-
Die Erfindung betrifft ein Entlüftungsventil nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.
-
Derartige Entlüftungsventile werden für unterschiedliche Aggregate, zum Beispiel Motor-, Achs- oder Getriebegehäuse, eingesetzt. Die Entlüftungsventile sind in Form von Elastomerkappen mit einem angeformten Entlüftungsschlitz ausgebildet. Diese Elastomerkappen werden auf Trägerbauteile aufgezogen, die beispielsweise Stahl- oder Kunststoffrohre, Stahl- oder Kunststoffgehäuse und dergleichen sind. Es müssen somit mehrere Bauteile gefertigt und montiert werden, wodurch der Montageaufwand hoch ist. Außerdem sind wenigstens zwei unterschiedliche Bauteile notwendig, nämlich der Trägerbauteil sowie die Elastomerkappe. Der Trägerbauteil muss gegenüber dem Aggregat abgedichtet werden, wodurch weitere Bauteile sowie weitere Montageschritte erforderlich sind. In der Praxis hat sich gezeigt, dass die Elastomerkappen in der Regel nicht einwandfrei dicht sind, so dass sie die Dichtfunktion nicht ausreichend erfüllen können. Durch den Einsatz mehrerer Bauteile ergibt sich auch ein hoher Bauraumbedarf.
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Entlüftungsventil so auszubilden, dass es einfach und kostengünstig gefertigt und montiert werden kann, dabei eine zuverlässige Abdichtung gewährleistet und wenig Bauraum benötigt.
-
Diese Aufgabe wird beim gattungsgemäßen Entlüftungsventil erfindungsgemäß mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruches 1 gelöst.
-
Beim erfindungsgemäßen Entlüftungsventil wirkt auf den Entlüftungsschlitz eine Schließspannung, die dafür sorgt, dass das Entlüftungsventil im Einsatzbereich einwandfrei geschlossen ist. Diese Schließspannung wird durch eine nach der Montage im Entlüftungsventil erzeugte Kraft hervorgerufen. Wird darum das erfindungsgemäße Entlüftungsventil am jeweiligen Aggregat montiert, dann wird diese Kraft zwangsläufig erzeugt, die ihrerseits die Schließspannung auf den Entlüftungsschlitz ausübt.
-
Die erzeugende Kraft kann vorteilhaft eine Radialkraft sein.
-
Sie wird bei einer bevorzugten Ausführungsform durch eine radiale elastische Verformung des Halterungsteils des Entlüftungsventils gebildet. Mit dem Halterungsteil wird das erfindungsgemäße Entlüftungsventil am Aggregat montiert. Der Halterungsteil ist hierbei so ausgebildet, dass er bei montiertem Entlüftungsventil radial aufgeweitet wird.
-
Der Halterungsteil ist vorteilhaft zylindrisch ausgebildet, kann aber je nach Einbauort auch eine andere Querschnittsform haben.
-
Der Halterungsteil ist an seiner Innenseite bevorzugt mit einem Schnappprofil versehen. Mit ihm lässt sich der Halterungsteil und damit das Entlüftungsventil einfach am Aggregat montieren. Das Schnappprofil ermöglicht es, den Halterungsteil auf einen entsprechend gestalteten Aggregatanschluss aufzuschnappen. Dadurch wird auch eine sichere Befestigung des Entlüftungsventils am Aggregatanschluss erreicht.
-
Die erzeugende Kraft kann auch eine Axialkraft sein, die die Schließspannung am Entlüftungsschlitz erzeugt.
-
In diesem Fall hat das Entlüftungsventil vorteilhaft einen Steckteil, der in eine Bohrung des Aggregates eingesetzt wird. Der Steckteil wird in der Bohrung so elastisch verformt, dass die zum Schließen dienende axiale Kraft erzeugt wird.
-
Der Steckteil hat vorteilhaft einen verdickten Endabschnitt, der für einen sicheren Sitz des Entlüftungsventils in der Bohrung sorgt.
-
Der Halterungsteil kann mit einem den Ventilkörper aufweisenden Endstück verbunden sein. Dann sind die Halterungs- und die Dichtfunktion auf unterschiedliche Bereiche des Entlüftungsventils verteilt, so dass diese beiden Teile optimal an ihre Funktionsaufgabe angepasst werden können.
