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Die Erfindung betrifft ein pneumatisches Ventil nach dem Oberbegriff von Anspruch 1, einen Verdichter nach dem Oberbegriff von Anspruch 16, eine Vakuumpumpe nach dem Oberbegriff von Anspruch 17 und ein Fahrzeug nach Anspruch 18. Die Erfindung betrifft insbesondere pneumatische Ventile für einen Verdichter, insbesondere einen Kolbenkompressor.
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Pneumatische Ventile der vorstehenden Art umfassen eine zwischen einem Luftzufuhranschluss und einem Druckluftauslass angeordnete und in einer Strömungsrichtung durchströmbare Ventilöffnung sowie einen Ventilkörper, der an der Ventilöffnung pneumatisch aktuierbar zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegbar ist. Der Ventilkörper weist eine erste Deckfläche, eine beabstandete zweite Deckfläche und eine die erste Deckfläche und die zweite Deckfläche verbindende Körperkante auf. Die erste Deckfläche ist bei derartigen pneumatischen Ventilen dazu ausgebildet, die Ventilöffnung in der Schließstellung abzudecken. In der Öffnungsstellung ist zumindest ein Abschnitt der Körperkante von einer Luftströmung umströmbar. Derartige Ventilkörper sind zur Realisierung kurzer Ansprechzeiten zumeist dynamisch bzw. hochdynamisch bewegbar.
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Pneumatische Ventile kommen dabei beispielsweise in Vakuumpumpen und Verdichtern in Fahrzeugen zum Einsatz. Derartige Verdichter bzw. Kompressoren werden beispielsweise für eine Druckluftzuführung einer Druckluftversorgungsanlage genutzt. Verdichter, insbesondere Kolbenverdichter in Fahrzeugen aller Art, sind gemeinhin bekannt. Sie dienen der Bereitstellung von Druckluft und umfassen viele Anwendungsgebiete, unter anderem Bremsanlagen, Luftfederanlagen, insbesondere zur Niveauregelung, Kupplungsverstärker und viele mehr. Wichtige Zielkriterien bei der Auslegung von Verdichtern sind unter anderem eine möglichst hohe Förderleistung, eine möglichst geringe Schallentwicklung, möglichst geringe Abmessungen, geringer Herstellungsaufwand und eine hohe Robustheit.
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Kolbenverdichter umfassen zumeist eine als Ventilträger wirksame Ventilsitzplatte, die zwischen einem Zylindergehäuse und einem Zylinderkopf des Kolbenverdichters angeordnet ist sowie jeweils mindestens ein an der Ventilsitzplatte befestigtes Saugventil und Druckventil. Der Zylinderkopf kann neben einer Eintrittskammer und einer Austrittskammer bevorzugt auch eine Entlastungskammer sowie ein Entlastungsventil aufweisen. Derartige Entlastungsventile werden zur bedarfsweisen Verbindung eines in dem Zylindergehäuse ausgebildeten Arbeitsraumes mit der Entlastungskammer eingesetzt. Der Zylinderkopf eines Kolbenverdichters ist üblicherweise als ein Druckgussbauteil aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt und meistens über die Ventilsitzplatte, an der die vorwiegend als Platten- oder Lamellenventile ausgebildete Saug und Druckventile befestigt sind, mit dem Zylindergehäuse des Kolbenverdichters verschraubt. Die Eintrittskammer ist über eine Filteranordnung mit der Umgebung verbunden und wird im Saugtrakt des zugeordneten Kolbens über meistens mehrere in der Ventilsitzplatte angeordnete Ventilöffnungen durch ein dann geöffnetes, z.B. als ein Platten bzw. Lamellenventil ausgebildetes Saugventil mit dem Arbeitsraum des Zylindergehäuses verbunden. Im Drucktrakt des zugeordneten Kolbens wird der Arbeitsraum des Zylindergehäuses über mindestens eine weitere in der Ventilsitzplatte angeordneten Ventilöffnung, insbesondere einen Austrittskanal, durch ein dann geöffnetes Druckventil mit der Austrittskammer verbunden, welche mit einer Förderleitung der Druckluftversorgungsanlage verbunden ist.
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Bewährt hat sich das Konzept eines zweistufigen Verdichters, bei dem die zugeführte Luft zunächst in einer Niederdruckstufe auf ein Niederdruckniveau und anschließend in einer der Niederdruckstufe angeschlossenen Hochdruckstufe auf ein Hochdruckniveau verdichtet wird, wobei beiden Stufen jeweils ein Druckventil und ein Saugventil zugeordnet ist.
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In pneumatischen Systemen, wie Kolbenverdichtern bzw. pneumatischen Ventilen im Allgemeinen, führen dynamische Druckänderung eines Fluids zu sogenannten Druckstößen oder Druckschlägen. Eine solche dynamische Druckänderung in einem pneumatischen System entsteht beim schnellen Öffnen bzw. Schließen eines Ventils. Zum Öffnen bzw. Schließen des Ventils muss ein Fluid im pneumatischen System beschleunigt bzw. abgebremst werden, wofür aufgrund der Trägheit des Fluids eine gewisse Kraft nötig ist. Die nötige Kraft resultiert in einer Druckänderung und bedingt somit den Druckstoß. Druckstöße ließen sich nur bei unendlich langsamen Öffnungs- und Schließprozessen vermeiden. Aufgrund der beispielsweise in Verdichtern geforderten Ansprechzeiten sind Druckstöße im realen Betrieb daher unvermeidlich. Der entstehende Druck wird von Druckwellen weitergegeben, wobei es sich um Longitudinalwellen handelt. Durch zu hohe Druckstöße können Schäden an dem betroffenen pneumatischen System auftreten. Ferner führen Druckstöße zu einer Anregung des pneumatischen Systems, welches darauf mit einer Resonanzschwingung mit Eigenfrequenz antwortet. Die Beschleunigung des Fluids bedingt ferner turbulente Strömungen, welche eine Anregung der umströmten schwingfähigen Bestandteile eines Ventils und damit eine starke Schallentwicklung bedingen. Insbesondere im Kantenbereich sind solche Turbulenzen daher unerwünscht. Besonders betroffen von solchen Turbulenzen ist der bewegbar in einem solchen Ventil aufgenommene Ventilkörper, welcher im Strömungspfad des Fluids angeordnet ist und somit direkt umströmt wird. Das Öffnen bzw. Schließen des Ventils bedingt dabei den Druckstoß und durch die erforderliche Bewegbarkeit des Ventilkörpers ist dieser in besonderem Maße anfällig durch den Druckstoß massiv angeregt zu werden und eine unerwünschte Schallentwicklung zu bedingen.
