gegebenenfalls gegen eine Bremsfläche anzudrücken, sodass ein Zurückdrehen des Rotors vermieden wird.
Bei einem besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel der Pumpe ist eine Ölversorgung vorgesehen, die so ausgelegt ist, dass bei Unterbrechung des Antriebs des Rotors diese ebenfalls unterbrochen wird.
Weitere Ausgestaltungen der Pumpe ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Pumpe wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Prinzipskizze der Pumpe im Längsschnitt und
2 einen Querschnitt durch den Freilauf der Pumpe gemäß 1
Aus der Prinzipskizze gemäß 1 ist eine Pumpe 1 mit einem einen Pumpenraum 3 einschließenden Gehäuse 5, mit einem Rotor 7, einem Freilauf 9 und mit einem Antrieb 11 ersichtlich, von dem hier nur ein Wellenstummel 13 dargestellt ist. Die Ausgestaltung des Antriebs 11 ist für die Funktionsweise der Pumpe 1 und des Freilaufs 9 nicht von Bedeutung. Der Pumpenraum 3 nimmt beispielsweise einen hier nicht dargestellten Flügel einer Flügelzellenpumpe auf, der von dem Rotor 7 drehantreibbar ist. Die Pumpe 1 dient beispielsweise dazu, Unterdruck in einem Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersystem zu erzeugen.
Das Gehäuse 5 weist einen Lageransatz 15 auf, der den Rotor 7 umgreift. Dieser liegt mit Bereichen seiner Umfangsfläche 17 an Bereichen der Innenfläche 19 des Lageransatzes 15 an, sodass ein Lagerbereich geschaffen wird. Die Pumpe 1 kann von einer Ölpumpe 21 über eine Leitung 23 und über eine Öffnung 25 im Lageransatz 15 mit Öl versorgt werden, sodass einerseits der Lagerbereich zwischen Rotor 7 und Innenfläche 19 des Lageransatzes 15 und andererseits der Pumpenraum 3 geschmiert werden. Darauf wird unten noch näher eingegangen.
An dem dem Pumpenraum 3 abgewandten Ende 27 des Rotors 7 ist der Freilauf 9 vorgesehen, der einen drehfest mit dem Rotor 7 gekoppelten Innenring 29 und einen diesen außen umgreifenden Außenring 31 umfasst, der Teil des Antriebs 11 ist und eine das Ende 27 des Rotors 7 umgreifende Glocke 33 aufweisen kann, die mit dem Außenring 31 gekoppelt oder einstückig mit diesem ausgebildet ist. Die Glocke 33 ist mit dem Wellenstummel 13 gekoppelt, vorzugsweise einstückig mit diesem ausgebildet. Sie ist im Übrigen über ein geeignetes Lager 35, das beispielsweise als Rillenkugellager ausgebildet ist, auf dem Rotor 7 reibungsarm gelagert. In 1 ist noch ein dem Freilauf 9 zugeordneten Klemmkörper 37 erkennbar, der in einer Ausnehmung 39 in der Umfangsfläche des Innenrings 29 untergebracht ist und sowohl mit dem Innenring 29 als auch mit dem Außenring 31 in Eingriff gebracht werden kann, je nach Betriebszustand des Freilaufs 9.
Die Pumpe 1 weist eine Schalteinrichtung 41 auf, die mindestens ein Schaltelement 43 umfasst, welches auf den wenigstens einen Klemmkörper 37 des Freilaufs 9 einwirkt. Es greift daher in den Freilauf 9 insbesondere in den Innenring 29 ein, was anhand von 2 näher erläutert werden wird. Das Schaltelement ist Teil eines Käfigs 45, der ebenfalls zur Schalteinrichtung 41 gehört und den Rotor 7 umgibt. Er kann mit dem Rotor 7 mitlaufen. Die Schalteinrichtung 41 weist aber eine Bremseinrichtung auf, die drehfest mit dem Lageransatz 15 gekoppelt ist, auf den Käfig 45 einwirken und diesen damit abbremsen kann. In diesem Fall findet eine Relativdrehung zwischen dem Käfig 45 und dem Rotor 7 sowie dem daran befestigten Innenring 29 statt.
