WO2002050622A1 - Überdruckerzeugungsvorrichtung und ventil - Google Patents

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WO2002050622A1
WO2002050622A1 PCT/DE2001/004504 DE0104504W WO0250622A1 WO 2002050622 A1 WO2002050622 A1 WO 2002050622A1 DE 0104504 W DE0104504 W DE 0104504W WO 0250622 A1 WO0250622 A1 WO 0250622A1
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valve
pressure
membrane
line
additional
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PCT/DE2001/004504
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Bertram Bauer
Harald Merz
Wolfgang Paessler
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Robert Bosch Gmbh
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Priority to EP01271566A priority patent/EP1346267B1/de
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/06—Units comprising pumps and their driving means the pump being electrically driven
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04B—POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/22—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves
    • F04B49/225—Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00 by means of valves with throttling valves or valves varying the pump inlet opening or the outlet opening
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    • Y10T137/87169—Supply and exhaust
    • Y10T137/87217—Motor

Definitions

  • the present invention relates to a device for at least temporarily applying an overpressure in a system based on an ambient pressure. generate with . a pump having a pressure side and a suction side, wherein in the generation of an overpressure the 'pressure side of the system and the suction side of at least one ERS tes valve, in particular a solenoid valve communicating with the ambient pressure in connection with the first valve while the Intake volume flow throttles due to its cross section. Furthermore, the present invention relates to a valve, in particular an additional valve for the device according to the invention, with a valve inlet and with a valve outlet, which can be connected to one another.
  • Devices of the generic type include, for example, devices which are intended to connect the pressure side or the suction side of a compressor or a pump to a system via two solenoid valves in such a way that either an overpressure or a vacuum can be generated in the system.
  • Known, Devices suitable for this are shown in FIGS. 1 and 2.
  • FIG. 1 shows a device which has a compressor or a pump P with a suction side 10 and a pressure side 20.
  • the pressure side 20 of the pump P is assigned a check valve R, which is connected to the pressure side 20 of the pump P via a power L2.
  • the device shown is intended to generate an overpressure or a vacuum in a system S.
  • a first solenoid valve MV1 and a second solenoid valve MV2 are provided, via which the pump P can be connected to the system S in a suitable manner.
  • the first solenoid valve MV1 and the second solenoid valve MV2 are shown in their respective rest positions. In this rest position, the system S is connected to the ambient pressure via a line L7, the second solenoid valve MV2, a line L4, a line L5, the first solenoid valve MV1 and a line L8.
  • the second solenoid valve MV2 is switched over.
  • the system S is connected to the pressure side 20 of the pump P via the second solenoid valve MV2, the line L3, the check valve R and the line L2.
  • the line L4 is closed by the second solenoid valve MV2.
  • Line L6 is likewise closed by the first solenoid valve MV1 ' which is in its rest position.
  • the suction side 10 of the pump P is in overpressure operation via a line L1, a line L5, the first solenoid valve MVl and a line L8 with the ambient pressure U in connection.
  • the system S is connected to the suction side 10 of the pump P via the line L7, the second solenoid valve MV2, the line L4 and the line Ll.
  • the system S is connected to the ambient pressure U when the first solenoid valve MV1 and the second solenoid valve MV2 are in their rest position.
  • the device according to FIG. 2 also has a pump P with a suction side 10 and a pressure side 20.
  • the pump P is again assigned a check valve R, which is connected to the pressure side 20 via a line L12 the pump P is connected.
  • the system in which the overpressure or the underpressure is to be generated is again identified by S, the ambient pressure being indicated by U.
  • the device has a first solenoid valve MV1 and a second solenoid valve MV2, the respective rest positions of which are shown in FIG. In these rest positions, the line L17 is closed by the second solenoid valve MV2, while the line L15 is closed by the first solenoid valve MV1. As a result, the system S is sealed in the rest position of the first solenoid valve MV1 and the second solenoid valve MV2.
