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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rückschlag-/Auslassventil für eine Vakuumpumpe, umfassend ein Gehäuse und einen Ventilkörper gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft außerdem eine Vakuumpumpe mit zumindest einem solchen Rückschlag-/Auslassventil.
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Aus der
DE 10 2010 044 898 A1 ist ein gattungsgemäßes Rückschlag-/Auslassventil für eine Vakuumpumpe mit einem Gehäuse, einem Ventilkörper und einem Niederhalter bekannt, wobei der Ventilkörper bei geschlossenem Rückschlag-/Auslassventil eine Ventilöffnung überdeckt. Der Niederhalter begrenzt dabei die Öffnung des Ventilkörpers. Zwischen der Ventilöffnung und der Umgebung ist dabei eine Lüftungsverbindung vorgesehen, die einen Bypass für den Stillstands-Druckausgleich bilden soll.
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Aus der
EP 2 908 011 A1 ist eine Kraftfahrzeug-Vakuumpumpe mit einem als Rückschlagventil ausgebildeten Auslassventil in einer Trennwand bekannt, durch das das komprimierte Gas aus einem Pumpraum in einen Auslassraum austreten kann. Verschlossen wird dabei eine Ventilöffnung des Rückschlagventils von einem Ventilkörper, wobei in einem Ventilsitz der Ventilöffnung mehrere Mikronuten angeordnet sind, welche in lateraler Richtung orientiert sind und welche in der Schließebene des Rückschlagventils eine Art Drainage herstellen, über die in der Grenzfläche zwischen dem Ventilsitz und dem korrespondierenden Teil des Ventilkörpers beim Öffnen des Auslassventils ein schnellerer Druckausgleich erfolgen kann.
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Aus der
DE 102 27 772 A1 ist ein Unterdruckerzeuger für ein kompatibles Medium mit einem Pumpengehäuse bekannt, in dem eine Austrittsöffnung für das kompatible Medium vorgesehen ist. Die Austrittsöffnung ist dabei von einem Ventilkörper verschließbar. Durch mindestens eine zusätzliche Verbindung zur Umgebung soll eine unerwünschte Geräuschentwicklung reduziert werden können.
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Generell ist bei aus dem Stand der Technik bekannten Rückschlag-/Auslassventil eine nicht zu unterschätzende Geräuschentwicklung zu beobachten, deren Auftreten dadurch verhindert werden soll, dass zwischen einer Ventilöffnung und einer Umgebung Bypassöffnungen vorgesehen werden. Durch derartige Bypassöffnungen kann zwar ein positiver Effekt auf die Geräuschentwicklung erreicht werden, zugleich ist mit derartigen Bypassöffnungen immer aber auch ein Leistungsverlust durch Leckage verbunden.
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Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für ein Rückschlag-/Auslassventil der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, welche einen positiven Effekt auf eine Akustik und einen Leistungsverlust bewirkt.
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Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
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Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, erstmals an einem Rand einer Ventilöffnung eines Rückschlag-/Auslassventils für eine Vakuumpumpe eine sacklochartige/stiftartige Ausnehmung vorzusehen, die keine Verbindung zur Ventilöffnung bzw. äußeren Umgebung der Unterdruckpumpe/Vakuumpumpe (UDP) selbst aufweist und sich dadurch im Betrieb des Rückschlag-/Auslassventils mit Öl füllt und so ein kleines Polster (Ölkissen) bildet, auf dem ein Ventilkörper gedämpft und damit geräuschreduziert aufsetzen kann. "Sacklochartig/stiftartig" kann hierbei insbesondere im Sinne einer hohlzylindrischen Ausnehmung