DE4310761C2 - Strahlpumpe - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Strahlpumpe.

Strahlpumpen der vorstehend genannten Art werden bei Bremskraftverstärkersystemen mit einem Unterdruck-Bremskraftverstärker eingesetzt. Dabei dient die Saugstrahlpumpe zur Erhöhung des Unterdrucks in dem mit einem Unterdruckerzeuger verbundenen Bremskraftverstärker. Bei bekannten Anlagen dieser Art wird die Saugstrahlpumpe in eine vom Bremskraftverstärker zu einem Unterdruckerzeuger führende Saugleitung eingesetzt, um bei Bedarf die Saugleistung des Unterdruckerzeugers zu verstärken. Hierzu ist der Unterdruckerzeuger ausgangsseitig mit einem seitlich der Strömungdurchflußrichtung an der Saugstrahlpumpe angeordneten Zuführstutzen verbunden. Durch die Zuführung der unter Druck stehenden Ausgangsluft des Druckerzeugers in die Saugstrahlpumpe wird in dieser die Strömung beschleunigt und ein zusätzlicher Unterdruck erzeugt. Um einen Druckausgleich zwischen dem Unterdruckerzeuger und dem Volumen des Brems­ kraftverstärkers zu verhindern, ist zwischen dem Bremskraftverstärker und der Saugstrahlpumpe ein Rückschlagventil vorgesehen. Das Rückschlagventil stellt ein von der Saugstrahlpumpe unabhängig zu handhabendes Bauteil dar, das mit dieser über eine in der Regel flexibel ausgebildete Saugleitung verbunden ist. Die Montage dieser aus mehreren Bauteilen bestehenden Anordnung erweist sich daher als aufwendig. Abgesehen davon ist mit der relativ hohen Anzahl unabhängiger Bauteile auch ein entsprechender Lager- und Ersatzteilaufwand verbunden.

Bei den bekannten Anlagen wird der vorteilhafte Effekt, der durch den zusätzlichen Betrieb der Saugstrahlpumpe zur Erhöhung der Saugleistung erzielt wird, zumindest teilweise dadurch zunichte gemacht, daß die durch die Saugleitung vom Bremskraftverstärker zum Unterdruckerzeuger abgeführte Luftströmung permanent durch einen zum Betrieb der Saugstrahlpumpe unablässigen, verengten Strömungsquerschnitt hindurchgeführt werden muß. Zwar dient diese Querschnittsverengung zur Beschleunigung der Gasströmung und somit zur Erzeugung eines Unterdrucks. Jedoch bedeutet die Querschnittsverengung zumindest in den Fällen, in denen der allein durch den Unterdruckerzeuger erzeugte Unterdruck zur Entlüftung des Bremskraftverstärkers ausreichend wäre, eine Drosselstelle, die ein schnelles Entlüften des Bremskraftverstärkers verhindert.

Eine Strahlpumpe, mit einer Saugstrahlpumpe und mit Rückschlagventilen, welche in einer baulichen Einheit unmittelbar mit der Saugstrahlpumpe verbunden sind, ist aus der DE-33 33 566 A1 bekannt. Dort sind zwei Rückschlagventile vorgesehen, die hintereinander geschaltet sind, wobei das erste Rückschlagventil zusätzlich in einem Bypass vorgesehen ist und wobei das zweite Rückschlagventil ein Zurückströmen von Luft in die Unterdruckkamer verhindert. Im Normalbetrieb, in dem der größte Teil der Strömung an der Saugstrahlpumpe vorbei durch den Bypass fließt, wirkt die Hintereinanderschaltung der beiden Rückschlagventile strömungswiderstandserhöhend.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strahlpumpe zu schaffen, die eine Unterdruckverstärkung ermöglicht, aber im Normalbetrieb ohne Unterdruckverstärkung einen geringen Strömungswiderstand aufweist.

