DE19740674A1 - Blasenförmige Membran - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine blasenförmige Membran aus einem elastischen Material für ein Ausdehnungsgefäß zur Aufnahme von Volumenänderungen in einem Flüssigkeitssystem, welche als Trennelement zwischen einem Wasser- und Gasraum des Aus­ dehnungsgefäßes dient und wenigstens eine Öffnung aufweist, die gas- und flüssigkeitsdicht mit einem mit dem Leitungs­ netz des Flüssigkeitssystemes verbundenen Öffnungsbereich des Ausdehnungsgefäßes verbindbar ist.

Derartige Ausdehnungsgefäße mit Membranen dienen zur Aufnah­ me von Volumenänderungen, die beispielsweise durch druckab­ hängiges Ein- und Ausschalten von Pumpen, durch Druckschlag­ dämpfer oder auch temperaturbedingt in geschlossenen Flüs­ sigkeitsläufen, wie in Wasserversorgungssystemen, auftreten. Dabei werden häufig Blasenmembranen verwandt, die aus einem geeigneten Gummi bestehen und eine endseitige Öffnung auf­ weisen. Diese Öffnung ist mit einem umlaufenden kragenarti­ gen Rand versehen, der zum gas- und flüssigkeitsdichten An­ schluß der Membran an das Ausdehnungsgefäß dient, wobei der kragenartige Rand zwischen einer Flansch- und Deckelanord­ nung eingespannt wird und gleichzeitig als Dichtung dient.

Solche Membranen werden im Spritzgießverfahren hergestellt, wobei der Innenraum der Membran durch den Kern der Spritz­ gießform gebildet wird. Nach dem Spritzgießen wird zur Ent­ nahme der fertigen Membran die Außenform geöffnet und der elastische Spritzling von dem Kern gezogen. Da trotz der Elastizität des Gummiwerkstoffes die Dehnfähigkeit der Mem­ bran beschränkt ist, muß die Öffnung in der Membran, unab­ hängig von den Anforderungen an ihre Funktion, für das Ab­ ziehen von dem Kern eine bestimmte Größe aufweisen. Dies führt dazu, daß die Membranöffnung häufig viel größer ist, als es für die Verwendung im Ausdehnungsgefäß, insbesondere im Hinblick auf die Festigkeit des Behälters und die Anwen­ dung der Membran in dem Behälter, wünschenswert ist. Eine derartige, in einem Ausdehnungsgefäß angeordnete Membran ist beispielsweise in DE 196 09 375 C1 beschrieben. Dabei bildet die Blasenmembran den Wasserraum und durch die Membranöff­ nung erfolgt die Zu- und Abführung des Wassers im Flüssig­ keitslauf.

Aus DE 40 08 026 A1 ist eine ähnliche Dichtungsanordnung zwischen der Membran und dem Ausdehnungsgefäß bekannt. Bei der dort gezeigten Lösung bildet der Behälter, d. h. das Aus­ dehnungsgefäß, den Wasserraum, während der Gasraum von der Gummimembran gebildet wird. Der Behälter besteht dabei aus zwei Halbschalen aus nicht armiertem Kunststoff. Bei dieser Lösung ist der Nachteil bekannter Gummimembranen besonders deutlich ersichtlich. Obwohl die Membranöffnung nicht für den Durchtritt von Funktionselementen vorgesehen ist, wie sie bei der Anordnung des Wasserraumes innerhalb der Membran bei bestimmten Anwendungen benötigt werden (wie bei der Lö­ sung gemäß DE 196 09 375 C1), weist die Membran, wie in Fig. 1 der DE 40 08 026 A1 gezeigt, eine unverhältnismäßig große Öffnung auf, die allein aus der Herstellung der Mem­ bran durch Spritzgießen resultiert.

Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Lösung zu schaf­ fen, bei der die Öffnung und Befestigungsmöglichkeit der Membran zum Einbau in das Ausdehnungsgefäß ausschließlich nach den Bedürfnissen der Funktion gestaltet werden kann.

Diese Aufgabe wird mit einer Membran der eingangs bezeichne­ ten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Membran aus einem in einem ohne Verwendung einer Innenform durchgeführ­ ten Formgebungsprozeß hergestellten Kunststoffkörper be­ steht, deren Öffnung gas- und flüssigkeitsdicht mit einem Anschlußelement verbunden ist.

Bei einer so gestalteten Membran aus elastischem Kunststoff, die beispielsweise in einem Blasformschritt herstellbar ist, wird bei der Herstellung keine Innenform benötigt, so daß die Membran anschließend nach ihrer Herstellung nicht von einer Innenform abgezogen werden muß. Die Membran kann des­ halb so gestaltet werden, wie sie für ihren Einsatzzweck auch wirklich benötigt wird, d. h. der Öffnungsbereich kann einen wesentlich kleineren Querschnitt aufweisen als bei bekannten Gummimembranen. Dies hat zur Folge, daß auch die zugehörige Öffnung im Behälter des Ausdehnungsgefäßes klei­ ner ausgeführt werden kann, so daß die notwendige Behälter­ festigkeit auf wesentlich einfachere Weise erreicht werden kann. Die Membran kann auch auf einfache Weise montiert wer­ den, da sie einfach mit ihrem Anschlußelement in die Öffnung des Behälters eingeschraubt oder in ähnlicher Weise befe­ stigt wird.

