WO2010022872A1 - Nebenstromventil - Google Patents

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WO2010022872A1
WO2010022872A1 PCT/EP2009/005963 EP2009005963W WO2010022872A1 WO 2010022872 A1 WO2010022872 A1 WO 2010022872A1 EP 2009005963 W EP2009005963 W EP 2009005963W WO 2010022872 A1 WO2010022872 A1 WO 2010022872A1
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WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
damper
valve according
bypass valve
valve
piston
Prior art date
Application number
PCT/EP2009/005963
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English (en)
French (fr)
Inventor
Eberhardt Nonnenmacher
Original Assignee
DüRR DENTAL AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by DüRR DENTAL AG filed Critical DüRR DENTAL AG
Publication of WO2010022872A1 publication Critical patent/WO2010022872A1/de

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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K47/00—Means in valves for absorbing fluid energy
    • F16K47/02—Means in valves for absorbing fluid energy for preventing water-hammer or noise
    • F16K47/023—Means in valves for absorbing fluid energy for preventing water-hammer or noise for preventing water-hammer, e.g. damping of the valve movement

Definitions

  • the invention relates to a bypass valve with a valve seat and a valve closure part.
  • a so-called secondary air valve or bypass valve is provided.
  • Such a bypass valve is designed to open at rewriting ⁇ th an intended negative pressure to the ambient air. This ensures that the suction always promotes a minimum air flow. As soon as the vacuum has fallen below the opening pressure, the bypass valve closes again and stops the ventilation process.
  • the opening of the bypass valve is associated with a noise development, which is partly due to the fact that there is a high flow velocity of the incoming air.
  • bypass valves have spring-mechanical opening and closing mechanisms which move a valve closure part. Together with the other parts of the suction fittings forming side ⁇ current valve then an oscillatory system so that the bypass valve periodically in rapid succession open and close. The mechanical movements of the valve closure part can be transmitted to the housing of the bypass valve and emitted from there as sound.
  • the invention is thus based on the idea of providing the closing device, which presses the valve closure part onto the valve seat, with damping and thus suppressing the periodic opening and closing movements of the valve closure part.
  • the closing device on a spring the Valve closure member biases in the closed position.
  • the spring force can be used to easily determine the pressure difference at which the bypass valve opens.
  • the closing device has a damper ⁇ cylinder.
  • the closing device preferably has a damper piston which runs in the damper cylinder and separates it into two working spaces.
  • the damper piston is at least partially made of elastomeric material.
  • the damper piston is cup-shaped.
  • An increased internal pressure on the inner side of the cup thus increases the contact pressure of a circumferential wall of the damper piston against the inner surface of the damper cylinder, so that the friction between damper piston and damper cylinder is increased. If the internal pressure of the cup-shaped damper piston is low, the contact pressure on the inner surface of the damper cylinder and the friction caused thereby is lower. The damper piston is thus damped differently depending on the direction during a reciprocating movement in the damper cylinder.
  • the bottom of the cup-shaped damper piston has a throttle opening.
  • This throttle opening serves as a throttle point between the two working spaces, which are limited by the damper piston within the damper cylinder.
  • the damper piston has a cup-shaped Hub part, with which the damper piston sits on a piston rod.
  • a simple mounting of the damper piston is made possible.
  • damper piston preferably on the hub part, a spring seat. This allows the spring to be centered and supported on the damper piston.
  • the two working spaces are filled with a damper fluid, in particular a viscous liquid, preferably silicone oil.
  • a damper fluid in particular a viscous liquid, preferably silicone oil.
  • the damper piston is stationary via the piston rod and the damper cylinder is movable, wherein the damper cylinder carries the valve closure part.
  • the damper cylinder is movable, this can be performed again on its outer surface, resulting in a higher stability of the entire assembly.
  • bypass valve carries a remote from the valve closure part end wall of the damper cylinder a seal.
  • the seal serves to hold the damper fluid within the damper cylinder.
  • the seal has an axially and radially inwardly directed sealing lip which surrounds the piston rod.
  • the valve closure part is made of an elastomeric material ge ⁇ and preferably a valve cone.
  • the flexibility of the elastomeric material of the valve closure member ensures that the valve closure member can conform to and seal the valve seat.
  • the elastomeric material preferably has the Ventilver ⁇ circuit member has a Shore hardness of 60 to 80, since the valve closure member so on transmits examples of about 70 by deformation of its material for vibration damping.
  • the valve closure member has a pin and a sleeve wall, over which it is supported by the motion-damping closing device.
  • the spigot which is preferably mounted on the inside of the cone tip, springs in volume due to the elastomeric material and can also spring light shearing movements. In conjunction with the sleeve wall, this also ensures a slight tilting of the valve closure part, so that it can seal the valve seat tightly even if the centering is not optimal.
  • a silencer device is arranged on the inlet side in front of the valve seat.
  • the muffler device preferably has a gas-permeable damper material, through which the supplied fluid flows.
  • the gas-permeable damper material can, for example, as a porous Damper material or as a bed, which is accommodated in a pocket made of fleece or an open-pored film to be arranged in the muffler device.
  • the damper material should have a multiplicity of small flow cross-sections, through which the supplied fluid can flow through in a calm or increasingly separated manner.
  • the damper material for this purpose comprises an open-cell foam, preferably a recycled material. These materials are low cost materials.
  • the damper material at least partially limits an inlet channel leading to the valve seat.
  • the inlet channel thus serves as a kind of collecting channel, in which the fluid enters, after it has flowed through the permeable damper material.
  • the permeable damper material surrounds the inlet channel, preferably rotationally symmetrical.
  • the fluid can flow into the inlet channel on all sides.
