CH699625B1 - Überdrucksicherungsventil. - Google Patents

Abstract

Das Überdrucksicherungsventil besitzt einen Körper (2), der dicht in eine Öffnung (23) eines Bauteils oder Gerätes einsetzbar ist und wenigstens eine Sollbruchlinie (9) aufweist. Diese Sollbruchlinie (9) reisst bei einem vorbestimmten Druckunterschied zwischen einer Innenseite (5) und einer Aussenseite (6) auf und bildet für den Druckausgleich einen Durchgang (3) zwischen der Innenseite (5) und der Aussenseite (6) des Körpers (2). Diese Sollbruchlinie verläuft entlang wenigstens einer gummielastischen Klappe (4), die bei einem Aufreissen der wenigstens einen Sollbruchlinie (9) gespannt wird und die nach dem Druckausgleich dieser Sollbruchlinie (9) wieder schliesst. Vorzugsweise ist das Ventil einstückig aus einem Elastomer hergestellt.

Description

  [0001]    Die Erfindung betrifft ein Überdrucksicherungsventil nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

  

[0002]    Überdrucksicherungsventile sind seit langem bekannt. Beispielsweise gibt es Überdrucksicherungsventile, bei denen beim Überschreiten eines bestimmten Druckes in einem Bauteil oder Behälter ein Verschlusskörper gegen die rückwirkende Kraft einer Feder von einem Ventilsitz abgehoben wird. Solche Ventile bestehen jedoch in der Regel aus mehreren Teilen und sind vergleichsweise aufwändig in der Herstellung und Montage. Bekannt sind auch Überdrucksicherungsventile, die beim Erreichen einer vorbestimmten Druckdifferenz entlang einer Sollbruchlinie aufreissen und einen Durchgang für den Druckausgleich freigeben. Solche Ventile sind beispielsweise aus der WO 2005/108 836, EP 0 620 393 B und WO 2007/052 933 bekannt geworden. Nachteilig ist bei diesen Ventilen, dass sie nach einem Ansprechen nicht mehr dichten und die Berstplatte bzw. Berstmembran ausgetauscht werden muss.

  

[0003]    Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Überdrucksicherungsventil der genannten Art zu schaffen, das die genannten Nachteile vermeidet. Die Aufgabe ist bei einem gattungsgemässen Überdrucksicherungsventil dadurch gelöst, dass die wenigstens eine Sollbruchlinie entlang wenigstens einer gummielastischen Klappe verläuft, die bei einem Aufreissen der wenigstens einen Sollbruchlinie gespannt wird und die nach dem Druckausgleich die wenigstens eine Sollbruchlinie wieder schliesst. Beim erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventil wird bei einer Druckdifferenz zwischen der Innenseite und der Aussenseite die wenigstens eine Klappe gespannt. Wird eine bestimmte Druckdifferenz überschritten, so führt diese Spannung zu einem Reissen der Sollbruchlinie. Durch die aufgerissene Sollbruchlinie kann die Druckdifferenz ausgeglichen werden.

   Ist diese Druckdifferenz ausgeglichen, so wird durch die gummielastische Klappe die Sollbruchlinie dicht verschlossen. Das Überdrucksicherungsventil ist damit wieder funktionsfähig und dichtet die Aussenseite gegenüber der Innenseite ab. Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemässe Überdrucksicherungsventil eine vergleichsweise kleine Streuung des Ansprechdruckes besitzt. Beispielsweise beträgt die Steuerung bei einem Ansprechdruck von 2 bar + - 0,3 bar.

  

[0004]    Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils besteht darin, dass dieses einstückig ausgebildet werden kann. Gemäss einer Weiterbildung der Erfindung ist das Ventil einstückig und im Wesentlichen vollständig aus einem gummielastischen Werkstoff hergestellt. Das Ventil kann beispielsweise im Spritzguss aus einem Elastomer hergestellt werden. Dadurch können die Herstellungskosten wesentlich gesenkt werden. Zudem kann das erfindungsgemässe Überdrucksicherungsventil mit kleinen Massen hergestellt werden. Beispielsweise kann es mit einer Länge von 7 mm oder weniger und einer Breite von ebenfalls 7 mm oder weniger hergestellt werden. Es kann beispielsweise in eine Öffnung von etwa 5 mm oder weniger eingesetzt werden.

