DE102010051890A1

DE102010051890A1 - Be-/Entlüftungsautomat mit Elasto-mer-Membran

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Publication number: DE102010051890A1
Application number: DE102010051890A
Authority: DE
Inventors: Dr.-Ing. Hidde Axel R.; Odo Klose; Stefan W. Schauerte
Original assignee: Wilhelm Schauerte & Co KG GmbH
Current assignee: Wilhelm Schauerte & Co KG GmbH
Priority date: 2010-11-22
Filing date: 2010-11-22
Publication date: 2012-05-24
Also published as: DE202010015974U1

Abstract

Vorgestellt wird ein Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran – insbesondere ein automatisches Be- und Entlüftungsventil für Heizungs- und Warmwasseranlagen oder geschlossene Rohrkreisläufe unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Wiederholteilen und/oder des hydraulischen Abgleichs. Entlüftungsventile finden überall dort Anwendung, wo Medien in geschlossenen Anlagen und Systemen, Behältern, Kesseln, Speichern oder Rohrleitungen der Thermik unterliegen und Druckausgleich stattfinden muß. Bekannte Anwendungen sind Druckluftanlagen, wasserführende Anlagen, Kraftstoffsysteme und -behälter, geschlossene Systeme in der Verkehrstechnik. Häufig sind Be- und Entlüftungsventile für flüssige Stoffe als Schwimmerventile mit Verschlußmechanismus ausgeprägt. In der mehr spezifischen Anwendung der Heizungs- und Warmwasseranlage übernehmen die Be- und Entlüftungsventile im wesentlichen drei Funktionen/Betriebsarten – Helfen beim Befüll- und Entleerungsvorgang, Betriebszustand ca. 3 bar – Sicherstellen der Automatikentlüftung, Betriebszustand ca. 3 bar – Standhalten der Druckprüfung, Betriebszustand bis ca. 10 bar. Die Membrantechnik ist noch eine junge Technologie, unterliegt aber wegen nahezu unbegrenzter Einsatzmöglichkeiten einer permanenten Erneuerung. Der Be- und Entlüftungsautomat mit Elastomer-Membran besteht aus einer Deckelkappe, einem Oberteil, einer Membran sowie einem Unterteil. Die Kunststoffteile Deckelkappe und Oberteil sind zweiteilig gespritzt, werden aber durch Fügen und Schweißen, Pressen und/oder Kleben einstückig. Ober- und Unterteil werden miteinander über die zwischengefügte Membran als Einlegeteil oder besser mit im Oberteil im 2K(Komponenten)-Verfahren angespritzte Membran als Dichtteil verschraubt. Das vorzugsweise Kunststoff-Unterteil besitzt darüberhinaus ein Kugelventil, welches mittels einer Kugel und einer Schraubenfeder gegen eine Zentralbohrung im Unterteil dichtet, beeinflußt jedoch durch einen Stößel des Oberteils, der je nach Schraubtiefe zwischen Ober- und Unterteil einen Gas- und Flüssigkeitskanal freigibt. Das Unterteil besitzt – ähnlich einer Doppelmuffe – ein weiteres Außengewinde, welches, mit einem Dichtring versehen, die Verbindung zur Heizungs- oder Warmwasseranlage oder geschlossenen Rohrkreisläufen bildet.

Description

Die Erfindung betrifft einen Be- und Entlüftungsautomaten mit einer Elastomer-Membran – insbesondere ein automatisches Be- und Entlüftungsventil für Heizungs- und Warmwasseranlagen oder geschlossene Rohrkreisläufe unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Wiederholteilen und/oder des hydraulischen Abgleichs.
Entlüftungsventile finden überall dort Anwendung, wo Medien in geschlossenen Anlagen und Systemen, Behältern, Kesseln, Speichern oder Rohrleitungen der Thermik unterliegen und Druckausgleich stattfinden muß. Bekannte Anwendungen sind Druckluftanlagen, wasserführende Anlagen, Kraftstoffsysteme und -behälter, geschlossene Systeme in der Verkehrstechnik. Häufig sind Be- und Entlüftungsventile für flüssige Stoffe als Schwimmerventile mit Verschlußmechanismus ausgeprägt.
In der mehr spezifischen Anwendung der Heizungs- und Warmwasseranlage übernehmen die Be- und Entlüftungsventile im wesentlichen drei Funktionen/Betriebsarten

– Helfen beim Befüll- und Entleerungsvorgang, Betriebszustand ca. 3 bar
– Sicherstellen der Automatikentlüftung, Betriebszustand ca. 3 bar
– Standhalten der Druckprüfung, Betriebszustand bis ca. 10 bar.

Die Membrantechnik ist noch eine junge Technologie, unterliegt aber wegen nahezu unbegrenzter Einsatzmöglichkeiten einer permanenten Erneuerung. Der Einsatz von Membranen findet statt in unterschiedlichsten Disziplinen der Technik, wie Medizin/Dialyse, Getränkeindustrie/Filterung und Alkoholentzug, Brauchwasser/Reinigung und Filtration, Verkehrs-, Fahrzeugtechnik/Hohlraumentlüftung, etc. Membranen werden als semipermeable Folien hergestellt und ihr Einsatzzweck wird durch verschiedene Produktparameter bestimmt; sie halten hohen Flüssigkeitsdrücken stand, sind aber durchlässig für gasförmige Medien. Der Membranwerkstoff ist aus Kunststoff, wie z. B. Polyethylen, Polypropylen (PP) oder Polystyrol (PS), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyurethan (PUR), oder aus elastomerem Kunststoff, wie Acrylnitril (A/PE) oder Kautschuk (EVA, IIR, NR, SI, ...), ist hydrophob/hydrophil und/oder oleophob/oleophil, in weiten Bereichen chemisch kompatibel, sterilisationsgeeignet, nicht benetzbar bei kleinsten Oberflächenspannungen.
Der hydraulische Abgleich – nach DIN EN 12 831 (Jun. 2003) und gefordert in der VOB/C DIN 18 380 – beschreibt ein Verfahren, mit dem innerhalb einer Heizungsanlage jeder Heizkörper oder Heizkreis einer Flächenheizung bei einer festgelegten Vorlauftemperatur der Heizungsanlage genau mit der Wärmemenge versorgt wird, die benötigt wird, um die für die einzelnen Räume gewünschte Raumtemperatur zu erzielen. Dies wird üblicherweise bei Planung, Montage und Inbetriebnahme der Anlage erreicht; auch ein nachträglicher hydraulischer Abgleich ist mittels im Rohrnetz vorhandener Armaturen gegeben, wie voreinstellbare Thermostatventile. Ziele des hydraulischen Abgleichs sind

– Definierte Massenströme an jedem Heizkörper im Auslegungsfall
– Gleichmäßige Massenstromverteilung in Aufheizphasen
– Gute Regeleigenschaften des Thermostatventils.

