EP1346267B1

EP1346267B1 - Überdruckerzeugungsvorrichtung

Info

Publication number: EP1346267B1
Application number: EP01271566A
Authority: EP
Inventors: Bertram Bauer; Harald Merz; Wolfgang Paessler
Original assignee: Robert Bosch GmbH
Current assignee: Robert Bosch GmbH
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2001-11-30
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2021-11-30
Also published as: US20040217309A1; US7073769B2; WO2002050622A1; US20030010388A1; KR20020079841A; DE10063273A1; DE50108900D1; JP2004516568A; EP1346267A1; US6799601B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie die Verwendung eines Zusatzventils gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7 für eine erfindungsgemäße Vorrichtung.

Stand der Technik

Zu Vorrichtungen, die in einem System bezogen auf einen Umgebungsdruck zumindest zeitweise einen Überdruck erzeugen, mit einer Pumpe, die eine Druckseite und eine Saugseite aufweist, wobei bei der Erzeugung eines Überdrucks die Druckseite mit dem System und die Saugseite über wenigstens ein erstes Ventil, insbesondere ein Magnetventil, mit dem Umgebungsdruck in Verbindung steht, und wobei das erste Ventil dabei den Ansaugvolumenstrom aufgrund seines Querschnitts drosselt, zählen beispielsweise Vorrichtungen, die dazu vorgesehen sind, die Druckseite oder die Saugseite eines Verdichters beziehungsweise einer Pumpe über zwei Magnetventile derart mit einem System zu verbinden, dass in dem System wahlweise ein Überdruck oder ein Unterdruck erzeugt werden kann. Bekannte, hierzu geeignete Vorrichtungen sind in den Figuren 1 und 2 dargestellt.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung, die einen Verdichter beziehungsweise eine Pumpe P mit einer Saugseite 10 und einer Druckseite 20 aufweist. Der Druckseite 20 der Pumpe P ist ein Rückschlagventil R zugeordnet, das über eine Leistung L2 mit der Druckseite 20 der Pumpe P verbunden ist. Die dargestellt Vorrichtung ist dazu vorgesehen, in einem System S einen Überdruck oder einen Unterdruck zu erzeugen. Zu diesem Zweck sind ein erstes Magnetventil MV1 und ein zweites Magnetventil MV2 vorgesehen, über die die Pumpe P in geeigneter Weise mit dem System S verbunden werden kann. Das erste Magnetventil MV1 und das zweite Magnetventil MV2 sind in ihrer jeweiligen Ruhestellung dargestellt. In dieser Ruhestellung ist das System S über eine Leitung L7, das zweite Magnetventil MV2, eine Leitung L4, eine Leitung L5, das erste Magnetventil MV1 und eine Leitung L8 mit dem Umgebungsdruck verbunden.
Um in dem in Figur 1 dargestellten System S einen Überdruck zu erzeugen, wird das zweite Magnetventil MV2 umgeschaltet. Dadurch wird das System S über das zweite Magnetventil MV2, die Leitung L3, das Rückschlagventil R und die Leitung L2 mit der Druckseite 20 der Pumpe P verbunden. Bei der umgeschalteten Stellung des zweiten Magnetventils MV2 ist die Leitung L4 durch das zweite Magnetventil MV2 verschlossen. Ebenso ist die Leitung L6 durch das in seiner Ruhestellung befindliche erste Magnetventil MV1 verschlossen. Die Saugseite 10 der Pumpe P steht beim Überdruckbetrieb über eine Leitung L1, eine Leitung L5, das erste Magnetventil MV1 und eine Leitung L8 mit dem Umgebungsdruck U in Verbindung.
Um in dem in Figur 1 dargestellten System S einen Unterdruck zu erzeugen, wird, bezogen auf die Darstellung von Figur 1, das erste Magnetventil MV1 umgeschaltet, während das zweite Magnetventil MV2 in der in Figur 1 dargestellten Ruhestellung verbleibt. Bei dieser Stellung des ersten Magnetventils MV1 wird die Leitung L5 durch das erste Magnetventil MV1 abgeschlossen, während die Leitung L6 durch das erste Magnetventil MV1 mit der Leitung L8 und damit mit dem Umgebungsdruck verbunden wird. Damit steht die Druckseite 20 der Pumpe P über die Leitung L8, das erste Magnetventil' MV1, die Leitung L6, die Leitung L3, das Rückschlagventil R und die Leitung L2 mit dem Umgebungsdruck in Verbindung. Das System S steht dabei über die Leitung L7, das zweite Magnetventil MV2, die Leitung L4 und die Leitung L1 mit der Saugseite 10 der Pumpe P in Verbindung. Wie erwähnt, steht bei der gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß Figur 1 das System S mit dem Umgebungsdruck U in Verbindung, wenn sich das erste Magnetventil MV1 und das zweite Magnetventil MV2 in ihrer Ruhestellung befinden.