  • the second magnetic valve MV2 is switched over in the device according to FIG. 2, while the first magnetic valve MV1 remains in the rest position shown in FIG.
  • the system S is connected to the pressure side 20 of the pump P via the line L17, the second solenoid valve MV2, the line L13, the check valve R and the line L12.
  • the line L15 is closed by the first solenoid valve MV1, just as the line L14 is closed by the second solenoid valve MV2.
  • the suction side 10 of the pump P is connected to the ambient pressure U during the overpressure operation via the line Lll, the first solenoid valve MVl and the line L16.
  • the first solenoid valve MV1 is switched over with reference to the illustration in FIG. 2, while the second solenoid valve MV2 remains in its rest position.
  • System S is thereby cut the line L17 closed by the second solenoid valve ' MV2, the line L15, the first solenoid valve MVl and the line Lll connected to the suction side 10 of the pump P.
  • the pressure side 20 of the pump P protrudes " during negative pressure operation, the line L12, the check valve R, the line L13, the second solenoid valve MV2, the line L14 and a section of the line L16 closed by the first solenoid valve MVl with the ambient pressure U. in connection.
  • a disadvantage of the known devices shown in FIGS. 1 and 2 is that the intake volume flow is throttled by the respective first solenoid valve MV1 on the suction side, as a result of which the compressor or the pump P achieves a lower pneumatic output.
  • An obvious solution to this problem namely to avoid the undesired throttling of the intake volume flow by providing the suction-side solenoid valve with a sufficiently large cross section, brings with it further problems.
  • Such a valve with a sufficiently large cross section requires large dimensions, is heavy and therefore expensive.
  • the device according to the invention provides means which, when an excess pressure is generated, provides an additional cross section for the intake volume flow
  • Semi filters can 'be achieved a higher pneumatic power to the pump.
  • the dimensions and the weight of the first valve need not be increased and, if a second valve is provided, the same or similar first and second valves can be used.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention provides that the means comprise at least one additional valve which is connected parallel to the first valve when an overpressure is generated.
  • the cross section available for the intake volume flow can thereby be enlarged by the cross section of the additional valve.
  • the additional valve is opened by an overpressure generated in the system. In this way, it is not necessary to provide additional energy sources for actuating the additional valve, but it is sufficient, for example, to connect a line leading to the system or the system itself to the additional valve in a suitable manner.
  • the device according to the invention preferably further provides that the additional valve is closed when the pressure in the system decreases, preferably automatically, for example by the decreasing pressure itself.
  • a second valve in particular a solenoid valve, is provided, the pressure side of the pump when generating • the excess pressure is connected to the system via the second valve.
  • the device according to the invention can furthermore be suitable for generating a negative pressure in the system in relation to the ambient pressure. It can be provided that when the negative pressure is generated, the pressure side of the pump is connected to the ambient pressure via the first valve, while the suction side of the pump is connected to the system via the second valve. As a result, the disadvantages of the prior art explained at the beginning with reference to FIGS. 1 and 2 can be eliminated.
  • the additional valve additionally has the function of a relief valve in the generation of an overpressure. This embodiment is particularly useful when the additional valve is connected to the system via a line and as a result the pressure conditions in at least one area of the additional valve are approximately the same as in the system.
  • the present invention further relates to a valve, in particular an additional valve for the device according to the invention, as was already mentioned at the beginning.
  • a valve in particular an additional valve for the device according to the invention, as was already mentioned at the beginning.
  • the valve has a control pressure inlet that is connected to a control chamber and that the valve inlet is connected to the valve outlet when a predetermined pressure is exceeded in the control chamber.
  • Such a valve can be actuated, for example, by the pressure prevailing in the system, and can thus provide an additional cross section for the intake volume flow when generating an excess pressure, without additional energy sources being required to actuate the valve.
  • valve inlet is connected to the valve outlet by a spatial expansion of the control chamber.
  • control room can be delimited, for example, by a membrane, which enables the spatial expansion of the control room.
  • the control chamber can be formed, for example, by a housing that is open on one side, the open side of the control chamber then being delimited by the membrane.