-
Vorteilhaft ist der Halterungsteil über ein Kegelstück mit dem Endstück verbunden.
-
Der Entlüftungsschlitz kann bereits bei der Herstellung des Entlüftungsventils vorgesehen werden. Es ist aber auch möglich, ihn nachträglich anzubringen. Eine einfache Herstellung ergibt sich, wenn der Entlüftungsschlitz hierbei gerade verläuft.
-
Eine kostengünstige Herstellung ergibt sich, wenn das Entlüftungsventil aus einem einheitlichen Elastomerwerkstoff besteht.
-
Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen.
-
Die Erfindung wird anhand zweier in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsformen näher erläutert. Es zeigen
-
1 in perspektivischer Darstellung eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entlüftungsventils,
-
2 einen Axialschnitt des Entlüftungsventils gemäß 1,
-
3 eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines Entlüftungsventils,
-
4 eine Seitenansicht des Entlüftungsventils gemäß 3,
-
5 in perspektivischer Darstellung eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Entlüftungsventils,
-
6 einen Axialschnitt des Entlüftungsventils gemäß 5.
-
Die im Folgenden beschriebenen Entlüftungsventile bestehen aus elastomerem Material und sind kappenförmig ausgebildet. Mit den Entlüftungsventilen werden unterschiedliche Aggregate, wie beispielsweise Motor-, Achs- oder Getriebegehäuse, abgedichtet. Im Ausführungsbeispiel sind die Entlüftungsventile so gestaltet, dass mit ihnen eine Dichtfunktion unterhalb von 0,1 bar Überdruck im Aggregat erfolgt, oberhalb von 0,1 bar jedoch öffnet. Diese Druckangaben sind nur beispielhaft zu verstehen. Der Differenzdruck kann z. B. je nach Schlitzausführung auch höher oder niedriger sein.
-
Das Entlüftungsventil gemäß den 1 und 2 hat kreisförmigen Querschnitt und ist mit einem zylindrischen Halterungsteil 1 versehen, mit dem das Entlüftungsventil auf einem entsprechenden Anschluss des Aggregates befestigt wird. Der Halterungsteil 1 hat einen zylindrischen Außenmantel 2, der in eine ebene Stirnseite 3 übergeht. Sie geht stumpfwinklig in eine Kegelfläche 4 über, die sich nach innen verjüngt. Die Kegelfläche 4 geht mit Abstand von der Stirnseite 3 über eine im Axialschnitt teilkreisförmige Zwischenfläche 5 in eine Kegelfläche 6 über. Ihr Durchmesser nimmt nach innen zu. Die Zwischenfläche 5 liegt etwa in halber axialer Breite des Außenmantels 2.
-
Aufgrund der beschriebenen Ausbildung der Innenseite des Halterungsteiles 1 kann das Entlüftungsventil auf einen entsprechend gestalteten Anschluss des Aggregates aufgeschnappt werden. Der entsprechende Rand des Aggregatanschlusses hintergreift die Zwischenfläche 5, so dass das Entlüftungsventil sicher auf dem Aggregatanschluss sitzt.
-
Der Halterungsteil 1 geht in ein Kegelstück 7 über, das sich vom Halterungsteil 1 aus verjüngt und an ein zylindrisches Endstück 8 anschließt. Das Kegelstück 7 hat einen Kegelmantel 9, der vorteilhaft konstante Dicke hat. Die Außenseite 10 des Kegelmantels 9 erstreckt sich bis nahe an den Außenmantel 2 des Halterungsteiles 1. Die kegelige Außenseite 10 schließt über eine kurze Kegelfläche 11 an den zylindrischen Außenmantel des Halterungsteiles 1 an. Die Kegelfläche 11 hat einen größeren Kegelwinkel als die kegelförmige Außenseite 10 des Kegelstückes 7.
-
Die kegelförmige Innenseite 12 des Kegelmantels 9 erstreckt sich in Axialrichtung weiter in Richtung auf den Halterungsteil 1 als die Außenseite 10. Die Innenseite 12 geht bogenförmig in die Kegelfläche 6 der Innenseite des Halterungsteiles 1 über. Dieser Übergang 13 hat von der Stirnseite 3 des Halterungsteiles 1 kleineren Abstand als der durch die Kegelfläche 11 gebildete Übergang von der Außenseite 10 des Kegelstückes 7 in den zylindrischen Außenmantel 2 des Halterungsteiles 1.