Diese Aufgabe wird durch eine Strahlpumpe mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Bei der erfindungsgemäßen Strahlpumpe sind die Rückschlagventile (Rückschlagventileinrichtung) unmittelbar mit dem strömungseingangsseitigen Deckelteil verbunden und bilden zusammen mit diesem eine bauliche Einheit. Hierdurch wird die Verbindung zwischen der Rückschlagventil­ einrichtung und der Strahlpumpe bzw. der Saugstrahlpumpe mit extra hierfür vorgesehenen Verbindungselementen, also etwa einer flexiblen Schlauchleitung, überflüssig. Darüber hinaus müssen bei der Montage nicht beide Teile einzeln gehandhabt werden, sondern bilden eine zusammenhängende Montageeinheit. Weiterhin wird durch das Wegfallen der vorstehend genannten Verbindung und die zusammenhängende Ausbildung der Anordnung die Teileanzahl und damit der mit der Bereitstellung (Lagerung) verbundene Aufwand reduziert.

Die Rückschlagventileinrichtung ist als ein mit der Saugstrahlpumpe verbindbares Deckelteil ausgebildet. Bei dieser funk­ tionsintegrierten Ausführung übernimmt die Rückschlagventil­ einrichtung neben der üblichen Funktion, einen Druck­ ausgleich zwischen dem Unterdruckerzeuger und dem Volumen des Bremskraftverstärkers so weit wie möglich zu verhindern, Deckelfunktion, wodurch ein separates Deckelteil für die Saugstrahlpumpe entfällt. Hierdurch wird eine sehr kompakte Bauweise ermöglicht, die die Verwendung der aus Saugstrahl­ pumpe und Rückschlagventileinrichtung gebildeten Anordnung auch bei kleinstem Einbauraum ermöglicht.

Die Rückschlagventileinrichtung weist mindestens zwei Ventileinheiten auf, wobei eine Ventileinheit im Strömungsübergangsquerschnitt von der Rückschlagventilein­ richtung zur Saugstrahlpumpe und eine weitere Ventileinheit im Strömungsübergangsquerschnitt von der Rückschlagventil­ einrichtung zu einer Bypass-Einrichtung vorgesehen ist. Hierdurch wird ein differenzierter Betrieb der Saugstrahl­ pumpe ermöglicht, wobei in dem Fall, daß der allein durch den Unterdruckerzeuger erzeugte Unterdruck ausreichend ist für die zumindest teilweise Entlüftung des Brems­ kraftverstärkervolumens, die Gasströmung im wesentlichen ungehindert von Querschnittverengungen durch die Bypass- Einrichtung erfolgt, und in dem Fall, daß die Unterdruck­ erzeugung durch den Unterdruckerzeuger für die weitere Ent­ lüftung des Bremskraftverstärkervolumens nicht mehr aus­ reichend ist, die Gasströmung durch die Saugstrahlpumpe erfolgt.

Die Saugstrahlpumpe und die Bypass-Einrichtung können als integrale Einheit (Pumpen/Bypass-Einheit) ausgebildet sein, so daß selbst bei der an sich komplexen Ergänzung der Saug­ strahlpumpe durch die Bypass-Einrichtung kein weiteres Bau­ teil erforderlich wird und demzufolge die vorstehend erläu­ terten Vorteile erhalten bleiben.

Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Pumpen/Bypass-Ein­ heit nach Art eines Tunnelgehäuses mit der Rückschlagventil­ einrichtung als strömungseingangsseitiges Deckelteil ausge­ bildet ist.

Vorzugsweise ist das Deckelteil mit zwei Ventileinheiten versehen, deren Ventilebenen quer zueinander und schräg zur Mittelachse des Deckelteils angeordnet sind. Durch diese vorteilhafte Anordnung der Ventilebenen steht jeder Ventil­ einheit praktisch der gesamt Strömungsquerschnitt zur Ver­ fügung, so daß Drosseleffekte an den Ventilstellen so gering wie möglich gehalten werden können.

Die als Deckelteil ausgeführte Rückschlagventileinrichtung weist einen Anschlußstutzen auf, so daß beispielsweise eine zu einem Unter­ druck-Bremskraftverstärker hinführende Saugleitung unmit­ telbar an das Deckelteil angeschlossen werden kann. In glei­ cher Weise erweist es sich als vorteilhaft, wenn die Pum­ pen/Bypass-Einheit an ihrem strömungsabseitigen Ende mit einem einen Anschlußstutzen aufweisenden Deckelteil versehen ist. Somit kann auch der Anschluß an die zum Unterdrucker­ zeuger führende Saugleitung unmittelbar erfolgen.