Im Gegensatz hierzu ist bei der ebenfalls bekannten Vorrichtung gemäß Figur 2 vorgesehen, dass das System S abgedichtet ist, wenn sich die Magnetventile in ihrer Ruhestellung befinden, wie dies nachfolgend näher erläutert wird. Die Vorrichtung gemäß Figur 2 weist ebenfalls eine Pumpe P mit einer Saugseite 10 und einer Druckseite 20 auf. Der Pumpe P ist wieder ein Rückschlagventil R zugeordnet, das über eine Leitung L12 mit der Druckseite 20 der Pumpe P verbunden ist. Das System, in dem der Überdruck oder der Unterdruck zu erzeugen ist, ist wieder mit S gekennzeichnet, wobei der Umgebungsdruck mit U angedeutet ist. Die Vorrichtung weist ein ersten Magnetventil MV1 und ein zweites Magnetventil MV2 auf, deren jeweiligen Ruhestellungen in Figur 2 dargestellt sind. In diesen Ruhestellungen ist die Leitung L17 durch das zweite Magnetventil MV2 verschlossen, während die Leitung L15 durch das erste Magnetventil MV1 verschlossen ist. Dadurch ist das System S in der Ruhestellung des ersten Magnetventils MV1 und des zweiten Magnetventils MV2 abgedichtet.
Um in dem System S einen Überdruck zu erzeugen, wird bei der Vorrichtung gemäß Figur 2 das zweite Magnetventil MV2 umgeschaltet, während das ersten Magnetventil MV1 in der in Figur 2 dargestellten Ruhestellung verbleibt. Bei umgeschaltetem zweitem Magnetventil MV2 steht das System S über die Leitung L17, das zweite Magnetventil MV2, die Leitung L13, das Rückschlagventil R und die Leitung L12 mit der Druckseite 20 der Pumpe P in Verbindung. Die Leitung L15 ist durch das ersten Magnetventil MV1 geschlossen, ebenso wie die Leitung L14 durch das zweite Magnetventil MV2 geschlossen ist. Die Saugseite 10 der Pumpe P steht beim Überdruckbetrieb über die Leitung L11, das erste Magnetventil MV1 und die Leitung L16 mit dem Umgebungsdruck U in Verbindung.
Um in dem System S mit der Vorrichtung gemäß Figur 2 einen Unterdruck zu erzeugen, wird das erste Magnetventil MV1 bezogen auf die Darstellung von Figur 2 umgeschaltet, während das zweite Magnetventil MV2 in seiner Ruhestellung verbleibt. Dadurch wird das System S über einen Abschnitt der durch das zweite Magnetventil MV2 verschlossenen Leitung L17, die Leitung L15, das erste Magnetventil MV1 und die Leitung L11 mit der Saugseite 10 der Pumpe P verbunden. Die Druckseite 20 der Pumpe P steht beim Unterdruckbetrieb über die Leitung L12, das Rückschlagventil R, die Leitung L13, das zweite Magnetventil MV2, die Leitung L14 und einen Abschnitt der durch das erste Magnetventil MV1 verschlossenen Leitung L16 mit dem Umgebungsdruck U in Verbindung.
Ein Nachteil der in den Figuren 1 und 2 dargestellten bekannten Vorrichtungen besteht darin, dass der Ansaugvolumenstrom durch das jeweilige saugseitige erste Magnetventil MV1 gedrosselt wird, wodurch der Verdichter beziehungsweise die Pumpe P eine geringere pneumatische Leistung erreicht. Eine naheliegende Lösung dieses Problems, nämlich die unerwünschte Drosselung des Ansaugvolumenstroms dadurch zu vermeiden, dass das saugseitige Magnetventil mit einem ausreichend großen Querschnitt vorgesehen wird, bringt weitere Probleme mit sich. Ein derartiges Ventil mit ausreichend großen Querschnitt erfordert große Abmessungen, ist schwer und damit teuer. Darüber hinaus ist es in vielen Fällen erwünscht, sowohl druckals auch saugseitig gleiche oder ähnliche Ventile einzusetzen.
Weiter ist aus der GB-A-2 133 585 bereits eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung dient das Zusatzventil dazu, beim Start eines Schraubenverdichters den notwendige Ansaugquerschnitt bereitzustellen, bis das im Betrieb den Ansaugvolumenstrom drosselnde erste Ventil durch einen U-berdruck im System geöffnet wird. Das bekannte Zusatzventil ist dauernd offen, was jedoch Probleme bereitet, wenn der Verdichter entsprechend dem vorangehend in Verbindung mit Fig. 2 beschriebenen Stand der Technik auch zur Erzeugung eines Unterdrucks im System eingesetzt werden soll, da ein offenes Zusatzventil dort die Erzeugung eines Unterdrucks im System verhindern würde.