verstanden werden, die beispielsweise mittels Bohren oder Fräsen herstellbar ist. Das erfindungsgemäße Rückschlag-/Auslassventil weist dabei in bekannter Weise ein Gehäuse sowie den zuvor beschriebenen Ventilkörper auf, der die Ventilöffnung überdeckt und im Schließzustand verschließt. Der Ventilkörper ist dabei an einer ersten Seite der Ventilöffnung mit dem Gehäuse des Rückschlag-/Auslassventils verbunden, beispielsweise vernietet oder verschraubt. Erfindungsgemäß ist nun im Gehäuse auf einer der ersten Seite gegenüber liegenden zweiten Seite der Ventilöffnung zumindest eine sacklochartige/stiftartige Ausnehmung angeordnet, die keine Verbindung zur Ventilöffnung/Vakuumpumpenumgebung aufweist und die vom Ventilkörper in dessen Schließzustand überdeckt ist. In dieser zumindest einen sacklochartigen/stiftartigen Ausnehmung sammelt sich somit beim Betrieb des Rückschlag-/Auslassventils bzw. beim Betrieb der Vakuumpumpe Öl und bildet ein konvexes Ölpolster/-kissen, auf welchem der Ventilkörper beim Schließen des Rückschlag-/Auslassventils gedämpft und damit deutlich leiser aufschlagen kann. Die erfindungsgemäß vorgesehene zumindest eine sacklochartige/stiftartige Ausnehmung stellt dabei keinen, den Ventilkörper umgehenden Bypass dar, so dass mit dem erfindungsgemäßen Rückschlag-/Auslassventils kein Leistungsverlust einhergeht, wohl aber eine deutliche Reduzierung der Geräuschentwicklung, wodurch mit dem erfindungsgemäßen Rückschlag-/Auslassventils ein sowohl leistungsoptimiertes als auch geräuschreduziertes Rückschlag-/Auslassventils angeboten werden kann.
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Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist der Ventilkörper mit einer Schraube am Gehäuse befestigt, wodurch eine vergleichsweise einfache und damit auch kostengünstige Montage des Rückschlag-/Auslassventils möglich ist. Um ein unbegrenztes Öffnen des Ventilkörpers und damit auch ein Beschädigen desselben, beispielsweise durch ein Verbiegen, verhindern zu können, kann zudem ein Niederhalter vorgesehen sein, der eine Öffnungsbewegung des Ventilkörpers begrenzt oder diesen sogar in seiner Schließstellung auf die Ventilöffnung drückt. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind dabei der Ventilkörper und der Niederhalter gemeinsam über die Schraube am Gehäuse befestigt, wodurch auch die Montage des Niederhalters einfach gehalten werden kann.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung sind auf der der ersten Seite gegenüberliegenden zweiten Seite der Ventilöffnung zumindest zwei, drei oder fünf sacklochartige/stiftartige Ausnehmungen angeordnet, die jeweils keine Verbindung zur Ventilöffnung bzw. Vakuumpumpenumgebung aufweisen und die vom Ventilkörper zumindest in dessen Schließzustand überdeckt sind. Beim Vorsehen mehrerer solcher sacklochartiger-/stiftartiger Ausnehmungen können die einzelnen sacklochartigen-/stiftartigen Ausnehmungen hinsichtlich ihres Durchmessers bzw. ihrer Tiefe kleiner ausgebildet werden, wodurch eine Ablage des Ventilkörpers auf mehreren Ölpolstern ermöglicht wird.
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Zweckmäßig ist die zumindest eine sacklochartige-/stiftartige Ausnehmung als Sacklochbohrung ausgestaltet und dadurch vergleichsweise einfach und kostengünstig, aber dennoch äußerst präzise, herstellbar. Eine Tiefe t der zumindest einen Ausnehmung liegt dabei zwischen 1,5 mm ≤ t ≤ 3 mm, während ein Durchmesser d einer derartigen Ausnehmung zwischen 1,0 mm ≤ d ≤ 2,5 mm liegt. Mit den beschriebenen Maßen lassen sich somit die einzelnen Ausnehmungen fertigungstechnisch einfach, kostengünstig, aber zugleich auch hoch präzise herstellen.
