DE2455329B2

DE2455329B2 - Membranventil

Info

Publication number: DE2455329B2
Application number: DE2455329A
Authority: DE
Inventors: Hendrik De Bereldange Bliek (Luxemburg); Ewald 5000 Koeln Hartmann
Original assignee: CLOUTH GUMMIWERKE AG 5000 KOELN; Fonderie Et Ateliers De Mersch Sa Mersch (luxemburg)
Current assignee: CLOUTH GUMMIWERKE AG 5000 KOELN; Fonderie Et Ateliers De Mersch Sa Mersch (luxemburg)
Priority date: 1974-11-22
Filing date: 1974-11-22
Publication date: 1980-09-18
Also published as: NL7513555A; GB1525502A; FR2292166B1; DE2455329A1; US4029296A; FR2292166A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Membranventil, dessen Membran mit einer verstärkenden Gewebeeinlage versehen ist und die an ihrem äußeren Rand einen der Halterung dienenden Wulst aufweist, welcher in einer durch das Ventilgehäuse und dessen Haube gebildeten Kammer eingespannt ist

An Membran ventile der genannten Art wird teilweise die Forderung gestellt, daß sie auch nach längerer Lagerung im zusammengebauten Zustand voll funktionsfähig sind. Bei den bekannten Membranventilen kann es aber vorkommen, daß im Einspannbereich der Membran der Gummi nach und nach ausformt, so daß nach einer gewissen Zeit keine einwandfreie Dichtwirkung mehr vorliegt Die gleiche Erscheinung tritt auch bei hoher Druck- oder thermischer Belastung des Membranventils auf.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Membranventil zu schaffen, bei dem sowohl nach sehr langer Lagerung im zusammengebauten Zustand als auch bei hoher Druck- oder thermischer Belastung des Membranventils die Dichtungswirkung der Membran und somit die Funkeionsfähigkeit des Membranventils voll erhalten bleibt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst daß in den Einspannbereich der Membran ein an den Wulst angrenzender, sich über den gesamten Umfang der Membran erstreckender Bereich einbezogen ist der gegenüber dem Wulst und gegenüber der normalen Wandstärke der Membran eine verringerte Wandstärke aufweist, und daß in den Bereich verringerter Wandstärke ein am Gehäuse und/oder der Haube befindlicher umlaufender Bund eingreift

Durch diese Verringerung der Wandstärke der Membran ist der Anteil an Gummi an dem betreffenden Bereich nur gering. Durch das Eingreifen von Gehäuseteilen in den Bereich verringerter Wandstärke ergibt sich in diesem Bereich ein so günstiger Formfaktor (Verhältnis der eingespannten Fläche zur freien Fläche), daß ein Ausweichen des Gummis nicht mehr möglich ist. Dir dem Wandwulst der Membran vorgelagerte Spalt setzt einer Ausformung des Wulstes eine wirksame Sperre entgegen. Das erfindungsgemäße Membranventil behält seine Dichtheit ein Nachspannen nach längerer Lagerung oder längerem Einsatz erübrigt sich. Es wird somit Wartungsaufwand eingespart, Bedienungsfehler durch nicht geschultes Personal werden vermieden.

Für geringer beiastete Membranventile wird in Ausgestaltung der Erfindung empfohlen, daß die Breite des Bereichs verringerter Wandstärke mindestens die Hälfte der verringerten Wandstärke der Membran beträgt, während bei höher belasteten Membranventile die Breite des Bereichs verringerter Wandstärke mindestens das Eineinhalbfache der verringerten Wandstärke der Membran ausmacht.

Bei sehr hoch belasteten Membranventilen entspricht die Breite des Bereichs verringerter Wandstärke mindestens dem Dreifachen der verringerten Wandstärke der Membran.

Eine Unterstützung der dem Ausformen entgegenge-

richteten Wirkung ergibt sich, wenn die Oberfläche der Membran im Bereich der verringerten Wandstärke von der Gewebeeinlage einen Abstand von nicht mehr als der Hälfte der verringerten Wandstärke aufweist.

Gemäß einem weiteren Schritt der Erfindung bildet die der Membran zugewandte Fläche des in den Bereich verringerter Wandstärke der Membran eingreifenden Bundes des Gehäuses bzw. der Haube mit der an der gegenüberliegenden Seite der Membran angrenzenden Räche des anderen Gehäuseteils einen umlaufenden, im ι ο Querschnitt keilförmigen Spalt, der zur Ventilmitte hin enger wird. Dadurch wird die Sperrwirkung gegen ein Ausformen noch gesteigert Dor gleiche Effekt kann dadurch erzielt werden, daß die verringerte Wandstärke der Membran zur Membraninitte hin ansteigt ι s

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung erfolgt der Obergang von der verringerten Wandstärke zur normalen Wandstärke der Membran stetig.

Zur Erhöhung der Dichtwirkung wird weiterhin vorgeschlagen, auf der Mediumseite der Membran im Bereich der verringerten Wandstärke mindestens eine umlaufende Dichtrippe vorzusehen.