  • the housing can of course have suitable connections, for example to enable a connection of the control room to a system in which an overpressure is to be generated.
  • valve chamber is provided on the side of the membrane facing away from the control chamber, which is connected to a valve outlet, and that the valve chamber is sealed with respect to the valve inlet when the membrane is at rest.
  • valve chamber has a valve seat which is connected to a valve disc cooperates.
  • the valve seat and the valve disk result in a mutual seal when the valve is closed.
  • the membrane acts on the valve disk when the control chamber is spatially expanded in such a way that the valve chamber is connected to the valve inlet.
  • the valve disk is usually moved away from the valve seat.
  • the membrane can act on the valve plate, for example, via a rod-shaped element.
  • the membrane and / or the rod-shaped element and / or the valve plate can be formed in one piece.
  • the membrane and / or the rod-shaped element and / or the valve plate can be made of a rubber-elastic. Material be formed.
  • the rod-shaped element must also be designed stiff enough in this embodiment in order to be able to transmit the required force from the membrane to the valve disk.
  • valve connects the control pressure inlet to the valve inlet and / or the valve outlet when a maximum pressure in the control chamber is exceeded.
  • valve according to the invention can additionally fulfill the function of a pressure relief valve.
  • a support plate acts on the membrane in order to seal the control space through the membrane with respect to the valve chamber, as long as the maximum pressure in the control chamber is not exceeded.
  • the support plate can be pretensioned by a spring element, for example a spiral spring, in order to act on the membrane in a suitable manner. If the valve according to the invention also realizes the function of a pressure relief valve, the maximum pressure at which the pressure relief valve opens can be influenced by the spring force of such a spring element.
  • valve disk is pretensioned in the direction of the valve seat by a spring element.
  • FIG. 1 shows a first embodiment of a generic device according to the prior art
  • FIG. 2 shows a second embodiment of a generic device according to the prior art
  • FIG. 3 shows a first embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 4 shows a second embodiment of the device according to the invention
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of an embodiment of the valve according to the invention in its rest position, in which the valve is closed
  • Figure 6 shows the valve of Figure 5 in a working position in which the valve is open
  • Figure 7 shows a possible practical embodiment of the valve according to the invention.
  • FIG. 3 shows an embodiment of the device according to the invention, which is obtained when the basic idea of the present invention is applied to the device according to the prior art shown in FIG. 1.
  • the embodiment according to FIG. 3 therefore shows (again) a device which has a compressor or a pump P with a suction side 10 and a pressure side 20.
  • the pressure side 20 of the pump P is assigned a check valve R, which has an output L2 the pressure side 20 of the pump P is connected.
  • the device shown is intended to generate an overpressure or a vacuum in a system S.
  • a first solenoid valve MV1 and a second solenoid valve MV2 are provided, via which the pump P can be connected to the system S in a suitable manner.
  • the first solenoid valve MV1 and the second solenoid valve MV2 are shown in their respective rest positions. In this rest position, the system S is connected to the ambient pressure via a line L7, the second solenoid valve MV2, a line L, a line L5, the first solenoid valve MV1 and a line L8.
  • an additional valve ZV is also provided in the embodiment shown in FIG. 3, which is connected in parallel to the first solenoid valve MV1 via two lines L9, L10.
  • the additional valve can be formed by a valve according to the invention, in which case line L9 is connected to the valve outlet of the additional valve, while line L10 is connected to the valve inlet of additional valve ZV.
  • the control chamber of the additional valve ZV is connected to the system S or a line L7 leading to it via a control line SL.
  • both the line L9 and the line L10 are closed by the additional valve ZV.
  • the generation of an overpressure begins at the one shown in FIG.
  • the second solenoid valve MV2 By switching the second solenoid valve MV2, the first solenoid valve MV1 in its rest position remains.
  • the additional valve ZV is initially still closed.
  • the pressure side 20 of the pump P is connected to the system S via the line L2, the check valve R, the line L3, the second solenoid valve MV2 and the line " L7.