Um die Durchflußmenge für jeden Heizkörper voreinzustellen, werden entweder Thermostatventile mit Durchflußkennwert durch angepaßten kV-Kegel eingesetzt oder die Durchflußwiderstände mittels der Rücklaufverschraubungen eingestellt. Da in jedem Fall eine entlüftete Heizungs- oder Warmwasseranlage Grundvoraussetzung für den Abgleich ist, ist der Einsatz eines Entlüftungsautomaten am Heizkörper oder Warmwassergerät naheliegend, der außerdem meßtechnische Voraussetzungen für die Durchführbarkeit des hydraulischen Abgleichs schafft.
Um die Voraussetzung einer dauerhaft entlüfteten Heizungs- oder Warmwasseranlage zu schaffen, wird die Anlage durch eine flüssigkeitsdichte atmungsaktive semipermeable Membran oder Elastomer-Membran gegenüber der Atmosphäre 'bedingt geöffnet'.
In der Folge wird also vorgeschlagen, die Heizungs- und Warmwasseranlage für die Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeit zu öffnen, in dem semipermeable – flüssigkeitssperrende und gas- und dampfdurchlässige – Membranen oder Elastomer-Membranen in selbständigen Druckausgleichselementen (DAE) oder in Verbindung mit Schlauch- oder Rohreinführungen oder -auslässen für den Druckausgleich (DA) und somit für eine entlüftete Anlage sorgen. Je nach Anwendungsfall kommen für die Be- und Entlüftung unterschiedliche Kunststoff-Membranwerkstoffe zum Einsatz – wie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polytetrafluorethylen (PTFE) oder Polyurethan (PUR) oder wie Acrylnitril (A/PE), Kautschuk (EVA, IIR, NR, SI, ...) – wobei vornehmlich eine Abhängigkeit zur Medienverträglichkeit besteht, wie hydrophobe/-phile oder oleophobe/-phile Charakteristika des Membranwerkstoffs.
Die Elastomer-Membran der erfinderischen Neuheit besteht vorzugsweise aus einem Kautschukwerkstoff – wie z. B. Silikon-Kautschuk – mit guten Gas- und Wasserdampf-Durchgangszahlen, welche im 2K oder 3K(Komponenten)-Spritzverfahren direkt mit einem Entlüftungsorgan zu einem Be- und Entlüftungsventil verarbeitet wird. Auf Grund einer geforderten Formgebung der Elastomer-Membran und der Shore-Härte des Materials kommt es zum Einsatz eines z. B. fingerartigen/sternförmigen oder ringförmigen Trägers, der als Bestand- oder Einlegeteil mit dem Kautschukwerkstoff umspritzt wird.
Alle Kunststoff-Werkstoffe sind für Gase, Dämpfe oder Flüssigkeiten viel oder wenig durchlässig; die Durchlässigkeit wird auch als Permeation oder Permeabilität bezeichnet, die Rohlösung oder das Feed wird der Membran zugeführt, durch die Membran gelangt das Konzentrat oder das Permeat, die differente Restmenge von Rohlösung und Konzentrat ist das Retentat. Wichtig sind besonders die Durchlässigkeit für Wasserdampf, Gase und Dämpfe für Flüssigkeiten. Hohe oder niedrige Durchlässigkeiten von Kunststoff-Folien/-Membranen für bestimmte Stoffe können dabei je nach Anwendungsgebiet gefordert oder unerwünscht sein.
Gemäß der vorliegenden erfinderischen Neuheit soll dem Wasser Luft – im wesentlichen bestehend aus ca. 78% Stickstoff (N₂), ca. 21% Sauerstoff (O₂) und ca. 0,04% Kohlendioxid (CO₂) und Wasserdampf, gemessen in relativer Feuchte – entzogen werden; die Relation des Durchgangs bei Kunststoffen für N₂:O₂:CO₂ ist etwa 1:4:16. Ein anderes Beispiel betrifft die Durchlässigkeit von Wasserdampf zur Verhinderung von Kondensatbildung in Gehäusen steuer- und regeltechnischer Anlagen. Bei fast allen Kunststoff-Folien – mit Ausnahme von Cellulosehydrat (CH), Handelsname Cellophan oder Zellglas – verringert sich die Durchlässigkeit mit der Dicke. Die Membran-Durchlässigkeit von Gas wird gemäß der Prüfnorm DIN 53 380 in der Einheit [cm³/m² × d × bar] und die von Wasserdampf gemäß Prüfnorm DIN 53 122 in der Einheit [g/m² × d] gemessen. Größenordnungen sind für Kautschuk, 50 Shore Härte, 20°C Temperatur

– für die Gasdurchlässigkeit ca. 600 cm³ × mm/(m² × h × bar); d. h. Menge Luft, gemessen in cm³, die pro Stunde bei einer Druckdifferenz von 1 bar eine Membran von 1 m² Fläche und 1 mm Dicke durchdringt
– für die Wasserdampfdurchlässigkeit ca. 40 g × mm/(m² × d); d. h. Masse Wasserdampf in g, die in 24 Stunden eine Membran von 1 m² Fläche und 1 mm Dicke durchdringt.

Hydrophobe Kunststoffe nehmen keinen Wasserdampf auf, somit besteht auch kein Einfluß auf die Gaspermeation; hydrophile Kunststoffe können beträchtliche Mengen an Wasserdampf absorbieren, wodurch sich eine Vergrößerung des Gasdurchgangs einstellt.
Bei gleichem Gesamtdruck inner- und außerhalb zweier membrangetrennter Räume lassen sich drei Gasdurchgangsmechanismen durch Kunststoffe beschreiben, wie

1. Durchgang durch porenfreie Kunststoffschichten infolge Lösungsdiffusion bei a) und b) außerhalb der Poren im die Poren umschließenden Kunststoff (Permeation, Normalfall)
2. Durchgang durch größere Poren und Fehlstellen infolge Fick'scher Diffusion a) wobei die Poren die gesamte Membrandicke durchdringen, wie offenporiger Schaum oder Perforierungen oder poröse Membranen b) wobei die Poren sich innerhalb der Membran befinden, wie geschlossenporiger Schaum oder poröse Membranen (Durchmesser der Poren > freie Weglänge der Gasmoleküle)
3. Durchgang durch Mikroporen infolge Knudsen-Diffusion a) wie bei mikroporösen Membranen b) in den eingeschlossenen Poren wie bei mikroporösen Membranen (Porendurchmesser < freie Weglänge der Gasmoleküle)

Bei Gesamtdruckunterschied zwischen den Räumen stellt sich ein

zu 1. die Lösungsdiffusion
zu 2. eine Poiseuille-Strömung an die Stelle der Fick'schen Diffusion; führt in relativ kurzer Zeit (Sekunden bis Tage) zu Druckausgleich (DA)
zu 3. die Knudsen-Diffusion.

