DE2637790C3 - Membran-Entluftungsventil fur Druckluftanlagen - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Membran-Entlüftungsventil fur Druckluftanlagen von Fahrzeugen, mit einer Membrane aus elastischem Werkstoff, die in ihrem mittleren Bereich mittels eines .Stütztellers fest eingespannt ist. mit ihrem vom mittleren bis zum Randbereich sich erstreckenden Ringabschnitl einen ringförmigen, Vöfl einer zylindrischen GehäüseWandung begrenztem Entfüftungsauslaß abgedeckt und mit ihrem Randbe· reich in Enllüfturigsrichtung äbhebbar auf einer die EntiÜftUngskammer radial außen begrenzenden, ringförmigen und ebenen Gehäusewandung nicht aufliegt

In Druckluftanlagen gibt es eitle Vielzahl Von zu entlüftenden Räumen; bisher war es üblich, diese mit einzelnen EntlüfUirigsVentilen beispielsweise der Vorsteh genannten, bekannten Bauart zu versehen. Auch ist es bekannt, Entlüftungen, welche zu gleichen Zeitpunkten stets annähernd gleiche Drücke führen und/oder bei welchen ein Druck-Rückstaub unschädlich ist, in einen gemeinsamen Raum zusammenzuführen und diesen Raum dann über beispielsweise ein Membran-Entlüftungsventil der oben genannten Art mit der Atmosphäre zu verbinden. Ein derartiges Zusammenfassen mehrerer Entlüftungen ist jedoch des öfteren ausgeschlossen und es ergab sich somit an den Druckluftanlagen eine Vielzahl von Entlüftungsventilen. Insbesondere wenn die Druckluftanlagen spritzwasser- oder druckwassergeschützt ausgeführt werden mußten, also die hierfür besonders geeigneten Membran-Entlüftungsventüe der eingangs genannten Art verwendet werden mußten, wurden die Druckluftanlagen durch die Vielzahl der erforderlichen Entlüftungsventile merklich verteuert

Mit der DE-AS 15 50 180 ist bereits eine Sicherheitsventilanordnung für eine hydraulische Anlage mit zwei zu sichernden Überdruckkanälen bekanntgeworden, wobei die Überdruckkanäle voneinander getrennt in eine gemeinsame, etwa halbkugelige Kugelpfanne einmünden und die Kugelpfanne die Sitzfläche einer gemeinsamen, federbelasteten Verschlußkugel für beide Überdruckkanäle bildet Wird durch Dnjckaufbau in einem der beiden Übc.-druckkanäle die Verschlußkugel von der Kugelpfanne abgehoben, so werden stets beide Überdruckkanäle sowohl miteinander als auch mit einem Auslaß verbunden; ein Überströmen von Druckfluid aus dem einen in den anderen Überdruckkanal ist dabei möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Membran-Entlüftungsventil der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß durch es mehrere, gegebenenfalls zu gleichen Zeitpunkten unterschiedliche Drücke führende Räume gemeinsam entlüftbar sind, wobei ein Druckausgleich zwischen diesen Räumen möglichst vermieden wird. Oer Bauaufwand soll Hierbei gering gehalten werden.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß zumindest zwei pneumatisch getrennte, kreisausschnittartige Entlüftungskammern mit gemeinsamen, zur Membrane koaxialem Kreismittelpunkt vorgesehen sind, /wischen weichen sich radiale Gehäusetrennwände befinden, auf deren Stirnfläche die Membrane mit ihrem Ringabschnitt dicht aufliegt, und daß der Stützteller die Gehäusetrennwände überdekkende. radial bis zur Gehäusewandung auskragende Armansätze aufweist, welche auf der Membrane aufliegend diese gegen die Stirnflächen der Gehäusetrennwände andrücken.

