-
Diese
Erfindung bezieht sich auf ein Entlüftungsventil und eine
Verschlussschraube, in die dieses Entlüftungsventil eingebaut
ist, sowie auf eine entsprechende Verwendung.
-
Entlüftungsventile
sind für verschiedene Anwendungen bekannt. Sie dienen zum
Abführen von Gasen ab einem bestimmten Druck, durchaus
auch von anderen Gasen als Luft. Ein beispielhafter und im vorliegenden
Zusammenhang bevorzugter Anwendungsbereich sind Entlüftungsventile
für Getriebe, und zwar insbesondere Elektromotorengetriebe.
In der Regel sind Entlüftungsventile in diesem Bereich in
einer Verschlussschraube ausgebildet.
-
Ein
einschlägiges Entlüftungsventil zeigt die
DE 39 32 118 C2 .
Das dort in einer Verschlussschraube ausgebildete Entlüftungsventil
ist zweiteilig aufgebaut, wobei zwischen einem Oberteil und einem
Unterteil durch das Ventil abgedichtet wird. Der Ventilkörper
ist eine von einer Schraubenfeder beaufschlagte Kugel, die gegen
einen konischen Sitz gepresst wird.
-
Ein
weiteres einschlägiges Entlüftungsventil und eine
entsprechende Verschlussschraube sind dargestellt in der
DE 10 2006 050 723.1 .
Die oben beschriebene Kugel ist dort durch eine separate elastische
Ringdichtung ersetzt.
-
Darüber
hinaus wird verwiesen auf die zum Anmeldetag der vorliegenden Anmeldung
noch nicht veröffentlichte
DE 10 2007 058 160.4 . In dieser
Patentanmeldung ist eine Verbesserung der zuvor benannten Entlüftungsventile
und Verschlussschrauben dargestellt, bei der durch eine Verformung
eines konisch-hohlzylindrischen Elastomer-Dichtungselements auch
eine Belüftungsfunktion ermöglicht wird.
-
Auch
der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde,
die Gebrauchseigenschaften von Entlüftungsventilen, insbesondere
für Verschlussschrauben und insbesondere bei Getriebeanwendungen,
weiter zu verbessern.
-
Dieses
Problem wird gelöst durch ein Entlüftungsventil
mit einem ersten elastisch beaufschlagten beweglichen Ventilkörper,
der zum Öffnen des Entlüftungsventils durch einen
Gasdruck gegen die elastische Kraft in einer ersten Richtung bewegt
werden kann, gekennzeichnet durch einen zweiten elastisch beaufschlagten
beweglichen Ventilkörper, der in dem ersten Ventilkörper
angeordnet ist und zum Öffnen des Entlüftungsventils
durch einen zu dem genannten Gasdruck komplementären Gasdruck
gegen die ihn beaufschlagende elastische Kraft bewegt werden kann.
Ferner richtet sich die Erfindung auf eine mit dem Ventil ausgestattete
Verschlussschraube und eine Verwendung dieses Entlüftungsventils oder
der Verschlussschraube für ein Getriebe, insbesondere Elektromotorgetriebe.
-
Bevorzugte
Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben und werden im Folgenden näher erläutert.
Die Erläuterungen in der folgenden Beschreibung beziehen
sich dabei implizit auf alle Anspruchskategorien, ohne dass zwischen diesen
noch im Einzelnen unterschieden wird.
-
Der
Erfindung liegt die Beobachtung zugrunde, dass es bei Entlüftungsventilen
in bestimmten Situationen auch wesentlich sein kann, eine gewisse, wenn
auch vielleicht nur geringe, Belüftung zuzulassen, wenn
ein entsprechender äußerer Überdruck entsteht.