  • the damper material is arranged in a chamber which, preferably remote from the valve seat, has an at least partially open end wall.
  • a defined inlet area of the bypass valve is set, which can be arranged according to the requirements of the suction machine.
  • the end wall has an impermeable first portion and a permeable second portion, the impermeable portion sealing at least the inlet duct tightly over the inlet duct. covers and the permeable portion covers at least a portion of the damper material. This ensures that no supplied fluid passes directly into the inlet channel.
  • annular ridge separates the impermeable from the permeable portion.
  • the diameters of the first portion and the second portion are selected so that in the radial direction between 30% and 70%, preferably between 30% and 50%, even more preferably 40%, of the damper material of the impermeable portion of End wall is covered. This ensures that the fluid flowing in a certain minimum travel travels within the permeable absorber material before a ⁇ flows into the intake channel.
  • the cross section of the damper material decreases in the flow direction.
  • the damper material has a hö ⁇ heren flow resistance as a free space
  • the inlet channel may, for example, extend conically in the direction of the valve seat or tapered
  • the outer contour of the damping material is that so-different paths through the damper material have approximately a similar total flow resistance
  • Figure 2 is an enlarged partial section of the in
  • Figure 1 designated X region of the bypass valve
  • Figure 3 is a plan view of the bypass valve of Figure 1;
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a bypass valve with another variant of the silencer device
  • FIG. 5 shows a longitudinal section through a bypass valve with a further variant of the muffler device
  • FIG. 6 shows a longitudinal section through a bypass valve with a further variant of the muffler device
  • Figure 7 shows a longitudinal section through a bypass valve with two other variants of the muffler device.
  • FIG. 1 shows a bypass valve 10 which has a silencer 12 on the inlet side.
  • the actual valve group 14 is shown in the lower part of the figure and is shown enlarged in FIG. - S -
  • the valve group 14 has a substantially cylindrical valve housing 16, which is preferably a plastic injection molded part. On an end portion of reduced diameter, the valve housing 16 carries a valve seat carrier 18, on the underside of a valve seat 20 is formed. The valve seat carrier 18 is placed over two sealing rings 21, 22, which are arranged in circumferential outer sealing grooves 23 and 24 of the valve housing 16.
  • Both the valve housing 16 and the valve seat carrier 18 also have fastening grooves 26, 28, via which the bypass valve 10 at the secondary air inlet of a side channel suction machine of a dental workstation with sealing by two sealing rings (not shown) can be used.
  • a locking device 30 is supported by flat radial support arms 32.
  • the closing device 30 comprises an elongated cup-shaped guide cylinder 34, the bottom 36 of which projects beyond the outlet-side, lower end of the valve housing 16 at the bottom.
  • a damper cylinder 38 Inside the guide cylinder 34 runs a damper cylinder 38, whose end facing the valve seat 20 has a dome-shaped bulging outward end wall 40.
  • damper piston 42 Inside the damper cylinder 38 runs an upwardly open cup-shaped damper piston 42, which is made of an elastomeric material.
  • the bottom of the damper piston 42 carries centrally a downwardly open cup-shaped hub portion 43, with which the damper piston 42 on the upper end of a piston rod 44th sits, which extends through a sealing plug 46 ⁇ he stretching, which forms the lower end of the damper cylinder 38 ⁇ det. It is supported on the floor 36 of the guide cylinder fixed to the housing.
  • the sealing plug 46 encloses the piston rod 44 with an obliquely inwardly and upwardly directed sealing lip 48.
  • the damper piston 42 thus divides the interior of the damper cylinder 38 into a first, upper working chamber 50 and a second, lower working chamber 52, which communicate with each other via a throttle opening 54 in the bottom of the damper piston 42.
  • the two working chambers 50 and 52 are filled with a viscous liquid, as in ⁇ game as silicone oil.
  • an upwardly directed pin-shaped spring seat 56 is formed for a compression spring 58.
  • the compression spring 58 is thus supported on the damper piston 42 and the piston rod 44 fixed to the housing and presses from the inside against the outwardly curved end wall 40 of the damper cylinder 38, whereby the damper cylinder 38 is biased in the drawing upwards.
  • the damper cylinder 38 protrudes with an upper end portion of the guide cylinder 34 and carries there a poppet 60th
  • the valve cone 60 is made of an elastomeric material and has under its tip a molded-down hanging pin 62 which abuts against the outwardly arched end wall 40 of the damper cylinder 38. Further the valve cone 60 from about the center of its underside to the cone base surface on a depending, molded sleeve wall 64 which surrounds the upper portion of the peripheral wall of the damper cylinder 38.
  • the valve group 14 functions such that the damper cylinder 38 is pushed out of the guide cylinder 34 by the pressure force of the compression spring 58. Thus, the poppet 60 is biased against the valve seat 20.
  • the pin 62 and the sleeve wall 64 ensure that smaller alignment or centering errors between the valve cone 60 and the valve seat 20 are compensated and thus a reliable closing of the bypass valve 10 is given under spring force.
  • the compression spring 58 moves the damper cylinder 38 upwards again and sets the valve cone 60 back onto the valve seat 20. During this movement, the lower working chamber 52 is reduced, so that the damper fluid flows back into the upper working chamber 50.
  • the silencer 12 of the bypass valve 10 which is arranged on the inlet side in front of the valve seat 20, ensures that when the valve group 14 is opened, the air flows in with little noise.
  • the muffler 12 has a cylindrical muffler housing 66, which is essentially a continuation of the valve housing 16 and is clipped onto the upper end of the valve seat support 18.
