DE3436849C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung geht von einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 aus.

Mechanische Vakuumpumpen erhalten zum Zwecke ihrer Schmierung spezielles Öl aus einem Ölvorratsraum über entsprechende Öff­ nungen und Kanäle. Nach Stillstand der Pumpen kann auf Grund des Druckunterschiedes zwischen Atmosphäre und Vakuum im Pumpeninneren Öl oder Luft über diese Verbindungen in die Va­ kuumpumpe und in die an die Pumpe angeschlossene Apparatur eindringen. Das kann zu unzulässiger Belüftung oder Verschmut­ zung der Apparatur führen. Außerdem besteht die Gefahr, daß die Vakuumpumpe, in deren Inneres Öl gedrückt wurde, nicht mehr anläuft, da hierfür die Motorleistung nicht ausreicht bzw. eine Überdimensionierung des Motors notwendig wird. Zur Lösung dieses Problems sind unterschiedliche Wege beschritten worden. Ein bekanntes Prinzip besteht darin, den Saugkanal durch ein druckabhängig gesteuertes Absperrorgan zu verschlie­ ßen. Ausführungen dieses Prinzips sind in der Patentschrift des Deutschen Reiches 6 73 497, der DE-OS 24 51 685 und den DD-PS 1 31 487; 2 05 219 beschrieben.

In der DD-PS 1 31 487 wird ein Absperrventil beschrieben, welches ohne Hilfsventil von einer mit der Rotorwelle direkt gekoppel­ ten Ölpumpe so betätigt wird, daß, nachdem Vakuumpumpe und Appa­ ratur vakuumdicht getrennt wurden, eine schlagartige Belüftung des Pumpeninneren eintritt. Erreicht wird dies dadurch, daß ein Ventilstößel, der beweglich in einem Dichtelement angeordnet ist, welches die Vakuum- von der Atmosphärenseite trennt, einen Belüftungskanal besitzt, dessen Bohrung beim Schließvorgang durch dieses Dichtelement auf die Vakuumseite geschoben wird und eine schlagartige Belüftung des Pumpeninneren hervorruft. Ein auf dem Ventilstößel vakuumseitig angeordneter und begrenzt axial verschiebbarer Ventilteller sowie eine entsprechende An­ ordnung der Belüftungsbohrung im Ventilstößel bewirken, daß die Belüftung erst nach der vakuumdichten Trennung erfolgt.

Diese beschriebene Ventilanordnung weist auf Grund mehrfacher Be­ anspruchungen einen relativ hohen Verschleiß auf. Das aus Gummi oder einem anderen elastischen Material bestehende Dichtelement wird bei jeder Betätigung zweimal durchlaufen, was in kürzester Zeit zu Undichtheiten führt. Ein häufiger Ersatz des Dichtele­ ments ist erforderlich. Im geöffneten Zustand strömt Öl durch die atmosphärenseitige Druckkammer in den Ölvorratsraum, wo­ durch das Ventil vibriert. Die ständige Vibration beansprucht außer dem Dichtelement auch die Metallteile. Durch die Berüh­ rung mit dem heißen Öl sind alle Teile der Atmosphärenseite einer hohen Temperaturbeanspruchung ausgesetzt. Hinzu kommt die chemische Einwirkung des strömenden heißen Öls. Außer die­ sen Verschleißerscheinungen ist durch das Verstopfen der düsen­ artigen Einmündung der Öldruckleitung in die Druckkammer eine Störanfälligkeit zu verzeichnen.

Komplizierte Teile wie der Stößel, der Ventilschaft und das Ventilgehäuse bedingen ebenso wie die Notwendigkeit der Kappe, der separaten Ölleitung und der separaten Ölpumpe einen hohen Fertigungsaufwand.

Die Erfindung hat den Zweck, den Verschleiß, die Störanfällig­ keit und den Fertigungsaufwand von Absperrventilen zu senken.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Absperrventil der gattungsgemäßen Bauart zu schaffen, das einfach gebaut ist und bei dem der Verschleiß und die Störanfälligkeit verringert sind.

Diese Aufgabe wird bei einem Gegenstand nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 gelöst durch dessen Merkmale im kenn­ zeichnenden Teil. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Die Erfindung soll nachstehend anhand eines Ausführungsbei­ spieles näher erläutert werden. In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 eine Schnittdarstellung des Absperrventils in Schließstellung,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung des Absperrventils in Öffnungsstellung.