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An dieser Stelle setzt die Erfindung an, deren Aufgabe es ist, die Schallentwicklung beim Öffnen und Schließen eines pneumatischen Ventils der eingangs genannten Art zu reduzieren bzw. zumindest einen der aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile zu überwinden.
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Die Aufgabe wird in einem ersten Aspekt gelöst durch ein Ventil mit den Merkmalen von Anspruch 1. Die Erfindung schlägt dabei vor, dass die Körperkante zumindest im Bereich des umströmten Abschnitts eine Anzahl von Ausformungen aufweist, welche dazu eingerichtet sind, die Luftströmung entlang der Körperkante zu streuen. Durch das Streuen der Luftströmung kommt es zu einer diffusen Verteilung, sodass Stromlinien in verschiedenen, teils entgegengesetzten Richtungen verlaufen. Die einzelnen Strömungsteilchen bewegen sich somit in teils entgegengesetzte Richtungen und treffen aufeinander, wobei sich die kinetische Energie der beschleunigten Strömung reduziert. Somit wird die Anregung umgebender Bauelemente durch die Luftströmung reduziert. Ferner breitet sich der durch die diffuse Strömung am Ventilkörper erzeugte Schall in verschiedene Richtungen aus, wobei sich die Schallwellen überlagern und in gewissem Umfang auslöschen. Somit wird die Geräuschentwicklung ausgehend vom Ventilkörper reduziert.
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Es soll verstanden werden, dass die erste Deckfläche und die zweite Deckfläche keinesfalls parallel zueinander verlaufen müssen. Zumindest die erste Deckfläche des Ventilkörpers ist allerdings derart ausgebildet, dass diese die Ventilöffnung in der Schließstellung vollständig abdeckt und derart mit dieser in Anlage kommt, dass in der Schließstellung der Luftzufuhranschluss fluiddicht von dem Druckluftauslass getrennt ist. Mit dem Ziel, eine zuverlässige Abdeckung der Ventilöffnung durch die Deckfläche zu realisieren, ist zumeist ein schmaler Überlappungsbereich vorgesehen, in welchem die erste Deckfläche den Querschnitt der Ventilöffnung überragt bzw. überlappt. Die Körperkante muss dabei nicht senkrecht zwischen der ersten Deckfläche und der zweiten Deckfläche verlaufen, sondern kann gegenüber diesen auch geneigt sein. Ferner können die erste Deckfläche und die zweite Deckfläche radial in die Körperkante übergehen, also in einem Kreisbogenabschnitt, welcher sich zwischen einem ebenen Abschnitt der jeweiligen Deckfläche und der Körperkante erstreckt.
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Vorzugsweise sind die Ausformungen dazu eingerichtet, die Luftströmung entlang der Körperkante in Teilströmungen zu teilen, insbesondere in einem zu der Anzahl der Ausformungen korrespondierenden Teilungsverhältnis. Durch die Teilung der Luftströmung in mehrere Teilströmungen, deren Stromlinien sich insbesondere hinsichtlich ihrer Richtung unterscheiden, kommt es zu einer reduzierten Anregung der umströmten schwingfähigen Bestandteile. Ferner kommt es zu einer Schwingungsanregung in einer Vielzahl unterschiedlicher Frequenzen, welche den jeweiligen Teilströmungen zugeordnet sind. Diese sich überlagernden und teils entgegenwirkenden Anregungen der umströmten Teile führen insgesamt zu einer reduzierten Anregung und damit Schallentwicklung. Insbesondere wird auch die Richtung des Druckstoßes, welcher beim Öffnen bzw. Schließen des Ventils verursacht wird, diffus durch die Vielzahl der Teilströmungen und betragsmäßig in Bezug auf eine definierte Fläche geringer.
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Vorzugsweise beträgt das Teilungsverhältnis, in welchem die Luftströmung in Teilströmungen geteilt wird, 1/10 oder weniger, besonders bevorzugt ein 1/40 oder weniger. Bei einem Teilungsverhältnis von einem 1/10 oder weniger sind mindestens zehn Ausformungen vorgesehen, welche die Luftströmung in insgesamt mindestens zehn Teilströmungen teilen. Bei einem Teilungsverhältnis von 1/40 sind mindestens 40 Ausformungen vorgesehen, welche die Luftströmung in mindestens 40 Teilströmungen teilen. Je höher die Anzahl der Teilströmungen, desto geringer ist die durch die jeweilige Teilströmung verursachte Anregung.
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Weiter bevorzugt weist die erste Deckfläche eine Grundfläche zum Abdecken der Ventilöffnung auf, wobei die Ausformungen sich von dieser Grundfläche distal erstrecken. Durch die sich distal von der Grundfläche nach außen erstreckenden Ausformungen ist ein zuverlässiges Abdecken der Ventilöffnung in der Schließstellung durch die Grundfläche gewährleistet. Ein solcher Ventilkörper wird insbesondere hergestellt durch ein Ätzen zur Ausbildung der Körperkante, derart, dass vorzugsweise die Grundfläche erhalten bleibt und sich entlang der Grundfläche bzw. der die Grundfläche umgebenden Körperkante zumindest im später umströmten Bereich der Körperkante Ausformungen bilden.
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Es ist weiter bevorzugt, dass die Ausformungen sich mit einer Länge L von der Grundfläche distal erstrecken, wobei die Länge L 0,2 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,4 mm bis 0,6 mm, beträgt. Somit weisen die Ausformungen eine ausreichende Länge auf, um die Luftströmung in Teilströmungen zu teilen und durch das Durchströmen der Luft zwischen den einzelnen Ausformungen einen allmählichen Druckausgleich zwischen Druck und Saugseite zu erzielen. Gleichzeitig wird das dynamische Bewegen des Ventilkörpers, welches insbesondere in pneumatischen Ventilen für Verdichter erforderlich ist, durch das zusätzliche Gewicht und eine übermäßige Länge der Ausformungen nicht beeinträchtigt. Weiter bevorzugt weisen die Ausformungen auf Seiten der Grundfläche eine Breite von 0,3 mm bis 1,5 mm auf, besonders bevorzugt von 0,4 mm bis 1 mm.
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Vorzugsweise sind die Ausformungen konvex ausgebildet, wobei zwischen zwei benachbarten Ausformungen jeweils ein Freiraum bereitgestellt wird. Dieser Freiraum ist zur Durchführung einer Teilströmung der gestreuten bzw. geteilten Luftströmung eingerichtet. Durch die zwischen den konvexen Ausformungen definierten Freiräume, welche eine Art Nische zwischen den Ausformungen bilden, wird ein allmählicher Druckausgleich zwischen der Druckseite und der Saugseite des Ventilkörpers bereitgestellt. Durch diesen Druckausgleich wird die Schallentwicklung reduziert beim Öffnen und Schließen des Ventils. Durch die konvexe Ausbildung der Ausformungen wird ferner die Schließfunktion des Ventilkörpers, welcher in der Schließposition die Ventilöffnung abdecken soll, nicht beeinträchtigt.