  • the suction side 10 of the pump P is closed at this point in time via the line L1, the first solenoid valve MV1 and the line L8 in connection with the ambient pressure, as has already been explained.
  • an overpressure is built up in the system S in relation to the ambient pressure, which is via the control line SL is also supplied to the additional valve ZV.
  • the additional valve ZV opens by opening its valve with its valve outlet and thus the Connects lines L9 and L10, thereby creating an additional cross-section, namely the cross-section of the additional valve ZV, for the intake vol internal flow provided so that the throttling of the intake volume flow through the first solenoid valve MVl no longer has a negative effect.
  • the additional valve ZV returns to its rest position, in which the lines L9 and L10 are closed.
  • the additional valve ZV has on the generation of a negative pressure in the system S has no effect, since it is held by generating a negative pressure in its illustrated rest position, 'in which the lines are closed off by the additional valve ZV L9 and L10.
  • the first solenoid valve MV1 is (also) based on the illustration in FIG. 3 switched over, while the second solenoid valve MV2 and the additional valve ZV remain in the rest position shown in FIG. In this position of the first solenoid valve MVl, the line L5 is closed by the first solenoid valve MVl, while the line L6 is connected by the first solenoid valve MVl to the line L8 and thus to the ambient pressure.
  • the pressure side 20 of the pump P is thus connected via the line L8, the first solenoid valve MV1, the line L6, the line ' L3, the check valve R and the line L2. Ambient pressure in connection.
  • the system S is connected via the line L7, the second solenoid valve MV2, the line L4 and the line L1 to the suction side 10 of the pump P.
  • FIG. 4 shows a device which can be obtained by applying the basic idea of the present invention to the known device from FIG. 2, according to which the system S is sealed when the solenoid valves are in their rest position.
  • the device according to FIG. 4 therefore also has a pump P with a. Suction side 10 and a pressure side 20.
  • the pump P is again assigned a check valve R, which is connected to the pressure side of the pump P via a line L12.
  • the system in which the overpressure or the underpressure • is to be generated is again identified with S, the ambient pressure being indicated with U.
  • the device has a first solenoid valve MV1 and a second solenoid valve MV2, the respective rest position of which is shown in FIG.
  • the line is in this rest position L17 is closed by the second solenoid valve MV2, while the line L15 is closed by the first solenoid valve MV1.
  • the system S is sealed in the rest position of the first solenoid valve MV1 and the second solenoid valve M 2.
  • the means which provide an additional cross section for the intake volume flow when an excess pressure is generated are formed by an additional valve ZV, which, like in the embodiment according to FIG. 3, can be formed by a valve according to the invention.
  • an additional valve ZV which, like in the embodiment according to FIG. 3, can be formed by a valve according to the invention.
  • the generation of an overpressure in the system S begins with the switching over of the second solenoid valve MV2.
  • the additional valve ZV is closed as mentioned, that is, it closes the lines L18 and L19, via which it is connected in parallel to the first solenoid valve MV1. At least one area of the additional valve ZV, for example a control room, is connected to the system S or to a line L17 leading to it via a control line SL.
  • the additional valve ZV opens. til ZV and connects the lines L18 and L19, which provides the additional cross section for the intake volume flow, so that the throttling of the intake volume flow through the first solenoid valve MVl no longer has a negative effect.
  • the additional valve ZV returns to its rest position in which it is. Lines L18 and L19 are closed, as shown in FIG. 4.
  • the additional valve ZV has no effect on the generation of a negative pressure in the system S ' , since it remains in the rest position shown, in which it closes the lines L18 and L19.
  • the first solenoid valve MV1 based on the illustration in FIG. 4, is therefore switched over, while the second solenoid valve MV2 and the additional valve ZV remain in the rest position.
  • the system S is connected to the suction side 10 of the pump P via a section of the line L17 closed by the second solenoid valve MV2, the line L15, the first solenoid valve MVl and the line Lll.