Die Bremseinrichtung umfasst einen Kolben 47, der ringförmig ausgebildet ist und den Rotor 7 umgreift. Ein Teil des Kolbens 47 liegt gemeinsam mit dem Rotor 7 im Inneren des Lageransatzes 15, der von einer Dichtplatte 49 an seinem dem Pumpenraum 3 abgewandten Ende abgeschlossen wird. Die Dichtplatte 49 kann aus Metall bestehen. Der in dem Lageransatz 15 liegende Bereich des Kolbens 47 ist in einem Raum 51 angeordnet, der über eine Bohrung 53 mit einer Leitung 55 verbunden ist. Der Kolben 47 wirkt mit einer Rückstellfeder 57 zusammen, die sich einerseits an der Dichtplatte 49 und andererseits an dem Kolben 47, hier über einen in die Umfangsfläche des Kolbens 47 eingebrachten Ring 58 abstützt und als Schraubenfeder ausgebildet ist, die den Kolben 47 umgibt. Dieser wird also mit einer Vorspannkraft beaufschlagt, die den Kolben in Richtung der Drehachse 59 nach links in den Raum 51 verlagert, sodass dieser seine erste Funktionsstellung annimmt, in der er den Käfig 45 nicht oder nur mit einer geringen Anpresskraft berührt. Der Kolben 47 wird auf geeignete Weise, beispielsweise über einen Vorsprung 61 der Dichtplatte 49, die in einer Ausnehmung des Kolbens 47 greift, drehfest am Gehäuse 5 der Pumpe 1, hier am Lageransatz 15 gehalten.
Wird in den Raum 51 ein Medium, beispielsweise Öl, eingeleitet, so wird in diesem ein Überdruck aufgebaut. Dazu liegt der Kolben 47 dicht an der Außenfläche des Rotors 7 an. Im Übrigen dichtet die Dichtplatte 49 den Raum 51 nach außen ab. Bei einem Überdruck im Raum 51 wird der Kolben 47 gegen die Kraft der Rückstellfeder 57 aus der in 1 dargestellten Position nach rechts in eine zweite Funktionsstellung verlagert, in der er mit seiner Stirnseite an der ihm zugewandten Fläche des Käfigs 45 anliegt und damit eine Reibkraft aufbaut, die von dem Druck im Raum 51 und der Gegenkraft der Rückstellfeder 57 abhängt.
Teil der Schalteinrichtung 41 ist auch eine Ventileinheit 63, die ein 4/2-Wegeventil 65 aufweist, das hier lediglich angedeutet ist. Es wird über eine Steuerleitung 67 angesteuert, die den von der Pumpe 1 erzeugten Druck, insbesondere also den Unterdruck für ein mit der Pumpe 1 verbundenes Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersystem erfasst.
In einer ersten Funktionsstellung des 4/2-Wegeventils 65 ist die Leitung 23 mit der Pumpe 21 verbunden, die Leitung 55 mit einem Tank 69. In dieser hier wiedergegebenen Funktionsstellung des 4/2-Wegeventils 65 wird der Lagerbereich zwischen Rotor 7 und Lageransatz 15 von der Ölpumpe 21 über die Leitung 23 und die Öffnung 25 mit Öl versorgt, ebenso der Pumpenraum 3. Gleichzeitig ist der Raum 51 über die Bohrung 53 und die Leitung 55 mit dem Tank 69 verbunden, also drucklos. Die Rückstellfeder 57 kann also, wie in 1 dargestellt, den Kolben 47 nach links in den drucklosen Raum 51 hinein verlagern.
Wird festgestellt, dass die Pumpe 1 den gewünschten Druck, hier also einen gewünschten Unterdruck im Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersystem, erzeugt hat, wird über die Steuerleitung 67 das 4/2-Wegeventil 65 umgeschaltet, sodass, wie aus dem Schaltsymbol in 1 ersichtlich, die Ölversorgung der Pumpe 1 unterbrochen wird, indem die Leitung 23 in Verbindung mit dem Tank 69 gebracht wird. Gleichzeitig wird die Ölpumpe 21 über die Leitung 55 und die Bohrung 53 mit dem Raum 51 verbunden, sodass hier ein Medium eingespeist wird, insbesondere hier also ein Hydrauliköl, und ein Überdruck in dem Raum 51 aufgebaut wird. Dieser führt dazu, dass der Kolben 47 gegen die Kraft der Rückstellfeder 57 gegenüber dem Rotor 7 und dem Lageransatz 15 nach rechts in Richtung der Drehachse 59 verlagert wird. Er drückt daher mit seiner Stirnseite gegen die in 1 nach links gewandte Oberfläche des Käfigs 45, sodass dieser abgebremst wird, weil der Kolben 47 drehfest im Lageransatz 15 gehalten wird. Daraufhin dreht sich der mit dem Rotor 7 drehfest verbundene Innenring 29 aufgrund seiner Massenträgheit etwas gegenüber dem Käfig 45, worauf unten näher eingegangen wird.