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Weiterhin ist bevorzugt, dass die Ausformungen gleichmäßig verteilt im Bereich des umströmten Abschnitts angeordnet sind. Somit wird die Luftströmung entlang des umströmten Abschnitts gleichmäßig durch die Ausformungen gestreut bzw. in einzelne Teilströmungen unterteilt.
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Vorzugsweise sind die Ausformungen in einem Abstand von 0,2 mm bis 0,5 mm, besonders bevorzugt in einem Abstand von 0,3 mm bis 0,4 mm zueinander angeordnet. Somit ist ein ausreichender Abstand zwischen den Ausformungen vorgesehen, um einen Druckausgleich zwischen der Druckseite und der Saugseite bereitzustellen. Ferner wird die Luftströmung in ausreichend kleine Teilströmungen durch die Beabstandung von 0,2 mm bis 0,5 mm geteilt, sodass die Geräusche beim Öffnen und Schließen des Ventils reduziert werden.
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Vorzugsweise erstrecken die Ausformungen sich kontinuierlich entlang der Körperkante im Bereich des umströmten Abschnitts. Mit anderen Worten erstrecken die sich Ausformungen fortlaufend entlang der Körperkante im Bereich des umströmten Abschnitts derart, dass die Luftströmung im gesamten Bereich des umströmten Abschnitts gestreut bzw. in einzelne Luftströme aufgeteilt wird. Es soll verstanden werden, dass durch diese Verteilung der Ausformungen kein Abschnitt der Körperkante von mehr als 1 mm verbleibt, in welchem keine Ausformungen angeordnet sind. Durch die kontinuierliche Erstreckung der Anzahl der Ausformungen entlang der Körperkante wird die Geräuschreduktion somit weiter optimiert.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die Ausformungen in einem stetigen Abschnitt der Körperkante gleichförmig ausgebildet. Unter einem stetigen Abschnitt der Körperkante wird vorliegend entweder eine gerade, linear verlaufende Kante verstanden oder eine sich entlang einer Kreisbahn mit konstantem Radius erstreckende Körperkante. Durch die gleichförmige Ausbildung der Ausformungen in diesem stetigen Abschnitt wird die Luftströmung gleichmäßig in Teilströmungen aufgeteilt bzw. gestreut, sodass eine Vielzahl gleichförmiger Teilströmungen erzeugt wird, deren Stromlinien in unterschiedlichen Richtungen verlaufen. Die Schallentwicklung des pneumatischen Ventils wird somit durch die Vielzahl der gleichmäßigen und insbesondere feinen Teilströmungen weiter reduziert.
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Vorzugsweise sind die Ausformungen trapezförmig ausgebildet. Bei einer trapezförmigen Ausformung wird vorliegend eine Querschnittsform eines langgestreckten, sich distal verjüngenden Trapezes verstanden. Auf Seiten der Grundfläche weisen die Ausformungen somit einen maximalen Querschnitt auf, und verjüngen sich in distaler Richtung. Somit wird die Luftströmung nicht nur in geeigneter Weise in Teilströmungen aufgeteilt, sondern entlang der trapezförmig verlaufenden Ausformungen auch umgelenkt derart, dass die turbulenten Strömungen geglättet und gestreut werden. Die Spitze der trapezförmigen Ausformungen ist bevorzugt abgerundet, sodass der Druckausgleich zwischen Druckseite und Saugseite verbessert wird.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Ventilkörper angrenzend an die Körperkante im Bereich des umströmten Abschnitts zumindest abschnittsweise in Strömungsrichtung gebogen. Mit anderen Worten ist der Ventilkörper im Bereich des umströmten Abschnitts der Körperkante randseitig in Strömungsrichtung gebogen. Durch diese Biegung in Strömungsrichtung werden kleine, in der Strömung über die Deckfläche enthaltene turbulente Wirbel geglättet und werden allmählich auf die Körperkante hinzugeleitet, sodass diese bei der Interaktion mit der Körperkante weniger Schall erzeugen. Ferner kann der Ventilkörper auch lediglich im Bereich der Ausformungen in Strömungsrichtung gebogen sein. Bereits eine geringe Biegung lediglich im Bereich der Ausformungen führt zu einer Glättung der Strömung und damit einer reduzierten Schallentwicklung. Es soll verstanden werden, dass der Ventilkörper lediglich so weit gebogen ist, dass die Deckfläche bzw. die Grundfläche der Deckfläche die Ventilöffnung in der Schließstellung noch ausreichend abdecken kann.
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Vorzugsweise ist die Körperkante eine Höhe von 1 mm oder weniger, insbesondere 0,5 mm oder weniger aufweist. Diese Höhe ist bei einer parallelen Ausrichtung der Deckflächen konstant. Ansonsten ist die zweite Deckfläche in einem variierenden Abstand zu der ersten Deckfläche angeordnet, sodass auch die Höhe der Körperkante innerhalb dieses Bereichs variiert.
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Der Ventilkörper ist bevorzugt zu einer dynamischen Bewegung zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung eingerichtet. Die geringe Dicke des Ventilkörpers, definiert durch den Abstand zwischen der ersten Deckfläche und der zweiten Deckfläche, ermöglicht eine dynamische Bewegung des Ventilkörpers zwischen der Öffnungsstellung und der Schließstellung. Eine dynamische Bewegung ist vorteilhaft, um kurze Ansprechzeiten des pneumatischen Ventils realisieren zu können.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform ist das pneumatische Ventil ein Plattenventil und der Ventilkörper ist eine Ventilplatte. Plattenventile umfassen zumeist einen Ventilsitzkörper, einen Fänger bzw. Hubfänger und wenigstens eine zwischen diesen hin- und herbewegbare Ventilplatte. Die Ventilöffnungen sind im Sitzkörper ausgebildet, wobei die Ventilplatte zwischen der Öffnungsstellung, in welcher die Ventilöffnungen freigegeben sind, und der Schließstellung hin- und herbewegbar ist. Der Sitzkörper bildet dabei den Ventilsitz aus, auf welchem die Ventilplatte als Ventilkörper aufliegt. Die Ventilöffnungen erstrecken sich dabei bevorzugt sowohl durch den Sitzkörper als auch durch den Hubfänger, wobei die Ventilplatte die Ventilöffnungen in der Schließstellung, wie vorstehend beschrieben, verschließt bzw. abdeckt. Die Ventilplatte kann dabei eine Mehrzahl von Körperkanten aufweisen, wobei zumindest ein Abschnitt der Körperkanten von der Luftströmung umströmt wird. Bevorzugt weist jede dieser Körperkanten zumindest im Bereich eines jeweils umströmten Abschnitts eine Anzahl der Ausnehmungen auf.
