DE1550194C3 - Vakuum-Vorratsbehälter mit Rückschlagventil - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Vakuum-Vorratsbehälter mit wenigstens zwei Anschlüssen, der zwischen einer zeitweilig nicht arbeitenden Vakuumquelle und einem Verbraucher eingeschaltet ist und in den ein Rückschlagventil eingeschaltet ist.

Bei Vakuumanlagen, in denen eine Vakuumpumpe oder eine ähnliche Vorrichtung arbeitet, um ein Strömungsmittel, z. B. Luft, aus einem vorgegebenen Bereich oder aus einer Maschine zu entfernen, beispielsweise aus einem Vakuummotor, soll in vielen Fällen die Möglichkeit bestehen, die Vakuumpumpe unwirksam zu machen, wobei jedoch in dem evakuierten Bereich der Vakuumzustand weiterbestehen soll. Es muß also verhindert werden, daß die Luft zurückströmt. Für diesen Zweck sind Rückschlagventile geeignet, also automatisch in einer Richtung sperrende Ventile, die eine Strömung in der entgegengesetzten Richtung zulassen. Ein derartiges Ventil ist z. B. aus der US-PS 73 339 bekannt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Vakuum-Vorratsbehälter der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der eine einfache Konstruktion aufweist, problemlos und kostengünstig herstellbar und vielseitig einsetzbar ist und der trotzdem eine ausgezeichnete Abdichtung auch über lungere Zeiträume gestattet.

Diese Aufgabe wird durch einen Vakuum-Vorratsbehälter nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, der gemäß der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß ' das Behältergehäuse aus zwei Gehäuseteilen zusammengebaut ist, die eine Ringkamme^!r. bildende Aussparungen aufweisen, daß der eine Anschluß an dem einen Gehäuseteil angeordriet'ist und an einem Endabschnitt das Rückschlagventil trägt, dessen Ventilverschlußstück

i" eine mit ihrem äußeren Rand an diesem Gehäuseteil eingespannte elastische Membran ist, die in ihrer Mitte eine Durchflußöffnung hat, deren Rand unter der Wirkung des Mediumdrucks an einen, einen Ventilsitz bildenden Gchäuseanschlag anlegbar ist, der in der

i> Aussparung des anderen Gehäuseteils ausgebildet ist, und daß der Durchflußöffnungsrand durch eine federnde Kraft in Schließrichtung beaufschlagbar ist.

Bei dem erfindungsgemäßen Vakuum-Vorratsbehälter spricht das Rückschlagventil bereits auf minimale

.'0 Druckunterschiede in Sperrichtung an, während in Durchströmungsrichtung nur ein sehr geringer Druckverlust auftritt. Der erforderliche Druckunterschied zum Festhalten des Ventils in geschlossener Stellung ist dabei niedriger als der Druckunterschied, der erforderlieh ist, um das Ventil in die geschlossene Stellung zu bringen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigt
Fig. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Vakuum-

so Vorratsbehälter- und Ventilanordnung gemäß den Grundlagen der vorliegenden Erfindung,

Fig.2 eine Seitenansicht eines Membranventilelementes, das einen wichtigen Teil der Erfindung dargestellt und

Fig.3 einen vertikalen Schnitt durch das Ventilelement, im wesentlichen entlang der Linie 111-111 in F i g. 2. Der in F i g. 1 gezeigte Vakuum-Vorratsbehälter 10 mit Rückschlagventil kann in Verbindung mit Vakuumanlagen eingesetzt werden, bei denen ein ein Vakuum

erzeugender Mechanismus, wie z. B. eine Vakuumpumpe, verwendet wird, um den Druck eines Strömungsmittels, wie z. B. Luft, in einem besonderen Bereich oder einer Vorrichtung, wie z. B. einem Vakuummotor, zu verringern, und in der es notwendig oder wünschens-