  • a cylindrical damper insert 68 is inserted from gas-permeable Dämp ⁇ fermaterial, which is made in one piece of an open-pore material or can be designed as a bed in a forming paper web or other air-permeable envelope.
  • the damper 68 limits in its interior a continuous inlet channel 70 whose diameter is about 70% of the diameter of the valve seat 20.
  • An inlet-side end wall 72 of the muffler housing 66 is provided with a ring of inlet openings 74 as shown in FIG. This surrounds an inner dome-shaped closed end wall portion 76th
  • the inlet openings 74 are separated by radial webs 78, which hold the closed end wall section 76. On the inside of the end wall 72 this carries an annular ridge 80, the clipping of the
  • Silencer 12 is pressed against the valve assembly 14 on the damper insert 68.
  • the upper end of the inlet channel 70 is completely and tightly covered by the closed end wall section 76, thus ensuring that incoming air through the damper insert
  • the diameter of the annular web 80 is chosen so that in the radial direction about 40% of the damper insert 68 is covered by the closed end wall portion 76.
  • the muffler 12 functions such that when the valve 14 is open and the negative pressure at the valve outlet above the opening pressure of the valve is drawn, ambient air is drawn in through the inlet openings 74. This ambient air then has to flow through the annular web 80 in FIG the exposed outer annular region of the end face of the damper insert 68 occur.
  • the sucked ambient air then flows through the many small flow cross-sections having angled channels of the open-pored damper material of the damper insert 68 to axially different locations of the inlet channel 70. From there, the air flows through the valve seat 20 to the valve outlet.
  • FIGS. 4-7 show further exemplary embodiments of the bypass valve 10 with different embodiments of the silencer 12.
  • the muffler housing 66 of the ge in Figure 4 ⁇ showed muffler 12 along the cylinder wall marli- che inlet slots 82.
  • the silencer 12 shown in FIG. 5 has a sleeve 84 arranged in the upper end section of the inlet channel 70, which can either be formed as part of the silencer housing 66 on the inside of the end wall 72 or inserted into the damper insert 68 as an additional component. This ensures that the incoming air travels a minimum distance in the damper material defined by the length of the sleeve.
  • the outer periphery of the damper insert 68 tapers toward the valve seat 20, so that a part of the upper end entering air in a thus formed between the muffler housing 66 and the damper insert 68 free space 86 with low resistance down can flow. Since the cross section of the damper insert 68 to be flowed through decreases towards the bottom, the air therefore flows uniformly over the entire length of the inlet duct 70.
  • FIG. 7 shows two exemplary embodiments combined in one figure. On the left a muffler 12 is shown, in which the inlet channel 70 widens downwards. On the right is a muffler 12 is shown, in which the muffler housing 66 and arranged therein damper insert 68 expand upward. These two variants ensure a uniform influx of air into the inlet channel 70.

Landscapes

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Abstract

Ein Nebenstromventil (10) mit einem Ventilsitz und einem Ventilverschlussteil, hat eine bewegungsdämpfende Schließeinrichtung, die das Ventilverschlussteil gegen den Ventilsitz vorspannt. Vorzugsweise ist eine Schalldämpfereinrichtung (12) einlassseitig vor dem Ventilsitz angeordnet, die ein gasdurchlässiges Dämpfermaterial (68) aufweist, welches von dem zugeführten Fluid durchströmt ist.

Description

Nebenstromventil
Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft ein Nebenstromventil mit einem Ventilsitz und einem Ventilverschlussteil.
Beschreibung des Standes der Technik
Bei verschiedenen Sauginstallationen, wie Seitenkanal- Saugmaschinen an dentalen Arbeitsplätzen, ist ein soge- nanntes Nebenluftventil oder Nebenstromventil vorgesehen. Ein solches Nebenstromventil dient dazu, bei Überschrei¬ ten eines vorgesehenen Unterdrucks zur Umgebungsluft zu öffnen. Hierdurch wird erreicht, dass die Saugmaschine immer einen Mindestluftstrom fördert. Sobald der Unter- druck wieder unter den Öffnungsdruck gefallen ist, schließt das Nebenstromventil wieder und beendet den Belüftungsvorgang.
Das Öffnen des Nebenstromventils ist mit einer Geräusch- entwicklung verbunden, die zum Teil darauf zurückzuführen ist, dass eine hohe Strömungsgeschwindigkeit der einströmenden Luft vorliegt.
Ein anderer Teil der Geräuschentwicklung ist auch darauf zurückzuführen, dass bekannte Nebenstromventile federmechanische Öffnungs- und Schließmechanismen aufweisen, welche ein Ventilverschlussteil bewegen. Zusammen mit den anderen Teilen der Sauginstallation bildet das Neben¬ stromventil dann ein schwingungsfähiges System, sodass sich das Nebenstromventil in schneller Folge periodisch öffnen und schließen kann. Die mechanischen Bewegungen des Ventilverschlussteils können sich dabei auf das Gehäuse des Nebenstromventils übertragen und von dort als Schall abgestrahlt werden.
Insbesondere beim Einsatz in einer Patientenumgebung wie Einplatzsystemen in Praxisräumen wird die Geräuschentwicklung eines herkömmlichen Nebenluftventils als störend empfunden.
Aufgabe und Lösung der Erfindung
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Nebenstromventil mit einem Ventilsitz und einem Ventilverschlussteil an- zugeben, bei dem die Geräuschentwicklung vermindert ist.
Diese Aufgabe ist, ausgehend von einem Nebenluftventil gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine bewegungsdämpfende Schließein- richtung das Ventilverschlussteil gegen den Ventilsitz vorspannt .