Beispielsweise können in Getrieben bei Betriebsunterbrechungen
Unterdrücke entstehen, die bestimmten Bauteilen im Getriebe
nicht zuträglich sind. Etwa können an der Leistungsgrenze
betriebene Elektromotorgetriebe im Betrieb erhöhte Temperaturen
erreichen und bei Betriebsunterbrechungen dementsprechend stark
abkühlen, so dass in dem zuvor entlüfteten Innenvolumen
ein Unterdruck entsteht. Dadurch können beispielsweise
Wellendichtungen einem erhöhten Anpressdruck ausgesetzt sein
und beim Wiederanfahren des Getriebes einem unnötigen Verschleiß unterliegen.
Solche Probleme treten vor allem dann vermehrt auf, wenn aus Kosten-
oder Platzgründen im Verhältnis zu den Anforderungen
relativ kleine Getriebe verbaut werden.
-
Wenn
nun in einem Entlüftungsventil eine gewisse zusätzliche
Belüftungsfunktion eingeplant wird, können die
beschriebenen und ähnliche Situationen vermieden werden.
Insbesondere sieht die Erfindung hierzu zusätzlich zu dem
bei vorbekannten Entlüftungsventilen vorhandenen beweglichen
Ventilkörper einen zweiten beweglichen Ventilkörper
vor. Beide Ventilkörper sollen elastisch beaufschlagt sein. Der
zweite bewegliche Ventilkörper soll innerhalb des ersten
angeordnet sein.
-
Die
jeweiligen Öffnungsbewegungen sind dabei erfindungsgemäß gegenläufig
und reagieren auf komplementäre Druckverhältnisse.
Bei einem Überdruck auf einer Seite des Entlüftungsventils
(beispielsweise dem Getriebeinneren) wird ab einem bestimmten Schwellenwert
die Entlüftungsfunktion ausgelöst, indem der erste
bewegliche Ventilkörper ausgelenkt und damit das Ventil
geöffnet wird; umgekehrt wird bei einem Unterdruck auf
derselben Seite, das heißt einem Überdruck auf
der anderen (dem Getriebeäußeren) der zweite Ventilkörper
innerhalb des ersten in umgekehrter Richtung bewegt, um das Entlüftungsventil
zu öffnen. Natürlich können die Funktionen
auch umgekehrt verteilt werden, indem der zweite bewegliche Ventilkörper,
also der innere, die Entlüftungsfunktion und der erste,
also den zweiten umfassende, die Belüftungsfunktion übernimmt.
-
Die
Anordnung des zweiten beweglichen Ventilkörpers innerhalb
des ersten nutzt das vorgegebene Bauvolumen besonders effizient
aus und ermöglicht praktische und besonders zuverlässige
Lösungen. Dies gilt besonders unter Berücksichtigung der
gegenläufigen Ventilkörperbewegung. Eine bestimmte
Baulänge des Entlüftungsventils kann dann nämlich
für beide Bewegungen ausgenutzt werden, was aber nicht
zwingend bedeutet, dass beide Bewegungsstrecken gleichlang oder
vollständig überlappend sein müssen.
-
Vorzugsweise
sind die beiden beweglichen Ventilkörper jeweils linear
geführt, und zwar vorzugsweise in einem Ventilkanal, in
dem auch die beim Entlüften und Belüften transportierten
Gase strömen. Dabei kann der erste bewegliche Ventilkörper
einen weiteren Ventilkanal in sich beinhalten, in dem der zweite
bewegliche Ventilkörper geführt ist.
-
Die
elastische Beaufschlagung der beweglichen Ventilkörper
erfolgt in einer besonders günstigen und zuverlässigen
Weise durch Federn, insbesondere metallische Federn und besonders
bevorzugterweise Schraubenfedern. Metallfedern erlauben gegenüber
Elastomerelementen eine weitgehend temperaturunabhängige
Einstel lung von Federkräften und Druckschwellenwerten für
die jeweiligen Öffnungsbewegungen, also die Entlüftungsfunktionen
und die Belüftungsfunktionen. Schraubenfedern sind besonders
gut an eine lineare Führung der beweglichen Ventilkörper
angepasst.