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Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das pneumatische Ventil ein Lamellenventil und der Ventilkörper ist eine Ventillamelle. Lamellenventile umfassen zumeist einen Sitzkörper bzw. Ventilsitzkörper und einen Hubfänger, wobei die Ventillamelle zwischen Sitzkörper und Hubfänger angeordnet ist. Die Ventillamelle ist dabei pneumatisch aktuierbar derart, dass diese beispielsweise eine Hubbewegung von der Schließstellung in die Öffnungsstellung ausführt, um die Ventilöffnung selektiv freizugeben, wobei der Hubfänger die Hubbewegung der Ventillamelle begrenzt. Somit wird ein zu weites Öffnen der Ventillamelle verhindert und eine Beschädigung, beispielsweise durch eine Verformung der Ventillamelle verhindert. Ferner können durch die Begrenzung der Hubbewegung kurze Ansprechzeiten realisiert werden. Als Ventillamelle ausgebildete Ventilkörper weisen zumeist ein sehr geringes Gewicht auf und sind dynamisch bewegbar. Aufgrund des geringen Gewichts sind Ventillamellen sehr anfällig aufgrund turbulenter Strömungen zu Schwingungen angeregt zu werden. In Bezug auf Lamellenventile mit einem als Ventillamelle ausgebildeten Ventilkörper sind Ausformungen entlang der Körperkante, zumindest im Bereich des umströmten Abschnitts der Körperkante, somit besonders vorteilhaft.
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Die Erfindung betrifft in einem zweiten Aspekt einen Verdichter, insbesondere einen Kompressor einer Druckluftanlage. Verdichter gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung werden insbesondere für eine Druckluftzuführung einer Druckluftversorgungsanlage eingesetzt. Verdichter gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung weisen ein Zylindergehäuse mit mindestens einem Verdichtungsraum, einen Luftzufuhranschluss und einen Druckluftauslass auf. Ferner umfasst der Verdichter einen mit dem Zylindergehäuse verbundenen Zylinderkopf, einen mit dem Zylindergehäuse axial beweglich geführten Kolben, mindestens eine Ventilsitzplatte, die zwischen dem Zylindergehäuse und dem Zylinderkopf angeordnet ist, ein mit dem Luftzufuhranschluss verbundenes Einlassventil und ein mit dem Druckluftauslass verbundenes Auslassventil. Das Einlassventil und das Auslassventil sind insbesondere an der Ventilsitzplatte befestigt, wobei die Ventilsitzplatte einen Ventilsitz für das Einlassventil und das Auslassventil ausbildet und mindestens eine Ventilöffnung aufweist. Bevorzugt ist das Einlassventil ein Saugventil und das Auslassventil ein Druckventil. Die Erfindung schlägt zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung vor, dass das Saugventil und/oder das Druckventil nach dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet sind.
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Druckluftanlagen sind allgemein bekannt. Sie werden genutzt, um Luft einem definierten Druck auszusetzen und beispielsweise einen Unterdruck zu erzeugen oder Druckluft bereitzustellen. Eine Bremskraftverstärker oder eine Druckluftversorgungsanlage stellen Beispiele solcher Druckluftanlagen dar. Durch die Ausbildung des Einlassventils und/oder des Auslassventils als pneumatisches Ventil gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung macht der Verdichter sich die eingangs genannten Vorteile des pneumatischen Ventils gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zu eigen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die genannten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen des pneumatischen Ventils gemäß dem ersten Aspekt verwiesen, welche ebenso bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile des Verdichters gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sind.
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Die Erfinder erkannten vorteilhaft, dass die meisten Geräusche durch die Turbulenzen an der Körperkante des freien Endes des umströmten Ventilkörpers entstehen. Die Körperkante mit den Ausformungen glättet den Luftfluss und die Strömungen werden gestreut. Zum einen kommt es durch die Luftdurchlässigkeit zwischen den einzelnen Vorsprüngen zu einem allmählichen Druckausgleich zwischen der Oberseite (die sogenannte Saugseite) und der Unterseite (Druckseite) des Ventilkörpers. Dadurch ist der Druckunterschied an der eigentlichen hinteren Körperkante des Ventilkörpers weniger stark und es entsteht weniger Schall. Darüber hinaus wird auch der Flexibilität des Randbereichs eine akustische Wirkung zugeschrieben.
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Die Erfindung betrifft in einem dritten Aspekt eine Vakuumpumpe zum Erzeugen eines Unterdrucks, insbesondere zum Erzeugen eines Unterdrucks in einer Druckluftanlage, insbesondere einem Bremskraftverstärker in einem Fahrzeug. Die Vakuumpumpe umfasst ein Pumpengehäuse mit einem Luftzufuhranschluss und einem Druckluftauslass, und einen drehbar in dem Pumpengehäuse aufgenommenen Rotor, der zum Fördern und Verdichten eines Fluids zwischen Luftzufuhranschluss und Druckluftauslass eingerichtet ist. Weiterhin umfasst die Vakuumpumpe ein mit dem Luftzufuhranschluss verbundenes Einlassventil, und ein mit dem Druckluftauslass verbundenes Auslassventil, wobei das Einlassventil und das Auslassventil an der Ventilsitzplatte befestigt sind.
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Die Erfindung schlägt zur Lösung der eingangs genannten Aufgabe gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung vor, das Einlassventil und/oder das Auslassventil gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung ausgebildet sind.
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Durch die Ausbildung des Einlassventils und/oder des Auslassventils als pneumatisches Ventil gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung macht die Vakuumpumpe sich die eingangs genannten Vorteile des pneumatischen Ventils gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zu eigen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die genannten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen des pneumatischen Ventils gemäß dem ersten Aspekt verwiesen, welche ebenso bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile der Vakuumpumpe gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung sind.
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Die Erfindung betrifft in einem vierten Aspekt Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem Verdichter einer Druckluftanlage gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung und/oder einer Vakuumpumpe einer Druckluftanlage gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung. Dadurch, dass der Verdichter und die Vakuumpumpe ein gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung macht die Vakuumpumpe ein pneumatisches Ventil gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung aufweisen, macht sich auch das Fahrzeug die eingangs genannten Vorteile des pneumatischen Ventils gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung zu eigen. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird auf die genannten Vorteile und bevorzugten Ausführungsformen des pneumatischen Ventils gemäß dem ersten Aspekt verwiesen, welche ebenso bevorzugte Ausführungsformen und Vorteile des Fahrzeugs gemäß dem vierten Aspekt der Erfindung sind.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnung beschrieben. Diese soll die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr ist die Zeichnung, wo zur Erläuterung dienlich, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus der Zeichnung unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in der Zeichnung sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, der Zeichnung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, diese zeigen in:
- 1: einen Verdichter mit einem pneumatischen Ventil schematisch;
- 2a: ein pneumatisches Ventil gemäß einer ersten Ausführungsform schematisch;
- 2b ein Ausschnitt des Ventilkörpers des pneumatischen Ventils gemäß 2a;
- 3: ein pneumatisches Ventil gemäß einer zweiten Ausführungsform schematisch;
- 4: einen Ventilkörper für das Ventil gemäß 2a gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 5: einen Ventilkörper für das Ventil gemäß 3 gemäß einer zweiten Ausführungsform;
- 6: einen Ventilkörper für ein Ventil gemäß 3 gemäß einer dritten Ausführungsform;
- 7a eine Vakuumpumpe in einer perspektivischen Ansicht;
- 7b eine Vakuumpumpe in einer Seitenansicht; und
- 8 ein Fahrzeug mit einer Druckluftanlage in einer Seitenansicht.
