DE2723437A1 - Unterdruckgenerator - Google Patents

Description

Unterdruckgenerator

Die Erfindung betrifft Unterdruckgeneratoren, bei welchen ein durch eine Saugstrahlpumpe strömender Treibstoff ein Vakuum oder einen Unterdruck erzeugt. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Ventil zur Steuerung des Treibstoffstromes in solch einem Unterdruckgenerator .

Es ist bekannt, einen Unterdruck mit Hilfe eines durch eine Saugstrahlpumpe strömenden Treibstoffes zu erzeugen sowie den Strom des Treibstoffes durch ein Ventil zu steuern, das in Abhängigkeit von einem Zustand beaufschlagt wird. Beispielsweise kann der durch eine Saugstrahlpumpe erzeugte Unterdruckzustand auf einen Ventilschieber einer Ausdehnungskammer einwirken, um die Bewegung eines Ventils zu regeln, das seinerseits den Treibstoffstrom regelt. Solche Vorrichtungen sind bestrebt einen stabilen Betriebszustand zu erreichen, bei welchem der durch die Saugstrahlpumpe erzeugte Unterdruck das Regelventil teilweise offen hält, wodurch genügend Treibstoffstrom fließen kann, um den Unterdruck aufrecht zu erhalten. Wenn der Treibstoff durch ein teilweise offenes Ventil fließt, geht ein Teil der verfügbaren Energie des Treibstoffes dadurch verloren, daß der Strömungswiderstand im Ventil überwunden werden muß, während es zweckmäßig wäre, die vorhandene Energie des Treibstoffes voll auszunutzen. Daher wurde vorgeschlagen,einen Ventilschieber vorzusehen, welcher das Regelventil zwischen den Stellungen offen und geschlossen hin- und herbewegt, um die

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Strömungsverluste im Ventil herabzusetzen. Beispielsweise wurde vorgeschlagen, einen Ventilschieber mit totem Gang für diesen Zweck vorzusehen. Diese Vorrichtungen sind häufig kompliziert in ihrem Aufbau und nehmen erheblichen Raum ein. Im Ergebnis sind Verbesserungen bei den Vorrichtungen zur Steuerung des Treibstofflußes erwünscht, insbesondere Verbesserungen, welche einen einfacheren und kompakteren Aufbau ergeben.

Die Erfindung betrifft Verbesserungen bei Unterdruckgeneratoren, bei welchen ein Treibstoffstrom durch eine Saugstrahlpumpe ausgenützt wird, insbesondere betrifft die Erfindung Verbesserungen zur Steuerung und Regelung des Treibstoffstromes in der Pumpe.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Ventil zur Steuerung und Regelung des Treibstoffstromes in einem Unterdruckgenerator zu schaffen, bei welchem ein Ventil mit Hysterese ausgelegt ist, um sein Ansprechverhalten in Abhängigkeit von einem Regelzustand zu ändern. Weiter soll erfindungsgemäß der Druck des Treibstoffes in Verbindung mit einer druckempfindlichen Reiboder Bremsvorrichtung eingesetzt werden, um eine Verzögerungsreibkraft am Ventil aufzubringen, das zur Steuerung oder Regelung des Treibstofflußes beweglich ist.

Die Erfindung ist nachstehend näher erläutert. Alle in der Beschreibung enthaltenen Merkmale und Maßnahmen können von erfindungswesentlicher Bedeutung sein. Die Zeichnungen zeigen:

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Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Druckluftkreises einschließlich eines Unterdruckgenerators;

Fig. 2 einen Seitenriß eines erfindungsgemäßen Unterdruckgenerators;

Fig. 3 einen Schnitt längs der Linie 3-3 der Fig.2; Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie 4-4 der Fig. 3.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Unterdruckanlage einschließlich eines Unterdruckgenerators 1O, der mit einem Treibstoffkreis und einem Vakuumkreis verbunden ist. Der Treibstoffkreis ist schematisch durch einen Luftverdichter 11, Preßluftspeichertank 12 und Verbindungsleitungen 13, 14 dargestellt, die zur Versorgung des Unterdruckgenerators mit Druckluft dienen. Der Unterdruckkreis ist schematisch durch ein Rückschlagventil 16, einen Vakuumkanister oder Unterdruckreservoir 17, unterdruckbetriebene Vorrichtungen 18, 19 und die Verbindungsleitungen 21, 22, 23, 24, 25 dargestellt. Eine Rückführungsleitung 26 ist zwischen dem Unterdruckkreis und dem Regelteil des Unterdruckgenerators 10 geschaltet, so daß der Unterdruckpegel im Vakuumkreis zur Regelung des Betriebs des Unterdruckgenerators verwendet werden kann.