Dazu ist besonders vorteilhaft vorgesehen, daß das Anschluß­ element mit Verbindungsmitteln zur gas- und flüssigkeits­ dichten Verbindung mit der Öffnung des Ausdehnungsgefäßes und mit Verbindungsmitteln zum gas- und flüssigkeitsdichten Verbinden mit dem Leitungsnetz ausgerüstet ist.

Vorzugsweise ist vorgesehen, daß die Membran form- und/oder stoff- und/oder kraftschlüssig mit dem Anschlußelement ver­ bunden ist. Dies kann beispielsweise durch Verkleben oder Verschweißen geschehen, besonders bevorzugt kann auch vor­ gesehen sein, daß die Membran und das Anschlußelement in einem einzigen Formgebungsprozeß einteilig hergestellt sind.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung kann vorgesehen sein, daß das Anschlußelement aus einem inneren rohrförmigen Teil und einem äußeren Teil besteht. Das innere rohrförmige Teil dient dann als Leitungsanschluß und das äußere, dieses umgebende Teil als Befestigungsbuchse zur Befestigung am Öffnungsbereich der Membran und des Ausdehnungsgefäßes. Das innere Teil kann aus Metall oder Kunststoff bestehen, das äußere Teil besteht bevorzugt aus Kunststoff.

Zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe sieht die Erfin­ dung vorteilhaft auch ein Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Membran vor, welches sich dadurch aus­ zeichnet, daß die Membran in einem Blasformschritt aus einem elastischen Kunststoff geformt und mit dem Anschlußelement gas- und flüssigkeitsdicht verbunden wird.

Um die gas- und flüssigkeitsdichte Verbindung mit dem An­ schlußelement zu erreichen, ist vorteilhaft vorgesehen, daß das Anschlußelement form- und/oder stoff- und/oder kraft­ schlüssig mit der Membran verbunden wird.

Letzteres kann besonders bevorzugt dadurch geschehen, daß das Anschlußelement als Einlegeteil in den Blasformschritt eingebracht wird.

Alternativ kann aber auch vorgesehen sein, daß das Anschluß­ element mit der Öffnung der Membran verschweißt oder ver­ klebt oder in sonstiger Weise verbunden wird.

Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung bei­ spielsweise näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Ausdehnungsgefäß mit einer erfindungsgemäßen blasenförmigen Membran und

Fig. 2 eine vergrößerte Teilansicht des Öffnungsbereiches der Membran und das Ausdehnungsgefäß in einer alter­ nativen Ausgestaltung.

Ein Ausdehnungsgefäß zur Aufnahme von Volumenänderungen in einem Flüssigkeitssystem besteht beispielsweise aus einem Metallbehälter 1, der aus zwei umlaufend dicht miteinander verbundenen Halbschalen besteht, der Verbindungsbereich ist mit 2 angedeutet. Im oberen Bereich des Behälters 1 ist in üblicher Weise ein Gasventil 3 angeordnet, im unteren Be­ reich des Behälters 1 ist eine kragenförmige Öffnung 4 aus­ gebildet. Anstelle der kragenförmigen Öffnung 4 kann in der unteren Halbschale des Behälters 1 auch nur eine Öffnung ausgespart sein, in welche ein kragenartiges Formteil einge­ setzt wird.

Innerhalb des Behälters 1 ist eine blasenförmige Membran 5 angeordnet, die eine kragenförmige Öffnung 6 aufweist. Der Öffnungsquerschnitt der Membran 5 und des Behälters 1 ist dabei nur so groß, wie dies aus strömungsmechanischen Ge­ sichtspunkten erforderlich ist, um eine einwandfreie Durch­ strömung zu gewährleisten. Diese Membran 5 ist aus einem elastischen Kunststoff in einem Formgebungsprozeß ohne Ver­ wendung einer Innenform hergestellt, beispielsweise durch ein Blasformverfahren. Die Öffnung 6 der Membran 5 ist dabei mit einem Anschlußelement 7 gas- und flüssigkeitsdicht ver­ bunden, dieses Anschlußelement 7 ist beim Ausführungsbei­ spiel nach Fig. 1 aus einem Teil, beispielsweise aus Kunst­ stoff, hergestellt, es kann form- und/oder stoffschlüssig mit der Öffnung 6 der Membran 5 verbunden werden, dies kann durch Verschweißen, durch Verkleben oder in sonstiger Weise geschehen, ganz bevorzugt ist vorgesehen, daß das Anschluß­ element 7 als Einlegeteil in dem Blasformschritt zur Herstellung der Membran 5 eingebracht wird.