-
Die Wandstärke des Kegelmantels 9 ist geringer als die Wandstärke des Halterungsteiles 1. Er weist über seine axiale Höhe unterschiedliche Wandstärke auf. In Höhe der bogenförmigen Zwischenfläche 5 hat der Halterungsteil 1 seine größte Wandstärke. Im Bereich des Überganges 13 hat der Halterungsteil 1 seine geringste Wandstärke, die geringer ist als die Wandstärke des Halterungsteiles 1 im Bereich der Stirnseite 3. Durch diese Formgestaltung wird erreicht, dass sich das Entlüftungsventil mit seinem Halterungsteil 1 problemlos auf den Aggregatanschluss aufsetzen lässt. Die geringe Wandstärke des Kegelmantels 9 führt zu einer für die Schließfunktion des Entlüftungsventiles vorteilhaften Elastizität.
-
Das zylindrische Endstück 8 hat einen zylindrischen Außenmantel 14, der kleineren Durchmesser als der zylindrische Außenmantel 2 und die Zwischenfläche 5 des Halterungsteiles 1 hat. Der Außenmantel 14 geht vorteilhaft stetig gekrümmt in die kegelförmige Außenseite 10 des Kegelmantels 9 über. Der Außenmantel 14 geht außerdem stetig gekrümmt in eine ebene Stirnseite 15 des Endstückes 8 über.
-
Die zylindrische Innenseite 16 des Endstückes 8 geht an einem Ende stetig gekrümmt in die Innenseite 12 des Kegelmantels 9 und am anderen Ende stetig gekrümmt in die ebene Innenseite 17 eines Ventilkörpers 18 über. Die Innenseite 17 liegt vorteilhaft parallel zur Stirnseite 15 des Ventilkörpers 18. Der Ventilkörper 18 hat kreisförmigen Umriss (1) und ist bei dieser Ausführungsform mit einem diametral verlaufenden Entlüftungsschlitz 19 versehen. Dieser Entlüftungsschlitz 19 kann bereits bei der Herstellung des Entlüftungsventiles vorgesehen werden. Es ist aber auch möglich, den Entlüftungsschlitz 19 nachträglich im scheibenförmigen Ventilkörper 18 unterzubringen. Das als reines Elastomerteil ausgebildete Entlüftungsventil lässt sich auf jede geeignete Weise herstellen.
-
Die anhand von 2 beschriebene Querschnittsgestaltung des Entlüftungsventils ist nicht einschränkend zu verstehen. Je nach Einzelfall und/oder Material kann die Wandstärke des Entlüftungsventils in allen Bereichen variieren.
-
Das elastomere Entlüftungsventil wird mit dem Halterungsteil 1 auf den Aggregatanschluss aufgeschnappt, der beispielhaft ein am Aggregat vorgesehenes Rohr sein kann. Der Halterungsteil 1 ist so ausgebildet, dass er mit radialer Vorspannung auf dem Aggregatanschluss gehalten wird. Da der Halterungsteil 1 im Vergleich zum Kegelstück 7 eine dickere Wandstärke hat, lässt sich das Entlüftungsventil problemlos mit der radialen Vorspannung auf den Aggregatanschluss aufziehen. Durch diese radiale Vorspannung wirkt im Bereich des Entlüftungsschlitzes 19 eine schließende Spannung, wodurch der Entlüftungsschlitz 19 zuverlässig geschlossen wird. Das Entlüftungsventil ist so ausgebildet, dass unterhalb eines vorgegebenen Differenzdruckes, im Ausführungsbeispiel von etwa 0,1 bar, diese Schließkraft höher ist als die auf die Innenseite 17 des Ventilkörpers 18 wirkende Kraft. Das Aggregat wird dadurch zuverlässig abgedichtet. Übersteigt der auf den Ventilkörper 18 wirkende Druck die auf den Entlüftungsschlitz 19 wirkende Schließspannung, öffnet der Entlüftungsschlitz 19. Auf diese Weise wird eine einwandfreie Abdichtung des Aggregates gewährleistet.