Die Gasdiffusion beim Gasdurchgang durch Mikroporen ist nicht temperaturabhängig.
Die Durchgangsmechanismen für Wasserdampf entsprechen denen des Gasdurchgangs. Bei sehr hohen Wassergehalten kann in den Poren wegen der Kapillarkondensation zusätzlich ein Kapillarwasserzug als Transportmechanismus auftreten. Bei der Lösungsdiffusion beim Durchgang von Gasen steigt der Gasdurchgang linear mit dem Partialdruckunterschied des durchgehenden Gases an, was aufgrund der häufig nichtlinear mit dem Partialdruck des Wasserdampfs ansteigenden Sorption von Elastomer-Membranen beim Wasserdampf nicht gilt; eine lineare Umrechnung beim treibenden Gefälle des Wasserdampf-Partialdrucks – oder der relativen Feuchte – ist nicht zulässig.
Neben einer recht groben mechanischen Perforation birgt die Lasertechnologie die Möglichkeit, eine dem jeweiligen Anwendungszweck gezielt angepaßte Mikroperforation einer Folie oder einer Membran zu verleihen. Dabei wird die Lochgröße und die Anzahl der Löcher so dimensioniert, daß Luftzirkulation möglich ist, Feuchtigkeit jedoch zurückgehalten wird. Weitere Verfahren sind die Nadeltechnologie und das Flammperforieren. Dabei zeichnet sich der Laser durch kleinere Löcher aus, die durch einen Mikroschmelzrand einreißgesichert sind. Außerdem arbeitet der Laser berührungslos und prozeßsicher bei hohen Bahngeschwindigkeiten, entgegen der Bruchgefahr bei Nadeln.
Eine Änderung der Relation des Gasdurchgangs ist nur durch Einbringen von Poren in die Folien/Membranen möglich und um die Durchgängigkeit gezielt beeinflussen zu können, sowohl hinsichtlich des Volumens als auch im Verhältnis der Gase untereinander. Die Durchlässigkeit setzt sich aus der Lösungsdiffusion der Folie/Membran und der Fick'schen oder Knudsen-Diffusion der Mikroporen zusammen und der Gesamtdurchgang und die Relation der Durchgänge werden durch gezielte Auswahl beider Einflüsse bestimmt. Eine Mikroperforation läßt sich durch Einmischen von feinsten mineralischen Füllstoffen mit molekularen Diffusionskanälen im Partikel oder an der Kontaktstelle Partikel/Kunststoff erzielen, die sich auch durch Recken der Folie beeinflussen läßt (Verpackung/Gehäuse mit kontrollierter Atmosphäre – Controlled Atmosphere Package [CAP]/Housing [CAH]).
Im folgenden wird der Stand der Technik von Be- und Entlüftungsautomaten mit einer Elastomer-Membran – insbesondere von automatischen Be- und Entlüftungsventilen für Heizungs- und Warmwasseranlagen oder geschlossenen Rohrkreisläufen – unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Wiederholteilen und/oder des hydraulischen Abgleichs gewürdigt; gemäß dem Stand der Technik sind, je nach Anwendungsbezug, eine Vielzahl von Typen von Elastomer-Membranventilen für die Be- und Entlüftung im Einsatz.
Das Gebrauchsmuster DE 20 2006 004 828 offenbart ein Be- und Entlüftungsventil einfacher Bauart mit semipermeabler Membran, welches die Funktionen/Betriebsarten Druckprüfen, Befüllen, Entleeren und Automatikentlüften erfüllt. Das Ventil besteht im wesentlichen aus einer zylinderförmigen Anordnung und kommt ohne bewegliche Teile aus. Das Membranelement stellt das Bindeglied zwischen dem flüssigkeitsgefüllten Innenraum – dem Heizkörper oder der Heizungs- oder Warmwasseranlage – und dem Außenraum dar. Semipermeable Membranen halten – je nach Aufbau und Beschaffenheit – Flüssigkeiten zurück – oder sind für diese undurchlässig – und lassen gasförmige Medien entweichen.
Die Nachteile des Ventils werden beim Schnellentlüften während des Befüllens oder Be- oder Entlüften während des Entleerens deutlich. Zu diesem Zweck wird das Be- und Entlüftungsventil aus seinem Ventilsitz soweit gelöst, bis die zuvor gedichtete Durchgangsbohrung im Anschluß-Gewindezapfen außen sichtbar wird und die Gase entweichen können oder die Luft angesaugt werden kann. Nachfolgendes Wasser wird jedoch nicht zurückgehalten und dessen Austritt kann nur durch manuelles Verschließen verhindert werden.
Dieser nicht unerhebliche Nachteil wird durch die Nachfolgeentwicklung eines Be- und Entlüftungsautomaten – Gebrauchsmuster DE 20 2006 007 789 – beseitigt, mittels einer zusätzlichen Schwimmerventil-Einrichtung. Die Durchgangsbohrung im Gewindezapfen des Be- und Entlüftungsautomaten wird nach oberhalb der Schwimmerventil-Einrichtung verlegt und kann durch Drehen der Verschlußkappe des Entlüftungsautomaten geöffnet oder verschlossen werden. Ein in der Verschlußkappe befestigter, durch die Membran hindurchtretender – diese jedoch dicht schließend – Führungsstift wirkt ebenfalls durch die Schraubbewegung auf den Schwimmer des im Unterteil des Automaten angebrachten Schwimmerventils.
Der Be- und Entlüftungsautomat kann als Durchgangs- oder Eckventil ausgeprägt sein. Weiterhin sind die Ausführungsformen mit Flachmembran/Membranscheibe oder Rohrmembran oder einer anders geformten, mehrdimensionalen Membran möglich.
Gemäß der europäischen Patentanmeldung EP 1 035 365 wird ein Universalanschluß zur Verbindung eines unter Druck stehenden Fluidsystems mit einer Nutzungseinrichtung, bestehend aus einem Ventil mit einem Ventilgehäuse, in dessen Bohrung ein selbstschließendes federbeaufschlagtes Rückschlagventil angeordnet ist und einem mit diesem verbindbaren Ventilöffner, wobei der in der Bohrung des Ventilgehäuses angeordnete federbeaufschlagte Ventilkörper des Rückschlagventils beim Einschrauben des Ventilöffners in das Ventilgehäuse durch dessen Anschlußdorn gegen den Federdruck axial in die Offenstellung des Ventils verschiebbar ist, und der Ventilöffner als Adapter mit einem Handrad mit Außengewinde und einer zentralen Bohrung zur drehbaren Aufnahme des Anschlußdoms ausgebildet ist, und das Ventilgehäuse eine Bohrung mit einem Innengewinde zur lösbaren Befestigung des Handrads aufweist.
Der Universalanschluß arbeitet wie eine 'Steckdose' für Fluidsysteme; das selbstschließende federbeaufschlagte Rückschlagventil verhindert ein Auslaufen von Flüssigkeiten während des Steckvorgangs. Mit dem Steckvorgang wird das federbeaufschlagte Rückschlagventil geöffnet.
Gemäß des Gebrauchsmusters DE 20 2009 013 793 /europäische Patentanmeldung EP 10 013 271 wird ein Systembaukasten mit Be- und Entlüftungsautomat – insbesondere ein automatisches Be- und Entlüftungsventil für Heizungs- und Warmwasseranlagen oder geschlossene Rohrkreisläufe vorgestellt unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Wiederholungsteilen und des hydraulischen Abgleichs. Der Systembaukasten besteht im wesentlichen aus einem Ventilkörper-Anschlußstück mit einem federbeaufschlagten Rückschlagventil mit diversen Anschlußgewinden, verschiedenen anwendungsbezogenen Schraubkappen zum Verschließen, zum Be- und Entlüften und zum Messen sowie einem Wasserfangbehälter mit Entlüftung und ggf. Zustandsanzeige und/oder Signalisierung.
Die erfinderische Neuheit liegt in der Ausführungsform der drei Ventile, die im wesentlichen durch die Kappen gebildet werden, wobei das Entlüftungsventil mit einer semipermeablen Membran arbeitet und auch das Meßventil derartig ausrüstbar ist.
Das deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2010 009 634 offenbart eine Weiterentwicklung des Be- und Entlüftungsautomaten mit Elastomer-Membran als Systembaukasten – insbesondere ein automatisches Be- und Entlüftungsventil für Heizungs- und Warmwasseranlagen oder geschlossene Rohrkreisläufe – mit einer Elastomer-Membran als Teil des Entlüftungsventils – bestehend aus Entlüftungskappe und Ventilkörper-Anschlußstück – und als Scheibe/Flachzylinder geometrisch angepaßt die Form des Innenraums der Entlüftungskappe hat und in dieser haltend befestigt ist, eine Mittenbohrung zur Aufnahme des Führungsstifts aufweist, aus einem Kautschukmaterial als Elastomer mit hohen Gas- und Wasserdampf-Durchgangszahlen formgespritzt ist und als semipermeable Membran arbeitet, mindestens eine Gas- und/oder Wasserdampfdurchgangsstelle in Form wesentlich verjüngter Wandstärke aufweist, bei normaler Atmosphäre in radialer Richtung konkav vorgespannt ist und bei Zunahme des auf sie wirkenden Flächendrucks eine konvexe Verspannung annimmt, durch einen Träger gestützt wird, wenn das Elastomer über eine unzureichende Shore-Härte verfügt, die nötige Vorspannung zu erzeugen und im axialen Mitten- und Randbereich je eine Versteifung aufweist.
Die Elastomer-Membran ist als Einlegeteil vorgefertigt konzipiert und weist drei Betriebszustände auf