Darüber hinaus offenbaren die US-A-4 526 155, die US-A-4 325 677 und die US-A-4 214 506 Ventile mit einem Steuerdruckeinlass, der mit einem Steuerraum in Verbindung steht und einen Ventileinlass und einen Ventilauslass der Ventile miteinander verbindet, wenn im Steuerraum ein vorherbestimmter Druck überschritten wird. Keines der bekannten Ventile ist jedoch saugseitig von einer Pumpe angeordnet, um den Ansaugquerschnitt eines Drosselventils im Ansaugstrom der Pumpe zu vergrößern.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend zu verbessern, dass sie sich ohne größeren Steuerungsaufwand auch zur Erzeugung eines Unterdrucks im System eignet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Merkmal im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. durch Verwendung eines Zusatzventils mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst.

Vorteile der Erfindung

Dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel vorsieht, die bei der Erzeugung eines Überdrucks einen zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom bereitstellen, kann mit der Pumpe eine höhere pneumatische Leistung erzielt werden. Weiterhin müssen die Abmessungen und das Gewicht des ersten Ventils nicht vergrößert werden und es können, falls ein zweites Ventil vorgesehen ist, gleiche oder ähnliche erste und zweite Ventile verwendet werden.
Insbesondere wenn das erste Ventil ein Magnetventil ist, und das Zusatzventil erfindungsgemäß durch einen im System erzeugen Überdruck geöffnet wird, ist es nicht erforderlich, zusätzliche Energiequellen oder Steuervorrichtungen zur Betätigung des Zusatzventils vorzusehen, sondern es ist beispielsweise ausreichend, eine zum System führende Leitung oder das System selbst in geeigneter Weise mit dem Zusatzventil zu verbinden.
Vorzugsweise sieht die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin vor, dass das Zusatzventil bei abnehmendem Druck im System geschlossen wird, vorzugsweise automatisch, beispielsweise durch den abnehmenden Druck selbst.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist ein zweites Ventil, insbesondere ein Magnetventil vorgesehen, wobei die Druckseite der Pumpe bei der Erzeugung des Überdrucks über das zweite Ventil mit dem System in Verbindung steht.
Insbesondere in diesem,Fall kann die erfindungsgemäße Vorrichtung weiterhin dazu geeignet sein, in dem System bezogen auf den Umgebungsdruck einen Unterdruck zu erzeugen. Dabei kann vorgesehen sein, dass bei der Erzeugung des Unterdrucks die Druckseite der Pumpe über das erste Ventil mit dem Umgebungsdruck in Verbindung steht während die Saugseite der Pumpe über das zweite, Ventil mit dem System in Verbindung steht. Dadurch können die eingangs anhand der Figuren 1 und 2 erläuterten Nachteile des Standes der Technik beseitigt werden.
Bei bestimmten Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann vorgesehen sein, dass das Zusatzventil bei der Erzeugung eines Überdrucks zusätzlich die Funktion eines Überdruckventils hat. Diese Ausführungsform bietet sich insbesondere dann an, wenn das Zusatzventil über eine Leitung mit dem System verbunden ist und dadurch in zumindest einem Bereich des Zusatzventils annähernd gleiche Druckverhältnisse wie im System herrschen.
Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin ein Ventil, insbesondere ein Zusatzventil für die erfindungsgemäße Vorrichtung, wie dies eingangs bereits erwähnt wurde. Bei diesem Ventil ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Ventil einen Steuerdruckeinlass aufweist, der mit einem Steuerraum in Verbindung steht, und dass der Ventileinlass mit dem Ventilauslass in Verbindung gebracht wird, wenn in dem Steuerraum ein vorherbestimmter Druck überschritten wird. Bezogen auf die erfindungsgemäße Vorrichtung kann ein derartiges Ventil beispielsweise durch den im System herrschenden Druck betätigt werden, und dadurch bei der Erzeugung eines Überdrucks einen zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom bereitstellen, ohne dass zusätzliche Energiequellen zur Betätigung des Ventils erforderlich sind.
Bei dem erfindungsgemäßen Ventil ist vorzugsweise vorgesehen, dass der Ventileinlass mit dem Ventilauslass durch eine räumliche Ausdehnung des Steuerraums in Verbindung gebracht wird.
Zu diesem Zweck kann der Steuerraum beispielsweise durch eine Membran begrenzt werden, die die räumliche Ausdehnung des Steuerraums ermöglicht. Der Steuerraum kann dabei beispielsweise durch ein an einer Seite offenes Gehäuse gebildet werden, wobei die offene Seite des Steuerraums dann durch die Membran begrenzt wird. Das Gehäuse kann selbstverständlich geeignete Anschlüsse aufweisen, um beispielsweise eine Verbindung des Steuerraums mit einem System zu ermöglichen, in dem ein Überdruck erzeugt werden soll.
Bei dem erfindungsgemäßen Ventil kann weiterhin vorgesehen sein, dass auf der vom Steuerraum abgewandten Seite der Membran eine Ventilkammer vorgesehen ist, die mit einem Ventilauslass in Verbindung steht, und dass die Ventilkammer im Ruhezustand der Membran gegenüber dem Ventileinlass abgedichtet ist.