Die an beiden Enden mit Deckelteilen versehene Pumpen/By­ pass-Einheit ermöglicht eine Verwendung in einer von einem Unterdruck-Bremskraftverstärker zu einem Unterdruckerzeuger hinführenden Saugleitung ohne zusätzliche Montage- oder Verbindungselemente und stellt demnach eine unmittelbar einsetzbare Montageeinheit dar.

Im Falle der Herstellung der die als Deckelteil ausgebildete Rückschlagventileinrichtung und die Pumpen/Bypass-Einheit aufweisenden Vorrichtung im Spritzgießverfahren ist trotz des hochintegrierten, komplexen Aufbaus eine derartige Vor­ richtung kostengünstig herstellbar.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der erfin­ dungsgemäßen Vorrichtung anhand der Zeichnungen näher erläu­ tert. Es zeigen:

Fig. 1 eine beispielhafte Ausführung der erfindungsgemäßen Vorrichtung mit einer Pumpen/Bypass-Einheit und einer als Deckelteil ausgebildeten Rückschlagventileinrichtung;

Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung gemäß Schnittlinienver­ lauf II-II in Fig. 1 mit einer Draufsicht auf die Rück­ schlagventileinrichtung;

Fig. 3 eine Querschnittsdarstellung gemäß Schnittlinienver­ lauf III-III in Fig. 1 mit einer Innenansicht der Pumpen/ Bypass-Einheit;

Fig. 4 eine Querschnittsdarstellung gemäß Schnittlinienver­ lauf IV-IV in Fig. 1 unter Darstellung eines Saugrohrein­ satzes;

Fig. 5 eine Querschnittsdarstellung gemäß Schnittlinienver­ laufs V-V in Fig. 1 unter Darstellung des engsten Quer­ schnitts der Saugstrahlpumpe;

Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung gemäß Schnittlinien­ verlauf VI-VI in Fig. 1 unter Darstellung des Querschnitts im Strömungsaustrittsbereich der Pumpen/Bypass-Einheit.

Fig. 1 zeigt die erfindungsgemäße Vorrichtung in einer Ge­ samtdarstellung mit einem Gehäuse bzw. einer Pumpen/Bypass-Einheit 10, die in Form eines Tunnelgehäuses ausgebildet ist, und zwei Deckel­ teilen 11, 12, die jeweils an einem Ende der Pumpen/Bypass- Einheit 10 angeordnet sind. Die Pumpen/Bypass-Einheit 10 weist zwei im wesentlichen parallel verlaufende Strömungs­ kanäle 13, 14 auf. Der untere, in Fig. 1 dargestellte Strö­ mungskanal 14 ist mit einem seitlichen Zuführstutzen 15 versehen und bildet zusammen mit einem in den Strömungskanal 14 eingesetzten Saugrohreinsatz 16 eine an sich bekannte Saugstrahlpumpe 17.

Das Deckelteil 11 ist als Rückschlagventileinrichtung ausge­ bildet und weist zwei Ventileinheiten 18, 19 auf, wobei die obere Ventileinheit 18 dem oberen Strömungskanal 13 und die untere Ventileinheit 19 dem unteren Strömungskanal 14 zu­ geordnet ist. Die Ventileinheiten 18, 19 ermöglichen jeweils einen Verschluß eines strömungsabgangsseitigen Endes eines integral am Deckelteil 11 ausgebildeten Anschlußstutzens 20 zum Strömungskanal 13 bzw. zum Strömungskanal 14 hin. Die Ventileinheiten 18, 19 sind mit ihren Ventilebenen 21, 22 quer zueinander und zur Strömungsachse 23, die im wesentli­ chen mit der Mittelachse des Anschlußstutzens 20 überein­ stimmt, schrägstehend angeordnet. Die Ventileinheiten 18, 19 weisen jeweils einen tellerförmig ausgebildeten Ventilkörper 24 auf, der mit einem Führungsstift 25 in einer Ventilsit­ zwandung 26 geführt ist. Jede Ventilsitzwandung 26 weist einen dem Umfang des Ventiltellers 24 entsprechend ausge­ bildeten, ringförmigen Ventilsitz 27 auf. Im Bereich zwi­ schen dem Ventilsitz 27 und einer Aufnahmebohrung 28 für den Führungsstift 25 befindet sich in jeder Ventilsitzwandung 26 einer Ventileinheit 18, 19 eine, bei dem in Fig. 1 darge­ stellten Ausführungsbeispiel konzentrisch zur Aufnahmeboh­ rung 28 angeordnete, kreisringförmige Ventilöffnung 29. Die Ventilsitzwandungen 26 beider Ventileinheiten 18, 19 bilden zusammen quasi eine strömungsabgangsseitige Abschlußwandung 30 des Anschlußstutzens 20 vom Deckelteil 11.