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Zweckmäßig sind/ist der Ventilkörper und/oder der Niederhalter aus einem Federstahlband hergestellt. In diesem Fall ist die Herstellung des Ventilkörpers bzw. des Niederhalters beispielsweise durch ein einfaches Stanzen und Umformen besonders einfach möglich, wobei der Niederhalter bzw. der Ventilkörper selbstverständlich auch durch Wasserstrahlschneiden, Laserschneiden oder Nibbeln hergestellt werden kann. Bereits diese nicht abschließende Aufzählung lässt erahnen, welch mannigfaltige aber zugleich auch kostengünstige Herstellungsverfahren für den Niederhalter bzw. den Ventilkörper zur Verfügung stehen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist zwischen der Ventilöffnung und der Schraube mindestens eine weitere Ausnehmung im Gehäuse vorgesehen ist, die vom Ventilkörper zumindest teilweise abgedeckt ist. Unterhalb des Ventilkörpers ist somit eine Ausnehmung angeordnet, in welcher Partikel gesammelt werden können, so dass eine die Schließbewegung des Ventilkörpers behindernde Partikelablagerung zwischen dem Gehäuse und dem Ventilkörper vorzugsweise vollständig verhindert werden kann. Eine derartige Partikelansammlung bzw. -ablagerung könnte langfristig zu einem nicht mehr vollständigen Schließen des Rückschlagventils/Auslassventils führen, da sich der Ventilkörper nicht mehr komplett auf die Ventilöffnung legt und diese dadurch verschließt, sofern zwischen dem Gehäuse und dem Ventilkörper Schmutzpartikel angelagert sind. Durch die erfindungsgemäß vorgesehene Ausnehmung kann somit ein langfristig optimales Auflegen des Ventilkörpers auf die Ventilöffnung und damit ein langfristig zuverlässiges Schließen des Rückschlagventils bzw. des Auslassventils gewährleistet werden.
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Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.
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Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
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Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.
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Dabei zeigen, jeweils schematisch,
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1 eine Schnittdarstellung durch ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil entsprechend einer ersten Ausführungsform ohne Niederhalter,
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2 eine Darstellung wie in 1, jedoch mit einer weiteren Ausnehmung und einem zusätzlichen Niederhalter,
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3 eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes Rückschlagventil mit zwei sacklochartigen Ausnehmungen,
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4 eine Darstellung wie in 3, jedoch mit drei sacklochartigen Ausnehmungen,
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5 eine Darstellung wie in 3, jedoch mit fünf sacklochartigen/stiftartige Ausnehmungen.
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Entsprechend den 1 bis 5, weist ein erfindungsgemäßes Rückschlag-/Auslassventil 1 für eine Vakuumpumpe 2 ein Gehäuse 3 sowie einen Ventilkörper 4 auf, der eine Ventilöffnung 6 überdeckt. Der Ventilkörper 4 ist dabei an einer ersten Seite 7 der Ventilöffnung 6 mit dem Gehäuse 3 des Rückschlag-/Auslassventils 1 verbunden. Erfindungsgemäß ist nun auf einer der ersten Seite 7 gegenüberliegenden zweiten Seite 8 der Ventilöffnung 6 zumindest eine sacklochartige/stiftartige Ausnehmung 9 angeordnet, die keine Verbindung zur Ventilöffnung 6 aufweist und die zumindest im Schließzustand vom Ventilkörper 4 überdeckt ist, wie dies aus den 1 bis 5 klar ersichtlich ist.
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Der Ventilkörper 4, welcher beispielsweise als Blattfeder aus einem Federstahlband ausgebildet sein kann, ist dabei über eine Schraube 10 am Gehäuse 3 des Rückschlag-/Auslassventils 1 befestigt, beispielsweise angeschraubt, wobei es selbstverständlich alternativ zur Schraube 10 auch ein anderes Befestigungsmittel, beispielsweise ein Niet, eingesetzt werden kann.
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Optional kann zusätzlich noch ein Niederhalter 5 vorgesehen sein (vgl. 2), welcher eine Öffnungsbewegung des Ventilkörpers 4 begrenzt und/oder welcher einen Schließzustand des Ventilkörpers 4, bei welchem dieser dicht auf einem Rand 11 der Ventilöffnung 6 aufliegt, durch ein zusätzliches Andrücken des Ventilkörpers 4 auf den Rand 11 der Ventilöffnung 6 unterstützt.
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Mit der zumindest einen sacklochartigen/stiftartige Ausnehmung 9 kann ein gedämpftes Aufsetzen des Ventilkörpers 4 beim Schließen erreicht werden, da sich die sacklochartige Ausnehmung 9 im Betrieb der Vakuumpumpe 2 mit Öl füllt und dadurch ein konvexes Ölpolster/Ölkissen 13 bildet, auf dem der Ventilkörper 4 gedämpft auflegen kann.