1 zeigt schließlich noch, dass die Schalteinrichtung 41 eine Rückstellfeder F aufweist, die sich einerseits an dem Innenring 29 und andererseits auf der den Innenring 29 zugewandten Seite des Käfigs 45 abstützt. Aus 1 ist ersichtlich, dass sich der Käfig 45 über den Kolben 47 an der Druckplatte 49 abstützt. Die vorgespannte Rückstellfeder F übt also auf den Innenring 29 eine in 1 nach rechts gerichtete Kraft aus, die dazu führt, dass ein im Pumpenraum 3 liegender Bereich des Rotors 7 gegen eine Bremsfläche B des Gehäuses angedrückt wird.
2 zeigt einen Querschnitt durch den Freilauf 9 der Pumpe 1. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugsziffern versehen, sodass insofern auf die Beschreibung zu 1 verwiesen wird. Die Darstellung ist gegenüber der in 1 etwas vergrößert.
Aus 2 ist also die Pumpe 1 mit ihrem Gehäuse 5 sowie dem zugehörigen Lageransatz 15 ersichtlich. In diesem befindet sich der mit dem Rotor 7 drehfest gekoppelte Innenring 29 des Freilaufs 9, der von dem Außenring 31 umgeben wird, der Teil des Antriebs 11 ist. Deutlich erkennbar ist auch der mindestens eine Klemmkörper 37, der in einer in die Umfangsfläche 71 des Innenrings 29 eingebrachten keilförmigen Ausnehmung 39 untergebracht ist. Diese zeichnet sich dadurch aus, dass sie – gemessen von der Umfangsfläche 71 – im Uhrzeigersinn immer tiefer wird, wobei die Tiefe an die Größe des Klemmkörpers 37 so angepasst ist, dass dieser, ohne die Innenfläche des Außenrings 31 zu berühren, im Bereich der tiefsten Stelle der Ausnehmung 39 untergebracht werden kann. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel der Pumpe 1 ist vorgesehen, dass der Freilauf 9 vier gleiche Klemmkörper aufweist, sodass die folgende Beschreibung sich ausschließlich an einem dieser Klemm körper orientiert. Außerdem sind die die Klemmkörper aufnehmenden Ausnehmungen 39 und auch die übrigen im Zusammenhang mit dem Klemmkörper 37 genannten Elemente identisch.
Jeder der Klemmkörper 37 wird von einer Feder 73 mit einer Vorspannkraft beaufschlagt, die diesen entgegen dem Uhrzeigersinn innerhalb der Ausnehmung 39 in deren flacheren Bereich drängt, sodass der Klemmkörper 37 einerseits mit dem Grund der Ausnehmung 39 und andererseits mit der Innenfläche des Außenrings 31 in Berührung tritt. Der Klemmkörper 37 kann als Kugel, vorzugsweise aber auch, wie hier, als zylindrisches Element ausgebildet sein, dessen Längsachse sich in 2 in die Bildebene erstreckt.
Auf der der Feder 73 abgewandten Seite jedes Klemmkörpers 37 ist das Schaltelement 43 angeordnet, das beispielsweise als senkrecht zur Bildebene von 2 verlaufender Stift ausgebildet ist, der in die Ausnehmung 39 hineinragt und mit dem Klemmkörper 37 in Eingriff treten kann, dabei einen so kleinen Außendurchmesser aufweist, dass dieser in den links von dem Klemmkörper 37 gegebenen Freiraum in der Ausnehmung 39 untergebracht werden kann, ohne eine Kopplung zwischen Innen- und Außenring herbeizuführen.
Das Schaltelement 43 ist, wie anhand von 1 erläutert, mit dem Käfig 45 der Schalteinrichtung 41 verbunden oder einstückig mit diesem ausgebildet und greift in den Innenring 29 ein. Es dreht sich also, sofern keine Kräfte auf den Käfig 45 wirken, synchron mit dem Innenring 29.
