DE19901798B4

DE19901798B4 - Be- und/oder Ent-Lüftungsventil für Niederdruckbehälter

Info

Publication number: DE19901798B4
Application number: DE19901798A
Authority: DE
Inventors: Gerd Schollenberger
Original assignee: Parker Hannifin GmbH and Co KG
Current assignee: Parker Hannifin GmbH and Co KG
Priority date: 1999-01-19
Filing date: 1999-01-19
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2019-01-20
Also published as: DE19901798A1

Abstract

In das Lüftungsloch (38) eines auch Gas enthaltenden Niederdruckbehälters für feste und/oder flüssige Stoffe einsetzbares selbsttätiges Be- oder Ent-Lüftungsventil mit einem Ventilkörper (14) sowie mindestens einer statischen und/oderdynamischen Dichtlippe (36 bzw. 32), wobei die die Achse (10) des Ventilkörpers (14) umlaufende, mit diesem verbundene statische Dichtlippe (36) mit der Wandung des Lüftungsloches (38) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß als dynamische Dichtlippe (32) der radial innere Rand des zentralen Durchbruches einer ringförmigen Membran (16) vorgesehen ist, deren radialäußerer Rand am Umfang des starren Ventilkörpers (14) gelagert ist, durch den die Membran (16) vom Gas druckbeaufschlagt ist; und daß der Ventilkörper (14) des geschlossenen Ventils eine den inneren Membranrand berührende, sich axial verjüngende, ringförmige Dichtfläche (28) aufweist, deren in achsparallelerVentilschließrichtung wachsender Umfang eine von der Membranalterung abhängige radiale Erweiterung des Membrandurchbruches ausgleicht.

Description

Die Erfindung betrifft ein in das Lüftungsloch eines auch Gas enthaltenden Niederdruckbehälters für feste und/oder flüssige Stoffe einsetzbares selbsttätiges Be-oder Ent-Lüftungsventil gemäß Oberbegriff des Anspruches 1.
Solche Behälter können Gehäuse von Maschinen- und Fahrzeugteilen sowie Akkumulatoren (Zellen/Batterien), und Fluid-Tanks sein.

Bei einem aus der US-PS 5.455.124 (3) bekannten Lüftungsventil für Behälteröffnungen sind die statische und die dynamische Dichtlippe (34) identisch sowie zwecks Zusammenwirkung mit dem Lüftungsloch am radial äußeren Rand (33) des zweiteiligen Ventilkörpers (32, 35) angeordnet. Nachteilig ist daran, dass die allmähliche, auf Erwärmung zurückzuführende Alterung der Dichtlippe das Ventil undicht werden lässt und dieses auf die Mitwirkung des Lüftungsloches angewiesen ist, in dem der Ventilkörper sitzt.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein diese Nachteile vermeidendes Lüftungsventil zu schaffen, das dicht bleibt und autark arbeitet.

Diese Aufgabe ist durch das Lüftungsventil gemäß Anspruch 1 gelöst. Durch das Zusammenwirken des inneren Membranrandes.mit der zum Beispiel konischen Dichtfläche des Ventilkörpers stellt sich das Ventil bei Membranalterung im Sinne der Bewahrung der Dichtheit selbsttätig nach. Durch die Trennung der dynamischen von der statischen Dichtlippe, die an ihrem angestammten Platz verbleibt, und ihre Verlegung an das Zentrum des Ventilkörpers erhält das Ventil eine vom Einbauraum (Lüftungsloch) unabhängige, selbständige Funktion.

Mögliche und bevorzugte Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Lüftungsventiles sind in den Unteransprüchen charakterisiert: die bevorzugten Ausführungsformen sind in zwei einander entgegengesetzten Lüftungsrichtungen wirksame Be- und Entlüftungsventile gemäß Anspruch 5, die sowohl rotationssymmetrisch als auch symmetrisch bezüglich einer Mittelebene sind, wenn man von den zwei erforderlichen Durchbrüchen des Ventilkörpers absieht, auf deren Anordnung und Ausbildung es dabei nicht ankommt. Infolgedessen kann dieses Lüftungsventil in einer beliebigen von zwei Lagen in das Lüftungsloch eingesetzt werden, welche durch Wenden einander überführbar sind. Das heißt, der Monteur muss nicht darauf achten, 'wie herum' er das Ventil einsetzt – es funktioniert immer richtig.

Die Ausgestaltung und Anordnung der Durchbrüche des Ventilkörpers gemäß Anspruch 7 ist besonders einfach und dennoch zweckmäßig.