Die Erfindung basiert also auf der Idee, die Schließeinrichtung, welche das Ventilverschlussteil auf den Ventil- sitz drückt, mit einer Dämpfung zu versehen und so die periodischen Öffnungs- und Schließbewegungen des Ventilverschlussteils zu unterdrücken.
Um das Nebenstromventil dabei kostengünstig zu halten, kann auf vorbekannte Dämpfungselemente zurückgegriffen werden, die beispielsweise zur Dämpfung von Schranktüren in der Möbelbranche kommerziell erhältlich sind.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung des Nebenstromven- tils weist die Schließeinrichtung eine Feder auf, die das Ventilverschlussteil in Schließstellung vorspannt. Über die Federkraft kann auf einfache Weise die Druckdifferenz festgelegt werden, bei der das Nebenstromventil öffnet.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Neben- stromventils weist die Schließeinrichtung einen Dämpfer¬ zylinder auf.
Vorzugsweise weist die Schließeinrichtung einen Dämpfer- kolben auf, der im Dämpferzylinder läuft und diesen in zwei Arbeitsräume trennt.
Vorzugsweise ist der Dämpferkolben zumindest teilweise aus elastomerem Material gefertigt.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist der Dämpferkolben becherförmig. Ein erhöhter Innendruck auf der Becherinnenseite vergrößert so den Anpressdruck einer ümfangswand des Dämpferkolbens an die Innenfläche des DämpferZylinders, sodass die Reibung zwischen Dämpferkolben und Dämpferzylinder erhöht ist. Ist der Innendruck des becherförmigen Dämpferkolbens nieder, so ist der Anpressdruck an die Innenfläche des Dämpferzylinders sowie die dadurch verursachte Reibung geringer. Der Dämpferkol- ben wird also bei einer Hin- und Herbewegung in dem Dämpferzylinder richtungsabhängig unterschiedlich gedämpft.
Vorzugsweise weist der Boden des becherförmigen Dämpferkolbens eine Drosselöffnung auf. Diese Drosselöffnung dient als Drosselstelle zwischen den beiden Arbeitsräumen, die durch den Dämpferkolben innerhalb des Dämpferzylinders begrenzt werden.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Neben- stromventils weist der Dämpferkolben ein becherförmiges Nabenteil auf, mit dem der Dämpferkolben auf einer Kolbenstange sitzt. Über das becherförmige Nabenteil wird eine einfache Halterung des Dämpferkolbens ermöglicht.
Weiter vorteilhaft trägt der Dämpferkolben, vorzugsweise auf dem Nabenteil, einen Federsitz. Dadurch kann die Feder zentriert werden und sich auf dem Dämpferkolben abstützen .
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind die beiden Arbeitsräume mit einem Dämpferfluid, insbesondere einer viskosen Flüssigkeit, vorzugsweise Silikonöl, gefüllt. Über die Auswahl des Dämpferfluids kann das Dämpfungsverhalten der bewegungsgedämpften Schließeinrichtung beeinflusst werden.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Neben- stromventils ist der Dämpferkolben über die Kolbenstange feststehend und der Dämpferzylinder beweglich, wobei der Dämpferzylinder das Ventilverschlussteil trägt. Dadurch dass der Dämpferzylinder beweglich ist, kann dieser auf seiner Außenfläche nochmals geführt werden, was zu einer höheren Stabilität der gesamten Anordnung führt.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Neben- stromventils trägt eine von dem Ventilverschlussteil abgelegene Stirnwand des Dämpferzylinders eine Dichtung. Die Dichtung dient dazu, das Dämpferfluid innerhalb des Dämpferzylinders zu halten.
Vorzugsweise weist die Dichtung eine axial und radial nach innen gerichtete Dichtlippe auf, welche die Kolbenstange umschließt. Dadurch dass die Dichtlippe in das Innere des Dämpferzylinders gerichtet ist, wird die Dicht- Wirkung der Dichtlippe verstärkt, wenn sich der Innendruck des daran angrenzenden Arbeitsraums erhöht.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist das Ventilverschlussteil aus einem elastomeren Material ge¬ fertigt und vorzugsweise ein Ventilkegel. Die Flexibilität des elastomeren Materials, des Ventilverschlussteils gewährleistet, dass das Ventilverschlussteil sich an den Ventilsitz anschmiegen kann und diesen gut abdichtet.
Vorzugsweise hat das elastomere Material des Ventilver¬ schlussteils eine Shore-Härte von 60 bis 80, vorzugsweise von etwa 70, da das Ventilverschlussteil so durch Verformung seines Materials weiter zur Schwingungsdämpfung bei- trägt.
Vorzugsweise weist das Ventilverschlussteil einen Zapfen und eine Hülsenwand auf, über welche es von der bewe- gungsdämpfenden Schließeinrichtung getragen ist. Der Zap- fen, der vorzugsweise auf der Innenseite der Kegelspitze angebracht ist, federt aufgrund des elastomeren Materials im Volumen und kann zudem leichte Scherbewegungen federn. Im Zusammenspiel mit der Hülsenwand sorgt dies auch für eine geringfügige Kippbarkeit des Ventilverschlussteils, sodass dieses auch bei einer nicht optimalen Zentrierung den Ventilsitz dicht verschließen kann.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung des Neben- stromventils ist eine Schalldämpfereinrichtung einlass- seitig vor dem Ventilsitz angeordnet.
Vorzugsweise weist dazu die Schalldämpfereinrichtung ein gasdurchlässiges Dämpfermaterial auf, welches von dem zugeführten Fluid durchströmt ist. Das gasdurchlässige Dämpfermaterial kann dabei beispielsweise als poröses Dämpfermaterial oder als Schüttung, die in einer Tasche aus Vlies oder einer offenporigen Folie aufgenommen ist, in der Schalldämpfereinrichtung angeordnet sein. Generell soll das Dämpfermaterial eine Vielzahl von kleinen Strö- mungsquerschnitten aufweisen, durch die das zugeführte Fluid ruhig bzw. zunehmend getrennt durchströmen kann.