– Betriebsdruck 0 bar, Kugelventil geschlossen, Elastomer-Membran in Ruhestellung
– Betriebsdruck ca. 3 bar, Kugelventil geöffnet, Elastomer-Membran leicht vorgespannt, semipermeable Membran
– Betriebs-/Prüfdruck ca. 10 bar, Kugelventil geöffnet, Elastomer-Membran gegen Deckel gespannt, Membranwand schließt Deckel-/Entlüftungsbohrung dicht.

Be-/Entlüftungskappen müssen für den Prüfbetrieb nicht händisch geschlossen werden.
Alle vorgestellten Veröffentlichungen eignen sich nur bedingt oder gar nicht für den spezifischen Einsatz eines Be- und Entlüftungsautomaten mit einer Elastomer-Membran – insbesondere nicht als ein automatisches Be- und Entlüftungsventil für Heizungs- und Warmwasseranlagen oder geschlossene Rohrkreisläufe unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Wiederholteilen und/oder des hydraulischen Abgleichs.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, eine Einrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, einen Be- und Entlüftungsautomaten mit einer Elastomer-Membran – insbesondere ein automatisches Be- und Entlüftungsventil für Heizungsund Warmwasseranlagen oder geschlossene Rohrkreisläufe unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Wiederholteilen und/oder des hydraulischen Abgleichs zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst; auf vorteilhafte Ausgestaltungen nehmen die Unteransprüche Bezug. Ziel ist der Aufbau eines Be- und Entlüftungsautomaten mit einer Elastomer-Membran – insbesondere eines automatischen Be- und Entlüftungsventils für Heizungs- und Warmwasseranlagen oder geschlossene Rohrkreisläufe unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Wiederholteilen und/oder des hydraulischen Abgleichs.
Der Be- und Entlüftungsautomat mit Elastomer-Membran besteht aus einer Deckelkappe, einem Oberteil, einer Membran sowie einem Unterteil. Die Kunststoffteile Deckelkappe und Oberteil sind zweiteilig gespritzt, werden aber durch Fügen und Schweißen, Pressen und/oder Kleben einstückig. Ober- und Unterteil werden miteinander über die zwischengefügte Membran als Einlegeteil oder besser mit im Oberteil im 2K(Komponenten)-Verfahren angespritzte Membran als Dichtteil verschraubt. Das vorzugsweise Kunststoff-Unterteil besitzt darüberhinaus ein Kugelventil, welches mittels einer Kugel und einer Schraubenfeder gegen eine Zentralbohrung im Unterteil dichtet, beeinflußt jedoch durch einen Stößel des Oberteils, der je nach Schraubtiefe zwischen Ober- und Unterteil einen Gas- und Flüssigkeitskanal freigibt. Das Unterteil besitzt – ähnlich einer Doppelmuffe – ein weiteres Außengewinde, welches, mit einem Dichtring versehen, die Verbindung zur Heizungs- oder Warmwasseranlage oder geschlossenen Rohrkreisläufen bildet. Nach Vorstellung der Einzelkomponenten folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des Be- und Entlüftungsautomaten nach Zusammenbau.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, daß die Deckelkappe mindestens zwei Funktionen inne hat; sie bildet einerseits durch ihre glatte Oberfläche einen ästhetischen Abschluß und ein beruhigendes Erscheinungsbild des Be- und Entlüftungsautomaten nach außen und andererseits durch ihre Stützrippen eine zusätzliche Haltefunktion für die Membran bei unterschiedlichen Druckverhältnissen innerhalb der Anlage. Der sich ergebende kreisförmige Schlitz zwischen dem Rand der Deckelkappe und dem Innenrand des Oberteils bildet einen Teil des Gaskanals.
Eine weitere Ausprägungsform der erfinderischen Neuheit ist dadurch gegeben, daß das hohlzylinderförmige Oberteil am Außenzylinder Grifflächen besitzt, um die Verschraubung des Innengewindes mit dem Außengewinde des Unterteils zu erleichtern, da über diese Verschraubung auch die Flüssigkeitsdichtigkeit hergestellt werden muß. Zwischen Ober- und Unterteil ist im Innern des Oberteils die Membran als Einzelteil eingefügt oder als 2K-Spritzteil Bestandteil des Oberteils. Das Oberteil hat einen kreisförmigen Außenrand, der zur Deckelkappe hin, von einem zunächst kreisförmigen Gasdurchtrittskörper abgelöst wird.
Der Gasdurchtrittskörper besitzt eine Reihe von circa im 60°-Winkel beabstandeten, radial gerichteten Stützstegen, die in ihrem Zentrum einen axial gerichteten Befestigungsdom aufnehmen, dessen zum Unterteil gerichteten Ende in einen als Betätigungselement dienenden Stößel für das federnd gelagerte Kugelventil übergeht. Weiterhin dient der Befestigungsdom der nicht lösbaren Aufnahme der aufgesteckten Deckelkappe.
Zwischen je zwei Stützstegen bilden fächerartig senkrecht angeordnete Stützrippen einen rinnenförmigen Raum, dessen Winkelhalbierende ebenfalls den Befestigungsdom an dessen unteren Ende hält und eine mechanisch feste Verbindung zum Außenrand des Oberteils herstellt, wobei die Summe dieser Verbindungen eine kegelförmige, durch die Stützstege, die Winkelhalbierenden und die Stützrippen geformte Fläche aufspannt.