wert ist, einen Vakuumzustand in einem derartigen Bereich oder einer Vorrichtung über eine ausgedehnte Zeitspanne aufrechtzuerhalten, nachdem die Vakuumpumpe unwirksam gemacht wurde.
Der als Ausführungsbeispiel für eine derartige Anwendung bestimmte Vakuum-Vorratsbehälter 10 besteht aus einem Behälterkörper 11, der aus einem Paar vertikal geteilter Hälften 12 und 13 zusammengebaut sein kann, die mittels einer Wärmedichtung an ihren anstoßenden Rändern 15 verbunden sind und die in ihrer zusammengebauten Form die allgemeine Gestalt einer Tonne annehmen. Der Körper 11 kann zum Zweck der Kosten- und Gewichtsersparnis, der Erleichterung der Konstruktion und des Zusammenbaues und anderer Gesichtspunkte aus Kunststoffmaterial hergestellt sein, das an operativ nicht wirksamen Bereichen, wie z. B. 14 und 16, ausgeschnitten sein kann, um sowohl das Gewicht als auch die Materialerfordernisse zu verringern. Um ein Zusammenfallen des Körpers 11 unter hohen Vakuumbedingungen zu

verhindern, sind eine Vielzahl von Rippen 15a vorgesehen, um den Körper zu versteifen und zu verstärken. Für Befestigungszwecke ist am unteren Ende des tonnenförmigen Behälters eine Flanschplatte

17 angegeformt, und ein Paar Schlitze 18 sind in der Platte vorgesehen, um jeweils eine Befestigungsschraube oder andere Befestigungsvorrichtungen aufzunehmen.

Um den Behälterkörper 11 in eine Vakuumanlage einzuschalten, erstrecken sich ein Paar Verbindungsnippel 19 und 20 von dem Behälterkörper aus zur Verbindung mit einem Bereich oder einer Vorrichtung, in der ein Vakuumzustand erzeugt werden soll, wie z. B. einem Vakuummotor, bzw. zu einem Mechanismus, wie beispielsweise einer Vakuumpumpe, die wirksam ist, um den Vakuumzustand zu erzeugen. Die Verbindungsnippel 19 und 20 sind rohrförmig mit geringfügig zusammenlaufenden Endabschnitten, um ein leichtes Aufsetzen, beispielsweise von verstärkten Luftschläuchen einer Vakuumanlage, zu ermöglichen.

Ein vertikal ausgerichteter ringförmiger Hohlraum 21 ist in dem Behälterkörper 11 durch aneinanderstoßende ringförmig ausgesparte Wände 21a und 2ib hergestellt, die in den geteilten Abschnitten 12 und 13 ausgeformt sind. Der ringförmige Hohlraum wiederum ist mit Stromkanälen 19a und 20a verbindbar, die in den Verbindungsnippeln 19 und 20 ausgeformt sind.

Ein Auslaßraum 21c, der durch eine zylindrische Wand 22 begrenzt wird, ist in dem Hohlraum 21 in umgebender Beziehung zu einem nach innen gerichteten Ansatz 23 ausgeformt, in dem das innerste Ende eines Kanals 20a ausgebildet ist. Eine flache ringförmige Schulter ist in umgebender Beziehung zu der Wand 22 ausgeformt und hat eine hinterschnittene ringförmige Nut 24, die vorgesehen ist, um den Umfangswulstabschnitt einer elastischen Membran aufzunehmen, die später beschrieben wird.

Eine flache Anschlagwand 29 ist mit der rechten Hälfte 13 gemeinsam ausgeformt und bildet eine flache Sitzfläche 31, deren Oberfläche durch einen ringförmigen erhöhten Rand 32 umgeben ist.

In dem Raum 21c ist im wesentlichen quer zur Stromrichtung durch diesen Abschnitt und wirksam, um diesen Abschnitt in ein Paar getrennte Kammern 33 und 34 zu unterteilen, ein ringförmiges elastisches scheibenförmiges Membranventilelement 36 angeordnet. Gemäß den Fig.2 und 3 ist das Ventilelement 36 besonders gekennzeichnet durch einen äußeren ringförmigen Randabschnitt oder eine Wulst 37, einen erweiterten mittleren Abschnitt oder einen Ansatz 38 und einen Stegabschnitt 39, der die Wulst und den Ansatz verbindet.