-
Grundsätzlich
sind die beiden beweglichen Ventilkörper vorzugsweise weitgehend
axialsymmetrisch aufgebaut und konzentrisch zueinander. Die Axialsymmetrie
bedeutet dabei nicht zwingend, dass die beweglichen Ventilkörper
vollständig rotationssymmetrisch sein müssen.
Vielmehr kann es davon auch Abweichungen geben, insbesondere durch mehrzählige
Axialsymmetrien, im Rahmen der Ausführungsbeispiele insbesondere
durch eine 6-zählige Symmetrie des ersten beweglichen Ventilkörpers
und eine 3-zählige des zweiten. Auch gar nicht axialsymmetrische
Details sind denkbar, solange sie nicht die grundsätzliche
bevorzugte Form verändern.
-
Da
der zweite bewegliche Ventilkörper innerhalb des ersten
angeordnet ist, dichtet er günstigerweise auch gegen diesen,
wohingegen der erste bewegliche Ventilkörper seinerseits
gegen einen festen Ventilkörper, also beispielsweise das
Ventilgehäuse, dichtet. Damit ist natürlich nicht
zwingend gemeint, dass die Ventilkörper in direkter unmittelbarer
Anlage aneinander kommen, jedenfalls nicht an den Dichtflächen,
sondern dass zwischen ihren jeweiligen Dichtflächen dann
die eigentlichen Dichtungen vorgesehen sind, vorzugsweise Elastomerdichtungen.
-
Die
Führung der beweglichen Ventilkörper erfolgt vorzugsweise
jeweils über mindestens einen in Bezug auf die Bewegungsrichtung
senkrecht vorspringenden, also bei axialen Symmetrien radial vorspringenden,
Führungsflansch. Um Kippbewegungen zu begrenzen, können
je nach Baulänge an jedem Ventilkörper jeweils
zwei solche Führungsflansche vorgesehen sein, die einen
axialen Abstand zueinander aufweisen. Unter einem Führungsflansch wird
dabei nicht zwingend ein in sich einheitlich und ununterbrochen
radial vorspringendes Teil verstanden; vielmehr kann ein Führungsflansch
mehrteilig ausgeführt sein, insbesondere aus einer Mehrzahl
in Umfangsrichtung verteilten Einzelstrukturen bestehen, die hier
als Führungshöcker bezeichnet werden.
-
Vorzugsweise
weist dabei ein Führungsflansch mindestens drei solche
Führungshöcker auf, weil sich damit in günstiger
Weise eine Führung hinsichtlich der zwei Bewegungsfreiheitsgrade
bewerkstelligen lässt, in denen zur Führung abgestützt
werden muss. Bevorzugt ist besonders auch eine Ausführung
mit sechs Führungshöckern pro Führungsflansch,
im Fall der Ausführungsbeispiele bei dem ersten beweglichen
Ventilkörper. Dieser ist etwas größer
in radialer Richtung, sodass die zwischen den Führungshöckern
radial zurückspringenden Bereiche, die vorzugsweise zum
Gastransport benutzt werden, schon wegen der größeren
Radien einen ausreichenden Strömungsquerschnitt zur Verfügung stellen
und daher in Umfangsrichtung etwas stärker eingeschränkt
werden können als bei dem inneren beweglichen Ventilkörper.
Im Übrigen übernimmt bei dem Ausführungsbeispiel
der erste bewegliche Ventilkörper die Entlüftungsfunktion
und wird damit normalerweise häufiger und heftiger bzw. über
größere Strecken bewegt, bedarf also einer etwas
stabileren Führung.