Insbesondere in diesem Fall kann es vorteilhaft sein, wenn die Ventilkammer einen Ventilsitz aufweist, der mit einem Ventilteller zusammenwirkt. Der Ventilsitz und der Ventilteller ergeben dabei im geschlossenen Zustand des Ventils eine gegenseitige Abdichtung.
In diesem Zusammenhang kann weiterhin vorgesehen sein, dass die Membran bei einer räumlichen Ausdehnung des Steuerraums derart auf den Ventilteller einwirkt, dass die Ventilkammer mit dem Ventileinlass verbunden wird. Zu diesem Zweck wird der Ventilteller in der Regel vom Ventilsitz wegbewegt.
Die Membran kann in diesem Zusammenhang beispielsweise über ein stangenförmiges Element auf den Ventilteller einwirken.
Die Membran und/oder das stangenförmige Element und/oder der Ventilteller können einstückig ausgebildet sein.
Weiterhin kann die Membran und/oder das stangenförmige Element und/oder der Ventilteller aus einem gummielastischen Material gebildet sein. Das stangenförmige Element muss jedoch auch bei dieser Ausführungsform steif genug ausgebildet werden, um die erforderliche Kraft von der Membran auf den Ventilteller übertragen zu können.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemä-ßen Ventils ist weiterhin vorgesehen, dass das Ventil bei einer Überschreitung eines Maximaldrucks in dem Steuerraum den Steuerdruckeinlass mit dem Ventileinlass und/oder dem Ventilauslass verbindet. Auf diese Weise kann das erfindungsgemäße Ventil zusätzlich die Funktion eines Überdruckventils erfüllen.
Insbesondere zu diesem Zweck kann vorgesehen sein, dass ein Stützplatte auf die Membran einwirkt, um den Steuerraum durch die Membran gegenüber der Ventilkammer abzudichten, solange der Maximaldruck in der Steuerkammer nicht überschritten wird.
Die Stützplatte kann dabei durch ein Federelement, beispielsweise eine Spiralfeder, vorgespannt werden, um in geeigneter Weise auf die Membran einzuwirken. Wenn das erfindungsgemäße Ventil auch die Funktion eines Überdruckventils verwirklicht, kann durch die Federkraft eines derartigen Federelements der Maximaldruck beeinflusst werden, bei dem das Überdruckventil öffnet.
Insbesondere, um in der Ruhestellung des Ventils eine Abdichtung gegenüber dem Ventileinlass und/oder dem Ventilauslass sicherzustellen, kann vorgesehen sein, dass der Ventilteller durch ein Federelement in Richtung auf den Ventilsitz vorgespannt wird.

Zeichnungen

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der zugehörigen Zeichnungen noch näher erläutert.
Es zeigen:

Figur 1: eine erste Ausführungsform einer gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
Figur 2: eine zweite Ausführungsform einer gattungsgemäßen Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
Figur 3: eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 4: eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung,
Figur 5: eine schematische Darstellung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils in seiner Ruhestellung, in der das Ventil geschlossen ist,
Figur 6: das Ventil gemäß Figur 5 in einer Arbeitsstellung, in der das Ventil geöffnet ist, und
Figur 7: eine mögliche praktische Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils.

Beschreibung der Ausführungsbeispiele

Figur 3 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die man erhält, wenn man den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung auf die in Figur 1 dargestellte Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik anwendet. Die Ausführungsform gemäß Figur 3 zeigt daher (wieder) eine Vorrichtung, die einen Verdichter beziehungsweise eine Pumpe P mit einer Saugseite 10 und einer Druckseite 20 aufweist. Der Druckseite 20 der Pumpe P ist ein Rückschlagventil R zugeordnet, das über eine Leistung L2 mit der Druckseite 20 der Pumpe P verbunden ist. Die dargestellt Vorrichtung ist dazu vorgesehen, in einem System S einen Überdruck oder einen Unterdruck zu erzeugen. Zu diesem Zweck sind ein erstes Magnetventil MV1 und ein zweites Magnetventil MV2 vorgesehen, über die die Pumpe P in geeigneter Weise mit dem System S verbunden werden kann. Das erste Magnetventil MV1 und das zweite Magnetventil MV2 sind in ihrer jeweiligen Ruhestellung dargestellt. In dieser Ruhestellung ist das System S über eine Leitung L7, das zweite Magnetventil MV2, eine Leitung L4, eine Leitung L5, das erste Magnetventil MV1 und eine Leitung L8 mit dem Umgebungsdruck verbunden.