An der Pumpenaufnahme 1 ist die Pumpstufe 2 befestigt, die von dem Öl des Ölvorratsbehälters 3 umgeben ist. Die nicht darge­ stellte zu evakuierende Apparatur ist über einen Saugstutzen mit dem Saugkanal 6 verbunden. Dieser Saugkanal 6 besteht aus einem oberen Teil 5 und einem zur Pumpstufe 2 führenden un­ teren Teil 7. Das Ventilgehäuse 8 des Absperrventils ist ober­ halb des Ölspiegels 4 an der Pumpenaufnahme 1 befestigt. Es besteht aus einem Stück Rohr. An dieser Stelle befindet sich in der Pumpenaufnahme 1 eine den oberen Teil 5 und den unteren Teil 7 des Saugkanals 6 verbindende, den Ventilsitz 9 aufwei­ sende zylindrische Erweiterung 10, die zusammen mit einem ent­ sprechenden zylindrischen Raum des Ventilgehäuses 8 die Ventil­ kammer 11 bildet. Diese ist durch einen Führungsring 15 von der Druckkammer 14 getrennt. Der Führungsring 15 weist einen inne­ ren und äußeren Dichtring 16 an seinen Zylinderflächen auf und ist zwischen Sicherungsringen 12; 13 eingefaßt, die in die Innenwandung des Ventilgehäuses 8 eingelassen sind. Auf dem in der Druckkammer befindlichen Abschnitt des Stößels 17 ist ein Kolben 18 gleitend aufgebracht. Am Ende dieses Stößelab­ schnitts ist vermittels eines Sicherungsringes 19 eine Scheibe 20 fixiert, die als Widerlager für die zwischen ihr und dem Kolben 18 eingespannte Druckfeder 21 dient. Das Ventilgehäuse 8 ist nach hinten offen. Das hier befindliche Ende des Stößel­ rohres ist durch einen Deckel 22 als Verschlußelement vakuum­ dicht verschlossen. Nahe der Scheibe 20 weist der Stößel 17 eine Lüftungsbohrung 23 auf. An der Scheibe 20 anliegend sitzt auf dem Stößel 17 ein Wellendichtring 24. Der Kolben 18 ist mit einem Schaft 25 versehen, so daß beide Teile zusammen die Form eines Flansches annehmen. Der Schaft 25 ist in Richtung der Scheibe 20 weisend angeordnet. Der Kolben 18 ist an seiner Zylinderfläche mit einem äußeren und in seiner Bohrung mit einem inneren Dichtring 26 ausgestattet.

Nicht weit von dem Führungsring 15 besitzt das Ventilgehäuse 8 eine Ölbohrung 27 als Einmündung der Öldruckleitung 28, die an einen Öldruckkanal für die Schmierung und Dichtung angeschlos­ sen ist. Als zweiter Anschlag für den Kolben 18 ist ein Sicherungs­ ring 33 neben der Ölbohrung 27 angeordnet.

Der mit einem Dichtring 29 versehene Ventilteller 30 ist auf das kolbenferne Ende des Stößels 17 so aufgesetzt, daß er nicht die Stirnfläche des Stößels 17 berührt. Er ist durch einen Stift 34 auf dem Stößel 17 fixiert. Die Rohröffnung 32 dient als zweite Lüftungsbohrung.

Das beschriebene Absperrventil weist folgende Arbeitsweise auf:

Fig. 1 zeigt die Schließstellung bei stillstehender Vakuumpumpe. Wird die Vakuumpumpe in Betrieb gesetzt, drückt die mit ihr ge­ koppelte Ölpumpe auch Öl durch die Öldruckleitung 28 in die Druckkammer 14. Der Kolben 18 wird dabei gegen den Druck der beiden Druckfedern 21; 31 bewegt. Da die Federkonstante der Druckfeder 21 erheblich kleiner als die der Druckfeder 31 ist, gleitet der Kolben 18 zunächst auf dem Stößel 17, ohne diesen zu bewegen. Erst wenn sein Schaft 25 an den Wellendichtring 24 anschlägt, nimmt er den Stößel 17 mit, wodurch der Ventilteller 30 vom Ventilsitz 9 abhebt. Mit der weiteren Bewegung des Kol­ bens 18 und des Stößels 17 steigt der Anpreßdruck des Schaftes 25 auf den Wellendichtring 24. Der Lüftungsbohrung 23 ist da­ durch gegen die Atmosphäre abgedichtet verschlossen. Das Öl in der Druckkammer 14 "steht" wie in einem hydraulischen Stellzy­ linder. Seine Temperatur bleibt wesentlich niedriger als das die Dicht- und Schmierstellen der Pumpe passierende Öl. Da kein Öl durch die Druckkammer 14 fließt, treten keine Vibrationen des Absperrventils auf. Die durch die inneren Dichtringe 16; 26 gleitenden Abschnitte des Stößels 17 besitzen keine Bohrungen.