Der Unterdruckgenerator 10 ist im vergrößertem Maßstabe in den Fign. 2, 3 und 4 gezeigt und umfaßt einen Körper 31 sowie einen Deckel 32. Der Körper 31 umfaßt einen Einlaß 33 mit einer öff-

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nung 34 mit Innengewinde, um den Anschluß an eine Treibstoffquelle über die Leitung 14 zu erleichtern. Eine Einlaßleitung erstreckt sich von der öffnung 34 zu einem Ventilsitz 37, der mit einer Innenleitung 38 in Verbindung steht. Der Körper 31 umfaßt auch einen Auslaßteil 41, in welchem eine Saugstrahldüse 42 sowie eine Auslaßdüse 4 3 im Abstand voneinander angeordnet sind, um einen Unterdruckraum 44 zu bilden, wobei die Saugstrahldüse in Strömungsmittelverbindung mit der Leitung 38 steht und so angeordnet ist, daß sie den Treibstoffstrom von der Leitung 38 zum Hohlraum 44 und zur Auslaßdüse 43 leitet. Die Saugstrahldüse 42 umfaßt einen sich verengenden Einlaß 46 sowie einen Auslaufteil 47 zur Umwandlung der Energie des Strömungsmitteldruckes in Strömungsgeschwindigkeit. Die Auslaßdüse 43 umfaßt einen sich verengenden Einlaß 48, welcher mit einem Auslaßteil 49 verbunden ist, der mit der Atmosphäre über eine Außenfläche 51 des Auslaßteils 41 verbunden ist. Die Saugstrahldüse 42, der Unterdruckhohlraum 44 und die Auslaßdüse 43 bilden zusammen eine Saugstrahlpumpe zur Erzeugung eines Unterdrucks im Hohlraum 44. Die Saugstrahlpumpe ist bereits bekannt, und daher wird ihre ausführliche Beschreibung als unnötig erachtet.

Ein Unterdruckteil 56 des Körpers oder Gehäuses 31 umfaßt eine Unterdruckleitung 57, welche mit dem Unterdruckraum 44 in Verbindung steht und durch einen Anschlußrohrstutzen 58 verlängert ist. Die Formgebung des Rohrstutzens 58 ist so gewählt, daß eine Steckverbindung an ein biegsames Rohr 21 (Fig. 1) ermöglicht . werden kann.

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Eine Steuerleitung 61 ist im Gehäuse 31 ausgeformt und so angeordnet, daß eine Verbindung zwischen einem Rohrstutzen 62 und einer ebenfalls im Gehäuse 31 ausgebildeten Steuerkammer 63 hergestellt wird. Die Steuerkammer 63 wird teilweise durch einen tiegelförmigen Teil 64 des Gehäuses 31 sowie durch eine Membran 66 gebildet, die am Rand 67 des Gehäuses durch den Deckel 32 befestigt ist. Eine atmosphärische Kammer 68 ist zwischen der Membran 66 und dem Deckel 32 ausgebildet und steht mit der Atmosphäre durch eine öffnung 69 in Verbindung.

Im Gehäuse 31 ist ferner ein ringförmiger Nocken oder Lagervorsprung 71 ausgeformt, der in die Steuerkammer 63 hineinragt. Eine Bohrung 72 ist im Lagernocken 71 ausgebildet, die in einer Rohrleitung 38 sowie einem Ventilsitz 37 endet.

Ein Ventil 73 umfaßt eine Ventilklappe 74, welche mit der Membran 66 in Eingriff steht sowie einen hängenden Stößel 76, der in der Bohrung 72 gleitbar gelagert ist und sich vom Ventilsitz 37 hinweg und wieder auf ihn zu bewegt. Der Stößel 76 umfaßt eine zusätzliche Hebefläche 77, 78, welche zur Rohrleitung 38 hin offen ist. Ein Steg 79 erstreckt sich von den Zusatzflächen 77, 78 und endet in einem Flansch 81, einer Nut 82 sowie einem Ansatz 83. In der Nut 82 ist eine O-Ringdichtung 84 angeordnet, um mit dem Ventilsitz 37 eine Dichtung zu bilden.