Vorzugsweise umfasst das Dämpfermaterial dazu einen offenporigen Schaumstoff, vorzugsweise ein Recycling- Material. Bei diesen Materialien handelt es sich um kostengünstig zu erhaltende Werkstoffe.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung begrenzt das Dämpfermaterial zumindest teilweise einen Einlasskanal, der zum Ventilsitz führt. Der Einlasskanal dient damit als eine Art Sammelkanal, in den das Fluid eintritt, nachdem es das durchlässige Dämpfermaterial durchströmt hat.
Vorzugsweise umgibt das durchlässige Dämpfermaterial den Einlasskanal, vorzugsweise rotationssymmetrisch. Dadurch kann das Fluid allseitig in den Einlasskanal einströmen.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung ist das Dämpfermaterial in einer Kammer angeordnet, welche, vor- zugsweise von dem Ventilsitz abgelegen, eine zumindest teilweise offene Endwand aufweist. Durch die Kammer mit einer zumindest teilweise offenen Endwand wird ein definierter Einlassbereich des Nebenstromventils festgelegt, der entsprechend den Erfordernissen der Saugmaschine an- geordnet werden kann.
Bei einer anderen vorteilhaften Weiterbildung weist die Endwand einen undurchlässigen ersten Abschnitt und einen durchlässigen zweiten Abschnitt auf, wobei der undurch- lässige Abschnitt zumindest den Einlasskanal dicht über- deckt und der durchlässige Abschnitt zumindest einen Teil des Dämpfermaterials überdeckt. Dadurch wird sichergestellt, dass kein zugeführtes Fluid direkt in den Einlasskanal gelangt.
Vorzugsweise trennt ein ringförmiger Steg den undurchlässigen von dem durchlässigen Abschnitt.
Nach einer anderen vorteilhaften Weiterbildung sind die Durchmesser von dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt so gewählt, dass in radialer Richtung zwischen 30% und 70%, vorzugsweise zwischen 30% und 50%, nochmals vorzugsweise 40%, des Dämpfermaterials von dem undurchlässigen Abschnitt der Endwand überdeckt wird. Dadurch wird sichergestellt, dass das einströmende Fluid einen gewissen Mindestweg innerhalb des durchlässigen Dämpfermaterials zurücklegt bevor es in den Einlasskanal ein¬ strömt .
Vorzugsweise nimmt der Querschnitt des Dämpfermaterials in Strömungsrichtung ab. Da das Dämpfermaterial einen hö¬ heren Strömungswiderstand bietet als ein freier Raum, wie der Einlasskanal, kann sich der Einlasskanal beispielsweise in Richtung des Ventilsitzes kegelförmig erweitern oder die Außenkontur des Dämpfermaterials verjüngen, so- dass verschiedene Wege durch das Dämpfermaterial in etwa einen ähnlichen Gesamtströmungswiderstand aufweisen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnungen. Darin zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt durch ein erfindungsgemäßes Nebenstromventil mit einer Schalldämpfereinrichtung längs der in Figur 3 gezeigten Schnittlinie A-A;
Figur 2 einen vergrößerten Teilausschnitt des in der
Figur 1 mit X bezeichneten Bereichs des Nebenstromventils;
Figur 3 eine Draufsicht auf das Nebenstromventil der Figur 1;
Figur 4 einen Längsschnitt durch ein Nebenstromventil mit einer anderen Variante der Schalldämpfer- einrichtung;
Figur 5 einen Längsschnitt durch ein Nebenstromventil mit einer weiteren Variante der Schalldämpfereinrichtung;
Figur 6 einen Längsschnitt durch ein Nebenstromventil mit einer weiteren Variante der Schalldämpfereinrichtung;
Figur 7 einen Längsschnitt durch ein Nebenstromventil mit zwei weiteren Varianten der Schalldämpfereinrichtung.
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Figur 1 zeigt ein Nebenstromventil 10, das einlassseitig einen Schalldämpfer 12 aufweist. Die eigentliche Ventilgruppe 14 ist im unteren Bereich der Figur gezeigt und ist in Figur 2 vergrößert dargestellt. - S -
Die Ventilgruppe 14 weist ein im Wesentlichen zylinderförmiges Ventilgehäuse 16 auf, das vorzugsweise ein Kunststoffspritzgussteil ist. Auf einem Endabschnitt mit vermindertem Durchmesser trägt das Ventilgehäuse 16 einen Ventilsitzträger 18, auf dessen Unterseite ein Ventilsitz 20 ausgebildet ist. Der Ventilsitzträger 18 wird dabei über zwei Dichtringe 21, 22 gesteckt, die in umlaufenden äußeren Dichtnuten 23 und 24 des Ventilgehäuses 16 angeordnet sind.
Sowohl das Ventilgehäuse 16 als auch der Ventilsitzträger 18 weisen ferner Befestigungsnuten 26, 28 auf, über die das Nebenstromventil 10 am Nebenlufteinlass einer Seitenkanal-Saugmaschine eines dentalen Arbeitsplatzes unter Abdichtung durch zwei Dichtringe (nicht gezeigt) eingesetzt werden kann.
Im Zentrum des Ventilgehäuses 16 ist eine Schließeinrichtung 30 über flächige radiale Tragarme 32 gehaltert. Die Schließeinrichtung 30 umfasst dazu einen langgestreckten becherförmigen Führungszylinder 34, dessen Boden 36 unten über das auslassseitige, untere Ende des Ventilgehäuses 16 hinausragt.