Hintergrund dieser etwas ungewöhnlich erscheinenden, durch sechs offene Rinnen gebildeten Flächengestaltung ist einerseits die Vergrößerung der Fläche gegenüber einer ebenen Kreisfläche und andererseits die Erhöhung der Steifigkeit der Anordnung, um die Drücke der verschiedenen Betriebszustände aufnehmen zu können, auch in Verbindung mit der noch aufzunehmenden dünnen Membran bezogen auf die aufgespannte Fläche und die aufzunehmenden Drücke.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die relativ dünne, gespritzte Elastomer-Membran – eine Zunahme der Materialstärke steht im reziproken Verhältnis zur Durchgangszahl – aus einem etwa kegelförmigen, die zuvor beschriebenen Rinnen nachvollziehenden Materialkörper besteht, dessen kreisförmiger Außenrand durch eine Materialwulst abgeschlossen wird, die – zwischen Ober- und Unterteil eingespannt – für Dichtigkeit sorgt, der sich von unten an die fächerartig angeordneten Stützrippen schmiegt und in einer dreieckförmig umlaufenden Dichtfläche zwischen Dom und Stößel des Oberteils sein zentrales Ende findet. Die Elastomer-Membran ist entweder ein gespritztes Einlegeteil oder ein im 2K-Verfahren mit dem Oberteil hergestelltes einstückiges Teil.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das hohlzylinderförmige Unterteil vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und ähnelt einem Doppelnippel mit zwei Außengewinden, wobei ein Außengewinde das Oberteil aufnimmt und das zweite Außengewinde die Verbindung des Be- und Entlüftungsautomaten zur wasserführenden Anlage darstellt. Im Bereich des zweiten Außengewindes weist das Unterteil einen rohrförmigen Ansatz auf, der den Flüssigkeits- und Gaskanal bildet und die Ventileinrichtung mit Ventilfeder und -kugel aufnimmt, wobei die Ventilkugel in axialer Richtung vom zylinderförmigen Stößel des Oberteils positioniert wird und gegen den Federdruck den Kanal freigibt oder zusperrt. Den Abschluß zum Oberteil bildet eine kegelförmig ausgeprägte Fläche, die in ihrem Zentrum den ventilgesteuerten Kanal als Bohrung aufweist, zum Außenrand hin eine radiale Begrenzungsfläche mit der Aufnahme der Membranwulst aufweist und zwischen Bohrung und Randfläche eine kegelförmige Fläche besitzt, deren Neigung der Stützrippe der Deckelkappe bzw. der Stützrippe der Rinne des Oberteils parallel folgt.
Die Funktionsweise des Be- und Entlüftungsautomaten kann wie folgt beschrieben werden; es gibt im wesentlichen zwei Betriebszustände und einen Übergangszustand.
Bei lose verschraubtem Ober- und Unterteil wirkt der Stößel des Oberteils nicht axial auf das Kugelventil und die Kugel schließt die Zentralbohrung des rohrförmigen Ansatzes des Unterteils dicht ab, da die Feder auf die Kugel in axialer Richtung wirkt. Gibt es einen Innendruck in der Anlage, der dem Außendruck – meist atmosphärischer Druck – überwiegt, wirkt dieser zusätzlich dichtend auf die Kugeloberfläche. Der kegelförmige Zwischenraum zwischen Ober- und Unterteil – auch Flüssigkeitsund Gaskanal bezeichnet – bleibt drucklos und/oder auch leer
– Betriebszustand 1.
Wird jetzt das Oberteil gegen das Unterteil allmählich verschraubt, legt sich die Wulst des Membrankörpers dichtend zwischen Innenrand Oberteil und Randfläche Unterteil, bei noch geschlossenem, gedichteten Kugelventil
– Übergangszustand.
Wird das Oberteil gegen das Unterteil weiter handfest verschraubt, wirkt einerseits die Dichtfunktion der Wulst des Membrankörpers absolut und andererseits der Stößel des Oberteils in axialer Richtung gegen den Federdruck und ggf. gegen den Innendruck öffnend auf das Kugelventil; der kegelförmige Zwischenraum zwischen Ober- und Unterteil – auch als Flüssigkeits- und Gaskanal bezeichnet – füllt sich druckbehaftet
– Betriebszustand 2.
Dies ist der 'normale' Betriebszustand, der Innendruck drückt das Flüssigkeits-/Gasgemisch mit Betriebsdruck gegen den semipermeablen Membrankörper: Flüssigkeiten werden zurückgehalten, Gase können durch die Membran über den Gaskanal zwischen Deckelkappe und Oberteil entweichen. Die relativ dünnwandige Membran schmiegt sich gegen die fächerartigen Stützrippen des Oberteils und dichtend gegen die dreieckförmige Dichtfläche zwischen Dom und Stößel des Oberteils.
Einen Sonderfall stellt die Anlage und das wasserführende System unter dem wesentlich höheren Prüfdruck dar
– Betriebszustand 3.
Bei diesem Betriebszustand wird entweder zuvor das Oberteil von dem Unterteil durch Aufschrauben gelöst, so daß das Kugelventil dicht schließt und der Be- und Entlüftungsautomat diesem Druck standhält oder es bleibt beim Betriebszustand 2 und die Stützrippen der Deckelkappe wirken zusätzlich auf die sich durchbiegende Membran, stützen sie ab – verletzen deren Oberfläche aber nicht. Prüfungen mit Prüfdruck sind zeitlich begrenzt.
Der Gegenstand der Erfindung wird nachfolgend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen von Ausführungsbeispielen weiter verdeutlicht. Es zeigen
1 Be- und Entlüftungsautomat, geöffnet, in Perspektive