Das Anschlußelement 7 erweitert sich in seinem aus der Öff­ nung 6 der Membran 5 austretenden Bereich zunächst etwas radial nach außen, stufenförmig in einen Bereich 7a, der mit einem Außengewinde 8 versehen ist und es ermöglicht, das Anschlußelement 7 mit der zuvor in den Behälter 1 einge­ steckten Membran in die Öffnung 4 des Behälters 1 einzu­ schrauben, wobei selbstverständlich im Bereich der Öffnung 4 des Behälters 1 ein Innengewinde vorgesehen ist. Bei Verwen­ dung eines in die Öffnung des Behälters 1 eingesetzten kra­ genförmigen Formteils wird das Anschlußelement 7 dementspre­ chend in das Formteil eingeschraubt oder in anderer Weise mit diesem verbunden.

Das Anschlußelement 7 weist darüber hinaus einen weiteren, radial nach außen vorstehenden Bereich 7b auf, der stirnsei­ tig in montierter Lage, vorzugsweise unter Zwischenschaltung einer Dichtung 9, am äußeren Ende der Öffnung 4 des Behäl­ ters 1 dicht anliegt. Außenseitig ist das Anschlußelement 7 mit einem Bereich 7c versehen, der mit einem Gewinde 17 aus­ gerüstet ist, um das Ausdehnungsgefäß an ein nicht darge­ stelltes Leitungsnetz eines Flüssigkeitslaufes anschließen zu können. Die Membran 5 bildet somit den mit 10 bezeichne­ ten Flüssigkeitsraum des Ausdehnungsgefäßes, während der nicht von der Membran 5 ausgefüllte Bereich des Behälters 1 den Gasraum 11 bildet, der durch das Gasventil 3 mit Gas befüllt werden kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 2 unterscheidet sich von der­ jenigen nach Fig. 1 dadurch, daß das Anschlußelement zwei­ teilig ausgeführt ist, dieses Anschlußelement ist mit 12 be­ zeichnet. Es besteht aus einem inneren rohrförmigen Teil 13 mit außenseitigem Gewinde 14 zum Anschluß an das Leitungs­ netz und einem dieses bereichsweise umgebenden äußeren Teil 15, welches dicht mit der kragenförmigen Öffnung 6 der Mem­ bran 5 verbunden ist und dicht in die Öffnung 4 des Behäl­ ters 1 einschraubbar ist (Gewinde 16). Das innere Teil 13 besteht bevorzugt aus Metall, während das äußere Teil 15 aus Kunststoff besteht. Beide Teile sind fest und dicht mitein­ ander stoff- und/oder form- und/oder kraftschlüssig verbun­ den.

Natürlich ist die Erfindung nicht auf die dargestellten Aus­ führungsbeispiele beschränkt. Weitere Ausgestaltungen sind möglich, ohne den Grundgedanken zu verlassen. So kann das Anschlußelement 7 bzw. 12 auch eine andere Form aufweisen und auch auf andere Weise, vorzugsweise lösbar, im Bereich der Öffnung 4 des Behälters 1 befestigt sein und dergl. mehr.

Claims (8)

1. Blasenförmige Membran aus einem elastischen Material für ein Ausdehnungsgefäß zur Aufnahme von Volumenänderungen in einem Flüssigkeitssystem, welche als Trennelement zwischen einem Wasser- und Gasraum des Ausdehnungsgefäßes dient und wenig­ stens eine Öffnung aufweist, die gas- und flüssigkeitsdicht mit einer mit dem Leitungsnetz des Flüssigkeitssystemes ver­ bundenen Öffnung des Ausdehnungsgefäßes verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) aus einem in einem ohne Verwendung einer Innenform durchgeführten Formgebungsprozeß hergestellten Kunststoffkörper besteht, deren Öffnung (6) gas- und flüs­ sigkeitsdicht mit einem Anschlußelement (7, 12) verbunden ist.

2. Membran nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (7, 12) mit Verbindungsmitteln (8, 16) zur gas- und flüssigkeitsdichten Verbindung mit der Öffnung des Behälters (1) des Ausdehnungsgefäßes und mit Verbin­ dungsmitteln (17, 14) zum gas- und flüssigkeitsdichten Ver­ binden mit dem Leitungsnetz ausgerüstet ist.

3. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß diese form- und/oder stoff- und/oder kraftschlüssig mit dem Anschlußelement (7, 12) verbunden ist.

4. Membran nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (5) und das Anschlußelement (7, 12) in einem einzigen Formgebungsprozeß einteilig hergestellt sind.

5. Membran nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement (12) aus einem inneren rohrförmigen Teil (13) und einem äußeren Teil (15) besteht.

6. Verfahren zur Herstellung einer Membran nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran in einem Blasformschritt aus einem elasti­ schen Kunststoff geformt und mit dem Anschlußelement gas- und flüssigkeitsdicht verbunden wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement form- und/oder stoff- und/oder kraftschlüssig mit der Membran verbunden wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Anschlußelement als Einlegeteil in den Blasform­ schritt eingebracht wird.