Wird, wie durch einen Pfeil 75 angedeutet, der Außenring 31 in Arbeitsrichtung der Pumpe 1 gegen den Uhrzeigersinn gedreht, so verklemmt sich der Klemmkörper 37, der mit einer Vorspannkraft der Feder 73 beaufschlagt wird, zwischen der Innenfläche des Außenrings 31 und dem Boden der Ausnehmung 39, sodass ein in den Außenring 31 eingeleitetes Drehmoment über den Freilauf 9 auf den Innenring 29 und damit auf den Rotor 7 übertragen wird.
Die Reibungskräfte der Klemmkörper 37 zwischen der Innenfläche des Außenrings 31 und dem Boden der Ausnehmung 39 sind so gewählt, dass die Klemmkörper 37 bei Überschreiten eines Grenzdrehmoments, das in den Außenring 31 eingeleitet wird, durchdrehen, sodass die Pumpe 1 nicht überlastet wird.
Wird der Antrieb der Pumpe 1, damit also der Außenring 31 entgegen der durch den Pfeil 75 angedeuteten Arbeitsrichtung der Pumpe 1 in Rotation versetzt, so bewirken Reibungskräfte zwischen der Innenfläche des Außenrings 31 und den Klemmkörpern 37, dass diese entgegen der Kraft der Feder 73 im Uhrzeigersinn innerhalb der Ausnehmung 39 verlagert werden und keine Reibungskräfte auf den Innenring 29 übertragen können: Der Freilauf 9 ist damit entkoppelt, sodass Schäden an der Pumpe 1 vermieden werden.
Im Folgenden wir davon ausgegangen, dass sich der Außenring 31 in der durch den Pfeil 75 angedeuteten Arbeitsrichtung der Pumpe 1 gegen dem Uhrzeigersinn dreht und durch die Klemmkörper 37 das Antriebsmoment auf den Innenring 29 und damit auf den Rotor 7 übertragen wird. Dadurch erzeugt die Pumpe 1 einen Druck, beispielsweise einen Unterdruck für ein Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersystem. In diesem Betriebszustand befindet sich das 4/2-Wegeventil 65 in der in 1 wiedergegebenen Position, sodass die Ölpumpe 21 über die Leitung 23 und die Öffnung 25 Öl zur Schmierung der Pumpe 1 in das Gehäuse 5 einspeist. Gleich zeitig ist der Raum 51 über die Bohrung 53 und die Leitung 55 mit dem Tank 69 verbunden, damit drucklos. Die Rückstellfeder 57 verlagert den Kolben 47 nach links, sodass dieser auf den Käfig 45 keine Bremskräfte ausübt. Daraufhin bewegt sich der Käfig 45 synchron mit dem Innenring 29, und die Schaltelemente 43 üben auf die Klemmkörper 37 keine Kräfte aus.
Hat die auf diese Weise angetriebene Pumpe 1 den gewünschten Druck, hier also einen bestimmten Unterdruck in einem Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersystem aufgebaut, so wird ein Signal über die Steuerleitung 67 an die Ventileinheit 63 abgegeben, sodass das 4/2-Wegeventil 65 umschaltet. Damit wird über die Leitung 23 und die Bohrung 25 kein Öl mehr an die Pumpe 1 geliefert. Die Leitung 23 ist vielmehr mit dem Tank 69 verbunden. Dafür ist die Ölpumpe 21 über die Leitung 55 und die Bohrung 53 mit dem Raum 51 verbunden, sodass hier ein Überdruck aufgebaut wird, der den Kolben 47 gegen die Kraft der Rückstellfeder 57 nach rechts verlagert, sodass dieser eine Bremskraft auf den Käfig 45 ausübt. Die Pumpe 1, damit auch der Rotor 7 und der Innenring 29, drehen weiter in der durch den Pfeil 75 angedeuteten Arbeitsrichtung, sodass eine Relativdrehung zwischen dem Innenring 29 und dem abgebremsten Käfig erfolgt. Dies führt dazu, dass die Schaltelemente 43 in den Ausnehmungen 39 eine Druckkraft auf die Klemmkörper 37 – in 2 im Uhrzeigersinn – ausüben, sodass diese nicht mehr mit der Innenfläche des Außenrings 31 in Eingriff stehen: Damit wird der Freilauf 9 trotz Einleitung eines Drehmoments in dem Außenring 31 entkoppelt, sodass keine weiteren Antriebskräfte auf den Rotor 7 wirken und die Pumpe 1 zum Stillstand kommt.