-
Das Entlüftungsventil gemäß den 3 und 4 ist grundsätzlich gleich ausgebildet wie das zuvor beschriebene Ausführungsbeispiel. Der Unterschied besteht lediglich darin, dass das Endstück 8a viereckigen, im Ausführungsbeispiel quadratischen Umriss hat. Der Halterungsteil 1 und das Kegelstück 7 sind gleich ausgebildet wie bei der Ausführungsform nach den 1 und 2. Das Endstück 8a kann auch zylindrisch gestaltet sein.
-
Das Endstück 8a hat die rechtwinklig zueinander liegenden Seitenwände 20 bis 23, die jeweils bogenförmig ineinander übergehen. Das Endstück 8a hat den scheibenförmigen Ventilkörper 18a, der vorteilhaft konstante Dicke hat und einstückig mit den Seitenwänden 20 bis 23 ausgebildet ist.
-
Der Ventilkörper 18a ist mit dem Entlüftungsschlitz 19a versehen, der sich zwischen den einander gegenüberliegenden Seitenwänden 20 und 22 erstreckt. Der Entlüftungsschlitz 19a verläuft gerade und in halber Breite des Endstückes 8a.
-
Das Entlüftungsventil gemäß den 3 und 4 ist als Elastomerteil vorteilhaft einstückig ausgebildet. Dadurch lässt sich das Entlüftungsventil einfach und kostengünstig fertigen.
-
Dieses Entlüftungsventil eignet sich vorteilhaft dazu, auf einem Rohr montiert zu werden. Der Halterungsteil 1 des Entlüftungsventils erlaubt einen festen und dichten Halt auf dem Rohr. Wie bei der vorigen Ausführungsform sitzt der Halterungsteil 1 mit radialer Vorspannung auf dem Rohr auf, wodurch eine einwandfreie statische Abdichtung des Rohres erzielt wird. Die radiale Vorspannung führt dazu, dass am Entlüftungsschlitz 19a eine Schließspannung entsteht. Durch sie wird der Entlüftungsschlitz 19a sicher geschlossen. Übersteigt der Innendruck des Aggregates einen vorgegebenen Druckwert, im Ausführungsbeispiel 0,1 bar, dann ist der auf die Innenseite des Ventilkörpers 18a wirkende Druck größer als die Schließspannung, so dass der Entlüftungsschlitz 19a geöffnet wird. Fällt der Innendruck unter diesen vorgegebenen Wert, dann sorgt die Schließspannung dafür, dass der Entlüftungsschlitz 19a geschlossen wird.
-
Das Entlüftungsventil gemäß den 5 und 6 ist als Komplettventil ausgebildet, das im Gegensatz zu den vorigen Ausführungsformen nicht auf einen Anschluss aufgesetzt, sondern in eine Bohrung eines Aggregates eingesetzt wird. Das Entlüftungsventil hat das Endstück 8b, das zylindrisch ausgebildet ist, aber auch eckigen Umriss haben kann. Der Ventilkörper 18b weist den Entlüftungsschlitz 19b auf, der als Diametralschlitz ausgebildet ist und sich bis in den Außenmantel 14b des Endstückes 8b erstreckt.
-
Das Entlüftungsventil hat eine axiale Durchlassöffnung 24, die über ihre Länge konstanten Querschnitt hat. Der Außenmantel 14b geht in das Kegelstück 7b über, das im Unterschied zur vorigen Ausführungsform massiv ausgebildet ist. Es hat den Kegelmantel 9b, der in den zylindrischen Außenmantel 2b übergeht. Die vom Ventilkörper 18b abgewandte Stirnseite 3b verläuft leicht kegelig und schließt an eine zylindrische Mantelfläche 25 an, die die Außenseite eines an das Kegelstück 7b anschließenden Steckteiles 26 des Entlüftungsventils bildet. Der Steckteil 26 hat einen außenseitig verdickten Endabschnitt 27. Er ist mit einer zylindrischen Mantelfläche 28 versehen, die in Richtung auf das freie Ende des Steckteils 26 in eine Kegelfläche 29 übergeht. Die sich in Richtung auf die ebene Stirnseite 30 des Steckteils 26 verjüngende Kegelfläche 29 erleichtert das Einsetzen des Entlüftungsventils in die Bohrung des Aggregates.