Ein noch besserer Formfaktor wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß der Bereich verringerter Wandstärke der Membran gekröpft ausgebildet ist und in die dadurch entstehenden Nuten der Membran an den angrenzenden Gehäuseteilen vorgesehene Bunde eingreifen.

Membranen, deren Wandstärke in bestimmten Bereichen verringert ist, sind an sich bekannt in

Die US-PS 26 84 829 zeigt ein Membranventil der eingangs genannten Art deren Membran auf ihrer vom Ventildurchgang abgewandten Seite und außerhalb des Wulstes mehrere Ausnehmungen aufweist Diese die Wandstärke verringernden Ausnehmungen sind konzentrisch, mit zur Mitte der Membran hin abnehmbarer Breite angeordnet Sie erstrecken sich jeweils über einen Bereich, der weniger als den halben Umfang ausmacht Sie sind im übrigen nicht in den Einspannbereich der Membran einbezogen und dienen nicht dem Zweck, einer Ausformung des Befestigungswulstes entgegenzuwirken.

Weiterhin sind Hubventile bekannt deren vornehmlich aus gummielastischem Material bestehende Verschlußstücke mit der Spindelabdichtung dienenden membranartigen Fortsätzen ausgestattet sind (GB-PS 12 44 494 und FR-PS 14 06 016). Die Einspannung dieser Membranen erfolgt auch hier jeweils in einer zwischen dem Ventilgehäuse und dsr Haube gebildeten Kammer mittels eines am äußeren Rand jeder Membran angeordneten Wulstes. Erwähnenswert erscheint, daß bei beiden Ausführungen zwischen dem Randwulst und dem Mittelteil jeweils ein Bereich verringerter Wandstärke vorhanden ist. Die Ursache hierfür besitzen jedoch keinerlei Beziehung zu der hier vorgestellten r> Erfindung: Aufgrund des Umstandes, daß das Ventilverschlußstück relativ dickt ist und die Anordnung eines ebenso dicken membranartigen Fortsalzes unsinnig wäre, ergibt sich in dem einen Fall (GBPS 12 44 494) ein an den Wulst angrenzender Bereich, der eine geringere w) Wandstärke besitzt als der Wulst und das Verschlußstück.

In dem anderen Fall (FR-PS 14 06 016) wird durch eine Verengung vor dem Rand der Membran überhaupt erst ein die Einspannung ermöglichender Wulst fv> geschaffen: Der so entsirndene Wulst besitzt nämlich etwa die gleiche Dicke wie die Membran. Nachteilig erscheint bei der dort gezeigten Einspannungsart noch die Tatsache, daß die Begrenzung der den Wulst aufnehmenden Kammer durch scharfe Kanten erfolgt, die in die Membran eindringen.

Schließlich ist noch die US-PS 26 59 565 zu erwähnen, die ein Hubventil mit einer separaten, im Gehäuse und am Verschlußstück eingespannten Membran zeigt Der sicheren Befestigung der Membran dienen Eindrehungen an den die Membranränder aufnehmenden Ventilteilen, die am Gehäuse einen wellenförmigen, am Verschlußstock dagegen einen sägezahnartigen Querschnitt besitzen. Die dem Gehäusedurchgang benachbarte Schulter der gehäuseseitigen Einspannung kann, da die Membran in der Einspannung zwei Wülste bildet als ein an den einen Wulst angrenzender Bereich verringerten Einspannwandabstands angesehen werden. Die an der Schulter bewirkte Verringerung der Membrandicke ist aber derart gering, daß von einer Verbesserung des Formfaktors im Sinne der hier in Rede stehenden Erfindung nicht gesprochen werden kann.

Der Gegenstand der Erfindung ist anl.and mehrerer in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiel'; näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen Teil eines erfindungsgemäßen Membranver :ils im Längsschnitt;

Fig.2 einen in seiner Lage dem strichpunktierten Kreis II der Fig. 1 entsprechenden Ausschnitt eines anderen erfindungsgemäßen Membranventils, bei dem die Gewebeeinlage der Membran nicht dargestellt ist;

Fig.3 einen Teil der Membran eines weiteren erfindungsgemäßen Membranventils, bei dem ebenfalls die Gewebeeinlage nicht dargestellt ist;

F; g. 4 den vergrößerten Ausschnitt eines Membranventils, das ebenfalls dem Erfindungsgedanken tolgt.

Zwischen der Haube 1 und dem Gehäuse 2 des in F i g. 1 dargestellten Membranventils ist eine Membran 3 eingeklemmt deren äußerer Rand einen Wulst 4 aufweist und die mit einer verstärkenden Gewebeeinlage 5 versehen ist Der Wulst 4 dient der Halterung der Membran 3 in einer durch die Haube 1 und das Gehäuse 2 gebildeten Kammer.