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Betrachtet man nun die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rückschlag-/Auslassventils 1 in den 3 bis 5, so kann man gemäß der 3 erkennen, dass dort zwei Ausnehmungen 9 vorgesehen sind, während bei dem Ausführungsbeispiel gemäß der 4 insgesamt drei Ausnehmungen 9 vorgesehen sind. Das Rückschlag-/Auslassventils 1 gemäß der 5 weist sogar fünf sacklochartige/stiftartige Ausnehmungen 9 auf, die jeweils keine Verbindung zur Ventilöffnung 6 besitzen und die vom Ventilkörper 4 in dessen Schließzustand überdeckt sind. Die sacklochartigen/stiftartigen Ausnehmungen 9 sind darüber hinaus auf einem Kreisbogen 12 (vgl. 5) angeordnet, der parallel zum Rand 11 der Ventilöffnung 6 verläuft.
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Betrachtet man darüber hinaus die 4 und 5, so kann man erkennen, dass die auf dem Kreisbogen 12 angeordneten sacklochartigen/stiftartigen Ausnehmungen 9 innerhalb eines Winkelbereichs α von 120° angeordnet sind, wobei sich die den Winkelbereich α begrenzenden Radien einerseits durch einen Mittelpunkt M der Schraube 10 bzw. der zugehörigen Einschrauböffnung 14 des Gehäuses 3 erstrecken und andererseits durch einen Mittelpunkt M1 der jeweils äußersten Ausnehmung 9.
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Betrachtet man die 3 bis 5 weiter, so kann man zusätzlich erkennen, dass die Ventilöffnung 6 oval ausgebildet ist, insbesondere mittels jeweils kreisförmig abgerundeten Längsenden.
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Um ein Befüllen mit Öl und damit das Bilden eines konvexen Ölkissens 13 möglichst optimiert bewirken zu können, liegt eine Tiefe t zumindest einer Ausnehmung 9 zwischen 1,5 ≤ t ≤ 3 mm. Ein Durchmesser d einer solchen Ausnehmung 9 liegt vorzugsweise zwischen 1,0 ≤ d ≤ 2,5 mm.
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Betrachtet man noch die 2, so kann man erkennen, dass zwischen der Ventilöffnung 6 einerseits und der Schraube 10 andererseits mindestens eine weitere Ausnehmung 9' im Gehäuse 3 vorgesehen ist, die vom Ventilkörper 4 zumindest teilweise abgedeckt ist und in welcher sich beispielsweise während des Betriebs des Rückschlag-/Auslassventils 1 Schmutzpartikel sammeln können. Das Sammeln derartiger Schmutzpartikel in der weiteren Ausnehmung 9' ermöglicht insbesondere ein dichtes Aufliegen des Ventilkörpers 4 auf dem Rand 11 der Ventilöffnung 6, da beispielsweise Schmutzpartikel, die zwischen dem Gehäuse 3 und dem Ventilkörper 4 liegen, in der weiteren Ausnehmung 9' aufgenommen werden können.
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Mit dem erfindungsgemäßen Rückschlag-/Auslassventils 1 ist es somit erstmals möglich, ein deutlich geräuschreduziertes Schließen des Ventilkörpers 4 zu bewirken, da dieser beim Auflegen auf die Ventilöffnung 6 zunächst auf einem Ölkissen 13 aufliegt und erst nach Plattdrücken desselben in seinen vollständigen Schließzustand übergeht. Die erfindungsgemäß vorgesehenen sacklochartigen Ausnehmungen 9 bilden darüber hinaus keinen den Ventilkörper 4 umgehenden Bypass, so dass im Vergleich zu beispielsweise aus dem Stand der Technik bekannten Entlüftungsöffnungen, die Leistung des erfindungsgemäßen Rückschlag-/Auslassventils 1 nicht reduziert wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102010044898 A1 [0002]
- EP 2908011 A1 [0003]
- DE 10227772 A1 [0004]