  • FIG. 5 shows a schematic illustration of a valve according to the invention, which can be used, for example, as an additional valve in the device according to FIG. 3 and the device according to FIG. 4. According to the representation of Figure 5, the valve is in the rest position in which it is closed. In this closed position, valve inlet 100 and valve outlet 101 are not connected to one another.
  • a valve housing designated overall by 110, forms, among other things, the lower section of a control chamber 103 , into which a control pressure inlet 102 opens.
  • the control chamber 103 is bounded at the top by a diaphragm 104 having its periphery fixed under seal to the, housing 110th
  • a valve chamber 105 is located above the membrane 104, into which the valve outlet 101 opens.
  • the valve chamber 105 which is closed according to the illustration in FIG. 5, forms a valve seat 108 through its upper end section.
  • a valve plate 107 interacts with the valve seat 108 and is connected to the membrane 104 by a rod-shaped element 106.
  • valve inlet chamber 111 is provided, into which the valve inlet 100 opens.
  • a valve inlet chamber 111 can be dispensed with, for example, if the valve inlet is to be formed by the valve environment. Due to the fact that a spring 109 prestresses the valve plate 107 in the direction of the valve seat 108, both the valve inlet 100 and the valve outlet 101 are sealed in the rest position of the valve.
  • FIG. 6 shows the valve from FIG. 5 in a working position in which the valve inlet 100 is connected to the valve outlet 101.
  • the diaphragm 104 has deformed such that it acts on the valve plate 107 via the rod-shaped element 106 in such a way that the valve plate 107 is lifted from the valve seat 108 against the bias by the spring 109.
  • the valve inlet 100 is connected to the valve outlet 101 ' via the valve inlet chamber ' 111 and the valve chamber 105, so that the valve is in the open state.
  • diaphragm 104 returns to its rest position, as a result of which valve plate 107 lowers and rests on valve seat 108 with a seal.
  • FIG. 7 shows a sectional view of a possible practical embodiment of the valve according to the invention.
  • the valve again has a housing designated overall by 110.
  • a valve outlet 101 opens into a valve chamber 105.
  • the valve inlet 100 is formed by a distance (not shown) between the valve plate 107 and the valve seat 108, which is created when the valve opens.
  • a control pressure inlet 102 opens into a control chamber 103, which is delimited at the top by a membrane 104.
  • the valve also works as a pressure relief valve.
  • a support plate 112 is provided which, under the action of a spring 113, acts on the outer region of the membrane 104 in such a way that it counteracts the control chamber 103 during normal operation. seals over the valve chamber 105.
  • FIG. 1 As soon as the pressure in the control chamber 103 exceeds a certain value, the membrane 104 deforms in such a way that the rod-shaped element 106 and the valve plate 107 formed integrally therewith are moved upward, so that the mentioned distance between the valve plate 107 and the valve seat moves 108 results.
  • the valve plate 107 is formed in one piece with the rod-shaped element 106, for example from a rigid plastic material, while the membrane 104 is formed from an elastic material.
  • the membrane 104, the rod-shaped element 106 and the valve plate 107 are formed in one piece from a material which is elastic at least with a thin cross section, in order to take over the function of the membrane 104.
  • first valve and the second valve have been described in the form of corresponding solenoid valves.
  • the invention is not based on the
  • the medium flowing through the lines of the device according to the invention and the medium contained in the system S, the pressure of which is to be increased or decreased, can be the same or different. Particularly if these media differ, suitable separation devices, for example in the form of a membrane or the like, can be provided in the system S. All suitable liquid or gaseous substances can be considered as the flow medium.
  • the ambient pressure U need not necessarily be an atmospheric ambient pressure, but any pressure prevailing in another system can also be considered as the ambient pressure.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine 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 und die Saugseite (10) über wenigstens ein erstes Ventil MV1, insbesondere ein Magnetventil, mit dem Umgebungsdruck in Verbindung steht. Erfindungsgemäß sind Mittel vorgesehen, die bei Erzeugung eines Überdrucks einen zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom bereitstellen. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Ventil, das insbesondere zur Verwendung mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung vorgesehen ist.