a) Deckelkappe
b) Oberteil
c) Membran, semipermeabel

2 Be- und Entlüftungsautomat, halbgeschnitten, offen

a) Deckelkappe, Seitenansicht
b) Ober- und Unterteil, verschraubt, mit Ventil und Membran
c) Oberteil, Draufsicht, ohne Deckel

3 Be- und Entlüftungsautomat, halbgeschnitten, geschlossen

a) Ober-, Unterteil und Deckelkappe, verschraubt/verschweißt, mit Ventil und Membran
b) Oberteil, Draufsicht, mit Deckel.

Gleiche und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele sind in den Figuren jeweils mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird fortgesetzt anhand der Erläuterung der Figuren.
Wie aus 1 ersichtlich, besteht der Be- und Entlüftungsautomat mit Elastomer-Membran besteht aus einer Deckelkappe 1, einem Oberteil 2, einer Membran 4, einem Unterteil 5 sowie einem Kugelventil 7 – 2b), 3a). Die Kunststoffteile Deckelkappe und Oberteil sind zweiteilig gespritzt, werden aber durch Fügen und Schweißen, Pressen und/oder Kleben einstückig. Ober- und Unterteil werden miteinander über die zwischengefügte Membran als Einlegeteil oder besser mit im Oberteil im 2K(Komponenten)-Verfahren angespritzte Membran als Dichtteil verschraubt 25, 54. Das vorzugsweise Kunststoff-Unterteil besitzt darüberhinaus ein Kugelventil, welches mittels einer Kugel 72 und einer Schraubenfeder 71 gegen eine Zentralbohrung 57 im Unterteil dichtet, beeinflußt jedoch durch einen Stößel 30 des Oberteils, der je nach Schraubtiefe zwischen Ober- und Unterteil einen Gas- und Flüssigkeitskanal freigibt. Das Unterteil besitzt – ähnlich einer Doppelmuffe – ein weiteres Außengewinde 2 52, welches, mit einem Dichtring oder Dichtmasse 59 versehen, die Verbindung zur Heizungs- oder Warmwasseranlage oder geschlossenen Rohrkreisläufen bildet. Nach Vorstellung der Einzelkomponenten folgt eine Beschreibung der Funktionsweise des Be- und Entlüftungsautomaten nach Zusammenbau.
Die Deckelkappe 1 – 1a), 2a), 3a) – hat mindestens zwei Funktionen inne; sie bildet einerseits durch ihre glatte Oberfläche 11 einen ästhetischen Abschluß und ein beruhigendes Erscheinungsbild des Be- und Entlüftungsautomaten nach außen und andererseits durch ihre Stützrippen 13 eine zusätzliche Haltefunktion für die Membran 4 bei unterschiedlichen Druckverhältnissen innerhalb der Anlage. Der sich ergebende kreisförmige Schlitz 33 – 3 – zwischen dem Rand der Deckelkappe 12 und dem Innenrand 21 des Oberteils bildet einen Teil des Gaskanals 33.
Das hohlzylinderförmige Oberteil 2 – 1b), 2b)–c), 3 – besitzt am Außenzylinder 23 Grifflächen 24, um die Verschraubung des Innengewindes 25 mit dem Außengewinde 1 54 des Unterteils 5 zu erleichtern, da über diese Verschraubung auch die Flüssigkeitsdichtigkeit hergestellt werden muß. Zwischen Ober- und Unterteil ist im Innern 31 des Oberteils die Membran 4 als Einzelteil eingefügt oder als 2K-Spritzteil Bestandteil des Oberteils. Das Oberteil hat einen kreisförmigen Außenrand 21, der zur Deckelkappe 1 hin, von einem zunächst kreisförmigen Gasdurchtrittskörper 26 abgelöst wird.
Der Gasdurchtrittskörper besitzt eine Reihe von circa im 60°-Winkel beabstandeten, radial gerichteten Stützstegen 27, die in ihrem Zentrum einen axial gerichteten Befestigungsdom 29 aufnehmen, dessen zum Unterteil gerichteten Ende in einen als Betätigungselement dienenden Stößel 30 für die federnd 71 gelagerte Kugel 72 des Kugelventils 7 übergeht. Weiterhin dient der Befestigungsdom der nicht lösbaren Aufnahme der aufgesteckten Deckelkappe 1.
Zwischen je zwei Stützstegen 27 bilden fächerartig senkrecht angeordnete Stützrippen 28 einen rinnenförmigen Raum, dessen Winkelhalbierende 34 ebenfalls den Befestigungsdom 29 an dessen unteren Ende hält und eine mechanisch feste Verbindung zum Außenrand 21 des Oberteils herstellt, wobei die Summe dieser Verbindungen eine kegelförmige, durch die Stützstege 27, die Winkelhalbierenden 34 und die Stützrippen 28 geformte Fläche aufspannt.
Hintergrund dieser etwas ungewöhnlich erscheinenden, durch sechs offene Rinnen 26, 27, 28, 34 gebildeten Flächengestaltung ist einerseits die Vergrößerung der Fläche gegenüber einer ebenen Kreisfläche und andererseits die Erhöhung der Steifigkeit der Anordnung, um die Drücke der verschiedenen Betriebszustände aufnehmen zu können, auch in Verbindung mit der noch aufzunehmenden dünnen Membran 41, 44 bezogen auf die aufgespannte Fläche und die aufzunehmenden Drücke. Unterstützt wird der Membrankörper außerdem von den Stützrippen 13 der Deckelkappe 1, vor allem bei Einsatz von Prüfdruck.