-
Ein
weiterer Grund für eine Beschränkung der Führungsflansche
auf einzelne Führungshöcker – neben der
Verfügbarkeit von Strömungsquerschnitten für
das beim Entlüften oder Belüften strömende Gas – besteht
in der Vermeidung zu großer Kontaktflächen zwischen
den Teilen, die beispielsweise durch verharzte und damit verfestigte
Getriebeölkontamination oder Ähnliches haften
könnten. Im Übrigen kann in dieser Weise auch
Material eingespart werden, was insbesondere bei Metallen von zunehmender
Bedeutung ist.
-
Die
erwähnten Führungsflansche können in günstiger
Weise auch zur Abstützung der beaufschlagenden Elastomerelemente,
insbesondere Federn, dienen. Kann sich eine den ersten beweglichen Ventilkörper
beaufschlagende Schraubenfeder einerseits an dem festen Ventilkörper
abstützen, etwa in der Innenseite eines Oberteils bzw.
Ventildeckels, und andererseits an einer Anlagefläche des
(entsprechend nächstliegenden der beiden) Führungsflansche.
Umgekehrt kann sich eine den zweiten beweglichen Ventilkörperteil
beaufschlagende Schraubenfeder an einer inneren Schulter des ersten
beweglichen Ventilkörpers und einem (der beiden) Führungsflansch(e)
desselben abstützen, im ersten Ausführungsbeispiel
wiederum an dem dem Ventildeckel nächsten.
-
Zumindest
einer der beiden Führungsflansche des zweiten beweglichen
Ventilkörpers, insbesondere der gerade erwähnte,
kann eine separat ausgeführte Hülse sein, insbesondere
eine lediglich aufgesteckte und dann sehr einfach, aber zuverlässig,
durch Bördelung befestigte Hülse. Es kann sich aber
auch um einen Führungsflansch in Form einer Umbördelung
handeln.
-
Eine
weitere bevorzugte Ausgestaltung, die im Übrigen auch unabhängig
von den Merkmalen des Anspruchs 1 als Erfindung angesehen wird und
in dieser Form offenbart sein soll, besteht in einer besonders schmalen
Ausführung der Dichtfläche, mit der eine Ringdichtung
bei der Funktion des Entlüftungsventils in Kontakt kommt
und von der sie abgehoben wird, und zwar in radialer Richtung bezogen auf
die Ringdichtung. Dies gilt für die Ringdichtung zwischen
dem ersten beweglichen Ventilkörper und dem festen Ventilkörper
und/oder zwischen dem ersten und dem zweiten beweglichen Ventilkörper.
In beiden Fällen ist es bevorzugt, dass die komplementäre
Dicht fläche, die an dem festen Ventilkörper,
dem ersten oder dem zweiten beweglichen Ventilkörper vorgesehen
sein kann, relativ schmal ausgeführt ist, um ein Verkleben
und Verhaften insbesondere durch verharztes kondensiertes Getriebeöl
oder andere Kontaminationen, zu vermeiden. Hierzu wird verwiesen
auf die diesbezüglichen Ausführungen in der bereits
eingangs zitierten
DE 10
2006 050 723.1 , die hierzu ein bestimmtes Querschnittsprofil
der Schnur der Ringdichtung vorsieht. Die entsprechenden Argumente
sind auf den vorliegenden Fall zu übertragen, sollen hier
aber vorzugsweise durch eine schmale Ausgestaltung der Dichtfläche
und vorzugsweise nicht durch ein von dem üblichen Kreisquerschnitt der
Schnur der Ringdichtung abweichendes Profil, bewerkstelligt werden.
-
Insbesondere
kann die radiale Breite der Dichtfläche dabei höchstens
die Hälfte des Durchmessers der Ringdichtungsschnur betragen,
vorzugsweise höchstens 40% und besonders bevorzugter Weise
höchstens 30%.
-
Die
Erfindung betrifft insbesondere Verschlussschrauben, die ein erfindungsgemäßes
Entlüftungsventil beinhalten, wie auch im Ausführungsbeispiel
dargestellt. Solche Verschlussschrauben können insbesondere
für Getriebe, etwa Elektromotorgetriebe, Verwendung finden.