Durch diese Ausbildung ist es möglich, durch ein Membran-Entlüftungsvenli! wenigstens zwei gegebenenfalls unterschiedliche Drücke fuhrende Räume /u entlüften, wobei ein Druckluftfluß von dem den höheren Druck fuhrenden, /u entlüftenden Raum über das gemeinsame Membran-f-.ntlüftungsventil /u dem den niedrigeren Druck führenden, /u enllüftenden Raum vermieden wird Die Armansätze des Stiit/tellers dienen dabei einer Sicherung der dichten Auflage der Membrane auf den Gehäüsclrennwändefl,

In weiterer Ausbildung der Erfindung kann vorgese> hen sein, daß sich zwischen zwei benachbarten Entiüfluhgskümmern jeweils zwei Gehäüsetrennwände befirideri, welche einen int wesentlichen ebenfalls krcisausschnitlaftigen, abgeschlossenen Raum bcgferl· zeri Und auf derCfi jeweils einer Gehäusetrennwand die

26

7QA / z/\j

Membrane sich frei von einer Armansatz-Überdeckung dicht aufzulegen vermag. Der abgeschlossene Raum vermag durch evtl. undichte Auflage der Membrane auf einer Gehäusetrennwand sickernde Druckluft aufzunehmen, wodurch die benachbarte Entlüftungskammer vor einem Einströmen dieser Sicker-Druckluft bewahrt wird.

Wenn in weiterer Ausbildung der Erfindung die Membrane auf dsr den Entlüftungskammern abgewandten Seite mit axialem Abstand von einer Abdeckhaube überdeckt wird, deren Rand die Gehäusewandung übergreift, wobei sich zwischen dem Rand der Abdeckhaube und der Gehäusewandung ein Ringspalt befindet, wird erreicht, daß beim Entlüften der den höheren Druck führenden Entlüftungskammer sich zwischen der Abdeckhaube und der Membrane ein Staudruck ausbildet, welcher die Membrane im Bereich der Mündung der den niedrigeren Druck führenden Entlüftungskammer fest auf die Gehäusetrennwände und die Gehäusewandung aufpreßt Hierdurch wird mit Sicherheit ein Eindringen von Druckluft in die den niedrigeren Druck führende Entlüftungskamm lc ausgeschlossen und deren Entlüftung setzt erst ein, wenn die ursprünglich den höheren Druck führende Entlüftungskammer bis auf etwa den niedrigeren Druckwert entleert ist. Infolge annähernder Druckgleichheit ist bei der nachfolgenden Entlüftung auch der ursprünglich den niedrigeren Druck führenden Entlüftungskammer ein Einströmen von Druckluft in diese ausgeschlossen.

Nach einer weiteren Ausbildung der Erfindung kann der Rand der Abdeckhaube einen zylindrischen, in Richtung zu den Entlüftungskammern vorspringenden Ansatz bilden, der eine zylindrische Außenfläche der Gehäusewandung mit radialem Abstand umgreift.

Hierdurch ergibt sich ein Schutz des Ringspaltes vor » Verschmutzung, so daß die Entlüftungsfunktion des Entlüftungsventil gesichert wird. Außerdem gewährt diese Ausgestaltung einen besonders guten Schutz der Membrane, so daß das Membran-Entlüftungsventil besonders %Λ für Spritzwasser oder Druckwasser ausgesetzte Druckluftanlagen geeignet ist.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel eines nach der Erfindung ausgestalteten Membran-Entlüftungsventils dargestellt, und zwar zeigt

Fig. 1 einen Achsschnitt durch das Entlüftungsventil. gemäß Linie 1-1 in F1 g. 2

F ig 2 eine Aufsicht auf das Entlüftungsventil bei abgenommener Abdeckhaube, und

Fig. 3 und 4 je einen Teilschnitt nach den Linien 11-11 b/w. IV-IV in Fig. 2. W

Gemäß F i g. 1 befinden sich in einem Gehäuse 1 der im übrigen nicht dargestellten Druckluftanlage zwei Entlüftungskammern 2 und 3, die wie aus Fig. 2 ersichtlich beide kreisausschnittartig ausgebildet und mit einem gemeinsamen Kreismittelpunkt M angeord- μ net sind. In die sich über einen größeren Kreiswinkel erstreckende Entlüftungskammer 2 mündet ein Entlüftungskanal 4 ein, der zumindest tu Beginn einer Entlüftung einen höheren Druck führt. Der Lntlüftungskanal 4 kann beispielsweise /u einem Auslaßventil für bo den Bremszylinderdruck einer Fahrzeug*Drucklufl· bremsanlage führen^ In die sich über einen wesentlich kleineren Kreiswinkel erstreckende EntlüftungskanV itier 3 mündet ein Entlüftiingskanal 5 ein, welcher während Enllüftungsvorgängen nur niedrigen Druck führt, welcher also beispielsweise mit einer ständig im Wesentlichen Atmosphäi endruck führenden, sich beim Lösen verkleinernden Kölben-Beaufschlagungskammef für einen das vorstehend erwähnte Auslaßventil betätigenden Kolben verbunden sein kann.