   Da das Ventil aus einem Elastomer hergestellt ist, kann dieses ohne zusätzliche Dichtungselemente in einer Öffnung dicht montiert werden.

  

[0005]    Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Elastomer ein Silikonkautschuk. Dieser besitzt eine vergleichsweise hohe Elastizität und Stabilität.

  

[0006]    Nach einer Weiterbildung der Erfindung besitzt der Körper des Überdrucksicherungsventils eine im Wesentlichen kreiszylindrische Wand. Die genannte Sollbruchlinie ist vorzugsweise innerhalb dieser Wandung angeordnet.

  

[0007]    Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist die genannte gummielastische Klappe an die genannte Wandung angeformt. Dies ermöglicht eine besonders kostengünstige und funktionssichere Herstellung.

  

[0008]    Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das erfindungsgemässe Überdrucksicherungsventil zwei gummielastische Klappen auf, die entlang einer radial verlaufenden Sollbruchlinie miteinander verbunden sind.

  

[0009]    Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist das Ventil wenigstens drei Klappen auf, zwischen denen radial verlaufende Sollbruchlinien angeordnet sind. Diese Sollbruchlinien haben hierbei insbesondere die Form eines Sterns mit drei Strahlen. Vorzugsweise sind die drei Klappen gleich ausgebildet und drehsymmetrisch zueinander angeordnet.

  

[0010]    Nach einer Weiterbildung der Erfindung weist der Körper des Überdruckventils einen Befestigungsflansch mit einer umlaufenden Nut auf. Dies ermöglicht eine besonders einfache Montage des erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils beispielsweise in einer Öffnung einer Wandung. Der Befestigungsflansch ist insbesondere ebenfalls gummielastisch ausgebildet und ist vorzugsweise selbstdichtend.

  

[0011]    Die Erfindung betrifft zudem ein Kochgefäss mit einem erfindungsgemässen Ventil. Das Kochgefäss ist insbesondere ein solches mit einer Doppelwand, die einen geschlossenen Innenraum aufweist. Das erfindungsgemässe Überdrucksicherungsventil ist in eine Öffnung einer Aussenwandung dieser Wand eingesetzt. Bei einem vorbestimmten Druck im genannten Innenraum spricht das Überdrucksicherungsventil an und verhindert, dass das Kochgefäss durch Ausbeulen einer Wandung beschädigt wird. Ein solches Ausbeulen kann auch für den Benutzer des Kochgefässes gefährlich sein. Das erfindungsgemässe Überdruckregulierungsventil hat somit auch den wesentlichen Vorteil, dass ein solches Kochgefäss sicherer zu benützen ist. Nach einer Weiterbildung der Erfindung ist das Überdrucksicherungsventil unterhalb eines Beschlages angeordnet.

   Das Ventil kann dadurch unauffällig und unsichtbar angeordnet werden.

  

[0012]    Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung sowie der Zeichnung.

  

[0013]    Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
<tb>Fig. 1<sep>eine Ansicht eines erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils,


  <tb>Fig. 2<sep>einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1,


  <tb>Fig. 3<sep>schematisch eine räumliche Ansicht des erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils,


  <tb>Fig. 4<sep>eine weitere räumliche Ansicht des erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils,


  <tb>Fig. 5<sep>eine schematische Ansicht gemäss Fig. 3, jedoch mit einer aufgerissenen Sollbruchlinie,


  <tb>Fig. 6<sep>eine weitere räumliche Ansicht des erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils mit aufgerissener Sollbruchlinie,


  <tb>Fig. 7<sep>schematisch eine Ansicht der Aussenseite des erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils,


  <tb>Fig. 8<sep>eine Seitenansicht des erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils,


  <tb>Fig. 9<sep>eine Ansicht der Innenseite des erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils,


  <tb>Fig. 10<sep>eine Ansicht gemäss Fig. 7, jedoch mit aufgerissener Sollbruchlinie,


  <tb>Fig. 11<sep>eine Ansicht gemäss Fig. 8, jedoch mit aufgerissener Sollbruchlinie,


  <tb>Fig. 12<sep>eine Ansicht der Rückseite des Überdrucksicherungsventils, jedoch mit aufgerissener Sollbruchlinie,


  <tb>Fig. 13<sep>schematisch eine räumliche Ansicht eines erfindungsgemässen Kochgefässes mit einem erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventil und


  <tb>Fig. 14<sep>einen Schnitt durch das Kochgefäss gemäss Fig. 13.