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Die 1 zeigt eine Druckluftanlage 100 für ein Fahrzeug (nicht gezeigt). Bei der Druckluftanlage handelt es sich in der gezeigten Ausführungsform um eine Druckluftversorgungsanlage 110. Die Druckluftversorgungsanlage 110 umfasst einen Verdichter 1 und einen Druckluftspeicher 12, der über eine Druckluftleitung 15 mit dem Verdichter 1 verbunden ist. An die Druckluftleitung 15 können noch weitere Elemente der Druckluftanlage 100 angeschlossen sein, wie z.B. bei Bremsanlagen in Nutzfahrzeugen ein Lufttrockner und ein Mehrkreisschutzventil. Solche an sich bekannten Elemente von Druckluftanlagen 100 sind in der 1 zur Vereinfachung nicht dargestellt und seien durch die Druckluftleitung 15 symbolisiert.
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Der Verdichter 1 ist als Kolbenverdichter 7 bzw. Kolbenkompressor 8 ausgebildet. Er weist ein Zylindergehäuse 2 mit einem darin angeordneten Kolben 3 auf. Mit dem Zylindergehäuse 2 ist ein Zylinderkopf 6 verbunden.
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Der Kolben 3 unterteilt einen Innenraum des Zylindergehäuses 2 in einen Kompressionsraum 4 und einem Neutralraum 5. In der Darstellung gemäß 1 ist der Kompressionsraum 4 oberhalb des Kolbens 3 angeordnet, der Neutralraum 5 unterhalb des Kolbens 3. Zur pneumatischen Trennung des Kompressionsraumes von dem Neutralraum weist der Kolben 3 eine umlaufende Dichtung auf. Auf der dem Kompressionsraum 4 abgewandten Seite des Kolbens 3 befindet sich neben dem Neutralraum 5 ein Kurbelgehäuse 10 des Verdichters 1. Das Innere des Kurbelgehäuses 10 ist mit dem Neutralraum 5 verbunden, d.h. der Neutralraum 5 befindet sich auf dem Druckniveau des Inneren des Kurbelgehäuses 10. Der Neutralraum 5 kann auch Teil des Inneren des Kurbelgehäuses 10 sein.
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Der Kolben 3 ist, wie bei Kolbenverdichtern bekannt, über ein Pleuel 11 mit einer als Kurbelwelle ausgebildeten Antriebswelle (nicht gezeigt) verbunden.
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Über eine Drehung der Antriebswelle (nicht gezeigt) wird der Kolben 3 mittels des Pleuels 11 aufwärts oder abwärts bewegt. Eine Abwärtsbewegung entspricht einer Ansaugphase des Verdichters 1, in der der Kompressionsraum 4 vergrößert wird. Während der Ansaugphase öffnet sich infolge eines im Kompressionsraum 4 entstehenden Unterdrucks ein als Saugventil ausgebildetes Einlassventil 20 für eine Druckluftzuführung 9. Infolge dessen strömt über einen mit der Atmosphäre verbundenen Luftzufuhranschluss 13 des Verdichters 1 Umgebungsluft in den Kompressionsraum 4. Bei einer Aufwärtsbewegung des Kolbens 3, die einer Verdichtungsphase entspricht, verringert der Kolben 3 das Volumen des Kompressionsraums 4. Die im Kompressionsraum 4 befindliche Luft wird verdichtet, was zu einer Druckerhöhung im Kompressionsraum 4 führt. Hierdurch schließt das Einlassventil 20. Der Druck im Kompressionsraum 4 erhöht sich weiter, bis entweder ein als Druckventil ausgebildetes Auslassventil 30 öffnet oder der Kolben 3 seinen oberen Totpunkt erreicht. Das Auslassventil 30 öffnet, wenn der Druck im Kompressionsraum 4 den Druck im Bereich eines Druckluftauslasses 14 des Verdichters 1 überschreitet. Der Druckluftauslass 14 des Verdichters 1 ist über die erwähnte Druckluftleitung 15 mit den weiteren Elementen der Druckluftanlage 100, insbesondere mit dem Druckluftspeicher 12, verbunden.
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Eine Ventilsitzplatte 16 ist zwischen dem Zylindergehäuse 2 und dem Zylinderkopf 6 montiert. Das Einlassventil 20 und das Auslassventil 30 sind dabei an der Ventilsitzplatte 16 befestigt und vorliegend als Lamellenventil 41 ausgebildet.
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Das Einlassventil 20 umfasst eine Ventilöffnung 21, die zwischen dem Luftzufuhranschluss 13 und dem Druckluftauslass 14 angeordnet und in einer Strömungsrichtung Rs durchströmbar ist. Ferner umfasst das Einlassventil 20 einen Ventilkörper 22, der an der Ventilöffnung 21 pneumatisch aktuierbar zwischen einer Öffnungsstellung 18 und einer Schließstellung 19 bewegbar ist. Der Ventilkörper 22 des Einlassventils 20 ist vorliegend in der Öffnungsstellung 18 gezeigt.
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Entsprechend zu dem Einlassventil 20 umfasst auch das Auslassventil 30 eine Ventilöffnung 31 zwischen dem Luftzufuhranschluss 13 und dem Druckluftauslass 14 auf, die in der Strömungsrichtung Rs durchströmbar ist. Ferner umfasst das Auslassventil 30 auch einen Ventilkörper 32, der an der Ventilöffnung 31 pneumatisch aktuierbar zwischen der Öffnungsstellung 18 und der Schließstellung 19 bewegbar ist. Der Ventilkörper 32 des Auslassventils 30 ist vorliegend in der Schließstellung 19 gezeigt.