Die relativ dünne, gespritzte Elastomer-Membran 4 – 1c), 2b), 3a) – eine Zunahme der Materialstärke steht im reziproken Verhältnis zur Durchgangszahl – besteht aus einem etwa kegelförmigen, die zuvor beschriebenen Rinnen nachvollziehenden Materialkörper 41, dessen kreisförmiger Außenrand 43 durch eine Materialwulst 42 abgeschlossen wird, die – zwischen Ober- 2, 31 und Unterteil 5, 55 eingespannt – für Dichtigkeit sorgt, der sich von unten an die fächerartig angeordneten Winkelhalbierenden 34 und Stützrippen 13, 28 schmiegt und in einer dreieckförmig umlaufenden Dichtfläche 32 zwischen Dom 29 und Stößel 30 des Oberteils sein zentrales Ende findet. Die Elastomer-Membran ist entweder ein gespritztes Einlegeteil oder – vorzugsweise – ein im 2K-Verfahren mit dem Oberteil hergestelltes einstückiges Teil.
Das hohlzylinderförmige Unterteil 5 – 2b), 3a) – ist vorzugsweise aus Kunststoff gefertigt und ähnelt einem Doppelnippel mit zwei Außengewinden 1, 2, wobei ein Außengewinde 1 54 das Oberteil 2 aufnimmt und das zweite Außengewinde 2 52 die Verbindung des Be- und Entlüftungsautomaten zur wasserführenden Anlage darstellt. Im Bereich des zweiten Außengewindes 2 weist das Unterteil einen rohrförmigen Ansatz 53 auf, der in seinem Innern den Flüssigkeits- und Gaskanal 60 bildet und die Ventileinrichtung 7 mit Ventilfeder 71 und -kugel 72 aufnimmt 58, wobei die Ventilkugel in axialer Richtung vom zylinderförmigen Stößel 30 des Oberteils positioniert wird und gegen den Federdruck den Kanal 57 freigibt oder zusperrt. Den Abschluß zum Oberteil bildet eine kegelförmig ausgeprägte Fläche 56, die in ihrem Zentrum den ventilgesteuerten Kanal 60 als Bohrung 57 aufweist, zum Außenrand hin eine radiale Begrenzungsfläche 55 mit der Aufnahme der Membranwulst 42 aufweist und zwischen Bohrung und Randfläche eine kegelförmige Fläche besitzt, deren Neigung der Winkelhalbierenden 34 oder der Stützrippe 28 der Rinne des Gasdurchtrittskörpers 26 des Oberteils folgt bzw. der Stützrippe 13 der Deckelkappe 1.
Die Funktionsweise des Be- und Entlüftungsautomaten kann wie folgt beschrieben werden – 2b), 3a); es gibt im wesentlichen zwei Betriebszustände und einen Übergangszustand.
Bei lose verschraubtem Ober- 2 und Unterteil 5 wirkt der Stößel 30 des Oberteils nicht auf das Kugelventil 7 und die Kugel 72 schließt die Zentralbohrung 57 des rohrförmigen Ansatzes 53 des Unterteils dicht ab, da die Feder 71 auf die Kugel in axialer Richtung wirkt. Gibt es einen Innendruck in der Anlage, der dem Außendruck – meist atmosphärischer Druck – überwiegt, wirkt dieser zusätzlich dichtend auf die Kugeloberfläche 72. Der kegelförmige Zwischenraum 44, 56 zwischen Ober- und Unterteil – auch Flüssigkeits- und Gaskanal 60 bezeichnet – bleibt drucklos und/oder auch leer
– Betriebszustand 1.
Wird jetzt das Oberteil 2 gegen das Unterteil 5 allmählich verschraubt, legt sich die Wulst 42 des Membrankörpers 41 dichtend zwischen Innenrand 31 Oberteil und Randfläche 55 Unterteil, bei noch geschlossenem, gedichteten Kugelventil 7
– Übergangszustand.
Wird das Oberteil 2 gegen das Unterteil 5 weiter handfest verschraubt, wirkt einer seits die Dichtfunktion der Wulst 42 des Membrankörpers 41 absolut und andererseits der Stößel 30 des Oberteils in axialer Richtung gegen den Federdruck 71 und ggf. gegen den Innendruck öffnend auf das Kugelventil 7; der kegelförmige Zwischenraum 44, 56 zwischen Ober- und Unterteil – auch als Flüssigkeits- und Gaskanal 60 bezeichnet – füllt sich druckbehaftet. Dies ist der 'normale' Betriebszustand, der Innendruck drückt das Flüssigkeits-/Gasgemisch mit Betriebsdruck gegen den semipermeablen Membrankörper 41: Flüssigkeiten werden zurückgehalten, Gase können durch die Membran 4 über den Gaskanal 33 zwischen Deckelkappe 1 und Oberteil 2 entweichen. Die relativ dünnwandige Membran 41, 44 schmiegt sich gegen die fächerartigen Stützrippen 28 des Gasdurchtrittskörpers 26 des Oberteils und dichtend gegen die dreieckförmige Dichtfläche 32 zwischen Dom 29 und Stößel 30 des Oberteils
– Betriebszustand 2.
Einen Sonderfall stellt die Anlage und das wasserführende System unter dem wesentlich höheren Prüfdruck dar. Bei diesem Betriebszustand wird entweder zuvor das Oberteil 2 von dem Unterteil 5 durch Aufschrauben gelöst, so daß das Kugelventil 7 dicht schließt und der Be- und Entlüftungsautomat diesem Druck standhält oder es bleibt beim Betriebszustand 2 und die Stützrippen 13 der Deckelkappe 1 wirken zusätzlich auf die sich durchbiegende Membran 4, 41, 44, stützen sie ab – verletzen deren Oberfläche aber nicht. Prüfungen mit Prüfdruck sind zeitlich begrenzt
– Betriebszustand 3.
Vorteilhafte Weiterentwicklungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche; die zahlreichen Möglichkeiten und Vorteile der Ausgestaltung der Erfindung spiegeln sich in der Anzahl der Schutzrechtsansprüche wider.
Bezugszeichenliste