Eine Druckfeder 86 ist im tiegelförmigen Teil 64 gelagert und j steht mit der Ventilklappe 74 in Eingriff, wobei sie das Ven- ,

til 73 aufwärts (Ansicht der Fig. 3) drückt, um den O-Ring 84 vom Ventilsitz 37 abzuheben. -8-

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Eine druckempfindliche Reibungsdämpfung 87 ist in der Form einer ringförmigen gummiähnlichen U-förmigen Dichtung mit Innen- und Außendichtungsrändern 88 und 89 sowie einem Stützring 91 vorgesehen. Die Dämpfung 87 ist mit Hilfe eines Sprengringes 92 im ringförmigen Nocken oder Vorsprung gesichert.

Anhand der Fign. 3 und 4 sei nun die Arbeitsweise des Unterdruckgenerators 10 näher erläutert. Angenommen, der Generator sei in eine nach Fig. 1 ausgelegte Anlage geschaltet, d.h., daß Druckluft an der Einlaßöffnung 36 zur Verfügung steht, daß die Unterdruckleitung an der öffnung 57 an den Unterdruckkreis angeschlossen ist und schließlich, daß ein Unterdruckrückführungssignal über die Steuarleitung 61 in der Steuerkammer 63 anliegt.

In der in Fig. 3 gezeigten Stellung, in welcher das Ventil 73 den Ventilsitz 37 schließt, wirken folgende Kräfte auf das Ventil ein. Der Druck der Druckluft (Treibstoff) wirkt auf den Vorsprung 83, wobei er das Ventil vom Sitz 37 abhebt, atmosphärischer Druck herrscht in der Saugstrahlpumpe und der Rohrleitung 38, wo er auf die Zusatzfläche 77, 78 sowie auch auf den Innenrand 88 durch Lecken zwischen dem Kolben 76 und der Bohrung 72 einwirkt, wodurch der Innenrand 88 gegen den Kolben 76 gedrückt wird und eine Reibkraft erzeugt, welche der Gleitbewegung des Ventilkolbens entgegenwirkt, wobei die Feder 86 eine Kraft entwickelt, welche bestrebt ist, das Ventil vom Sitz 37 abzuheben; diesen Kräften wirkt ein in der Steuerkammer 63 herrschender Unterdruck entgegen, welcher zusammen mit dem in der atmosphärischen Kammer 68 herrschenden atmosphärischen Druck dahingehend

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wirkt, das Ventil im Eingriff mit dem Ventilsitz 37 zu belassen.

Zur Erläuterungszwecken sei angenommen/ daß ein Unterdruck von 38,1 cm {15 Zoll) Quecksilbersäule in der Steuerkammer 63 ausreicht, das Ventil 73 im Eingriff mit dem Ventil 37 zu belassen. Wenn der in der Steuerkammer 63 herrschende Unterdruck abgeschwächt wird,wirkt der Luftdruck an der Einlaßöffnung 36 auf den Ansatz 83, wodurch ein erster Schritt des Abhebens des Ventils vom Sitz 37 eingeleitet wird, damit Drucktreibstoff zur Rohrleitung 38 gelangen kann, wo er auf die Zusatzflächen77, 78 einwirkt und verursacht, daß das Ventil schnell in der Bohrung gegen die Reibung des Randes 88 in die voll geöffnete Stellung gleitet. Wenn das Ventil vom Sitz abhebt, wird der Leckweg zwischen dem Kolben 76 und der Bohrung 72 verkürzt sobald der Druck in der Kammer 38 erhöht wird, woraus sich ergibt, daß ein höherer Druck auf den Rand 88 einwirkt, um die Reibkraft am Kolben 76 zu erhöhen. Wenn das Ventil offen ist (vom Sitz 37 entfernt ist), strömt Treibstoff durch die Saugstrahlpumpe in die Atmosphäre, wodurch der Unterdruck in der öffnung und Leitung 57 erhöht wird, der dann im Reservoir 17 hinter dem Überschlagventil 16 eingeschlossen ist. Der erhöhte Unterdruck wird zur Steuerkammer 63 zurückgeführt, wo er zu einer erhöhten Druckdifferenz gegenüber der Atmosphäre an der Membran 66 führt und bestrebt ist, das Ventil zu schließen sowie gleichzeitig die Druckdifferenz gegenüber dem Treibstoff am Rand 88 zu erhöhen, wodurch auch die Reibkraft am Kolben 76 erhöht wird und dieser bestrebt ist in der offenen Stellung und entfernt vom Sitz 37 des Überschlagventils zu verbleiben.