Wird gemäß Anspruch 8 eine Bohrung verschlossen und eine Membran weggelassen, wirkt das Lüftungsventil nur in einer Lüftungsrichtung. Mittels vier Ventilteilen (ein Ventilkörper, ein Stopfen und zwei Membranen) kann also wahlweise ein einfach oder doppelt wirkendes Lüftungsventil aufgebaut werden.

Im Folgenden ist die Erfindung anhand zweier beispielhaft durch die Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsformen und einer einfachen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lüftungsventiles im Einzelnen erläutert.
Es zeigt:
1 einen Querschnitt einer ersten Ausführungsform in Verbindung mit einem Lüftungsloch
2 einen halben Querschnitt einer zweiten Ausführungsform und
3 eine gleiche Darstellung einer Variante der ersten Ausführungsform
Das erste und zweite Ausführungsbeispiel sind je ein doppelt wirkendes Be- und Ent-Lüftungsventil, das – abgesehen von einer Einzelheit (siehe unten) – bezüglich einer Figurenachse 10 rotationssymmetrisch und bezüglich einer Mittelebene 12, auf der die Figurenachse 10 senkrecht steht, spiegelbildlich gestaltet ist. Diese Doppel-Ventile bestehen also aus zwei zu einer Einheit vereinigten Einzel-Ventilen gleichen Aufbaus, der sich in 1 an der vollständigen Symmetrie bezüglich des Schnittpunktes der Figurenachse 10 und der Spur der Mittelebene 12 zeigt.
Die erste Ausführungsform besteht gemäß 1 aus einem Ventilkörper 14 aus Kunststoff (zum Beispiel PP) und aus zwei gleichen Membranen 16 aus Elastomer oder einem entsprechenden Kunststoff (zum Beispiel PU) mit je einem von zwei gleichen Reifen 18 aus Metall (zum Beispiel Federstahl), die an die Membranen 16 vulkanisiert sind.
Der einstöckige Ventilkörper 14 besteht seinerseits aus einer planparallelen Scheibe 20 mit kreiszylindrischer Umfangsfläche 22 und aus zwei axial vorspringenden, zentralen Naben 24 in Form von Kegelstümpfen auf den beiden Breitseiten der Scheibe 20. Jede Nabe 24 weist infolgedessen eine ebene Stirnfläche 26, auf der die Figurenachse 10 senkrecht steht, und eine konische Dichtfläche 24 auf.
Als Durchbrüche des Ventilkörpers 14 sind zwei schräg zur Figurenachse 10 angeordnete, parallele Bohrungen 30 vorgesehen, von denen jede im Zentrum einer Stirnfläche 26 und am Fuß der ihr abgewandten Nabe 24 auf die Außenseiten des Ventilkörpers 14 ausmündet.
Jede der zwei durchbrochenen Membranen 16 hat ungefähr die Form eines Schnappdeckels (vgl. 2) mit zentralem Loch, dessen gewulsteter Rand eine dynamische Dichtlippe 32 bildet, die an der zugeordneten stationären Dichtfläche 28 anliegt und von dieser zwecks Ventilöffnung abhebt, wenn in dem vom Ventilkörper 14 und der Membran 16 eingeschlossenen ringförmigen Hohlraum 34 durch die einmündende Bohrung 30 ein Luftüberdruck eintritt, bei dessen Schwinden das Ventil schließt. Bei Alterung der Membran 16 kann sich ihr radial innerer Rand (Lippe 32) der Dichtfläche 28 entlang gegen die Scheibe 20 des Ventilkörpers 14 verlagern, um die Dichtwirkung zu erhalten. – Der radial äußere Rand jeder Membran 16 weist auf seiner radialen Außenseite eine im Profil stumpfwinklig-dreieckige statische Dichtlippe 36, die mit der Berandung des kreiszylindrischen Lüftungsloches 38 für den Luftdichten Sitz des Doppel-Ventiles sorgt, und auf seiner radialen Innenseite eine kreiszylindrische Haftfläche 40 für den zugeordneten Metallreifen 18 auf, der auf die Umfangsfläche 22 der Ventilkörper-Scheibe 20 gespannt ist.
Die zweite Ausführungsform stimmt, wie ein Vergleich der 1 und 2 veranschaulicht, bis auf den radial äußeren Rand der Membranen 16' und dessen Befestigung am Ventilkörper 14' mit der ersten Ausführungsform überein, so daß dessen Erläuterung mit dieser Ausnahme auch für die zweite gilt.
Statt der Haftfläche 40 und des anvulkanisierten Metallreifens 18 weist jetzt jede Membran 16' an ihrem radial äußeren Rand einen wulstartigen Vorsprung 42 radial nach innen auf, der in eine von zwei entsprechend profilierten Ringnuten 44 des Ventilkörpers 14' kraft- und formschlüssig eingreift. In eine der zwei Bohrungen 30 des Ventilkörpers 14' kann ein Verschlussstopfen 46 eingefügt sein, um das Doppel-Ventil in ein Einfach-Ventil umzuwandeln, das gegebenenfalls diejenige Membran 16 nicht benötigt, welche den von der (verstopften) Bohrung 30' mit Luft beschickten Hohlraum 34 einschließt.
Die Variante der ersten Ausführungsform ist gemäß 3 ein einfach wirkendes Ventil, nämlich die in 1 obere Hälfte des dort veranschaulichten Doppel-Ventils, welche sich oberhalb von dessen Mittelebene 12 befindet, mit zwei den Wegfall der unteren Hälfte und der Bohrungen 30 kompensierenden Merkmalen: erstens einem Durchbruch 48 der Scheibe 20'', in der Nähe der Nabe 24, zum Hohlraum 34; zweitens einer achsparallelen, radial nach innen abgewinkelten Verlängerung 50 des Reifens 18, welche den radial äußeren Rand der Scheibe 20'' des Ventilkörpers 14'' hintergreift.
Es ist möglich, den Durchbruch (48) der Scheibe 20'' als von der Nabe 24 entfernte Bohrung auszubilden und eine uneingebaut ebene Membran mittels einer am Scheibenrand befestigten Hülse zu lagern, auf deren radialer Außenseite in der Membranebene eine isolierte statische Dichtlippe befestigt ist.