Das am strömungsabgangsseitigen Ende der Pumpen/Bypass-Ein­ heit 10 vorgesehene Deckelteil 12, das in gleicher Weise wie das Deckelteil 11 bei dem hier dargestellten Ausführungsbei­ spiel mittels einer Flanschverbindung mit dem Gehäuse der Pumpen/Bypass-Einheit 10 verbunden ist, weist ebenfalls ei­ nen Anschlußstutzen 31 auf. Somit kann die in Fig. 1 dar­ gestellte Vorrichtung aus der Pumpen/Bypass-Einheit 10 und den beidseitig daran anschließenden Deckelteilen 11, 12 als eine bauliche Einheit in eine von einem, hier nicht näher dargestellten Unterdruck-Bremskraftverstärker zu einem, hier ebenfalls nicht dargestellten Unterdruckerzeuger hinführende Saugleitung integriert werden.

Fig. 2 zeigt eine Draufsicht auf die Ventileinheiten 18, 19 der Rückschlagventileinrichtung 11 mit den gegen die Ab­ schlußwandung 30 abdichtenden Ventiltellern 24. In den Fig. 3 bis 6 sind Querschnittsdarstellungen der Pumpen/Bypass- Einheit 10 dargestellt, auf die bei der nachfolgenden Funk­ tionsbeschreibung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung noch näher Bezug genommen wird.

Im Betrieb der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung ist der Ausgang des Unterdruckerzeugers mit dem Zuführstutzen 15 der Saugstrahlpumpe 17 zu deren Druckbeaufschlagung verbunden und der obere Strömungskanal 13 dient als Bypass-Einrichtung, die zur Entlüftung des nicht näher dargestellten Unterdruck-Bremskraftverstärkers so lange durchströmt wird, wie eine Druckdifferenz zwischen dem Unterdruck-Bremskraftverstärker und dem Unterdruckerzeu­ ger besteht. Infolge des Unterdrucks wird auf den Ventiltel­ ler 24 der oberen Ventileinheit 18 eine Saugkraft ausgeübt, die den Ventilteller 24 von der Ventilsitzwandung 26 abhebt und eine Gasströmung vom Unterdruck-Bremskraftverstärker über den Anschlußstutzen 20 durch die Bypass-Einrichtung 13 und den strömungsabgangsseitigen Stutzen 31 zum Unterdruck­ erzeuger hin ermöglicht. Bei sich verringernder Druckdiffe­ renz und sich schließlich einstellendem Druckausgleich zwi­ schen dem Unterdruck-Bremskraftverstärker und dem Unter­ druckerzeuger geht der Ventilteller 24 der Ventileinheit 18 in seine Schließstellung über und die Saugstrahlpumpe 17, die vom ausgangsseitigen Ende des Unterdruckerzeugers über den Zuführstutzen 15 mit Druck, beispielsweise in Höhe von 1 bar, beaufschlagt wird, beginnt zu wirken.

Die Wirkung der Saugstrahlpumpe 17 beruht auf der Beschleu­ nigung der Gasströmung in einem Venturi­ rohrbereich 32 des unteren Strömungskanals 14. Die durch den Zuführstutzen 15 eingeleitete, unter Druck stehende Luft wird durch einen, wie aus Fig. 4 zu ersehen ist, zwischen dem Saugrohreinsatz 16 und einer Innenwandung 33 des unteren Strömungskanals 14 ausgebildeten Strömungsspalt 34 zum Ve­ nturirohrbereich 32 geleitet und dort beschleunigt. Hier­ durch entsteht ein zusätzlicher Unterdruck, der über eine Bohrung 35 des Saugrohreinsatzes 16 auf den Ventilteller 24 der unteren Ventileinheit 19 wirkt. Infolge der damit ver­ bundenen Saugkraft wird der Ventilteller 24 abgehoben und es ist eine Strömungsverbindung zwischen dem Anschlußstutzen 20 der Rückschlagventileinrichtung 11 und dem strömungsabgangs­ seitigen Anschlußstutzen 31 gebildet, die eine weitere Ent­ lüftung des Unterdruck-Bremskraftverstärkervolumens ermög­ licht.