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2a zeigt eine erste Ausführungsform eines Auslassventils 30 schematisch. In entsprechender Weise kann auch das in 1 gezeigte Einlassventil 20 ausgebildet sein, sodass in Bezug auf das Einlassventil 20 auf die nachfolgenden Ausführungen verwiesen wird. Grundsätzlich kann es sich bei dem in 2a gezeigten Ventil um ein beliebiges pneumatisches Ventil beispielsweise für Verdichter oder Vakuumpumpen handeln.
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Das Auslassventil 30 umfasst, wie in Bezug auf 1 beschrieben, den Ventilkörper 32 und die Ventilöffnung 31, welche selektiv in der Schließstellung 19 (vgl. 1) durch den Ventilkörper 32 verschlossen wird. Die Ventilöffnung 31 ist in der Öffnungsstellung 18 (vgl. 1) in einer Strömungsrichtung Rs durchströmbar.
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Der Ventilkörper 32 umfasst eine erste Deckfläche 33 und eine beabstandete zweite Deckfläche 34. Die erste Deckfläche 33 und die zweite Deckfläche 34 werden durch eine Körperkante 35 verbunden. Die erste Deckfläche 33 ist dazu ausgebildet, die Ventilöffnung 31 in der Schließstellung 19 (vgl. 1) abzudecken. In 2a ist das Auslassventil 30 in der Öffnungsstellung 18 (vgl. 1) gezeigt, in welcher zumindest ein Abschnitt 36 der Körperkante 35 von einer Luftströmung L umströmt wird.
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Die Körperkante 35 weist im Bereich des umströmten Abschnitts 36 eine Anzahl von Ausformungen 37 auf. Die Ausformungen 37 sind dazu ausgebildet, die Luftströmung L entlang der Körperkante 35 zu streuen, wobei die Luftströmung L insbesondere auch im Bereich der Körperkante 35 geglättet wird.
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Die erste Deckfläche 34 weist eine Grundfläche 38 auf, durch welche die Ventilöffnung 31 in der Schließstellung 19 (vgl. 1) abgedeckt wird. Die Ausformungen 37 erstrecken sich von der Grundfläche 38 distal nach außen mit einer Länge x. Die Ausformungen 37 sind beabstandet zueinander angeordnet und bevorzugt dazu ausgebildet, die Luftströmung L in Teilströmungen L1, L2 zu teilen.
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Die Körperkante 35 weist eine Höhe h auf, welche vorliegend konstant ist.
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2b zeigt eine Detaildarstellung des Ventilkörpers 32 gemäß 2a. Die Luftströmung L wird entlang der Körperkante 35 in Teilströmungen L1, L2 geteilt. Die Luftströmung L wird dabei in einem Teilungsverhältnis T geteilt, welches dem Verhältnis der einen Luftströmung L zu der Anzahl der Teilströmungen L1, L2 entspricht. Dieses Teilungsverhältnis T ist bevorzugt proportional zu der Anzahl der Ausformungen 37, da zwei benachbarte Ausformungen in einem Abstand A voneinander beabstandet angeordnet sind und jeweils einen Freiraum 45 zwischen sich ausbilden. Durch diesen Freiraum 45 wird dann je eine Teilströmung L1, L2 geleitet.
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Die Ausformungen 37 erstrecken sich mit einer Länge X von der Grundfläche 38 und weisen bevorzugt auf Seiten der Grundfläche 38 eine Breite B auf. 3 zeigt eine zweite Ausführungsform des Auslassventils 30, welches als Plattenventil 42 ausgebildet ist. Für gleiche bzw. ähnliche Bauteile werden in den 2 und 3 vorliegend identische Bezugszeichen verwendet. Die gezeigte Ausführungsform ist nicht auf Auslassventile 30 beschränkt, sondern bezieht sich auf pneumatische Ventile im Allgemeinen. Beispielsweise kann entsprechend auch das Einlassventil 20 ausgebildet sein, sodass in Bezug auf das Einlassventil auf die nachfolgende Beschreibung verwiesen wird.
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Das Auslassventil 30 gemäß 3 unterscheidet sich von dem Auslassventil gemäß 2a lediglich durch die Ausbildung des Ventilkörpers 32. Zur Vermeidung von Wiederholungen wird daher auf die ausführliche Beschreibung des Ventils 30 gemäß 2a Bezug genommen.
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Der Ventilkörper 32 gemäß 3 umfasst in bekannter Weise eine erste Deckfläche 33, welche zum Abdecken der Ventilöffnung 31 in der Schließstellung 19 (vgl. 1) eingerichtet ist. Der Ventilkörper 32 umfasst ferner eine zweite Deckfläche 34, welche beabstandet zu der ersten Deckfläche 33 angeordnet ist. Die erste Deckfläche 33 und die zweite Deckfläche 34 werden durch eine Körperkante 35 verbunden. Die Körperkante 35 weist in einem von der Luftströmung L umströmten Bereich 36 eine Anzahl von Ausformungen 37 auf. Die Ausformungen 37 sind beabstandet zueinander angeordnet und bevorzugt dazu ausgebildet, die Luftströmung L in Teilströmungen L1, L2 zu teilen
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In einem an die Körperkante 35 angrenzenden Bereich 39 ist der Ventilkörper 32 in Strömungsrichtung Rs gebogen. In diesem Bereich 39 sind bevorzugt auch die Ausformungen 37 angeordnet. Durch diesen gebogenen, an die Körperkante 35 angrenzenden Bereich 39 wird die Luftströmung L weiter geglättet und die Schallentwicklung beim Öffnen und Schließen des Auslassventils 30 reduziert.
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Die 4 bis 6 zeigen bevorzugte Ausführungsformen des Ventilkörpers. Die gezeigten Ausführungsformen des Ventilkörpers sind dabei nicht auf den Einsatz in Einlassventilen bzw. Auslassventilen beschränkt, sondern können im Allgemeinen in pneumatischen Ventilen zum Verschließen einer Ventilöffnung eingesetzt werden. Der in den 4 bis 6 gezeigte Ventilkörper wird der Einfachheit halber im Folgenden in Bezug auf das Auslassventil 30 beschrieben.
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Der in 4 gezeigte Ventilkörper 132 ist in einer Draufsicht auf eine erste Deckfläche 133 gezeigt. Der Ventilkörper 132 ist vorliegend eine Ventillamelle 150 und weist ferner eine zweite, in der Ansicht nicht gezeigte Deckfläche auf. Die erste Deckfläche 133 und die zweite Deckfläche sind durch eine Körperkante 135 miteinander verbunden.
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Der Ventilkörper 132 umfasst einen umströmten Abschnitt 136 und einen Montageabschnitt 140.
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Der Montageabschnitt 140 weist eine Anzahl an Bohrungen 142 auf, wobei aus Gründen der Übersicht lediglich eine der Bohrungen mit einem Bezugszeichen versehen ist. Der Montageabschnitt 140 wird über die Bohrungen 142 fest mit der Ventilsitzplatte 16 (vgl. 1) verbunden. Somit wird lediglich der umströmte Abschnitt 136 durch die Luftströmung L (vgl. 2a und 3) zu Schwingungen angeregt.