Wird also bei laufendem Antrieb, also bei Einleitung eines Drehmoments in den Außenring 31 der Freilauf 9 entkoppelt, bleibt die Pumpe 1 schließlich stehen und erzeugt keinen weiteren Unterdruck mehr. Durch die Entkopplung wird der Antrieb nicht weiter belastet, was zu Energieeinsparung führt.
Ist die Pumpe 1 zum Stillstand gekommen, muss sichergestellt werden, dass sie sich nicht entgegen der durch den Pfeil 75 angedeuteten Drehrichtung zurückdreht, weil dies bei stehendem Käfig 45 dazu führen würde, dass der Freilauf 9 den Antrieb wieder mit dem Rotor 7 koppeln würde.
Ein Zurückdrehen des Rotors 7 wird durch die oben beschriebene Rückstellfeder F verhindert, die den Rotor 7 gegen die Bremsfläche B andrückt. Nach dem Entkoppeln des Freilaufs 9 kommt also der Rotor 7 auch bei weiterlaufendem Außenring 31 schließlich zum Stillstand. Durch die Bremskräfte wird verhindert, dass sich die Pumpe 1 danach ungewollt entgegen der durch den Pfeil 75 angedeuteten Arbeitsrichtung zurückdreht, also im Uhrzeigersinn.
Auf die Rückstellfeder F kann verzichtet werden, wenn der Käfig 45 durch den Kolben 47 in Richtung der Drehachse 59 so weit nach rechts verlagert wird, dass der Käfig 45 an einer diesem zugewandten Stirnseite des Innenrings 29 anliegt und eine Bremskraft ausübt. Wird auf die Rückstellfeder F verzichtet, müssen dabei die Reibkräfte zwischen dem Kolben 47 und dem Käfig 45 größer sein, als die Reibkräfte zwischen dem Käfig 45 und dem Innenring 29.
Durch die Einstellung der Reibkräfte oder durch Einsatz der Rückstellfeder F wird sichergestellt, dass die Pumpe 1, wenn der Freilauf 9 bei laufendem Antrieb einmal entkoppelt wurde, wozu ein einmali ger Bremsimpuls auf den Käfig 45 reicht, stehen bleibt und sich auch nicht entgegen der durch den Pfeil 75 angedeuteten Arbeitsrichtung dreht.
Zum Wiedereinschalten der Pumpe wird über die Steuerleitung 67 ein Signal an die Ventileinheit 63 beziehungsweise an deren 4/2-Wegeventil 65 abgegeben, sodass dieses den Raum 51 wieder mit dem Tank 69 verbindet. Der Kolben 47 wird daraufhin durch die Rückstellfeder 57 in Richtung der Drehachse 59 nach links verlagert, sodass die Bremskräfte auf dem Käfig 45 abgebaut werden und dieser frei mit dem Innenring 29 drehbar ist. Die auf die Klemmkörper 37 wirkenden Federn 73 können, weil damit auch die Schaltelemente 43 frei beweglich sind, die Klemmkörper 37 gemeinsam mit den Schaltelementen 43 in 2 gegen den Uhrzeigersinn verlagern und dabei den Käfig 45 ebenfalls gegen den Uhrzeigersinn drehen. Dadurch können die Klemmkörper 37 mit der Innenfläche des Außenrings 31 in Eingriff treten, der sich immer noch in Richtung des Pfeils 75, also in Arbeitsrichtung der Pumpe 1, dreht. Der Freilauf 9 koppelt auf diese Weise wieder ein und die Pumpe 1 läuft an. Sie dreht sich dabei in Arbeitsrichtung.
In diesem Fall stellt das 4/2-Wegeventil 65 gleichzeitig sicher, dass die Pumpe 1 von der Ölpumpe 21 über die Leitung 23 und die Öffnung 25 mit Öl versorgt und damit geschmiert wird.