Die Öffnungsbewegung des Stößels 17 ist beendet, wenn die Summe der Kraft der Druckfeder 21; 31 gleich der durch den Öldruck bewirkten Kolbenkraft ist (Fig. 2).

Beim Stillsetzen der Pumpe fällt der Öldruck in der Druckkammer 14 rasch ab. Die Vorgänge laufen nun in umgekehrter Reihenfolge ab. Zuerst drückt die Druckfeder 31 den Ventilteller 30 auf den Ventilsitz 9. Erst dann gleiten der Kolben 18 und der Schaft 25 auf dem Stößel 17 und gegen die Lüftungsbohrung 23 frei. Durch diese Bohrung 23 tritt Luft ein, strömt zur Rohr­ öffnung 32, übt schon hier einen Druck auf den Ventilteller 30 aus und dringt zwischen Stößel 17 und Schaft des Ventiltel­ lers 30 in die Ventilkammer 11. Jetzt wirkt der Atmosphären­ druck voll auf den Ventilteller. Der Pumpeninnenraum wird be­ lüftet. Dieser Vorgang läuft schlagartig ab.

Claims (5)

1. Absperrventil für den Saugkanal einer Vakuumpumpe mit einer einen Ventilteller, einen Stößel und eine Druck­ feder aufnehmenden Ventilkammer, einer in einem Ventil­ gehäuse den Stößel und einen Kolben aufnehmenden Druck­ kammer, einem eine Trennwand zwischen beiden Kammern bildenden Dichtelement, einer an der der Druckkammer gegenüber­ liegende Seite des Kolbens angeordneten weiteren Druck­ feder, einer in einen ölführenden Teil der Druckkammer mündenden Öldruckleitung und mit eine Belüftungsein­ richtung, mit der beim Stillsetzen der Vakuumpumpe in der Schließstellung des Absperrventils die Ventilkammer durch den Stößel hindurch belüftet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (8) und der Stößel (17) aus je einem Stück Rohr bestehen, die Trennwand zwischen beiden Kammern (11; 14) als Montageelemente in das Ventilgehäuse (8) eingesetzt ist, der Kolben (18) mit einem Schaft (25) versehen ist und verschiebbar auf dem Stößel (17) sitzt, am Kolben (18) ein Dichtelement (26) befestigt ist, als Widerlager für die Druckfeder (21) des Kolbens (18) eine durch einen Sicherungsring (19) fixierte Scheibe (20) auf dem druckkammerseitigen Ende des Stößels (17) angeordnet ist, an dieser Scheibe (20) anliegend ein einen Anschlag für den Schaft (25) des Kolbens (18) bildender Wellen­ dichtring (24) auf den Stößel (17) aufgesetzt ist, das druckkammerseitige Ende des Stößels (17) mit einem Ver­ schlußelement (22) verschlossen ist, die Öldruckleitung (28) an den nächstgelegenen Öldruckkanal der Pumpe an­ geschlossen ist, der Ventilteller (30) mit den ventil­ kammerseitigen Ende des Stößels (17) fest verbunden ist, die Druckfeder (31) des Ventiltellers (30) eine größere Federkonstante als die Druckfeder (21) des Kolbens (18) besitzt und der Stößel (17) in der Nähe seiner beiden Enden mit Lüftungsöffnungen (23; 32) versehen ist.

2. Absperrventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Montageelement ein zwischen Sicherungsringen (12; 13) eingefaßter Führungsring (15) mit einem inneren und einem äußeren Dichtring (16) ist.

3. Absperrventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kolben (18) einen mit dem Stößel (17) zusammenwirkenden inneren und einen mit dem Ventil­ gehäuse (8) zusammenwirkenden äußeren Dichtring (26) besitzt.

4. Absperrventil nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Ventilteller (30) nicht vollständig auf den Stößel (17) aufgeschoben ist und die ventil­ kammerseitige Lüftungsöffnung durch die Rohröffnung (32) des Stößels (17) gebildet ist.

5. Absperrventil nach Anpruch 1 bis 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß als zweite Anschlag für den Kolben (18) ein Sicherungsring (33) neben einer die Mündung der Öl­ druckleitung (28) in die Druckkammer (14) bildenden Öl­ bohrung (27) angeordnet ist.