In dem an den Wulst 4 angrenzenden, sich über den gesamten Umfang der Membran J erstreckenden Bereich, dessen Breite B größer ist als d>e Wandstärke 51 der Membran 3, weist die Membran 3 eine verringerte Wandstärke 52 auf. Die Haube 1 des Membranventils ist mit einem umlaufenden Bund 6 versehen, der in den Bereich verringerter Wandstärke 5 2 der Membran 3 eingreift.

Zwischen der Oberfläche der Membran 3 im Bereich der verringerten Wandstärke 52 und der Gewebeeinla ge 5 ist nur ein geringer Abstand A vorhanden.

3ei Jem Membranventil gemäß F i g. 2 bildet die der Membran 3 zugewandte Fläche FX des Bundes 6 der Haube 1 mit der gegenüberliegenden Fläche F2 des Gehäuses 2 einen umlaufenden, im Querschnitt keilförmigen Spalt, der zur Ventilmitte hin enger wird, so daß das Maß M1 kleiner ist als das Maß M 2.

Bei der in Fig.3 ausschnittsweise dargestellten Membran 3 steigt die verringerte Wandstärke zur Membranmitte hin an. so daß das Maß M 3 'deiner ist als das Maß M4. Wie mit einer Strichpunktierten Linie L angedeutet, kann der Übergang von der verringerten Wandstärke zur norn alen Wandstärke der Membran 3 auch stetig erfolgen. Im Bereich der verringerten Wandstärke der Membran 3, auf deren Mediumseite, sind zwei umlaufende Dichtrippen 7 vorgesehen.

Das in F i g. 4 ausschnittsweise dargestellte Mem-

branventil weist eine Membran 8 auf. die im Bereich verringerter Wandstärke gekröpft ausgebildet ist. In die dadurch entstehenden umlaufenden Nuten der Membran 8 greifen an Haube 9 und Gehäuse tO vorgesehene Bunde 11 und 12 ein.

Hicr/ii 2 F5l;itt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche;

1. Membranventil, dessen Membran mit einer verstärkenden Gewebeeinlage versehen ist und die an ihrem äußeren Rand einen der Halterung dienenden Wulst aufweist welcher in einer durch das Ventilgehäuse und dessen Haube gebildeten Kammer eingespannt ist dadurch gekennzeichnet, daß in den Einspannbereich der Membran (3) ein an den Wulst (4) angrenzender, sich über den gesamten Umfang der Membran (3) erstreckender Bereich einbezogen ist der gegenüber dem Wulst (4) und gegenüber der normalen Wandstärke (Sl) der Membran (3) eine verringerte Wandstärke (52) aufweist und daß in den Bereich verringerter is Wandstärke (52) ein am Gehäuse (2) und/oder der Haube (1) befindlicher umlaufender Bund (6) eingreift

2. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Breite (B) des Bereichs verringerter Wandstärke (S 2) mindestens die Hälfte der verringerten Wandstärke (52) der Membran (3) beträgt

3. Membranventil für höhere Belastungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Breite (B) des Bereichs verringerter Wandstärke (52) mindestens das Eineinhalbfache der verringerten Wandstärke (52) der Membran (3) beträgt.

4. Membranventil für sehr hohe Belastungen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Breite jo (B) des Bereichs verringerter Wandstärke (52) mindestens das Dreifact/e der -.erringerten Wandstärke (S 2) der Membran (3) beträgt

5. Membranventil nach einem t> .'er mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet daß die J5 Oberfläche der Membran (3) im Bereich der verringerten Wandstärke (52) von der Gewebeeinlage (5) einen Abstand (A) von nicht mehr als der Hälfte der verringerten Wandstärke (S 2) aufweist

6. Membranventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die der Membran (3) zugewandte Fläche (F 1) des in den Bereich verringerter Wandstärke (52) der Membran (3) eingreifenden Bundes (6) des Gehäuses (2) bzw. der Haube (1) mit der an der gegenüberliegenden Seite der Membran (3) angrenzenden Fläche (F2) des anderen Gehäuseteils (2) einen umlaufenden, im Querschnitt keilförmigen Spalt bildet der zur Ventilmitte hin enger wird.

7. Membranventil nach einem oder mehreren der ^r>o Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet daß die verringerte Wandstärke (52) der Membran (3) zur Membranmitte hin ansteigt.

8. Membranventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet daß der v, Übergang von der verringerten Wandstärke (52) zur normalen Wandstärke (51) der Membran (3) stetig erfolgt.

9. Membranventil nach einem oder mehreren der Ansprüche I bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß auf M) der Mediumseite der Membran (3) im Bereich der verringerten Wandstärke (52) mindestens eine umlaufende Dichtrippe (7) vorgesehen ist.

10. Membranventil nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß der *·'· Bereich verringerter Wandstärke (S2) gekröpft ausgebildet ist und in die dac! M:h vorhandenen umlaufenden Nuten der Membran (8) an den angrenzenden Gehäuseteilen (9 und 10) vorgesehene Bunde (11 und 12) eingreifen.