-
Der Endabschnitt 27 geht über einen Absatz 31 in einen Zwischenabschnitt 32 über, der sich bis zum Kegelstück 7b erstreckt. Der Zwischenabschnitt 32 hat ebenso wie der Endabschnitt 27 kreisförmigen Querschnitt. Der Zwischenabschnitt 32 hat über seine Länge annähernd konstante Wandstärke. Lediglich in halber Länge ist er an seiner Außenseite mit einer umlaufenden Verdickung 33 versehen, die im Axialschnitt teilkreisförmig ausgebildet ist. Der maximale Durchmesser der Verdickung 33 ist kleiner als der Durchmesser der Mantelfläche 28, deren Durchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Außenmantels 2b.
-
Das Entlüftungsventil besteht durchgehend aus elastomerem Material. Der Steckteil 26 wird in die Bohrung des Aggregates unter elastischer Verformung so weit eingesetzt, bis das Kegelstück 7b mit seiner Stirn- bzw. Unterseite 3b an der Außenseite des Aggregates anliegt und der Endabschnitt 27 mit dem Absatz 31 den innerhalb des Aggregat liegenden inneren Bohrungsrand untergreift. Auf diese Weise wird das Entlüftungsventil im Bereich zwischen der Stirn/Unterseite 3b und dem Absatz 31 axial elastisch gedehnt. Die umlaufende Verdickung 33 kann nach Art einer Dichtung wirken, die an der Wand der Bohrung anliegt. In montiertem Zustand entsteht somit im Bereich des Entlüftungsschlitzes 19b eine axiale Kraft, die dazu führt, dass der Entlüftungsschlitz 19b geschlossen ist. Diese Schließkraft ist beispielhaft so gewählt, dass der Entlüftungsschlitz 19b geschlossen bleibt, solange der auf den Ventilkörper 18b von innen wirkende Differenzdruck kleiner ist als beispielsweise etwa 0,1 bar. Steigt der Innendruck über diesen Wert, dann öffnet der Entlüftungsschlitz 19b.
-
Der Entlüftungsschlitz 19, 19a, 19b kann bei den beschriebenen Entlüftungsventilen auch einen anderen Verlauf haben, beispielsweise T-förmig gestaltet sein. Das Elastomermaterial des Entlüftungsventils wird im Hinblick auf dessen Anwendung gewählt. Das Elastomermaterial kann beispielsweise entsprechend den im Einsatz auftretenden Temperaturen, im Hinblick auf Säurebeständigkeit, im Hinblick auf den Druck oder Ähnliches ausgewählt werden. Die beispielhaft angegebenen Druckgrenzwerte von 0,1 bar sind nur beispielhaft zu verstehen. Der Innendruck des abzudichtenden Aggregates kann auch niedrigere oder höhere Druckwerte haben. Dementsprechend wird das Entlüftungsventil ausgebildet. So kann durch Wahl der Wandstärke und/oder Höhe des Kegelstückes 7, 7b und/oder der Wandstärke des Ventilkörpers 18, 18a, 18b und/oder des ausgewählten Elastomermaterials eine entsprechende Anpassung an den jeweiligen Druck erreicht werden.
-
Je nach Einsatzfall und/oder Temperatur und/oder Medien kommen als Elastomermaterial für die beschriebenen Entlüftungsventile beispielhaft NBR, HNBR, AEM, ACM, FPM und dergleichen in Betracht.
-
Grundsätzlich ist es auch möglich, dass das Entlüftungsventil nicht aus einem einheitlichen Elastomermaterial besteht, sondern beispielsweise aus zwei elastomeren Materialien. So ist es beispielsweise möglich, für den Ventilkörper 18, 18a, 18b einen anderen elastomeren Werkstoff zu wählen als beispielsweise für den Halterungsteil 1 und/oder das Kegelstück 7, 7b. Vorteilhaft werden die beschriebenen Entlüftungsventile dort eingesetzt, wo unterschiedliche Temperaturen und geringe Druckbeaufschlagungen an den Aggregaten auftreten.
-
Wenn das Kegelstück 7, wie beim Ausführungsbeispiel gemäß den 3 und 4, rechteckigen bzw. quadratischen Umriss hat, ist die Zuhaltekraft am Entlüftungsschlitz leicht höher als bei einer zylindrischen Gestaltung des Kegelstückes.