Es wird gemerkt werden, daß der Wulstabschnitt 37 aus einer Rückwand 40, einer Umfangswand 41 und einer Vorderwand 42 besteht, komplementär zu der Nut 24 (F i g. 1) geformt ist und von ihr im zusammengebauten Zustand des Ventilelementes 36 fest abgestützt wird, um eine Dichtwulst um das Ventilelement 36 herum zu schaffen und einen Strömungsmittelverlust um den Umfangsrand herum zu verhindern.

Der mittlere Abschnitt oder Ansatz 38 ist im allgemeinen kegelstumpfförmig und axial nach vorn in Richtung der Anschlagwand 29 in seinem zusammengebauten Zustand versetzt. Der Ansatz 38 weist weiterhin eine mittlere Axialbohrung oder einen Kanal 43 und eine konische Seitenwand 44 auf, die in einem radial gerichteten Wandelement 46 ausläuft. Eine Aussparung 47 ist in der Wand 46 ausgeformt um eine erhöhte ringförmige Dichtwulst 48 zu bilden, die die öffnung 43 umgibt.

Der Steg 39 ist ebenfalls nach vorn geneigt und umfaßt eine Vorderwand oder eine Vorderfläche 49, die in die Seitenwand 44 des Ansatzes 38 übergeht, und eine Rückwand oder Rückfläche 50, die in eine Rückwand 51 des Ansatzes 38 übergeht. Der Abschnitt der Rückwand 51, der die Öffnung 43 umgibt, bildet einen zylinderförmigen axial gerichteten Ring 52. '

Das Ventilelement 36 oder wenigstens sein Stegabschnitt 39 besteht aus elastischem Material, wie z. B. Gummi, um eine Axialbewegung des Ansatzes oder des mittleren Abschnittes 38 aufzunehmen. In der dargestellten Ausführung besteht das gesamte Ventilelement 36 aus Gummi, wodurch der Dichteffekt zwischen dem Ventil und den angreifenden Oberflächen des Behälters 11 erhöht wird.

Wie in Fig. 1 gezeigt, ist ein belastendes Element oder eine Feder 53 in der zylindrischen Wand 22 in der Kammer 33 enthalten und liegt mit seinem einen Ende an einem nach innen gerichteten Abschnitt 54 der Wand 22 an und mit dem anderen Ende an der Rückwand 51 des Ventilelementes 36 um den Ring 52 herum. Die Feder 53 ist so konstruiert, daß sie eine konstante Druckkraft auf das Ventilelement 36 in Richtung der Anschlagwand 29 ausübt, um die Dichtwulst 48 des Ansatzes 38 mit der Fläche 31 der Anschlagwand 29 in Berührung zu bringen.

Im Betrieb kann das Strömungsmittel, beispielsweise Luft, durch eine Bohrung 19a, die in dem Einlaßverbindungsnippel 19 ausgeformt ist, von einem unter Druck setzbaren Bereich oder einer Vorrichtung, wie z. B. einem Vakuummotor,' heraus und in den Hohlraum 21 hineingezogen werden, der einen Strömungsweg zu dem Raum 21c darstellt. Ein Paar radial gerichteter Schlitze 57 sind in dem Schulterabschnitt 32 der Anschlagwand 29 ausgeformt, um einen Strom dort hindurch in die Kammer 34 an einer Seite des Ventilelementes 36 vorzusehen.

Gleichzeitig wird Luft aus der Kammer 33 an der entgegengesetzten Seite des Ventilelementes durch eine Bohrung 20a gezogen, die in dem Auslaßverbindungsnippel 20 ausgeformt ist, und wenn der Strömungsmitteldruck in der Kammer 33 ausreichend unter denjenigen herabgesetzt worden ist, der in der Kammer 34 besteht, wird die belastende Kraft der Feder 53 überwunden werden, und die Vorderwand 46 des Ansatzes 38 wird sich von der Fläche 31 der Anschlagwand 29 fortbewegen und sich von ihr lösen. Auf diese Weise wird das Strömungsmittel in der Kammer 34 durch die Bohrung 43 des Ventilelementes 36, die der einzige Strömungsweg an dem Ventilelement vorbei ist, und nach außen durch die Bohrung 20a zu der Vakuumpumpe oder einer ähnlichen Vorrichtung strömen.