Description

Überdxuckerzeugt gsvorriαhtung und Ventil
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung, um in einem System bezogen auf einen Umgebungsdruck zumindest zeitweise einen .Überdruck zu . 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 ers- tes Ventil, insbesondere ein Magnetventil, mit dem Umgebungsdruck in Verbindung steht, wobei das erste Ventil dabei den Ansaugvolumenstrom aufgrund seines Querschnitts drosselt. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Ventil, insbesondere ein Zusatzventil für die erfin- dungsgemäße Vorrichtung, mit einem Ventileinlass und mit einem Ventilauslass, die miteinander verbindbar sind.
Stand der Technik
Zu den gattungsgemäßen Vorrichtungen 'zählen beispielsweise Vorrichtungen, die dazu vorgesehen sind, ie Druckseite oder die Saugseite eines Verdichters beziehungsweise einer Pumpe über zwei Magnetventile derart mit einem Sys- tem 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 be- ziehungsweise 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 MVl und ein zweites Magnetventil MV2 vorgesehen, über die die Pumpe P in geeigneter Weise mit dem System S verbunden werden kann. Das erste Magnetventil MVl und das zwei- te 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 MVl 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 MVl' verschlossen. Die Saugseite 10 der Pumpe P steht beim Überdruckbetrieb über eine Leitung Ll, eine Leitung L5, das erste Magnetventil MVl und eine Leitung L8 mit dem Umgebungsdruck U in Verbindung.
Um in dem in Figur 1 dargestellten System S einen Unter- druck zu erzeugen, wird, bezogen auf die Darstellung von Figur 1, das erste Magnetventil MVl umgeschaltet, während das zweite' Magnetventil MV2 in der in Figur 1 dargestellten Ruhestellung verbleibt. Bei dieser Stellung des ersten Magnetventils MVl wird die Leitung L5 durch das erste Magnetventil MVl abgeschlossen, während die Leitung L6 durch das erste Magnetventil MVl 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' MVl, 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 Ll 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 MVl 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
W.i]rd. 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 MVl 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 MVl verschlossen ist. Da- durch ist das System S in der Ruhestellung des ersten Magnetventils MVl 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 MVl 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 MVl 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 Lll, das erste Magnetventil MVl 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 MVl bezogen auf die Darstellung von Figur 2 umgeschaltet, während das zweite Magnetventil MV2 in seiner Ruhestellung verbleibt. Dadurch wird das System S über einen Ab- schnitt der durch das zweite Magnetventil ' MV2 verschlossenen Leitung L17, die Leitung L15, das erste Magnetventil MVl und die Leitung Lll 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 MVl verschlossenen Leitung L16 mit dem Umge- bungsdruck 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 MVl gedrosselt wird, wodurch der Verdichter bezie- hungsweise 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 vorgese- hen 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 druck- als auch saugseitig gleiche oder ähnliche Ventile einzu- setzen.
Vorteile der Erfindung
Dadurch, dass die erfindungsgemäße Vorrichtung Mittel vorsieht, die bei der Erzeugung eines Überdrucks einen zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom be- reitstellen, 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.
Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung sieht vor, dass die Mittel zumindest ein Zu- satzventil umfassen, das bei der Erzeugung eines Überdrucks parallel zum ersten Ventil angeschlossen ist. Dadurch kann der insgesamt für den Ansaugvolumenstrom zur Verfügung stehende Querschnitt um den Querschnitt des Zusatzventils vergrößert werden.