Im Inneren des Führungs Zylinders 34 läuft ein Dämpferzylinder 38, dessen zum Ventilsitz 20 zeigendes Ende eine kalottenförmig nach außen gewölbte Stirnwand 40 aufweist .
Im Inneren des Dämpferzylinders 38 läuft ein nach oben offener becherförmiger Dämpferkolben 42, der aus einem elastomeren Material gefertigt ist. Der Boden des Dämpferkolbens 42 trägt mittig einen nach unten offenen becherförmigen Nabenabschnitt 43, mit welchem der Dämpfer- kolben 42 auf dem oberen Ende einer Kolbenstange 44 sitzt, die sich durch einen Dichtstopfen 46 hindurch er¬ streckt, der das untere Ende des Dämpferzylinders 38 bil¬ det. Sie ist auf dem Boden 36 des Führungszylinders gehäusefest abgestützt.
Der Dichtstopfen 46 umschließt mit einer schräg nach innen und oben gerichteten Dichtlippe 48 die Kolbenstange 44.
Der Dämpferkolben 42 unterteilt damit den Innenraum des Dämpferzylinders 38 in einen ersten, oberen Arbeitsraum 50 und einen zweiten, unteren Arbeitsraum 52, die über eine Drosselöffnung 54 im Boden des Dämpferkolbens 42 miteinander in Verbindung stehen. Die beiden Arbeitsräume 50 und 52 sind mit einer viskosen Flüssigkeit, wie bei¬ spielsweise Silikonöl, gefüllt.
Am becherförmigen Nabenabschnitt 43 des Dämpferkolbens 42, ist ein nach oben gerichteter stiftförmiger Federsitz 56 für eine Druckfeder 58 angeformt.
Die Druckfeder 58 stützt sich somit über den Dämpferkolben 42 und die Kolbenstange 44 gehäusefest ab und drückt von innen gegen die nach außen gewölbte Stirnwand 40 des Dämpferzylinders 38, wodurch der Dämpferzylinder 38 in der Zeichnung nach oben vorgespannt ist.
Der Dämpferzylinder 38 steht mit einem oberen Endabschnitt aus dem Führungszylinder 34 heraus und trägt dort einen Ventilkegel 60.
Der Ventilkegel 60 ist aus einem elastomeren Material gefertigt und weist unter seiner Spitze einen angeformten herabhängen Zapfen 62 auf, der an der nach außen gewölb- ten Stirnwand 40 des Dämpferzylinders 38 anliegt. Ferner weist der Ventilkegel 60 etwa von der Mitte seiner Unterseite bis zur Kegelbasisfläche eine herabhängende, angeformte Hülsenwand 64 auf, die den oberen Abschnitt der Umfangswand des Dämpferzylinders 38 umschließt.
Die Ventilgruppe 14 funktioniert derart, dass der Dämpferzylinder 38 durch die Druckkraft der Druckfeder 58 aus dem Fϋhrungszylinder 34 herausgedrückt wird. Somit ist der Ventilkegel 60 gegen den Ventilsitz 20 vorgespannt. Das elastomere Material des Ventilkegels 60 sowie des
Zapfens 62 und der Hülsenwand 64 sorgen dabei dafür, dass kleinere Ausrichtungs- oder Zentrierfehler zwischen Ventilkegel 60 und Ventilsitz 20 ausgeglichen werden und so ein zuverlässiges Schließen des Nebenstromventils 10 un- ter Federkraft gegeben ist.
In Schließstellung befindet sich ein Großteil der Dämp¬ ferflüssigkeit in dem ersten Arbeitsraum 50 oberhalb des Dämpferkolbens 42.
Überschreitet nun die durch eine Druckdifferenz zwischen Einlass- und Auslassseite des Nebenstromventils 10 gegebene Kraft die Vorspannkraft der Druckfeder 58, so wird der Ventilkegel 60 mitsamt dem Dämpferzylinder 38 nach unten in Richtung Auslass gedrückt. Der Dämpferzylinder
38 wird dabei in den Führungszylinder 34 hineingeschoben, sodass der Dämpferkolben 42 bezogen auf den Dämpferzylinder 38 nach oben bewegt wird.
Diese Bewegung des Dämpferzylinders 38 bewirkt damit eine Verkleinerung des oberen Arbeitsraums 50 und der Innen¬ druck der darin enthaltenen Dämpferflüssigkeit erhöht sich. Die Dämpferflüssigkeit strömt über die Drosselöffnung 54 in den unteren Arbeitsraum 52. Durch den erhöhten Innendruck im oberen Arbeitsraum 50 wird die äußere Wand des becherförmigen Dämpferkolbens 42 stärker an die Innenfläche des Dämpferzylinders 38 ange- presst. Die damit einhergehende Erhöhung der Reibung sorgt für eine starke Dämpfung der Abwärtsbewegung des Dämpferzylinders 38 und damit zu einem stark gedämpften Öffnungsverhalten des Nebenstromventils 10.
Sobald die Druckdifferenz zwischen Einlass und Auslass des Nebenstromventils 10 unter den Öffnungsdruck des Ventils abgefallen ist, bewegt die Druckfeder 58 den Dämpferzylinder 38 wieder nach oben und setzt den Ventilkegel 60 wieder auf den Ventilsitz 20 auf. Bei dieser Bewegung wird der untere Arbeitsraum 52 verkleinert, sodass die Dämpferflüssigkeit in den oberen Arbeitsraum 50 zurück strömt .