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Bei einem erhöhten Pegel des Unterdrucks, beispielsweise bei 50,8 cm (20 Zoll) Quecksilbersäule ist die Druckdifferenz an der Membran 66 genügend stark, um das Ventil fließend auf den Ventilsitz 37 gegen die Reibkraft des Randes 88 sowie gegen den Druck der Feder 86 und den auf die Zusatzflächen 77, 78 wirkenden Druck des Treibstoffes zu schieben. Sobald das Ventil am Ventilsitz 37 geschlossen ist, kehrt der Druck in der Rohrleitung 38 auf den atmosphärischen Druckpegel zurück, wodurch auch der auf die Zusatzflächen 77, 78 wirkende Druck gelöst wird und gleichzeitig die Druckdifferenz am Ansatz 88 verringert wird; somit wird auch die auf den Kolben 76 durch den Ansatz 88 einwirkende Reibkraft herabgesetzt. Wenn der Unterdruck in der Kammer 63 verkleinert wird, werden auch die Druckdifferenzen am Ansatz 88 verringert, ferner wird auch die Treibkraft am Kolben bis auf einen bestimmten Pegel, beispielsweise 38,1 cm (15 Zoll) Quecksilbersäule verringert, worauf sich das Ventil wieder zur Wiederherstellung des Unterdruckpegels öffnen kann.

Außer den vorstehend ausgeführten Ausführungsbeispielen sind noch weitere möglich, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

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Leerseite

Claims (3)

Patentansprüche

1. Unterdruckgenerator mit einem Gehäuse, einer Einlaßöffnung zur Verbindung mit einer Treibstoffquelle, ferner mit einer Rohrleitung, einem zwischen der Einlaßöffnung und der Rohrleitung angeordneten Ventilsitz, einer mit der Saugstrahlpumpe in Verbindung stehendem Unterdruckleitung, einer Strömungsmittelsteuerkammer an der Rohrleitung einschließlich eines Ventilschiebers, sodann mit einem Ventil, das sich zwischen der Steuerkammer und der Rohrleitung erstreckt und mit dem Ventilschieber verbunden ist sowie im Gehäuse montiert ist, um in Abhängigkeit von der Bewegung des Ventilschiebers eine hin- und hergehende Gleitbewegung für das Schließen des Ventils zu vollziehen, dadurch gekennzeichnet, daß eine druckempfindliche Reibungsdämpfung (87) in Reibverbindung mit dem

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ORIGtNAL INSPECTED

Ventil (73) sowie in Strömungsmittelverbindung mit der Rohrleitung (38) steht, ferner dadurch, daß die Reibungsdämpfung Widerstandsänderungen für die Bewegung des Ventils (73) in Abhängigkeit von Druckänderungen in der Rohrleitung (38) erzeugt.

2. Unterdruckgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die druckempfindliche Reibungsdämpfung (87) einen federnden Ansatz (88) umfaßt, welcher das Ventil (73) umschließt, sowie dadurch, daß der Ansatz (88) zur Rohrleitung hin (38) freiliegt, wodurch Strömungsmitteldruck in der Rohrleitung (38) den Ansatz (88) gegen das Ventil (73) drückt.

3. Unterdruckgenerator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (73) Zusatzflächen (77,78) umfaßt, welche mit der Rohrleitung (38) in Verbindung stehen und dazu bestimmt sind, das Ventil (73) von seiner Schließstellung von: Ventilsitz (37) in Abhängigkeit von dem darauf einwirkenden Druck abzuheben, wodurch ein erster Abhebeschritt des Ventils (73) von der Schließstellung mit dem Ventilsitz (37) die Zusatzfläche (77,78) dem Druck des Treibstoffes aussetzt, um die Abhebbewegung des Ventils (73) vom Ventilsitz (37) zu unterstützen.

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