Um bei der Erzeugung eines Überdrucks einen zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom bereit zu stellen, ist bei der in Figur 3 dargestellten Ausführungsform weiterhin ein Zusatzventil ZV vorgesehen, das über zwei Leitungen L9, L10 parallel zum ersten Magnetventil MV1 angeschlossen ist. Das Zusatzventil kann durch ein erfindungsgemäßes Ventil gebildet sein, wobei in diesem Fall die Leitung L9 an den Ventilauslass des Zusatzventils angeschlossen ist, während die Leitung L10 an den Ventileinlass des Zusatzventils ZV angeschlossen ist. Der Steuerraum des Zusatzventils ZV steht in diesem Fall über eine Steuerleitung SL mit dem System S beziehungsweise einer zu diesen führenden Leitung L7 in Verbindung. Bei der in Figur 3 dargestellten Ruhestellung des Zusatzventils ZV ist sowohl die Leitung L9 als auch die Leitung L10 durch das Zusatzventil ZV verschlossen..Die Erzeugung eines Überdrucks beginnt bei der in Figur 3 dargestellten Vorrichtung durch das Umschaltung des zweiten Magnetventils MV2, wobei das erste Magnetventil MV1 in seiner dargestellten Ruhestellung verbleibt. Dabei ist auch das Zusatzventil ZV zunächst noch geschlossen. Die Druckseite 20 der Pumpe P steht bei umgeschaltetem zweiten Ventil MV2 über die Leitung L2, das Rückschlagventil R, die Leitung L3 das zweite Magnetventil MV2 und die Leitung L7 mit dem System S in Verbindung. Die Ansaugseite 10 der Pumpe P steht zu diesem Zeitpunkt über die Leitung L1, das erste Magnetventil MV1 und die Leitung L8 mit dem Umgebungsdruck in Verbindung, wie dies bereits erläutert wurde. Durch den Betrieb der Pumpe P wird in dem System S bezogen auf den Umgebungsdruck ein Überdruck aufgebaut, der über die Steuerleitung SL auch dem Zusatzventil ZV zugeführt wird. Sobald der Überdruck in dem System S und damit in einem Bereich des Zusatzventils ZV, beispielsweise einem Steuerraum, einen vorherbestimmten Wert übersteigt, öffnet des Zusatzventil ZV, indem es seinen Ventileinlass mit seinem Ventilauslass und damit die Leitungen L9 und L10 verbindet. Dadurch wird ein zusätzlicher Querschnitt, nämlich der Querschnitt des Zusatzventils ZV, für den Ansaugvolumenstrom bereitgestellt, so dass sich die Drosselung des Ansaugvolumenstroms durch das ersten Magnetventil MV1 nicht länger negativ auswirkt. Sobald der Überdruck in dem System S und damit in dem Zusatzventil ZV wieder abnimmt, kehrt das Zusatzventil ZV in seine Ruhestellung zurück, in der die Leitungen L9 und L10 verschlossen sind.
Auf die Erzeugung eines Unterdrucks in dem System S hat das Zusatzventil ZV keine Auswirkung, da es bei der Erzeugung eines Unterdrucks in seiner dargestellten Ruhestellung verbleibt,' in der die Leitungen L9 und L10 durch das Zusatzventil ZV verschlossen sind. Um in dem System S einen Unterdruck zu erzeugen, wird daher, (auch) bezogen auf die Darstellung von Figur 3, das erste Magnetventil MV1 umgeschaltet, während das zweite Magnetventil MV2 und das Zusatzventil ZV in der in Figur 1 dargestellten Ruhestellung verbleiben. Bei dieser Stellung des ersten Magnetventils MV1 wird die Leitung L5 durch das erste Magnetventil MV1 abgeschlossen, während die Leitung L6 durch das erste Magnetventil MV1 mit der Leitung L8 und damit mit dem Umgebungsdruck verbunden wird. Damit steht die Druckseite 20 der Pumpe P über die Leitung L8, das erste Magnetventil MV1, die Leitung L6, die Leitung L3, das Rückschlagventil R und die Leitung L2 mit dem.Umgebungsdruck in Verbindung. Das System S steht dabei über die Leitung L7, das zweite Magnetventil MV2, die Leitung L4 und die Leitung L1 mit der Saugseite 10 der Pumpe P in Verbindung.
Figur 4 zeigt eine Vorrichtung, zu der man gelangt, wenn man den Grundgedanken der vorliegenden Erfindung auf die bekannten Vorrichtung von Figur 2 anwendet, gemäß der das System S abgedichtet ist, wenn sich die Magnetventile in ihrer Ruhestellung befinden. Die Vorrichtung gemäß Figur 4 weist daher ebenfalls eine Pumpe P mit einer.Saugseite 10 und einer Druckseite 20 auf. Der Pumpe P ist wieder ein Rückschlagventil R zugeordnet, das über eine Leitung L12 mit der Druckseite der Pumpe P verbunden ist. Das System, in dem der Überdruck oder der Unterdruck zu erzeugen ist, ist wieder mit S gekennzeichnet, wobei der Umgebungsdruck mit U angedeutet ist. Die Vorrichtung weist ein ersten Magnetventil MV1 und ein zweites Magnetventil MV2 auf, deren jeweilige Ruhestellung in Figur 2 dargestellt ist. In dieser Ruhestellung ist die Leitung L17 durch das zweite Magnetventil MV2 verschlossen, während die Leitung L15 durch das erste Magnetventil MV1 verschlossen ist. Dadurch ist das System S in der Ruhestellung des ersten Magnetventils MV1 und des zweiten Magnetventils MV2 abgedichtet.
Auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 sind die Mittel, die bei der Erzeugung eines Überdrucks einen zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom bereitstellen, durch ein Zusatzventil ZV gebildet, das ebenso wie bei der Ausführungsform gemäß Figur 3 durch ein erfindungsgemäßes Ventil gebildet sein kann. Ausgehend von der Darstellung gemäß' Figur 4, in der sich sowohl das Zusatzventil ZV, als auch das erste Magnetventil MV1 und das zweite Magnetventil MV2 in der jeweiligen Ruhestellung befinden, beginnt die Erzeugung eines Überdrucks in dem System S mit dem Umschalten des zweiten Magnetventils MV2. Dadurch wird das System S über die Leitung L17, das zweite Magnetventil MV2, die Leitung L13, das Rückschlagventil R und die Leitung L12 mit der Druckseite 20 der Pumpe P verbunden, während die Saugseite 10 der Pumpe P über die Leitung L11, das erste Magnetventil MV1 und die Leitung L16 mit dem Umgebungsdruck in Verbindung steht. Zunächst ist das Zusatzventil ZV wie erwähnt geschlossen, das heißt, es verschießt die Leitungen L18 und L19, über die es parallel zum ersten Magnetventil MV1 angeschlossen ist. Zumindest ein Bereich des Zusatzventils ZV, beispielsweise ein Steuerraum, stehen über eine Steuerleitung SL mit dem System S beziehungsweise einer zu diesen führenden Leitung L17 in Verbindung. Sobald der Druck in dem System S und damit in einem Bereich des Zusatzventils ZV einen gewissen Druck übersteigt, öffnet das Zusatzventil ZV und verbindet die Leitungen L18 und L19, wodurch der zusätzliche Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom bereitgestellt wird, so dass sich die Drosselung des Ansaugvolumenstroms durch das erste Magnetventil MV1 nicht länger negativ auswirkt. Sobald der Druck in dem System S beziehungsweise einem entsprechenden Bereich in dem Zusatzventil ZV wieder abnimmt, kehrt das Zusatzventil ZV wieder in seine Ruhestellung zurück, in der es die. Leitungen L18 und L19 verschließt, wie dies in Figur 4 dargestellt ist.
Auch bei dieser Ausführungsform hat das Zusatzventil ZV. keine Einwirkung auf die Erzeugung eines Unterdrucks in dem System S, da es in der dargestellten Ruhestellung verbleibt, in der es die Leitungen L18 und L19 verschließt. Um in dem System S mit der Vorrichtung gemäß Figur 4 einen Unterdruck zu erzeugen, wird daher das erste Magnetventil MV1, bezogen auf die Darstellung von Figur 4, umgeschaltet, während das zweite Magnetventil MV2 und das Zusatzventil ZV in der Ruhestellung verbleiben. Dadurch wird das System S über einen Abschnitt der durch das zweite Magnetventil MV2 verschlossenen Leitung L17, die Leitung L15, das erste Magnetventil MV1 und die Leitung L11 mit der Saugseite 10 der Pumpe P verbunden. Die Druckseite 20 der Pumpe P steht beim Unterdruckbetrieb über die Leitung L12, das Rückschlagventil R, die Leitung L13, das zweite Magnetventil MV2, die Leitung L14 und einen Abschnitt der durch das erste Magnetventil MV1 verschlossenen Leitung L16 mit dem Umgebungsdruck U in Verbindung.
Figur 5 zeigt eine schematische Darstellung, eines erfindungsgemäßen Ventils, das beispielsweise als Zusatzventil bei der Vorrichtung gemäß Figur 3 und der Vorrichtung gemäß Figur 4 eingesetzt werden kann. Gemäß der Darstellung von Figur 5 befindet sich das Ventil in der Ruhestellung, in der es geschlossen ist. In dieser geschlossenen Stellung sind der Ventileinlass 100 und der Ventilauslass 101 nicht miteinander verbunden. Ein insgesamt mit 110 bezeichnetes Ventilgehäuse bildet unter anderem den unteren Abschnitt eines Steuerraums 103, in den ein Steuerdruckeinlass 102 mündet. Der Steuerraum 103 wird oben durch eine Membran 104 begrenzt, deren Umfang unter Abdichtung an dem Gehäuse 110 befestigt ist. Oberhalb der Membran 104 befindet sich eine Ventilkammer 105, in die der Ventilauslass 101 mündet. Die Ventilkammer 105, die gemäß der Darstellung von Figur 5 geschlossen ist, bildet durch ihren oberen Endabschnitt einen Ventilsitz 108. Mit dem Ventilsitz 108 wirkt ein Ventilteller 107 zusammen, der durch ein stangenförmiges Element 106 mit der Membran 104 verbunden ist. Bei der dargestellten Ausführungsform ist der Ventilteller 107, auf den Ventilsitz zu, durch ein Federelement 109 vorgespannt, so dass sich eine gute Abdichtung zwischen Ventilteller 107 und Ventilsitz 108 ergibt. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 5 ist eine Ventileinlasskammer 111 vorgesehen, in die der Ventileinlass 100 mündet. Auf eine derartige Ventileinlasskammer 111 kann beispielsweise dann verzichtet werden, wenn der Ventileinlass durch die Ventilumgebung gebildet werden soll. Dadurch, dass eine Feder 109 den Ventilteller 107 in Richtung auf den Ventilsitz 108 vorspannt, ist sowohl der Ventileinlass 100 als auch der Ventilauslass 101 in der Ruhestellung des Ventils abgedichtet.