Die beiden Entlüftungskammern 2 und 3 sind radial nach außen durch eine gemeinsame, ringförmige Gehäusewandung 6 begrenzt In Umfangsrichtung gesehen befinden sich zwischen den beiden Entlüftungskammern 2 und 3 zwei Räume 7 und 7', welche radial nach außen ebenfalls durch die Gehäusewandung 6 begrenzt sind. Die beiden Entlüftungskammern 2 und 3 sowie die Räume 7 und T sind voneinander mittels radial verlaufender Gehäusetrennwände 8 voneinander getrennt, deren eine in Fig.3 längsgeschnitten ist und welche radial innen an einem zentrischen Gehäusebolzen 9 ansetzen uns sich radial nach außen bis zur Gehäusewandung 6 erstrecken.

Der Gehäusebolzen 9 weist einen Absatz auf, auf welchem eine Ringmembrane 10 mit i'nrem radialinneren Abschnitt aufliegt Die Ringmembrane iO erstreckt sich kegelmantelartig von den Entlüftungskammern 2 und 3 schwach weggeneigt radial nach "ißen, überdeckt mit ihrem mittleren Rip.gabschnitt !Q' die Entlüftungskammern 2 und 3 und liegt mit ihrem äußeren Randbereich auf einer umlaufenden Ringstufe 6' der Gehäusewandung 6 unter Eigenspannung auf. Aui den die Membrane 10 durchragenden Abschnitt des GehäuseDolzens 9 ist ein Stützteller 11 aufgeschoben, welcher einen den Gehäusebolzen 9 umfassenden, zylindrischen Abschnitt und einen von diesem radial nach außen ausgehenden, auf der Membrane 10 aufliegenden und bis in deren mittleren Ringabschnitt sich erstreckenden, im wesentlichen flachen Abschnitt aufweist. Anschließend an den zylindrischen Abschnitt des Stütztellers 11 ist auf den Gehausebolzen 9 eine Abdeckhaube 12 aufgeschoben und durch Vernieten des freien Endes des Gehäusebolzens in ihrer Lage gesichert.

Der Stützteller 11 ist über den stirnseitig an der Membrane 10 anliegenden Gehäusetrennwänden 8, welche die größere Entlüftungskammer 2 unmittelbar begrenzen, mit zwei diese Gehäusetrennwände 8 überieckenden, radial auskragenden Armansätzen 13 versehen, deren einer in F1 g. 3 im Schnitt dargestellt ist. Im Bereich des äußeren Randes der Membrane 10 sind die Armansätze 13 von der Membrane 10 weg bis zur die Membrane 10 und den Stützteller Ii mit Abstand überdeckenden Abdeckhaube 12 hin gekröpft ausgebildet. Die Gehäusewandung 6 trägt drei axial vorspringende Nocken 14, deren zwei im Bereich der Räume 7 und T den Armansätzen 13 unmittelbar benachbart und diese in ihrer Drehlage sichernd angeordnet sind. Die Gehäusewandung 6 ist mit einer zylindrischen Außenfläche 15 versehen und die in ihrem Randbereich auf den Nocken 14 aufliegende Abdeckhaube 12 ist mit einem zylindrischen, die Außenfläche 15 mit radialem Abstand umgreifenden, in Rirhtung zu den Entlüftungskammi-Tn 2 und 3 vorspringenden Ansatz 16 versehen.

Die beiden Räume 7 und T sind, wie aus Fig.4 ersichtlich, im Gehäuse 1 durch eine Bodenfläche begrenzt und sind omit wannenartig ausgebildet und von jeglicher Leitungsverbindung abgeschlossen.