-
Bei
einer günstigen Ausgestaltung sind dabei die Merkmale der
Ansprüche 6 bis 19 verwirklicht, wozu auf die Beschreibung
des Ausführungsbeispiels verwiesen wird.
-
Im
Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, das sowohl im Hinblick auf die
Vorrichtungskategorie (als Entlüftungsventil und als Verschlussschraube)
als auch die Verwendungskategorie zu verstehen ist. Ergänzend
wird auf die Erläuterungen auch zu den Ausführungsbeispielen
in dem oben zitierten Stand der Technik verwiesen.
-
1 zeigt
eine im Schnitt dargestellte Ansicht einer Verschlussschraube mit
Entlüftungsventil in Entlüftungsfunktion als erstes
Ausführungsbeispiel.
-
2 zeigt
die Verschlussschraube aus 1 in geschlossenem
Betriebszustand.
-
3 zeigt
die Verschlussschraube aus den 1 und 2 in
Belüftungsfunktion.
-
4 bis 6 zeigen
ein zweites Ausführungsbeispiel in ansonsten den 1 bis 3 entsprechenden
Darstellungen.
-
Die
in den 1–3 dargestellte
Verschlussschraube 1 weist als festen Ventilkörper
ein Unterteil 2 und ein Oberteil 3 sowie einen
dazwischen eingesetzten, einstÜckigen, gedrehten ersten
beweglichen Ventilkörper 4 auf. Das Unterteil 2 ist
mit einem Außengewinde 5 und einer in einer Aufnahmenut
eingesetzten Ringdichtung 6 versehen. Mit dem Außengewinde 5 kann
die Verschlussschraube 1 in ein Elektromotorgetriebe eingeschraubt
werden, wobei die Ringdichtung 6 für einen dichten
Abschluss sorgt. Dabei wird die Verschlussschraube über
einen Außensechskant 7 gehandhabt, der von dem
Außengewinde 5 durch eine Schulter 8 getrennt
ist. Dazu kann auch ein Steckschlüssel verwendet werden, weil
ein kappenförmiger Deckel 9 des Oberteils 3,
der einen Flansch 10 des Unterteils von oben übergreift, einen
ausreichend kleinen Durchmesser hat.
-
Der
Kopf 9 des Oberteils 3 deckt dabei nicht nur den
Flansch 10, sondern eine zentrale und im Wesentlichen zylindrische
Bohrung durch das gesamte Unterteil 2 ab.
-
Die
Bohrung führt im Betrieb Luft bzw. andere Gase und kann
durch die Ventilwirkung, wie im Folgenden beschrieben, geöffnet
und geschlossen werden.
-
In
der Bohrung befindet sich der erste bewegliche Ventilkörper 4,
der einen radial schmaleren oberen zylindrischen Abschnitt 4a,
zwei axial darunter und voneinander durch einen radial schmaleren Abschnitt
axial beabstandete Sechskantflansche 4b und 4c als
Führungsflansche, einen radial noch etwas schmaleren zylindrischen
Abschnitt 4d darunter und einen daran anschließenden
radial breiteren und zunächst zylindrischen und im weiteren
Bereich konisch verjüngten Abschnitt 4e aufweist.
Ein Elastomerdichtungsring 4f ist durch Aufweiten und Einschnappen
hinter dem Abschnitt 4e und auf dem Abschnitt 4d befestigt.