Figur 6 zeigt das Ventil von Figur 5 in einer Arbeitsstellung, in der der Ventileinlass 100 mit dem Ventilauslass 101 in Verbindung steht. Durch einen Überdruck in dem Steuerraum 103 hat sich die Membran 104 derart verformt, dass sie über das stangenförmige Element 106 derart auf den Ventilteller 107 einwirkt, dass sich dieser entgegen der Vorspannung durch die Feder 109 vom Ventilsitz 108 abhebt. Dadurch wird der Ventileinlass 100 über die Ventileinlasskammer 111 und die Ventilkammer 105 mit dem Ventilauslass 101 verbunden, so dass sich der geöffnete Zustand des Ventils ergibt. Sobald der Überdruck in dem Steuerraum 103 wieder abnimmt, kehrt die Membran 104 wieder in ihre Ruhestellung zurück, wodurch sich der Ventilteller 107 senkt und unter Abdichtung auf dem Ventilsitz 108 aufliegt.
Figur 7 zeigt eine Schnittansicht einer möglichen praktischen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils. Das Ventil weist wieder ein insgesamt mit 110 bezeichnetes Gehäuse auf. Ein Ventilauslass 101 mündet in eine Ventilkammer 105. Der Ventileinlass 100 wird bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 durch einen nicht dargestellten Abstand zwischen dem Ventilteller 107 und dem Ventilsitz 108 gebildet, der entsteht, wenn das Ventil öffnet. Ein Steuerdruckeinlass 102 mündet in einen Steuerraum 103, der oben durch eine Membran 104 begrenzt wird. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 arbeitet das Ventil zusätzlich als Überdruckventil. Zu diesem Zweck ist eine Stützplatte 112 vorgesehen, die unter Einwirkung eines Feder 113 auf den Außenbereich der Membran 104 derart einwirkt, dass diese beim Normalbetrieb den Steuerraum 103 gegenüber der Ventilkammer 105 abdichtet. Die Funktionsweise zum Verbinden des Ventileinlasses 100 mit dem Ventilauslass 101 des in Figur 7 dargestellten Ventils entspricht der Funktionsweise, wie sie anhand der Figuren 5 und 6 erläutert wurde. Sobald der Druck im Steuerraum 103 einen gewissen Wert übersteigt, verformt sich die Membran 104 derart, dass das stangenförmige Element 106 und der einstückig damit ausgebildete Ventilteller 107.nach oben bewegt wird, so dass sich der erwähnte Abstand zwischen dem Ventilteller 107 und dem Ventilsitz 108 ergibt. Wenn der Druck in dem Steuerraum 103 einen vorherbestimmten Maximaldruck übersteigt, bewegt sich der Umfangsbereich der Membran 104 entgegen der über die Feder 113 ausgeübten Vorspannung nach oben und verbindet daher den Steuerdruckeinlass 102 mit dem Ventilauslass 101, so dass die Funktion eines Überdruckventils erzielt wird. Bei der Ausführungsform gemäß Figur 7 ist der Ventilteller 107 einstückig mit dem stangenförmigen Element 106 ausgebildet, beispielsweise aus einem.festen Kunststoffmaterial, während die Membran 104 aus einem elastischen.Material gebildet ist. Es sind jedoch ebenfalls Ausführungsformen denkbar, bei denen beispielsweise die Membran 104, das stangenförmige Element 106 und der Ventilteller 107 einstückig aus einem Material gebildet sind, das zumindest mit dünnem Querschnitt ausreichen elastisch ist, um die Funktion der Membran 104 zu übernehmen.
In der vorstehenden Beschreibung wurden das erste Ventil und das zweite Ventil in Form entsprechender Magnetventile beschrieben. Die Erfindung ist jedoch nicht auf die Verwendung derartiger Magnetventile beschränkt, sondern kann mit beliebigen anderen Ventilen verwirklicht werden, beispielsweise pneumatischen Ventilen.
Das durch die Leitungen der erfindungsgemäßen Vorrichtung strömende Medium und das in dem System S enthaltene Medium, dessen Druck zu erhöhen oder zu verringern ist, können gleich oder unterschiedlich sein. Insbesondere wenn sich diese Medien unterscheiden, können in dem System S geeignete Trenneinrichtungen, beispielsweise in Form einer Membran oder dergleichen, vorgesehen sein. Als Strömungsmedium kommen alle geeigneten flüssigen der gasförmigen Stoffe in Frage.