  

[0014]    Das Überdrucksicherungsventil 1 besitzt einen Körper 2 aus einem gummielastischen Material, insbesondere einem Elastomer. Der Körper 2 besitzt eine im Wesentlichen kreiszylindrische Wandung 20, an welcher ein Flansch 7 angeformt ist. Dieser Flansch 7 besitzt eine konische Aussenfläche 12 und eine umlaufende Nut 8, wie insbesondere die Fig. 2, zeigt. Der Flansch 7 bildet eine Innenseite 5, die eine Öffnung 3 besitzt, die sich entlang der Längsachse A ins Innere des Körpers 2 erstreckt. Weiter besitzt der Körper 2 eine Aussenfläche 6, die drei drehsymmetrische und im Wesentlichen gleiche Vertiefungen 21 aufweist. Zwischen diesen Vertiefungen 21 erstrecken sich radial drei Stege 22, wie insbesondere die Fig. 1zeigt. Entlang dieser Stege 22 verlaufen Sollbruchlinien 9, wie beispielsweise die Fig. 2 und 9zeigen.

   Diese Sollbruchlinien 9 sind ebenfalls Sternförmig angeordnet. Sie treffen sich in einem Punkt, welcher auf einer Achse A liegt. Entlang dieser Sollbruchlinien 9 beträgt die Wanddicke beispielsweise 0,05 mm. In gleicher Symmetrie sind Klappen 4 vorgesehen, die sich jeweils paarweise an einer Sollbruchlinie 9 treffen und die beispielsweise gemäss Fig. 3 jeweils in einer Vertiefung 21 angeordnet sind. Diese Klappen 4 verlaufen somit geneigt zur Achse A. Der Neigungswinkel zur Achse A ergibt sich aus Fig. 2und ist vorzugsweise kleiner als 45[deg.].

  

[0015]    Denkbar ist auch eine Ausführung, bei welcher lediglich eine oder zwei Klappen 4 vorgesehen sind. Die Sollbruchlinie zwischen diesen spiegelsymmetrisch angeordneten Klappen 4 verläuft dann entlang eines Durchmessers. Grundsätzlich ist auch eine Ausführung denkbar, bei welcher mehr als drei Klappen 4, beispielsweise vier Klappen vorgesehen sind. Entsprechend sind dann vier bzw. mehr als vier radial verlaufende Sollbruchlinien 9 vorgesehen, die jeweils radial zwischen zwei Klappen 4 verlaufen. Wie bereits oben erwähnt, erstrecken sich die Klappen 4 schräg zur Achse A. Denkbar ist jedoch auch eine Ausführung, bei welcher diese Klappen 4 im Wesentlichen rechtwinklig zur Achse A verlaufen.

  

[0016]    Die Klappen 4 bestehen ebenfalls aus einem gummielastischen Werkstoff. Sie sind vorzugsweise an der Wandung 20 angeformt, wie die Fig. 2 erkennen lässt. Sie sind jeweils entlang einer Linie 11 nach innen geknickt und ähnlich einer Venenklappe ausgebildet. Jeweils benachbarte Klappen 4 sind über eine Sollbruchlinie 9 miteinander verbunden. Die Sollbruchlinien 9 verlaufen somit zwischen zwei Klappen 4. Zudem befinden sich die Sollbruchlinien 9 in einer Ebene, welche die Aussenseite 6 bildet. Grundsätzlich können die Sollbruchlinien 9 jedoch auch im Abstand zur Aussenseite 6 angeordnet sein. Die Sollbruchlinien 9 können somit auch innerhalb der Wandung 20 verlaufen.