-
Der
obere Abschnitt 4a steckt in einer Schraubenfeder 11,
die ihrerseits in einer zentralen Bohrung eines in die Bohrung des
Unterteils 2 hineinreichenden Mittelstifts 12 gesteckt
ist. Das Oberteil 3 ist durch einen Presssitz zwischen
dem untersten Abschnitt des Mittelstifts 12 einerseits
und andererseits einem entsprechenden gegenüberliegenden
Abschnitt der Innenmantelfläche des Unterteils 2 in
der Bohrung durch das Unterteil 2 gehalten. Der erste bewegliche
Ventilkörper 4 wiederum ist durch die radial äußersten
Bereiche der Sechskantabschnitte 4b und 4c, die
als Führungshöcker dienen, in einem unteren Abschnitt
derselben Innenmantelfläche der Bohrung durch das Unterteil 2 geführt,
aber nicht gehalten. Der Ventilkörper 4 ist damit
axial beweglich. Die radial äußersten Bereiche
der Sechskantabschnitte 4b und 4c sind mit einem
geringfügig kleineren Krümmungsradius als die
entsprechenden Abschnitte der Innenmantelfläche ausgebildet,
um eine leichte und klemmfreie Führung zu gewährleisten.
-
2 zeigt
die untere horizontale Außenfläche des bereits
erwähnten Elastomerdichtungsrings 4f in Anlage
mit einer an der Innenmantelfläche des Ventilkanals, in
dem die Abschnitte 4b und 4c geführt sind,
ausgebildeten Schulter 14. Dabei handelt es sich um einen
Dichtkragen 14 mit einer radial äußeren
Rille und radial inneren nach oben vorspringenden Innenkante, die
radial etwa 20–40%, hier etwa 25% des Schnurdurchmessers
des Dichtungsrings 4f beträgt.
-
Wenn
der innere Druck, also der Druck unterhalb des Ventilkörpers 4, über
eine bestimmte Schwelle von etwa 0,15 bar Überdruck gegenüber der
Außenatmosphäre steigt, kann die durch den Überdruck
an der dem Innendurchmesser an der Schulter 14 entsprechenden
Fläche erzeugte Kraft den Ventilkörper 4 gegen
die Kraft der Feder 11 nach oben verschieben, wie 1 zeigt.
Damit wird ein kreisringförmiger Durchtritt zwischen der
Schulter 14 und der konischen Außenmantelfläche
des Dichtungselements 4f frei.
-
Dieser
Durchtritt kommuniziert mit segmentförmigen Öffnungen
zwischen den Sechskantflächen des Abschnitts
4b des
Ventilkörpers
4 und der kreiszylindrischen Innenmantelfläche
in diesem Bereich sowie mit in der Figur erkennbaren Abflachungen
an dem Außenumfang des Mittelstifts
12. Weiterhin
sind an der der Kappe des Oberteils
3 zugewandten horizontalen
Kreisringfläche an dem Unterteil
2 Entlüftungsschlitze
angebracht, sodass durch das Anheben des Ventilkörpers
4 insgesamt
ein Durchtritt durch das Entlüftungsventil
1 geschaffen
wird. Alternative Möglichkeiten zur Ausbildung von Entlüftungswegen
in einem solchen Entlüftungsventil zeigt der Stand der
Technik
DE 39 32 118
C2 .
-
Lässt
der Überdruck nach, drückt die Kraft der Feder 11 den
Ventilkörper 4 und damit den Dichtungsring 4f nach
unten und bringt diesen in eine dichtende Anlage an dem Dichtkragen 14.
-
Die
dargestellte Verschlussschraube 1 mit dem Entlüftungsventil
kann in ein für das Außengewinde 5 passendes
Innengewinde einer Öffnung in einem Elektromotorgetriebegehäuse
eingeschraubt werden, wozu infolge der radial relativ kleinen Abmessungen
des Oberteils 3 auch ein auf den Außensechskant 7 aufgesetzter
Steckschlüssel in Betracht kommt. Beim Einschrauben und
Anziehen wird über die Ringdichtung 6 und eine
entsprechende Gegendichtfläche an dem Getriebegehäuse
eine Abdichtung hergestellt. Die Ringdichtung 6 kann während dieses
Vorgangs wegen ihres im Verhältnis zu dem Außengewinde 5 kleineren
Innenradius nicht verloren gehen, ist aber dennoch durch Aufdehnen
austauschbar.