Insbesondere wenn das erste Ventil ein Magnetventil ist, wird bevorzugt, dass das Zusatzventil durch einen im System erzeugen Überdruck geöffnet wird. Auf diese .Weise ist es nicht erforderlich, zusätzliche Energiequellen zur Be- tätigung 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 Ausführungsfor 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 Ventilein- lass mit dem Ventilauslass in Verbindung gebracht -wird, wenn in dem Steuerraum ein vorherbestimmter Druck überschritten wird. Bezogen auf die erfindungsgemäße Vorrich- tung 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, oh- ne 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 Ausdeh- nung 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 vorgese- hen 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 Ven- tilsitz 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 erfindungsgemaßen 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 abzu- dichten, solange der Maximaldruck in der S/teuerkammer 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 erfindungsgemä- ßen 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 Arbeits Stellung, in der das Ventil geöffnet ist, und
Figur 7 eine mögliche praktische Ausführungsform des erfindungsgemaßen 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 MVl und ein zweites Magnetventil MV2 vorgesehen, über die die Pumpe P in geeigneter Weise mit dem System S verbunden werden kann. Das erste Magnetventil MVl 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 L , eine Leitung L5, das erste Magnetventil MVl 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 MVl angeschlossen ist. Das Zusatzventil kann durch ein erfin- dungsgemäßes 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 ei- ne 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 ei- nes Überdrucks beginnt bei der in Figur 3 dargestellten
Vorrichtung durch das Umschaltung des zweiten Magnetventils MV2, wobei das erste Magnetventil MVl in seiner dar- gestellten 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 Lei- tung 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 Ll, das erste Magnetventil MVl 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, beispiels- weise 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 MVl 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 Er- zeugung 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 MVl umgeschaltet, während das zweite Magnetventil MV2 und das Zusatzventil ZV in der in Figur 1 dargestellten Ruhe- Stellung verbleiben. Bei dieser Stellung des. ersten Magnetventils MVl wird die Leitung L5 durch das erste Magnetventil MVl abgeschlossen, während die Leitung L6 durch das erste Magnetventil MVl 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 MVl, die Leitung L6, die Leitung' L3, das Rückschlagventil R und die Leitung L2 mit dem. Umgebungsdruck in Verbindung. Das Si^stem S steht dabei über die Leitung L7, das zweite Magnetventil MV2, die Leitung L4 und die Leitung Ll 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 MVl 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 MVl verschlossen ist. Dadurch ist das System S in der Ruhestellung des ersten Magnetventils MVl und des zweiten Magnetventils M 2 abgedichtet.
Auch bei der Ausführungsform gemäß Figur 4 sind die Mittel, die bei der Erzeugung eines Überdrucks einen zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolumenstrom bereitstel- len, 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 MVl 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 Rückschlag- ventil R und die Leitung L12 mit der Druckseite 20 der Pumpe P verbunden, während die Saugseite 10 der Pumpe P über die Leitung Lll, das erste Magnetventil MVl 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 MVl 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 Zusatzven- til 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 MVl 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 dar- gestellt 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 MVl, 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 MVl und die Leitung Lll 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 MVl verschlossenen Leitung L16 mit dem Umgebungsdruck U in Ver- bindung. 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 Steuerdruck- einlass 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 Ven- tilauslass 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 Ausführungsfor gemäß Figur 5 ist eine Ven- tileinlasska mer 111 vorgesehen, in die der Ventileinlass 100 mündet. Auf eine derartige Ventileinlasska mer 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 ver- formt, 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 Ven- tilteller 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 Stütz- platte 112 vorgesehen, die unter Einwirkung eines Feder 113 auf den Außenbereich der Membran 104 derart einwirkt, dass diese beim Normalbetrieb den Steuerraum 103 gegen- über 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 Steuer- druckeinlass 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 zumin- dest 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 Magnetventi- le 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 ei- ner Membran oder dergleichen, vorgesehen sein. Als Strömungsmedium kommen alle geeigneten flüssigen der gasförmigen Stoffe in Frage.
Der Umgebungsdruck U muss nicht zwingend ein atmosphäri- scher Umgebungsdruck sein, sondern als Umgebungsdruck kommt auch irgendein in einem anderen System herrschender Druck in Betracht.
Die vorhergehende Beschreibung der Ausführungsbeispiele gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.