  

[0017]    Die Fig. 13 und 14 zeigen ein Kochgefäss 14 mit einem solchen Überdrucksicherungsventil 1. Dieses Kochgefäss 14 besitzt eine Wand 16, die zur thermischen Isolation zwischen einer Aussenwandung 16a und einer Innenwandung 16b einen geschlossenen Innenraum 17 besitzt. Dieser Innenraum 17 ist mit Luft gefüllt. Er erstreckt sich zwischen einem umlaufenden Rand 15 und einem Boden 19. In der Aussenwandung 16a ist unterhalb des Randes 15 eine Bohrung 23 angeordnet, in welche das Überdrucksicherungsventil 1 dicht eingesetzt ist. Der Rand der Öffnung 23 greift in die Nut 8 ein und liegt in dieser dicht an. Die Nut 8 ist so ausgebildet, dass die Wandung 20 unter Spannung dicht an der Aussenwandung 16a anliegt. Die konische Fläche 12 befindet sich innerhalb der Aussenwandung 16a und somit im Innenraum 17.

   Die Mantelfläche 13 befindet sich hingegen ausserhalb an der Aussenseite 18 des Gefässes 14. Um das Überdrucksicherungsventil 1 zu montieren, muss dieses lediglich in die Öffnung 13 eingesetzt werden. Dieser Montageschritt kann sehr einfach automatisiert erfolgen.

  

[0018]    Baut sich bei einem Kochvorgang innerhalb des Innenraumes 17 ein Überdruck auf, so werden die Klappen 4 gedehnt und diese wölben sich nach aussen. In den Stegen 22 bildet sich entlang der Sollbruchlinien 9 eine Spannung. Erreicht der Überdruck im Innenraum 17 einen bestimmten Wert, so reissen die Stege 22 entlang der Sollbruchlinien 9 auf. Die Fig. 5, 6, 10, 11 und 12 zeigen ein Überdrucksicherungsventil 1, 1, bei dem die Sollbruchlinien 9 aufgerissen sind. Innerhalb der Stege 22 ist dadurch ein sternförmiger Durchbruch 10 gebildet, durch den Luft aus dem Innenraum 17 nach aussen gelangen kann. Dadurch wird der Druck im Innenraum 17 abgebaut, bis er im Wesentlichen Normaldruck erreicht hat. Ein vorgesehener Druckunterschied, bei dem das Überdrucksicherungsventil 1 anspricht, beträgt beispielsweise 2 bar.

   Grundsätzlich ist hier aber auch ein geringerer oder ein höherer Druck denkbar. Das Überdrucksicherungsventil 1 ist jedoch vorzugsweise so ausgebildet, dass es in einem Bereich von etwa 1 bis 5 bar vorzugsweise etwa 1 bis 3 bar anspricht. Im Zwischenraum 17 kann sich beispielsweise dann ein Überdruck bilden, wenn in diesen Wasser eingedrungen ist. Dies ist höchst selten der Fall, kann aber nicht ausgeschlossen werden. Ein solcher Überdruck könnte zu einem Ausbeulen insbesondere der Innenwandung 16b oder des Bodens 19 führen.

  

[0019]    Ist nach einem Druckausgleich die Druckdifferenz abgebaut, so entspannen sich die Klappen 4 entsprechend. Beim Entspannen der Klappen 4 schliessen diese den Durchbrach 10 bis sie entlang der Stege 22 aneinander anliegen. Das Ventil 1 ist somit nach dem Druckausgleich wieder dicht. Das Gefäss 14 kann weiter wie üblich verwendet werden, ohne dass beispielsweise Wasser in den Zwischenraum 17 eindringen könnte. Im Falle eines Überdruckes spricht das Überdrucksicherungsventil 1 wieder an. Der Ansprechdruck ist hier gegenüber einem Überdrucksicherungsventil 1 mit intakten Sollbruchlinien 9 in der Regel etwas tiefer. Die Sicherungs- und auch die Dichtungsfunktion sind aber weiterhin gewährleistet. Falls gewünscht, kann das Überdrucksicherungsventil 1 auch ohne weiteres sehr schnell und einfach ausgetauscht werden.