Zur Ausbildung des Strömungsspaltes 34 zwischen dem Saug­ rohreinsatz 16 und der Innenwandung 33 des Strömungskanals 14 ist der Saugrohreinsatz 16, wie in Fig. 4 dargestellt, mit Zentrierungsfortsätzen 36 versehen.

Fig. 3 zeigt den in den Strömungskanal 14 eingesetzten Saug­ rohreinsatz 16 in einer Draufsicht von der Zuströmseite her gesehen und die Fig. 5 und 6 verdeutlichen die Änderungen im Querschnittsverlauf des Strömungskanals 14 zur Ausbildung des in Fig. 1 dargestellten Venturirohrbereichs 32. Im Ge­ gensatz zum Strömungskanal 14 ist der Querschnitt des als Bypass-Einrichtung dienenden Strömungskanals 13 im wesentli­ chen konstant ausgebildet, so daß eine gleichförmige, im wesentlichen ungedrosselte Durchströmung zur möglichst schnellen Entlüftung des Unterdruck-Bremskraftverstärkervo­ lumens durch den Unterdruckerzeuger ermöglicht ist.

Die in Fig. 1 dargestellte Querschnittsdurchbrechung im Übergang zwischen dem oberen Strömungskanal 13 und dem unte­ ren Strömungskanal 14 in der Umgebung des Venturirohrbe­ reichs 32 ist typisch für die Herstellung der Vorrichtung bzw. der Pumpen/Bypass-Einheit 10 im Spritzgießverfahren oder einem sonstigen Formverfahren.

Claims (7)

1. Strahlpumpe mit
einem Gehäuse (10), welches einen Primärluftzuführstutzen (15) und zwei Strömungskanäle (13, 14) aufweist,
wobei der eine Kanal (14) zusammen mit einem Saugrohreinsatz (16), die Strahlpumpe (17) bildet und der andere Kanal (13)ein Bypass ist,
sowie einen strömungseingangsseitigen Deckelteil (11), welches mit dem Gehäuse (10) verbindbar ist und einen Anschlußstutzen (20) aufweist,
wobei zwei Rückschlagventile (18, 19) zum Verschleißen den beiden Strömungskanäle (13, 14) am Deckelteil (11) vorgesehen sind und
der Deckelteil (11) mit den beiden Rückschlagventilen (18, 19) eine bauliche Einheit bildet.

2. Strahlpumpe nach Anspruch 1, wobei das Gehäuse (10) nach Art eines Tunnelgehäuses mit parallel verlaufenden Strömungskanälen (13, 14) ausgebildet ist.

3. Strahlpumpe nach Anspruch 2, wobei die Ventilebenen (21, 22) der beiden Rückschlagventile (18, 19) quer zueinander und schräg zur Mittelachse (23) des strömungseingangsseitigen Deckelteils (11) angeordnet sind.

4. Strahlpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, wobei die Ventilsitzwandungen (26) der Rückschlagventile (18, 19) eine strömungsabgangsseitige Abschlußwandung des Deckelteils (11) bilden.

5. Strahlpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (10) an seinem strömungsabseitigen Ende mit einem strömungsabseitigen Deckelteil (12) versehen ist, das einen Anschlußstutzen (31) aufweist.

6. Strahlpumpe nach einem oder mehreren der vorangehenden Ansprüche, wobei das Gehäuse (10) und zumindest das strömungseingangsseitige Deckelteil (11) im Spritzgießverfahren hergestellt sind.

7. Verwendung einer Strahlpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche als Teil eines Bremskraftverstärkungssystems, wobei der Anschlußstutzen (20) an einen Unterdruck-Bremskraftverstärker, der Anschlußstutzen (31) an einen Unterdruckerzeuger und der Primärluftzuführstutzen (15) an einen Ausgang des Unterdruckerzeugers angeschlossen sind.