Der Umgebungsdruck U muss nicht zwingend ein atmosphärischer Umgebungsdruck sein, sondern als Umgebungsdruck kommt auch irgendein in einem anderen System herrschender Druck in Betracht.

Claims

Vorrichtung, um in einem System (S) bezogen auf einen Umgebungsdruck (U) zumindest zeitweise einen Überdruck zu erzeugen, mit einer Pumpe (P), die eine Druckseite (20) und eine Saugseite (10) aufweist, wobei bei der Erzeugung eines Überdrucks die Druckseite (20) mit dem System (S) in Verbindung steht und die Saugseite (10) mit dem Umgebungsdruck (U) über wenigstens ein erstes Ventil (MV1), insbesondere ein Magnetventil, in Verbindung steht, das einen den Ansaugvolumenstrom drosselnden Querschnitt aufweist, und wobei ein Zusatzventil (ZV) mit einem zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom bei der Erzeugung des Überdrucks vorgesehen ist, gekennzeichnet durch Mittel (SL) zum Öffnen des Zusatzventils (ZV) durch einen im System (S) erzeugten Überdruck.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzventil (ZV) bei der Erzeugung eines Überdrucks parallel zum ersten Ventil (MV1) angeschlossen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch Mittel zum Schließen des Zusatzventils (ZV) bei abnehmendem Druck im System (S).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Ventil (MV2), insbesondere ein Magnetventil, vorgesehen ist, und dass die Druckseite der Pumpe (P) bei der Erzeugung des Überdrucks über das zweite Ventil (MV2) mit dem System in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sie weiterhin dazu geeignet ist, in dem System (S) bezogen auf den Umgebungsdruck (U) einen Unterdruck zu erzeugen, und dass bei der Erzeugung des Unterdrucks die Druckseite (20) der Pumpe (P) über das erste Ventil (MV1) mit dem Umgebungsdruck (U) in Verbindung steht, während die Saugseite der Pumpe (P) über ein zweites Ventil (MV2) mit dem System (S) in Verbindung steht.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzventil (ZV) bei der Erzeugung eines Überdrucks zusätzlich die Funktion eines Überdruckventils hat.
Verwendung eines Zusatzventils (ZV) mit einem Ventileinlass (100) und einem Ventilauslass (101), die miteinander verbindbar sind, einem Steuerdruckeinlass (102), der mit einem Steuerraum (103) in Verbindung steht, sowie Mitteln (104, 106, 107, 108) zum Verbinden des Ventileinlasses (100) mit dem Ventilauslass (101), wenn der Druck im Steuerraum (103) einen vorherbestimmten Druck überschreitet, für eine Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Zusatzventil (ZV) einen zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom bei der Erzeugung des Überdrucks liefert, dadurch gekennzeichnet dass das Zusatzventil (ZV) durch einen im System (S) erzeugten Überdruck geöffnet wird.
Verwendung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinlass durch räumliche Ausdehnung des Steuerraums (103) mit dem Ventilauslass (101) verbindbar ist.
Verwendung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerraum (103) durch eine Membran (104) begrenzt wird, die eine räumliche Ausdehnung des Steuerraums (103) ermöglicht.
Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vom Steuerraum (103) abgewandten Seite der Membran (104) eine Ventilkammer vorgesehen ist, die mit dem Ventilauslass (101) in Verbindung steht, und dass die Ventilkammer (105) im Ruhezustand der Membran (104) gegenüber dem Ventileinlass abgedichtet ist.
Verwendung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkammer (105) einen mit einem Ventilteller (107) zusammenwirkenden Ventilsitz (108) aufweist.
Verwendung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (104) bei einer räumlichen Ausdehnung des Steuerraums (103) auf den Ventilteller (107) einwirkt, um die Ventilkammer (105) mit dem Ventileinlass (100) zu verbinden.
Verwendung nach Anspruch 11 oder 12, gekennzeichnet durch ein zwischen der Membran (104) und dem Ventilteller (107) angeordnetes stangenförmiges Element (106).
Verwendung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (104) und/oder das stangenförmige Element (106) und/oder der Ventilteller (107) einstückig ausgebildet sind.
Verwendung nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (104) und/oder das stangenförmige Element (106) und/oder der Ventilteller (107) aus einem gummielastischen Material ausgebildet sind.
Verwendung nach einem der Ansprüche 7 bis 15, gekennzeichnet durch Mittel zum Verbinden des Steuerdruckeinlasses (102) mit dem Ventileinlass (100) und/oder dem Ventilauslass (101) bei einer Überschreitung eines Maximaldrucks im Steuerraum (103).
Verwendung nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass eine Stützplatte (112) auf die Membran (104) einwirkt, um den Steuerraum (103) durch die Membran (104) gegenüber der Ventilkammer (105) abzudichten, solange der Maximaldruck im Steuerraum (103) nicht überschritten wird.
Verwendung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützplatte (112) durch ein Federelement (113) vorgespannt ist, um auf die Membran (104) einzuwirken.
Verwendung nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (107) durch ein Federelement (109) in Richtung auf den Ventilsitz (108) vorgespannt ist.