  

[0020]    Das Überdrucksicherungsventil 1 ist vorzugsweise von einem hier nicht gezeigten Beschlag, beispielsweise einem Griff abgedeckt. Das Überdrucksicherungsventil 1 ist somit von aussen nicht sichtbar. Durch den Beschlag ist das Überdrucksicherungsventil 1 geschützt. Nach dem Entfernen des Beschlages kann das Überdrucksicherungsventil 1 ausgetauscht werden. In der Regel ist dies jedoch nicht erforderlich. Die Fig. 13 und 14zeigen lediglich Beispiele einer möglichen Anwendung des erfindungsgemässen Überdrucksicherungsventils 1. Anwendungen sind aber auch bei anderen Geräten denkbar, die ein solches Überdrucksicherungsventil erfordern. Beispielsweise könnte das Gerät auch eine Kaffeemaschine oder ein anderes Küchengerät sein.

   Denkbar sind aber auch Anwendungen bei Bauteilen von Maschinen und Geräten, die industriell verwendet werden und bei denen Überdrucksicherungsventile notwendig oder zweckmässig sind.

Bezugszeichenliste

  

[0021]    
<tb>1<sep>Ventil


  <tb>2<sep>Körper


  <tb>3<sep>Öffnung


  <tb>4<sep>Klappe


  <tb>5<sep>Innenseite


  <tb>6<sep>Aussenseite


  <tb>7<sep>Flausch


  <tb>8<sep>Nut


  <tb>9<sep>Sollbruchlinie


  <tb>10<sep>Durchbruch


  <tb>11<sep>Linie


  <tb>12<sep>Fläche


  <tb>13<sep>Mantelfläche


  <tb>14<sep>Gefäss


  <tb>15<sep>Rand


  <tb>16<sep>Wand


  <tb>16a<sep>Aussenwandung


  <tb>16b<sep>Innenwandung


  <tb>17<sep>Innenraum


  <tb>18<sep>Aussenseite


  <tb>19<sep>Boden


  <tb>20<sep>Wandung


  <tb>21<sep>Vertiefung


  <tb>22<sep>Stege


  <tb>23<sep>Öffnung


  <tb>A<sep>Achse

Claims (14)

1. Überdrucksicherungsventil für mit Innendruck beaufschlagbare Bauteile oder Geräte, insbesondere für ein Kochgefäss (14), mit einem Körper (2), der dicht in eine Öffnung (23) des Bauteils oder Gerätes einsetzbar ist und wenigstens eine Sollbruchlinie (9) aufweist, die bei einem vorbestimmten Druckunterschied zwischen einer Innenseite (5) und einer Aussenseite (6) des Körners (2) aufreisst und für den Druckausgleich einen Durchgang (3) zwischen der Innenseite (5) und der Aussenseite (6) freigibt, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Sollbruchlinie entlang wenigstens einer gummielastischen Klappe (4) verläuft, die bei einem Aufreissen der wenigstens einen Sollbruchlinie (9) gespannt wird und die nach dem Druckausgleich die wenigstens eine Sollbruchlinie (9) wieder schliesst.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einstückig ausgebildet ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass es im Wesentlichen vollständig aus einem gummielastischen Werkstoff hergestellt ist.

4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass es aus einem Elastomer hergestellt ist.

5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens bereichsweise aus Silikonkautschuk bzw. Silikongummi hergestellt ist.

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) im Wesentlichen kreiszylindrische Wandung (20) aufweist und dass die genannte wenigstens eine Sollbruchlinie (9) innerhalb dieser Wandung (20) angeordnet ist.

7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte gummielastische Klappe (4) an der genannten Wandung (20) angeformt ist.

8. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass es wenigstens zwei gummielastische Klappen (4) aufweist.

9. Ventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es drei Klappen (4) aufweist.

10. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Klappe (4) schräg oder rechtwinklig zur Längsachse (A) des Körpers (2) verläuft.

11. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (2) einen Befestigungsflansch (7) mit einer umlaufenden Nut (8) aufweist.

12. Kochgefäss mit einem Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil in eine Öffnung (23) einer Wand (16) des Kochgefässes eingesetzt ist.

13. Kochgefäss nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Wand (16) mit einer Aussenwandung (16a) und einer Innenwandung (16b) aufweist und dass das Ventil (1) mit seiner lnnenseite (5) in einen geschlossenen Innenraum (17) dieser Wand (16) eingreift.

14. Kochgefäss nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Ventil (1) unterhalb eines Beschlags, beispielsweise eines Griffs angeordnet ist.