Claims

Ansprüche
1. 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) und die Saugseite (10) über wenigstens ein erstes Ventil (MVl), insbesondere ein Magnetventil, mit dem Umgebungsdruck (U) in Verbindung steht,- wobei das erste Ventil (MVl) dabei den Ansaugvolumenstrom aufgrund seines Querschnitts drosselt, dadurch gekennzeichnet, dass Mittel (ZV) vorgesehen sind, die bei der Erzeugung eines Überdrucks einen zusätzlichen Querschnitt für den Ansaugvolu- menstrom bereitstellen.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel zumindest ein Zusatzventil (ZV) umfassen, das bei der Erzeugung eines Überdrucks parallel zum ersten Ventil (MVl) angeschlossen ist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzventil (ZV) durch einen im System erzeugten Überdruck geöffnet wird.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzventil (ZV) bei abnehmendem Druck im System (S) geschlossen wird.
5. 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 (S) in Verbindung steht.
6. 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 (MVl) mit dem Umgebungsdruck (U) in Verbindung steht während die Saugseite der Pumpe (P) über das zweite Ventil (MV2) mit dem System (S) in Verbindung steht.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatzventil (ZV) bei der Erzeugung eines Überdrucks zusätzlich die Funktion eines Überdruckventils hat.
8. Ventil, insbesondere Zusatzventil für eine Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einem Ventileinlass (100) und mit einem Ventilauslass (101), die miteinander verbindbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil einen Steuerdruckeinlass (102) aufweist, der mit einem Steuerraum (103) in Verbindung steht, und dass der Ventileinlass (100) mit dem Ventilsauslass (101) in Verbindung gebracht wird, wenn in dem Steuerraum (103) ein vorherbestimmter Druck überschritten wird.
9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventileinlass (100) mit dem Ventilauslass (101) durch eine räumliche Ausdehnung des Steuerraums (103) in Verbindung gebracht wird.
10. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 9, dadurcli gekennzeichnet, dass der Steuerraum (103) durch eine Membran (104) begrenzt wird, die die räumliche Ausdehnung des Steuerraums (103) ermöglicht.
11. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass auf der vom Steuerraum (103) abgewandten Seite der Membran (104) eine Ventilkammer (105) vorgesehen ist, die mit dem Ventilauslass (101) in Verbindung steht, und dass die Ventilkammer (105) im Ruhezu- stand der Membran (104) gegenüber dem Ventileinlass (100) abgedichtet ist.
12. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ventilkammer (105) einen Ventil- sitz (108) aufweist, der mit einem Ventilteller (107) zusammenwirkt .
13. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (104) bei einer räumlichen Ausdehnung des Steuerraums (103) derart auf den Ventilteller (107) einwirkt, dass die Ventilkammer (105) mit dem Ventileinlass (100) verbunden wird.
14. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (104) über ein stangenför- iges Element (106) auf den Ventilteller (107) einwirkt.
15. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (104) und/oder das stan- genförmige Element (106) und/oder der Ventilteller' (107) einstückig ausgebildet sind.
16. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (104) und/oder das stangenförmige Element (106) .und/oder der Ventilteller (107) aus einem gummielastischen Material gebildet sind.
17. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil bei einer Überschreitung eines Maximaldrucks in der Steuerkammer (103) den Steuer- druckeinlass (102) mit dem Ventileinlass (100) und/oder dem Ventilauslass (101) verbindet.
18. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 17, 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 in der Steuerkammer (103) nicht überschritten wird.
19. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 18, dadurch ge- kennzeichnet, dass die Stützplatte (112) durch ein Federelement (113) vorgespannt wird, um auf die Membran (104) einzuwirken.
20. Ventil nach einem der Ansprüche 8 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilteller (107) durch ein Federelement (109) in Richtung auf den Ventilsitz (108) vorgespannt wird.
PCT/DE2001/004504 2000-12-19 2001-11-30 Überdruckerzeugungsvorrichtung und ventil WO2002050622A1 (de)

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