Bei einem EntJüftungsvorgang steht in der Entlüftungskammer 2 eine große Druckluitrnf:nge relativ hohen Druckes und in der Entlüftungskammer 3 eine geringe Luftmenge niedrigen Druckes an. Die in der Entlüftungskammer 2 anstehende Druckluft hebt den äußeren Randbereich der Membrane 10 in ihrem zwischen dem Armansätzen 13 befindlichen Abschnitt von der Stufe 6' der Gehäusewandung 6 ab und strömt

zwischen der so abklappenden Membrane 10 und der Gehäusewandung 6 hindurch in den von der Membrane 10 und der Abdeckhaube begrenzten Raum ein Und durch den Ringspalt zwischen der Außenfläche 15 und dem Ansatz 16 hindurch zur Atmosphäre ab. Die Drosselung der Luftabströmung im Ririgspalt zwischen der Außenfläche 15 und dem Ansatz 16 bewirkt einen Druckstau im Raum zwischen der Membrane 10 und der Abdeckhaube 12, welcher die Membrane 10 belastet und gegen die Stirnflächen der Gehäusetrennwände 8 drückt. Die Entlüftungskammer 3 wird daher von der Membrane 10 vorerst verschlossen gehalten. Durch Undichtigkeiten an den Auflagestellen der Membrane 10 auf den Stirnwänden der die Entlüftungkammer 2 begrenzenden Gehäusetrennwände 8 sickernde Luft gelangt in die Räume 7 bzw. T und wird in diesem unter geringem Druckaufbau vorläufig angesammelt. Infolge

_i__ __„:___„ r* ._i _ruti^„ .:„_i.__ j.... nu.._—_ τ

uca gelingen ui uufigciauca z.«Tiai.iicii ucn i\auiiicii / bzw. T und der Entlüftungskammer 3 sowie der demgegenüber hohen Druckbelastung der Membrane 10 vom auf ihr andererseits auflastenden Staudruck vermag keine Luft von den Räumen 7 bzw. T zur Entlüftungskammer 3 oder umgekehrt zwischen der Membrane 10 und der Stirnfläche der die Entlüftungskammer 3 begrenzenden Gehäusewandungen 8 hindurchzusickern. Es ist somit ausgeschlossen, daß Druckluft aus der Entlüftungskammer 2 in die Entlüftungskammer 3 eindringt, in dieser einen Druckäufbau bewirkt und somit evtl. zu Funktionsströungen der Druckluftanlage führt.

Sobald der Druck in der Entlüftungskammer 2 und damit auch der Staudruck annähernd auf den geringen, in der Entlüftungskammer 3 herrschenden Luftdruck abgesenkt ist, vermag der in der Entlüftungskammer 3 anstehende Luftdruck ebenfalls die Membrane 10 von der Stufe 6' der Gehäusewandung 6 abzuheben und durch den Raum zwischen Membrane 10 und Abdeckhaube 12 hindurch zur Atmosphäre zu entweichen. Auch während dieses Vorganges kann in keiner der beiden Entlüftungskammern 2 oder 3 ein Druckaufbau durch die aus der jeweils anderen Entlüftungskammer abströmende Luft erfolgen. Sollte in einem der Räume 7 oder T Überdruck entstanden sein, so wird dieser ebenfalls durch Abklappen der Membrane 10 in die Atmosphäre entleert, sobald im Raum zwischen der Membrane 10 und der Abdeckhaube 12 der Staudruck auf die Höhe dieses Überdruckes abgebaut ist. Die beiden Entlüftungskammern 2 und 3 werden nunmehr bis auf Atmosphärendruck entlüftet und sodann legt sich der Randbereich der Membrane 10 Unter der Eigenspannung der Membrane 10 wieder auf die Stufe 6' auf, der Entlüftungsvorgang ist beendet und das Entlüftungsventil ist wieder geschlossen.

Die Abdeckhaube 12 schützt das Entlüftungsventil, insbesondere die Membrane 10 gut vor Spritzwasser

ιό und auch in den Ringspalt zwischen der Außenfläche 15 und dem Ansatz 16 vermag von Seiten des Gehäuses 1 her kaum Schmutz einzudringen. Bei Druckwasserbelastung des Entlüftungsventils strömt das Druckwasser gleichmäßig durch den erwähnten Ringspalt in den Raum zwischen Membrane 10 und Abdeckhaube 12 ein und belastet die Membrane 10 in Andrückrichtung an die Stufe 6' der Gehäusewandung 6. Das Druckwasser