1: Pumpe
3: Pumpenraum
5: Gehäuse
7: Rotor
9: Freilauf
11: Antrieb
13: Wellenstummel
15: Lageransatz
19: Innenfläche
21: Ölpumpe
23: Leitung
25: Öffnung
27: Ende
29: Innenring
31: Außenring
33: Glocke
35: Lager
37: Klemmkörper
39: Ausnehmung
41: Schalteinrichtung
43: Schaltelement
45: Käfig
47: Kolben
49: Dichtplatte
51: Raum
53: Bohrung
55: Leitung
57: Rückstellfeder
59: Drehachse
61: Vorsprung
63: Ventileinheit
65: 4/2 Wegeventil
67: Steuerleitung
69: Tank
71: Umfangsfläche
73: Feder
75: Pfeil

Claims

Pumpe, insbesondere Flügelzellen-Vakuumpumpe, für Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersysteme, mit einem Rotor (7), der über einen mindestens einen Klemmkörper (37) und mindestens eine Feder (73) aufweisenden Freilauf (9) mit einem Antrieb (11) koppelbar ist, wobei der mindestens eine Klemmkörper (37) bei einer Drehung des Antriebs (11) in Arbeitsrichtung der Pumpe (1) eine erste Funktionsstellung einnimmt und den Antrieb (11) mit dem Rotor (7) der Pumpe (1) koppelt und bei einer Drehung des Antriebs (11) in die entgegengesetzte Richtung eine zweite Funktionsstellung einnimmt und den Antrieb (11) gegenüber dem Rotor (7) entkoppelt, gekennzeichnet durch eine Schalteinrichtung (41), welche auf den mindestens einen Klemmköper (37) einwirkt und ihn auch bei einer Drehung des Antriebs (11) in Arbeitsrichtung der Pumpe (1) gegen die Kraft der Feder (73) in seine zweite Funktionsstellung drängt, sodass der Rotor (7) von dem Abtrieb (11) entkoppelt ist.
Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (41) mindestens ein Schaltelement (43) aufweist, das auf den mindestens einen Klemmkörper (37) einwirkt, und dass die Anzahl der Schaltelemente (43) der Anzahl der Klemmkörper (37) entspricht.
Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Schaltelement (43) Teil eines Käfigs (45) ist, der formschlüssig mit einem Innenring (29) des Freilaufs (9) gekoppelt ist, und dass der Innenring (29) zum Entkoppeln des Antriebs (11) gegenüber dem Käfig (45) in Arbeitsrichtung der Pumpe (1) verdreht wird.
Pumpe nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch eine auf den Käfig (45) wirkende Bremseinrichtung, die bei Aktivierung diesen abbremst, sodass dieser sich gegenüber dem sich weiterdrehenden Innenring (29) entgegen der Arbeitsrichtung der Pumpe (1) verdreht.
Pumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung einen – vorzugsweise in Richtung der Drehachse (59) des Rotors (7) verlagerbaren – Kolben (47) aufweist, der auf den Käfig (45) eine Bremskraft ausübt.
Pumpe nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (47) – vorzugsweise gegen die Kraft einer Rückstellfeder (57) – hydraulisch in Richtung auf den Käfig (45) verlagerbar ist.
Pumpe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese einen als Druckkammer ausgebildeten Raum (51) aufweist, der mit dem Kolben (47) zusammenwirkt.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kopplung zwischen dem Käfig (45) der Schalteinrichtung (41) und dem dem Freilauf (9) zugeordneten Innenring (29), der gegenüber dem Rotor (7) drehfest ist.
Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung eine Rückstellfeder (F) umfasst.
Pumpe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplung eine erste Reibfläche an dem Innenring (29) und eine der ersten Reibfläche zugewandte zweite Reibfläche an dem Käfig (45) umfasst, wobei die Reibkräfte der Kopplung zwischen Innenring (29) und Käfig (45) kleiner sind als die Bremskräfte der auf den Käfig (45) wirkenden Bremseinrichtung.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (41) in Abhängigkeit von dem Druck in dem Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersystem schaltbar ist.
Pumpe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Antrieb der Pumpe (1) bei Erreichen eines gewünschten Unterdrucks im Kraftfahrzeug-Bremskraftverstärkersystem unterbrochen wird.
Pumpe nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Ölversorgung für die Pumpe (1) vorgesehen ist, und dass die Ölversorgung bei Unterbrechung des Antriebs (11) des Rotors (7) ebenfalls unterbrochen wird.
Pumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalteinrichtung (41) eine Ventileinheit (63), insbesondere ein 4/2-Wegeventil (65), zur Ansteuerung der Druckkammer und der Ölversorgung der Pumpe (1) umfasst, das die Druckkammer oder die Ölversorgung mit einer Ölversorgungspumpe (21) verbindet, während die Ölversorgung oder die Druckkammer druckentlastet, vorzugsweise mit einem Tank der Ölversorgungspumpe (21), verbunden ist.