Da bei dieser Bewegungsrichtung der Innendruck im oberen Arbeitsraum 50 geringer ist, wirkt nur eine geringere An- presskraft auf die äußere Wand des becherförmigen Dämpferkolbens 42 und die Reibung des Dämpferkolbens 42 an der Innenfläche des Dämpferzylinders 38 ist daher geringer. Die Schließbewegung des Nebenstromventils 10 ist mit einer schwächeren Dämpfung verbunden als die Öffnungsbe- wegung.
Der einlassseitig vor dem Ventilsitz 20 angeordnete Schalldämpfer 12 des Nebenstromventils 10 sorgt dafür, dass bei einem Öffnen der Ventilgruppe 14 die Luft ge- räuscharm einströmt.
Der Schalldämpfer 12 weist ein zylindrisches Schalldämpfergehäuse 66 auf, das im Wesentlichen eine Fortsetzung des Ventilgehäuses 16 darstellt und auf das obere Ende des Ventilssitzträgers 18 aufgeklipst ist. In das Innere des Schalldämpfergehäuses 66 ist ein zylindrischer Dämpfereinsatz 68 aus gasdurchlässigem Dämp¬ fermaterial gesteckt, der einstückig aus einem offenpori- gen Material gefertigt ist oder als Schüttung in einem formgebenden Papiervlies oder einer anderen luftdurchlässigen Hülle ausgeführt sein kann. Der Dämpfereinaatz 68 begrenzt in seinem Inneren einen durchgehenden Einlasskanal 70, dessen Durchmesser etwa 70% des Durchmessers des Ventilsitzes 20 beträgt.
Eine einlassseitige Stirnwand 72 des Schalldämpfergehäuses 66 ist, wie in Figur 3 gezeigt, mit einem Ring von Einlassöffnungen 74 versehen. Dieser umgibt einen inneren domförmigen geschlossenen Stirnwandabschnitt 76.
Die Einlassöffnungen 74 werden durch radiale Stege 78 getrennt, welche den geschlossenen Stirnwandabschnitt 76 halten. Auf der Innenseite der Stirnwand 72 trägt diese einen ringförmigen Steg 80, der beim Aufklipsen des
Schalldämpfers 12 an die Ventilgruppe 14 auf den Dämpfereinsatz 68 angepresst wird. Damit wird das obere Ende des Einlasskanals 70 von dem geschlossenen Stirnwandabschnitt 76 vollständig und dicht überdeckt und somit sicherge- stellt, dass einströmende Luft durch den Dämpfereinsatz
68 hindurchströmen muss. Der Durchmesser des ringförmigen Stegs 80 ist dabei so gewählt, dass in radialer Richtung etwa 40% des Dämpfereinsatzes 68 von dem geschlossenen Stirnwandabschnitt 76 überdeckt wird.
Der Schalldämpfer 12 funktioniert derart, dass bei geöffnetem Ventil 14 und einem über dem Öffnungsdruck des Ventils liegenden Unterdruck am Ventilauslass Umgebungsluft durch die Einlassöffnungen 74 angesaugt wird. Diese Umge- bungsluft muss dann aufgrund des ringförmigen Stegs 80 in den freiliegenden äußeren Ringbereich der Stirnfläche des Dämpfereinsatzes 68 eintreten.
Die angesaugte Umgebungsluft strömt dann durch die vielen kleinen Strömungsquerschnitte aufweisenden abgewinkelten Kanälchen des offenporigen Dämpfermaterials des Dämpfereinsatzes 68 zu axial unterschiedlichen Stellen des Einlasskanals 70. Von dort strömt die Luft über den Ventilsitz 20 zum Ventilauslass .
Da die engen und abgewinkelten Kanälchen des Dämpfermate¬ rials keine hohen Strömungsgeschwindigkeiten zulassen und Wirbel unterdrücken, wird die Geräuschentwicklung klein gehalten. Zudem werden Schallwellen, welche auf den Dämp- fereinsatz 68 auftreffen an den vielen kleinen Porenwänden, Fasern usw. des durchlässigen Materials gestreut und gedämpft .
Die Figuren 4-7 zeigen weitere Ausführungsbeispiele des Nebenstromventils 10 mit unterschiedlichen Ausgestaltungen des Schalldämpfers 12.
So weist das Schalldämpfergehäuse 66 des in Figur 4 ge¬ zeigten Schalldämpfers 12 längs der Zylinderwand seitli- che Einlassschlitze 82 auf.
Der in Figur 5 gezeigte Schalldämpfer 12 weist eine im oberen Endabschnitt des Einlasskanals 70 angeordnete Hülse 84 auf, die entweder als Teil des Schalldämpfergehäu- ses 66 an der Innenseite der Stirnwand 72 angeformt sein kann oder als zusätzliches Bauelement in den Dämpfereinsatz 68 eingeschoben wird. Dies stellt sicher, dass die einströmende Luft einen durch die Länge der Hülse festgelegten Mindestweg in dem Dämpfermaterial zurücklegt. Bei dem in Figur 6 gezeigten Ausführungsbeispiel verjüngt sich der Außenumfang des Dämpfereinsatzes 68 in Richtung auf den Ventilsitz 20 zu, sodass ein Teil der am oberen Ende eintretenden Luft in einem dadurch zwischen dem Schalldämpfergehäuse 66 und dem Dämpfereinsatz 68 gebildeten Freiraum 86 mit geringem Widerstand nach unten strömen kann. Da der zu durchströmende Querschnitt des Dämpfereinsatzes 68 nach unten hin abnimmt, strömt die Luft daher über die gesamte Länge des Einlasskanals 70 gleichmäßig in diesen ein.