UlllCiaiUI^I 3UIII11 UIC L/lllllfVI ΟΙ l tH-3 LJlllIUllUllgaT1~IIlll.3

und kann infolgedessen nicht in die Entlüftungskammern 2 oder 3 eindringen. Dabei ist es vorteilhaft, daß die Stirnflächen der Gehäusetrennwände 8 die Membrane 10 unterstützen, so daß deren Einknicken unter der Druckwasserbelastung erschwert ist. Es hat sich gezeigt, daß infolge dieses vorteilhaften Zusammenwirkens der Einzelteile des Entlüftungsventils dieses einerseit? einem Wasserdruck von bis zu 30 bar zu widerstehen vermag, andererseits jedoch bereits bei einem Überdruck von 0,1 bar in den Entlüftungskammern 2 oder 3 — natürlich bei Fehlen einer Druckwasserbelastung — öffnet.

In Abänderung vom dargestellten Ausführungsbeispiel kann das Entlüftungsventil selbstverständlich mit mehr als zwei Entlüftungskammern, beispielsweise 3 oder 4 Entlüftungskammern versehen werden, deren jede einer gesonderten Entlüftung der Druckluftanlage zugeordnet werden kann. Auch dabei ist es zweckmäßig, zwischen die einzelnen Entlüftungskammern abgeschlossene Räume zwischenzuordnen und den Stützteller mit die eventuell höheren Entlüftungsdruck führenden Entlüftungskammern begrenzenden Gehäusetrennwände überdeckenden Armansätzen zu versehen.

Bei Verzicht auf eine besondere Sicherung gegen das Überströmen von Luft aus einer in eine andere Entlüftungskammer kann auf das Zwischenordnen eines

■iü abgeschlossenen Raumes zwischen diesen Entlüftungskammern verzichtet werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1.Membranentlüftungsventil für Druckluftanlagen von Fahrzeugen, mit einer Membran aus elastischem Werkstoff, die in ihrem mittleren Bereich mittels eines Stütztellers an einem Gehäusemittelteil fest eingespannt ist, mit ihrem vom mittleren bis zum Randbereich sich erstreckenden Ringabschnitt einen ringförmigen, von einer zylindrischen Gehäusewandung begrenzten Entlüftungsauslaß abdeckt und mit m ihrem Randbereich in Entlüfungsrichtung abhebbar auf einer die Entlüftungskammer radial außen begrenzenden, ringförmigen und ebenen Gehäusewandung dicht aufliegt, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest zwei pneumatisch '⁵ getrennte, kreisausschnittartige Entlüftungskammern (2, 3) mit gemeinsamen, zur Membran (10) koaxialem Kreismittelpunkt (M) vorgesehen sind, zwischen weichen sich radiale Gehäusetrennwände (8) befinden, auf deren Stirnfläche die Membrane (iO) mii ihrem Ringabschniii (IC) dicht aufliegt, und daß der Stützteller (11) die Gehäusetrennwände (8) überdeckende, radial bis zur Gehäusewandung (6) auskragende Armansätze (13) aufweist, welche auf der Membran (10) aufliegend diese gegen die Stirnflächen der Gehäusetrennivände (8) andrücken.

2. Membran-Entlüftungsventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen zwei benachbarten Entlüftungskammern (2, 3) jeweils zwei Gehäusetrennwände (8) befinden, weiche einen im wesentlichen ebenfalls kreisausschnittartigen, abgeschlossenen Raum (7, 7') begrenzen und auf deren jeweils einer Gehäusetrennwand die Membrane (10) sich frei von einer Arman.satz-Überdeckung dicht aufzulegen vermag. '5

3. Membran-Entlüftungsventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Membrane (10) auf der den Entlüftungskammern (2, 3) abgewandten Seite mit axialem Abstand von einer Abdeckhaube (12) überdeckt ist, deren Rand die Gehäusewandung *o (6) übergreift, wobei sich zwischen dem Rand der Abdeckhaube und der Gehäusewandung ein Ringspalt befindet.

4. Membran-Entlüftungsventil nach Anspruch 3. dadurch gekennzeichnet, daß der Rand der Abdeck- -^ haube (12) einen zylindrischen, in Richtung zu den Entlüftungskammern (2, 3) vorspringenden Ansatz (16) bildet, der eine zylindrische Außenfläche (15) der Gehäus°wandung (6) mit radialem Abstand umgreift. V)