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Der Ventilkörper 132 weist im Bereich des umströmten Abschnitts 136 zwei Schenkel 143, 144 auf, wobei sich die Körperkante 135 entlang beider Schenkel 143, 144 erstreckt. Jeder der Schenkel 143, 144 ist zum Abdecken einer Ventilöffnung 31 (vgl. 1-3) in der Schließstellung 19 (vgl. 1) eingerichtet.
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Entsprechend dem in den 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiel weist der Ventilkörper 132 eine Grundfläche 138.1 am ersten Schenkel 143 und eine zweite Grundfläche 138.2 am zweiten Schenkel 144 auf.
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Der Montageabschnitt 140 ist durch einen Übergangsbereich 147 mit den Schenkeln 143, 144 verbunden.
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Die erste Grundfläche 138.1 ist dazu eingerichtet, eine erste Ventilöffnung (nicht gezeigt) in der Schließstellung 19 (vgl. 1) abzudecken und die zweite Grundfläche 138.2 ist dazu eingerichtet, in der Schließstellung 19 (vgl. 1) eine zweite Ventilöffnung (nicht gezeigt) abzudecken. Von den Grundflächen 138.1, 138.2 erstreckt sich jeweils eine Anzahl von Ausformungen 137 distal, wobei vorliegend aus Gründen der Übersichtlichkeit nur eine Ausformung mit einem Bezugszeichen versehen ist.
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Die Ausformungen 137 sind gleichmäßig verteilt im Bereich des umströmten Abschnitts 136. Die Ausformungen 137 sind dabei bevorzugt konvex ausgebildet, sodass sich zwischen zwei benachbarten Ausformungen 137 jeweils ein Freiraum bzw. eine Nische 145 ausbildet, welche zur Durchführung einer Teilströmung L1, L2 der gestreuten bzw. geteilten Luftströmung L (vgl. 2a und 3) eingerichtet ist. Die Ausformungen 137 erstrecken sich dabei kontinuierlich entlang der gesamten Körperkante 135 im Bereich des umströmten Abschnitts 136.
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Die Körperkante 135 weist eine Anzahl stetiger Abschnitte 146 auf. Die Ausformungen 137 sind in diesen stetigen Abschnitten 146 gleichförmig ausgebildet. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich einer der stetigen Abschnitte 146 mit einem Bezugszeichen versehen.
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Es soll vorliegend verstanden werden, dass stetige Abschnitte 146 sowohl lineare Abschnitte der Körperkante 135 bezeichnen als auch sich entlang eines Kreisbogenabschnitts mit konstantem Radius erstreckende Abschnitte der Körperkante 135. Unstetig ist die Körperkante 135 vorliegend in einem Übergangsbereich zwischen dem linear verlaufenden Abschnitt und dem entlang eines Kreisbogenabschnitts verlaufenden Abschnitts der Körperkante 135 an den beiden Schenkeln 143, 144. Einzig in diesem Bereich sind die Ausformungen 137 nicht gleichförmig ausgebildet. Entlang der stetigen Abschnitte 146 weisen die Ausformungen 137 einen gleichmäßigen Abstand auf.
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Die Ausformungen 137 sind dabei im Querschnitt trapezförmig ausgebildet und weisen eine distale Rundung 148 auf. Neben einem abgerundeten distalen Ende können die Ausformungen 137 auch abgeflacht ausgebildet sein. Somit wird die Luftströmung L (vgl. 2a und 3) durch die Anzahl der Ausformungen 137 gestreut. Durch die Beabstandung der Ausformungen 137 wird die Luftströmung L (vgl. 2a und 3) ferner in eine der Anzahl der Ausformungen 137 entsprechende Anzahl von Teilströmungen L1, L2 (vgl. 2a und 3) aufgeteilt. Die einzelnen Teilströmungen L1, L2 (vgl. 2a und 3) sorgen für eine betragsmäßig reduzierte Anregung des Ventilkörpers 132 und damit für eine reduzierte Schallentwicklung.
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5 zeigt eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilkörpers 232. Der gezeigte Ventilkörper 232 ist eine Ventilplatte 250 und zum Einsatz in einem Plattenventil 42 (vgl. 3) eingerichtet.
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Der Ventilkörper 232 in 5 weist entsprechend der zuvor in 4 gezeigten Ausführungsform ein Montageteil 240 auf, wobei sich der umströmte Abschnitt 236 radial außerhalb des Montageteils 240 um dieses herum erstreckt. Der Ventilkörper 232 weist eine im Wesentlichen kreisförmige Querschnittsfläche auf. Der umströmte Abschnitt 236 ist dabei abschnittsweise als Ring ausgebildet und in einem Übergangsbereich 247 mit dem Montageteil 240 verbunden. An den Übergangsabschnitt 247 schließt sich der umströmte Teil 236 der Körperkante 235 an. Die Körperkante 235 weist kontinuierlich entlang des umströmten Abschnitts 236 Ausformungen 237 auf, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine der Ausformungen 237 mit einem Bezugszeichen versehen ist.
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Entsprechend der zuvor in 4 gezeigten Ausführungsform erstrecken sich auch in 5 die Ausformungen 237 von einer Grundfläche 238 des Ventilkörpers 232 distal. Die Ausformungen 237 sind in regelmäßigen Abständen zueinander ausgebildet und insbesondere gleichförmig entlang der Körperkante 235 ausgebildet. Somit wird die Luftströmung L (vgl. 2a und 3) in eine zu der Anzahl der Ausformungen 237 korrespondierende Anzahl von Teilströmungen L1, L2 (vgl. 2a und 3) aufgeteilt.
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6 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Ventilkörpers 332 für ein pneumatisches Ventil (vgl. 2a und 3). Der gezeigte Ventilkörper 232 ist eine Ventilplatte 350 und zum Einsatz in einem Plattenventil 42 (vgl. 3) eingerichtet.
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Der Ventilkörper 332 in 6 weist entsprechend der zuvor in 5 gezeigten Ausführungsform ein Montageteil 340 mit einer Anzahl von Bohrungen bzw. Teilbohrungen 342 auf. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist lediglich eine der Teilbohrungen 342 mit einem Bezugszeichen versehen. Der Ventilkörper 332 erstreckt sich abschnittsweise entlang einer Kreisbahn und bildet einen Ringabschnitt mit einer Unterbrechung. Der umströmte Abschnitt 336 ist dabei abschnittsweise als Ring ausgebildet und bildet ein erstes Ende des ringförmigen Ventilkörpers 332. Ein zweites Ende wird durch den Montageabschnitt 340 ausgebildet.