1: Deckelkappe
11: Deckel
12: Deckelrand
13: Stützrippe
2: Oberteil
21: Außenrand
22: Kante
23: Seitenrand
24: Griffläche
25: Innengewinde
26: Gasdurchtrittskörper
27: Stützsteg
28: Stützrippe
29: Dom
30: Stößel
31: Innenrand
32: Auflage-/Dicht-/Stützfläche
33: Gaskanal
34: Winkelhalbierende
4: Membran, semipermeabel
41: Membrankörper
42: Wulst
43: Rand
44: Fläche
5: Unterteil
51: Körper
52: Außengewinde 2
53: Ansatz
54: Außengewinde 1
55: Dichtfläche
56: Kegelfläche
57: Durchgangsbohrung
58: Ventilaufnahme
59: Dichtring/-masse (nicht dargestellt)
60: Flüssigkeits-/Gaskanal
7: Kugelventil
71: Ventilfeder
72: Ventilkugel

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 202006004828 U [0020]
DE 202006007789 U [0022]
EP 1035365 [0024]
DE 202009013793 U [0026]
EP 10013271 [0026]
DE 202010009634 U [0028]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN EN 12 831 (Jun. 2003) [0005]
VOB/C DIN 18 380 [0005]
DIN 53 380 [0011]
DIN 53 122 [0011]

Claims

Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran – insbesondere ein automatisches Be- und Entlüftungsventil für Heizungs- und Warmwasseranlagen oder geschlossene Rohrkreisläufe unter besonderer Berücksichtigung des Einsatzes von Wiederholteilen und/oder des hydraulischen Abgleichs, dadurch gekennzeichnet, daß der Be- und Entlüftungsautomat – aus einer Deckelklappe (1), einstückig gefügt durch Schweißen, Pressen und/oder Kleben mit einem hohlzylinderförmigen Oberteil (2), – aus einer semipermeablen Membran (4), einstückig gefügt durch 2K(Komponenten)-Kunststoffspritzen mit einem Gasdurchtrittskörper (26) des Oberteils (2), – aus einem hohlzylinderförmigen Unterteil (5), mittels einer Membranwulst (42) dicht verschraubt mit dem Oberteil (2) und – aus einem Kugelventil (7), axial beweglich, eingefügt in die Ventilaufnahme (58) eines hohlzylinderförmigen Ansatzes (53) des Unterteils (5), besteht und – einen Flüssigkeits- und Gaskanal (57, 60) besitzt, der durch den mit dem Gasdurchtrittskörper (26) verbundenen Membrankörper (41) zum Gaskanal (13, 26, 33) semipermeabel reduziert.
Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die semipermeable Membran (4) als separates Spritzund Einlegeteil einstückig gefügt ist durch Schweißen, Pressen und/oder Kleben mit dem Gasdurchtrittskörper (26) des Oberteils (2).
Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchtrittskörper (26) des hohlzylinderförmigen Oberteils (2) zwischen einem mittig, in axialer Richtung angeordnetem Dom (29) und dem Außenrand (21) des Oberteils (2) so angeordnet ist, daß in radialer Richtung verlaufende Stützstege (27) und in axialer Richtung zu den Stützstegen an der Domseite beabstandete, mit ihrem anderen Ende mit dem Außenrand (21) zusammentreffende, diagonal verlaufende Winkelhalbierende (34) durch Stützrippen (28) miteinander verbunden sind, daß je zwei Stützstege, eine Winkelhalbierende und verbindende, senkrecht angeordnete Stützrippen einen zum Unterteil (5) hin keilförmigen, über den radialen Vollkreis mehrfach angeordneten offenen Raum bilden.
Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Gasdurchtrittskörper (26) durch je zwei Stützstege (27), eine Winkelhalbierende (34) und verbindende, senkrecht angeordnete Stützrippen (28) einen zum Unterteil (5) hin keilförmigen, über den radialen Vollkreis mehrfach angeordneten offenen Raum bildet und auf seiner zum Unterteil (5) hin gelegenen Seite eine Oberfläche aufspannt, die die Formgebung des Membrankörpers (41) der semipermeablen Membran (4) eindeutig folgt.
Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ebenendiagonal verlaufenden Seiten der Stützrippen (13) der Deckelkappe (1) einen Winkel zur radialen Ebene (11) aufweisen, der dem Winkel der diagonal verlaufenden Winkelhalbierenden (34) des Oberteils (2) und dem Winkel der Kegelfläche (56) des Unterteils (5) entspricht – eine parallele Anordnung bilden.
Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen (44) des Membrankörpers (41) der Membran (4) im Bereich des Gasdurchtrittskörpers (26) des Oberteils (2) eine fertigungstechnisch bedingte minimale Stärke aufweisen.
Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützrippen (28) des Oberteils (2) und die Stützrippen (13) der Deckelkappe (1) den Innendruck auf die Flächen (44) des Membrankörpers (41) der semipermeablen Membran (4) an der Stelle aufnehmen.
Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Werkstoff des Membrankörpers (41) der semipermeablen Membran (4) Gas- und Wasserdampfdurchlässigkeiten nach Prüfnorm aufweist, die den vergleichenden Werten von semipermeablen Membranfolien für diese Anwendung entsprechen.
Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomer-Werkstoff des Membrankörpers (41) der semipermeablen Membran (4) seine geforderten Gas- und Wasserdampfdurchgangs-Kennzahlen – durch Zusatzstoffe – wie kristallisierbare Polymere, feinste mineralische Füllstoffe, Porenmaterial, Nanomaterial – erfährt oder – durch Einmischen von feinsten mineralischen Füllstoffen mit molekularen Diffusionskanälen im Partikel oder – an der Kontaktstelle Partikel/Kunststoff mikroporös perforiert ist oder – mit Hilfe einer nanostrukturierten Komponente Poren einer vorbestimmten Größe zum Trennen einer Gas- oder Dampfmischung enthält.
Be- und Entlüftungsautomat mit einer Elastomer-Membran nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Elastomer-Membranwerkstoff des Membrankörpers (41) der semipermeablen Membran (4) seine geforderten Gas- und Wasserdampfdurchgangs-Kennzahlen durch eine Zusatzbearbeitung – wie unverstreckt oder durch Recken orientiert – erfährt.