-
Wenn
das Getriebe längere Zeit oder bei größerer
Belastung verwendet worden ist, sind die Innentemperaturen deutlich
erhöht. Dies gilt insbesondere für moderne klei ne
Getriebe. Wenn eine Betriebsunterbrechung auftritt, also das Ventil
wieder wie in 1 dargestellt schließt,
kann sich beim nachfolgenden Abkühlen ein deutlicher Innenunterdruck,
also Außenüberdruck, ergeben, und zwar durchaus
bis in den Bereich von 0,5–0,6 bar. Dies kann anderen Getriebeteilen
abträglich sein, beispielsweise Wellendichtungen unter
einen zu hohen Anpressdruck setzen, so dass diese beim Wiederanlaufen
des Getriebes einem unnötig hohen Verschleiß ausgesetzt
sind.
-
Die
Erfindung verhindert dies, indem innerhalb des ersten beweglichen
Ventilkörpers 4 eine weitere Bohrung vorgesehen
ist, in der ein zweiter beweglicher Ventilkörper 15 gehalten
ist.
-
Dieser
weist – von oben nach unten – zunächst
einen Vierkantflansch 15a mit vier Führungshöckern,
einen daran unten anschließenden und radial zurückspringenden
zylindrischen Abschnitt 15b, einen daran anschließenden
weiteren Dreikantflansch 15c, einen weiteren radial etwas
zurückspringenden zylindrischen Abschnitt und ein dem gegenüber
radial vergrößertes abschließendes tellerartiges Schlussstück 15b auf.
Der obere Flansch 15a ist auf das darunter den zylindrischen
Abschnitt 15b bildende Zylinderstück lediglich
aufgeschoben und durch Bördelung befestigt (welche Bördelung
auch ohne aufgesetztes Zylinderstück als Führungsflansch
ausgestaltet sein könnte). Zuvor wurde über den
zylindrischen Abschnitt 15b und den unteren Dreikantabschnitt 15c ein
weiterer Elastomerdichtungsring 15e aufgebracht und zwischen
letzterem und dem tellerartigen Schlussstück 15d abgelegt.
Dieser Dichtungsring 15e liegt dichtend zwischen dem tellerartigen
Schlussstück 15d und einer nach unten weisenden
Stirnfläche 18 des ersten beweglichen Ventilkörpers 4,
die hinsichtlich einer Verschmälerung der eigentlichen
Anlagefläche analog zu der Schulter 14 ausgeführt
ist, wie die Figuren zeigen.
-
Diese
dichtenden Anlage in den 1 und 2 kann bei
der beschriebenen Belüftungsfunktion gemäß 3 durch
einen entsprechenden äußeren Überdruck
aufgehoben werden, sodass sich der zweite bewegliche Ventilkörper 15 nach
unten verschiebt und ein Belüftungsringspalt frei wird.
Hierbei arbeitet der äußere Überdruck
gegen eine weitere Schraubenfeder 16, die sich einerseits
an dem oberen Vierkantflansch 15a und andererseits an einer Schulter 17 der
Innenmantelfläche des ersten beweglichen Ventilkörpers 4 in
der Bohrung abstützt. Auch diese Feder 16 wird
beim Zusammenbau zunächst aufgeschoben, bevor der obere
Vierkantflansch 15a angebracht wird.
-
Damit
ist ein zweiter Kanal innerhalb des ersten beweglichen Ventilkörpers 4 gebildet,
der strömungstechnisch parallel zu dem Entlüftungskanal läuft,
außerhalb des zweiten Ventilkörpers in dem Mittelstift 12 weiterläuft,
in den Entlüftungskanal mündet und im oberen Bereich,
nämlich zwischen dem Oberteil 3 und dem Unterteil 2,
mit diesem übereinstimmt. Die erwähnten Mehrkantflansche 15a und 15c stellen
trotz der radial kleinen Abmessungen einen ausreichenden Strömungsquerschnitt
zur Verfügung. Bei ausreichendem äußeren Überdruck
kann damit der zweite bewegliche Ventilkörper 15 innerhalb
des ersten beweglichen Ventilkörpers 4 axial nachgeben
und die Belüftungsfunktion zur Verfügung stellen.