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Die Körperkante 335 weist kontinuierlich entlang des umströmten Abschnitts 336 Ausformungen 337 auf, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit lediglich eine der Ausformungen 337 mit einem Bezugszeichen versehen ist.
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Entsprechend der zuvor in 5 gezeigten Ausführungsform erstrecken sich auch in 6 die Ausformungen 337 von einer Grundfläche 338 des Ventilkörpers 332 distal. Die Ausformungen 337 sind in regelmäßigen Abständen zueinander ausgebildet und insbesondere gleichförmig entlang der Körperkante 335 ausgebildet. Somit wird die Luftströmung L (vgl. 2a und 3) in eine zu der Anzahl der Ausformungen 337 korrespondierende Anzahl von Teilströmungen L1, L2 (vgl. 2a und 3) aufgeteilt.
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In 7a und 7b ist eine Vakuumpumpe 400 gezeigt. Die Vakuumpumpe 400 weist ein Gehäuse 463 auf, welches mittels einer Anzahl von Schrauben 462 mit einer Deckplatte 463 verbunden ist. Das Pumpengehäuse 461 weist eine Anzahl von Sechskantschrauben 464 zur weiteren Montage der Vakuumpumpe 400 auf.
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Ferner weist das Pumpengehäuse 461 einen Luftzufuhranschluss 413 zur Zuführung von Luft in eine Arbeitskammer (nicht gezeigt) der Vakuumpumpe 400 auf. Mit dem Luftzufuhranschluss 413 ist ein nicht gezeigtes Einlassventil 420 verbunden, dessen Position lediglich angedeutet ist.
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Die Vakuumpumpe 400 ist vorliegend als Drehschieberpumpe ausgebildet. In dem Pumpengehäuse 461, insbesondere der Arbeitskammer (nicht gezeigt), ist ein Rotor 466 drehbar aufgenommen. Der Rotor 466 weist Drehschieber (nicht gezeigt) zum Fördern und Verdichten eines Fluids in dem Arbeitsraum (nicht gezeigt) auf. Mit dem Rotor 466 ist eine Kupplung 467 verbunden. Die Kupplung 467 ist zur Verbindung des Rotors 466 mit Antriebselementen (nicht gezeigt), beispielsweise einer Kurbelwelle eingerichtet.
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Ferner weist die Vakuumpumpe 400, wie insbesondere in 7b gezeigt, einen Druckluftauslass 414 auf, welcher selektiv durch ein pneumatisches Ventil, welches vorliegend ein Auslassventil 430 ist, verschlossen bzw. freigegeben wird. Das Auslassventil 430 ist als Lamellenventil 441 ausgebildet, welches zum Entlüften der Vakuumpumpe 400 eingerichtet ist. Das Lamellenventil 441 umfasst eine Ventilsitzplatte 416 mit einer Ventilöffnung (nicht gezeigt). Zum selektiven Verschließen der Ventilöffnung (nicht gezeigt) weist das Lamellenventil 441 mindestens eine Ventillamelle 450 auf. Zum Begrenzen des Öffnungshubs der Ventillamelle 450 umfasst das Lamellenventil 441 ferner einen Hubfänger 468. Die Ventillamelle 450 ist dabei gemäß einer der in den 2a bis 4 gezeigten Ausführungsformen ausgebildet.
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Ferner kann die Vakuumpumpe 400 auch ein pneumatisches Ventil gemäß den 2a bis 4 am Luftzuführanschluss 413 aufweisen.
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Selbstverständlich kann eine solche Vakuumpumpe 400 anstatt einer Lamellenventils 441 auch ein Plattenventil aufweisen.
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8 zeigt ein Fahrzeug 1000, welches vorliegend ein Nutzfahrzeug 1001 ist. Das Fahrzeug 1000 umfasst eine Druckluftanlage 100. Diese umfasst eine Druckluftversorgungsanlage 110, welche eine Druckluftversorgung für eine Luftfederungsanlage (nicht gezeigt) bereitstellt und bevorzugt einen Verdichter 1 (nicht gezeigt) gemäß 1 aufweist. Ferner umfasst die Druckluftanlage 100 einen Bremskraftverstärker 120 (nicht gezeigt) gemäß 7a und 7b.
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Bezugszeichen
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- 1
- Verdichter
- 2
- Zylindergehäuse
- 3
- Kolben
- 4
- Kompressionsraum
- 5
- Neutralraum
- 6
- Zylinderkopf
- 7
- Kolbenverdichter
- 8
- Kolbenkompressor, Kompressor
- 9
- Druckluftzuführung
- 10
- Kurbelgehäuse
- 11
- Pleuel
- 12
- Druckluftspeicher
- 13, 414
- Luftzufuhranschluss
- 14,413
- Druckluftauslasses
- 15
- Druckluftleitung
- 16, 416
- Ventilsitzplatte
- 18
- Öffnungsstellung
- 19
- Schließstellung
- 20, 420
- Pneumatisches Ventil, Einlassventil
- 21
- Ventilöffnung des Einlassventils
- 22
- Ventilkörper des Einlassventils
- 30, 430
- Pneumatisches Ventil, Auslassventil
- 31
- Ventilöffnung des Auslassventils
- 32, 132, 232, 332
- Ventilkörper des Auslassventils
- 33, 133, 233, 333
- erste Deckfläche
- 34, 234, 334
- zweite Deckfläche
- 35, 135, 235, 335
- Körperkante
- 36, 136, 236, 336
- umströmter Abschnitt
- 37, 137, 237, 337
- Ausformungen
- 38, 138, 238, 338
- Grundfläche
- 39
- gebogener Abschnitt
- 41, 441
- Lamellenventil
- 100
- Druckluftanlage
- 110
- Druckluftversorgungsanlage
- 120
- Bremskraftverstärker
- 140, 240, 340
- Montageteil
- 142,242.342
- Bohrungen
- 143
- erster Schenkel
- 144
- zweiter Schenkel
- 145, 245, 345
- Freiraum
- 146
- stetiger Abschnitt
- 147, 247
- Übergang
- 148
- distale Rundung
- 150, 450
- Ventillamelle
- 250, 350
- Ventilplatte
- 400
- Vakuumpumpe
- 461
- Pumpengehäuse
- 462
- Schrauben
- 463
- Deckplatte
- 464
- Sechskantschrauben
- 466
- Rotor
- 467
- Kupplung
- 468
- Hubfänger
- 1000
- Fahrzeug
- 1001
- Nutzfahrzeug
- L
- Luftströmung
- L1, L2
- Teilströmung
- Rs
- Strömungsrichtung
- X
- Länge der Ausformungen
- B
- Breite der Ausformungen
- H
- Höhe der Körperkante
- A
- Abstand der Ausformungen
- T
- Teilungsverhältnis