Nachdem die Vakuumpumpe unwirksam gemacht worden ist, wird der Strömungsmitteldruck in den Kammern 33 und 34 ausgeglichen, und die Feder 53 wird wieder die Dichtfläche 46 des Ventilelementes in Berührung mit der Fläche 31 der Anschlagwand 29 bringen, und in dieser geschlossenen Stellung wirkt das Ventilelement 36 als Rückschlagventil, um einen Rückstrom oder einen Verlust aus der Kammer 33 in die Kammer 34 zu verhindern.

Es wird jedoch bemerkt werden, daß in der geschlossenen Stellung des Ventilelementes 36, wie sie in F i g. 1 dargestellt ist, der Bereich der Fläche 50 des Ventilelementes 36, der dem Strömungsmitteldruck in der Kammer 33 unterworfen ist, welcher den Ansatz 38 axial in Berührung mit der Fläche 31 der Anschlagwand 29 preßt, größer ist als der Bereich der Fläche 49 des Ventilelementes, der dem Strömungsmitteldruck in der

Kammer 34 unterworfen ist, und zwar um den Bereich, der von der Dichtwulst 48 in Berührung mit der Fläche 31 eingeschlossen ist.

Dementsprechend wird selbst dann, wenn der Druck in den Kammern 33 und 34 gleich ist, die Dichtwulst 48 durch den Strömungsmitteldruck in gute Dichtberührung mit der Fläche 31 durch eine Kraft gepreßt, die diejenige Kraft übersteigt, die von der Feder 53 ausgeübt wird. Wenn jedoch die Vakuumpumpe wieder

in Tätigkeit gesetzt und das Ventilelemcnt 36 in eine offene Stellung bewegt wird, d. h. außer Berührung mit der Fläche 31, sind die Bereiche an beiden Seiten des Ventilelementes 36, die dem Strömungsmitteldruck unterworfen sind, in ihren entsprechenden Kammern gleich, so daß der Druckunterschied verringert wird, der an dem Ventilelement notwendig ist, um das Element in offener Stellung zu halten.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

15 194 Patentansprüche:

1. Vakuum-Vorratsbehälter mit wenigstens zwei Anschlüssen, der zwischen einer zeitweilig nicht arbeitenden Vafcuumquelle und einem Verbraucher eingeschaltet ist "und in den ein Rückschlagventil eingeschaltet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Behältergehäuse (10) aus zwei Gehäuseteilen (12, 13) zusammengebaut ist, die eine Ringkammer (21) bildende Aussparungen (21a, 2ib) aufweisen, daß der eine Anschluß (20) an dem einen Gehäuseteil (12) angeordnet ist und an einem Endabschnitt das Rückschlagventil trägt, dessen Ventilverschlußstück eine mit ihrem äußeren Rand an diesem Gehäuseteil eingespannte elastische Membran (36) ist, die in ihrer Mitte eine Durchflußöffnung hat, deren Rand unter der Wirkung des Mediumdruckes an einen, einen Ventilsitz bildenden Gehäuseanschlag (31) anlegbar ist, der in der Aussparung (2ib) des anderen Gehäuseteils (13) ausgebildet ist, und daß der Durchflußöffnungsrand durch eine federnde Kraft in Schließrichtung beaufschlagbar ist.

2. Vakuum-Vorratsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Gehäuseanschlag (31) radiale Kanäle (57) ausgebildet sind.

3. Vakuum-Vorratsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckfeder (53) die Bohrung des zweiten Anschlußnippels (20) umgibt und zwischen einer Nippelschulter (54) und der Membran angeordnet ist.

4. Vakuum-Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die dem Gehäuseanschlag (31) zugewandte Oberfläche (49) der Membran kleiner ist als die gegenüberliegende (50).

5. Vakuum-Vorratsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuseteile (12, 13) zusätzliche, der Gewichtseinsparung dienende Aussparungen (14,16) aufweisen.