Dieses Nachgeben ist von der Kraft der Feder 11 völlig
unabhängig, weil die Federn 11 und 16 entkoppelt
sind und der erste bewegliche Ventilkörper 4 durch
die Anlage des Dichtungsrings 4f an der Schulter 14 praktisch
gesperrt ist. Darüber hinaus sind die Schwellenwerte für
das Einsetzen der Entlüftungsfunktion und Belüftungsfunktion
in Folge der Verwendung von Metallfedern praktisch temperaturunabhängig
und auch nicht von Verschleiß betroffen.
-
Umgekehrt
ist das axiale Nachgeben des ersten beweglichen Ventilkörpers 4 von
der Kraft der Feder 16 unabhängig, weil der erste
Ventilkörper 4 davon entkoppelt ist und bei innerem Überdruck
der Dichtungsring 15e abdichtet.
-
Wenn
der Außenüberdruck unter einen Wert von etwa 0,15
bar absinkt, verschwindet der Ringspalt und kommen die Dichtflächen
wieder in Anlage miteinander, so das der geschlossene Zustand aus 2 wieder
hergestellt ist.
-
Die
Erfindung kann damit die Gebrauchseigenschaften von Entlüftungsventilen
für solche Anwendungen deutlich verbessern, in denen Außenüberdrücke über
bestimmten Werten schädlich sind und damit eine Belüftungsfunktion
gewünscht wird. Insbesondere können damit Getriebeverschleißprobleme
bei starken Temperaturwechseln vermieden werden.
-
Die 4 bis 6 entsprechen
den 1 bis 3 hinsichtlich der bildlichen
Darstellung, zeigen aber ein zweites Ausführungsbeispiel.
Insbesondere zeigt 4 den Betriebszustand ”Entlüften”, 5 den
Betriebszustand ”Geschlossen” und 6 den
Betriebszustand ”Belüften”. Übereinstimmende oder
weitgehend entsprechende Einzelheiten sind nicht eigens mit Bezugszeichen
beziffert und werden nicht näher erläutert. Stattdessen
konzentriert sich die Beschreibung auf die Abweichungen.
-
Der
erste bewegliche Ventilkörper 4' weist hier statt
der beiden Sechskant-Führungsflansche 4b und 4c nur
noch einen Sechskant-Führungsflansch 4b' auf.
Dieser genügt wegen der insgesamt deutlich geringeren axialen
(in den Figuren vertikalen) Erstreckung der Verschlussschraube 1' zur
Führung und vereint die Funktion als Wiederlager für
die Schraubenfeder 11 mit der Funktion als Wiederlager
für den Dichtungsring 4f.
-
Außerdem
ist der obere schmale zylindrische Abschnitt 4a' gegenüber
den 1 bis 3 deutlich verkürzt.
Dementsprechend weist der zweite bewegliche Ventilkörper 15' bei
diesem Ausführungsbeispiel keinen oberen Führungsflansch 15a auf,
wie das erste Ausführungsbeispiel. Es handelt sich lediglich
um eine Bördelung, die zur Abstützung der Schraubenfeder 16 dient,
aber keine Führungsfunktion hat. Diese Führungsfunktion
hat durch den unteren Dreikantführungsflansch 15c' allein
gewährleistet.
-
Insgesamt
ist also die Verschlussschraube mit Entlüftungsventil axial
verkürzt; dies wird erzielt durch Vereinfachungen der Führungsflanschstruktur.
-
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 3932118
C2 [0003, 0038]
- - DE 102006050723 [0004, 0022]
- - DE 102007058160 [0005]