Claims

In das Lüftungsloch (38) eines auch Gas enthaltenden Niederdruckbehälters für feste und/oder flüssige Stoffe einsetzbares selbsttätiges Be- oder Ent-Lüftungsventil mit einem Ventilkörper (14) sowie mindestens einer statischen und/oder dynamischen Dichtlippe (36 bzw. 32), wobei die die Achse (10) des Ventilkörpers (14) umlaufende, mit diesem verbundene statische Dichtlippe (36) mit der Wandung des Lüftungsloches (38) zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, daß als dynamische Dichtlippe (32) der radial innere Rand des zentralen Durchbruches einer ringförmigen Membran (16) vorgesehen ist, deren radial äußerer Rand am Umfang des starren Ventilkörpers (14) gelagert ist, durch den die Membran (16) vom Gas druckbeaufschlagt ist; und daß der Ventilkörper (14) des geschlossenen Ventils eine den inneren Membranrand berührende, sich axial verjüngende, ringförmige Dichtfläche (28) aufweist, deren in achsparalleler Ventilschließrichtung wachsender Umfang eine von der Membranalterung abhängige radiale Erweiterung des Membrandurchbruches ausgleicht.
Lüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an den äußeren Rand der aus einem Elastomer bestehenden Membran (16) ein Metallreifen (18) anvulkanisiert ist, der auf den Umfang des Ventilkörpers (14) gespannt ist ( 1 und 3).
Lüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rand der aus einem Elastomer bestehenden Membran (16') einen Wulst (Vorsprung 42) aufweist, der kraftund/oder formschlüssig in eine Ringnut (44) am Umfang des Ventilkörpers (14') eingreift (2).
Lüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (14'') als Scheibe (20'') einseitig mit zentraler Nabe (24), welche die Dichtfläche (28) aufweist, ausgebildet ist und einen Durchbruch (48) hat, der die zwei Breitseiten des Ventilkörpers (14'') miteinander verbindet (3).
Be- und Ent-Lüftungsventil nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilkörper (14) spiegelbildlich verdoppelt ist, wobei die zwei Dichtflächen (28) auf einander abgewandten Breitseiten des Ventilkörpers (14) liegen, und daß zwei spiegelbildlich angeordnete, gleiche Membrane (16) vorgesehen sind (1).
Lüftungsventil nach den Ansprüchen 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Durchbrüche (Bohrungen 30) des Doppel-Ventilkörpers (14) je an einer Stirnfläche (26) der einen bzw. anderen Nabe (24) und an deren Dichtfläche (28) an einer Stelle münden, die von der zugeordneten Membran (16) verdeckt ist (1).
) Lüftungsventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zwei Durchbrüche parallele schräge Bohrungen (30) sind, die je in der Mitte der Stirnfläche (26) der einen Nabe (24) und am Fuß der anderen Nabe (24) enden (1).
) Lüftungsventil nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß einer der beiden Durchbrüche (Bohrungen 30') zugestopft (siehe 46) ist und eine der beiden Membranen (16') entfernt ist (2).