Figur 7 zeigt zwei in einer Figur zusammengefasste Ausführungsbeispiele. Links ist ein Schalldämpfer 12 gezeigt, bei dem sich der Einlasskanal 70 nach unten hin erweitert. Rechts ist ein Schalldämpfer 12 gezeigt, bei dem sich das Schalldämpfergehäuse 66 und der darin angeordnete Dämpfereinsatz 68 nach oben hin erweitern. Auch diese beiden Varianten stellen ein gleichmäßiges Einströmen der Luft in den Einlasskanal 70 sicher.

Claims

Patentansprüche
1. Nebenstromventil (10) mit
a) einem Ventilsitz (20) und
b) einem Ventilverschlussteil (60) ,
dadurch gekennzeichnet, dass
c) eine bewegungsdämpfende Schließeinrichtung (30) das Ventilverschlussteil (60) gegen den Ventilsitz (20) vorspannt.
2. Nebenstromventil nach Anspruch 1, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Schließeinrichtung (30) eine Feder (58) aufweist, die das Ventilverschlussteil (60) in Schließstellung vorspannt.
3. Nebenstromventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schließeinrichtung (30) einen Dämpferzylinder (38) aufweist.
4. Nebenstromventil nach Anspruch 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass die Schließeinrichtung (30) einen Dämpferkolben (42) aufweist, der im Dämpferzylinder (38) läuft und diesen in zwei Arbeitsräume (50, 52) trennt .
5. Nebenstromventil nach Anspruch 4, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Dämpferkolben (42) zumindest teilweise aus elastomerem Material gefertigt ist.
6. Nebenstromventil nach Anspruch 5, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Dämpferkolben (42) becherförmig ist.
7. Nebenstromventil nach Anspruch 6, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Boden des becherförmigen Dämpferkolbens (42) eine Drosselöffnung (54) aufweist.
8. Nebenstromventil nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpferkolben (42) ein becherförmiges Nabenteil (43) aufweist, mit dem der Dämpferkolben (42) auf einer Kolbenstange (44) sitzt.
9. Nebenstromventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpferkolben (42) , vorzugsweise auf dem Nabenteil (43), einen Federsitz (56) trägt.
10. Nebenstromventil nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Arbeitsräume (50, 52) mit einem Dämpferfluid, insbesondere einer viskosen Flüssigkeit, vorzugsweise Silikonöl, gefüllt sind.
11. Nebenstromventil nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Dämpferkolben (42) über die Kolbenstange (44) feststehend und der Dämpferzylinder (38) beweglich ist, wobei der Dämpferzylinder (38) das Ventilverschlussteil (60) trägt.
12. Nebenstromventil nach einem der Ansprüche 3 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine von dem Ventilverschlussteil (60) abgelegene Stirnwand des Dämpferzylinders (38) eine Dichtung (46) trägt.
13. Nebenstromventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung (46) eine axial und radial nach innen gerichtete Dichtlippe (48) aufweist, welche die Kolbenstange (44) umschließt.
14. Nebenstromventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilverschlussteil (60) aus einem elastomeren Material ge¬ fertigt ist und vorzugsweise ein Ventilkegel ist.
15. Nebenstromventil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das elastomere Material des Ventil¬ verschlussteils (60) eine Shore-Härte von 60 bis 80, vorzugsweise von etwa 70, hat.
16. Nebenstromventil nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventilverschlussteil (60) einen Zapfen (62) und eine Hülsenwand (64) aufweist, über welche es von der bewegungsdämpfenden Schließ- einrichtung (30) getragen ist.
17. Nebenstromventil nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schalldämpfereinrichtung (12) einlassseitig vor dem Ventilsitz (20) angeordnet ist.
18. Nebenstromventil nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalldämpfereinrichtung (12) ein gasdurchlässiges Dämpfermaterial (68) aufweist, wel- ches von dem zugeführten Fluid durchströmt ist.
19. Nebenstromventil nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, däss das Dämpfermaterial (68) einen offenporigen Schaumstoff, vorzugsweise ein Recycling- Material, umfasst.
20. Nebenstromventil nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfemnaterial (68) zumindest teilweise einen Einlasskanal (70) begrenzt, der zum Ventilsitz (20) führt.
21. Nebenstromventil nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfermaterial (68) den Einlasskanal (70), vorzugsweise rotations-symmetrisch, ura- gibt.
22. Nebenstromventil nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfermaterial (68) in einer Kammer (66) angeordnet ist, welche, vorzugsweise von dem Ventilsitz (20) abgelegen, eine zumindest teilweise offene Endwand (72) aufweist.
23. Nebenstromventil nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Endwand (72) einen undurchlässi- gen ersten Abschnitt (76) und einen durchlässigen zweiten Abschnitt (74) aufweist, wobei der undurchlässige Abschnitt (76) zumindest den Einlasskanal (70) dicht überdeckt und der durchlässige Abschnitt (74) zumindest einen Teil des Dämpfermaterials (68) überdeckt.
24. Nebenstromventil nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein ringförmiger Steg (80) den undurchlässigen Abschnitt (76) von dem durchlässigen Abschnitt (74) trennt.
25. Nebenstromventil nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser von dem ersten Abschnitt (76) und dem zweiten Abschnitt (74) so ge- wählt sind, dass in radialer Richtung zwischen 30% und 70%, vorzugsweise zwischen 30% und 50%, nochmals vorzugsweise 40%, des Dämpfermaterials (68) von dem undurchlässigen Abschnitt (76) der Endwand überdeckt wird.
26. Nebenstromventil nach einem der Ansprüche 18 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Dämpfermaterials (68) in Strömungsrichtung abnimmt.
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