DE2814162A1

DE2814162A1 - Membran-ausdehnungsgefaess

Info

Publication number: DE2814162A1
Application number: DE19782814162
Authority: DE
Inventors: Gaston Perrier
Original assignee: VIATOUR SA
Current assignee: VIATOUR SA
Priority date: 1977-12-23
Filing date: 1978-04-01
Publication date: 1979-06-28
Also published as: DE2814162C3; FR2412789A1; FR2412789B1; DE2814162B2

Description

18 402/3 60/ko

28U162

Societe VIATOUR

BP 12 - Clouange 57 120 Rombas / Prankreich

Membran-Ausdehnungsgefäß

Die Erfindung betrifft ein Membran-Ausdehnungsgefäß, welches zum Anschluß an einen geschlossenen Flüssigkeitskreislauf bestimmt ist, insbesondere an eine Zentralheizungsan— lage für ein Wohngebäude.

Es ist bekannt, eine solche Heizungsanlage mit einem Ausdehnungsgefäß zu versehen, welches aus einem metallischen Speicherbehälter besteht, dessen Innenraum mittels einer verformbaren elastomeren Membran in zwei Kammern mit variablem Volumen unterteilt ist. Eine dieser Kammern enthält ein Gas unter Druck, beispielsweise Stickstoff, welches über ein Pumpventil in die Kammer eingeführt wird. Die andere Kammer enthält die Flüssigkeit aus dem Heizungskreislauf, wobei diese Flüssigkeit unter Druck gehalten werden soll.

Aus Platzgründen und insbesondere, um das Ausdehnungsgefäß im Heizkessel integriert einbauen zu können, werden solche Ausdehnungsgefäße in der Regel grundsätzlich flach und eben ausgeführt, beispielsweise rechteckförmig oder mit kreisförmigem Umriß. Die Trennungsmembran ist dabei parallel zu der Ebene ausgerichtet, welche durch die größere Oberfläche des Ausdehnungsgefäßes gebildet ist* Der Körper des Ausdehnungsgefäßes ist durch zwei zusammengefügte Gehäusehälften gebildet, die an ihrem Umfang auf an sich bekannte Weise, beispielsweise mittels eines Kaltprofiles, dicht miteinander verbunden sind. Damit der Körper oder das Gehäuse des Ausdehnungsgefäßes trotz der relativ großen

909826/0562

- 28U162

Oberfläche den auftretenden Innendrücken widerstehen kann, ist es bekannt, wenigstens eine eingedrückte Mulde an jeder Gehäusehälfte vorzusehen, wobei die beiden Zentralbe— reiche zu beiden Seiten eines so bestimmten Knotenbereiches vorzugsweise in der Mitte der Membran gegeneinander festgelegt oder verspannt sind.

Auf diesem Prinzip ist eine Reihe von Bauformen entwickelt worden, die jedoch alle nicht in vollem Umfange befriedigen.

So ist aus der FR-PS 2 114 211 ein Ausdehnungsgefäß bekannt, dessen beide Gehäusehälften durch eine Stütze voneinander getrennt sind, die in Axialrichtung zwischen den beiden eingedrückten Muldenbereichen eingesetzt ist und eine solche Ausbildung aufweist, daß eine Abdichtung gleichzeitig zwischen den beiden Innenräumen in Höhe der Membran und im Bereich der Kontaktstellen mit den Gehäusehälften gewährleistet ist und diese Ausführungsform besitzt den Nachteil, daß eine Stütze erforderlich ist, deren Fertigung relativ kompliziert ist, und zwar um so mehr, als die Stütze darüberhinaus auch noch mit einem Ventil versehen ist, welche die Einfüllung von Gas in eine der Kammern des Ausdehnungsgefäßes gestattet. Daher ist diese Ausbildung umständlich zu benutzen und erfordert eine zusätzliche Verbindung oder Dichtung. Darüberhinaus erfordert die Montage der Gehäusehälften um die Stütze herum wenigstens zwei Anzugs-Arbeit sgänge.

Bei einem aus der BE-PS 797 288 oder der DE-OS 2 246 131 bekannten Ausdehnungsgefäß ist ein direkter Kontakt zwischen den beiden Gehäusehälften durch eine entsprechend tiefe Eindrückung der Muldenbereiche hergestellt, wodurch eine eigene Stütze entbehrlich wird. Dies hat jedoch zur Folge, daß eine entsprechend tiefe Mulde gezogen werden muß. Damit das Gefäß den auftretenden Innendrücken unverändert standhalten kann, muß daher von einem dickeren Blech ausgegangen werden, um in den tiefgezogenen Muldenzonen

909826/0562

eine immer noch ausreichendeBlechdicke zu erhalten. Diese Gefäßausbildung ist daher ebenfalls aufwendig, da entsprechend dicke Bleche erforderlich sind.

Aus der DE-AS 1 667 018 weiterhin ist ein Ausdehnungsgefäß bekannt, bei dem die Knotenbereiche durch eine metallische Stütze gebildet sind, auf der die Membran über einen verstärkten Mittelbereich mit Preßsitz angedrückt ist, wobei der Mittelbereich die unter Druck arbeitende Dichtungsverbindung zwischen den beiden Gehäusehälften ergibt. Auch diese Ausführungsform weist eine Reihe von Nachteilen auf, insbesondere was die Membran betrifft. Eine solche Vorrichtung benötigt nämlich eine Membran, deren Mittelbereich gegenüber den übrigen Bereichen erheblich widerstandsfähiger ausgebildet ist. Derartige Membrane aus elastomeren Werkstoffen, beispielsweise aus Wutylkautschuk, werden in der Regel durch Spritzguß erzeugt, was eine wenig aufwendige Serienfertigung ermöglicht. Bei diesem bekannten Ausdehnungsgefäß ermöglicht jedoch nur ein Formguß oder ein Formpressen die Herstellung zufriedenstellender Membrane, da die Unterschiede in den Querschnitten zwischen den einzelnen Abschnitten der Membran zu groß sind, wodurch insgesamt die Herstellungskosten wesentlich erhöht werden.

Zur Beseitigung dieser Nachteile soll mit der Erfindung ein Ausdehnungsgefäß mit einem zentralen Knotenbereich geschaffen werden, bei dem die zur Stützung und zur Abdichtung vorgesehene Vorrichtung sowohl leicht montierbar als auch mit geringem Aufwand herstellbar ist, gleichwohl aber unter dem Gesichtspunkt der sicherheit der Dichtung einwandfrei arbeitet.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einem Ausdehnungsgefäß nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch die kenn-

909826/056 2

zeichnenden Merkmale des Anspruchs 1.

So gewährleistet das Ineinandergreifen des konischen Abschnittes des Befestigungszapfens und des Lagersockels die Abdichtung in Höhe der Membran und ist, im Unterschied zu den bekannten Ausführungsformen, nur eine einzige Dichtstelle zu beachten und deren Dichtheit zu gewährleisten, nämlich den mittleren Bereich der Membran, der Teil der Dichtverbindung bildet.

Die Dichtheit gegenüber dem Außenraum ist durch die bleibende Befestigung des Lagersockels und des Befestigungszapfens auf jeder der beiden Gehäusehälften gewährleistet. Vorzugsweise sind der Lagersockel und der Befestigungszapfen durch Schweißung oder Induktionslötung bleibend befestigt.

Der Befestigungszapfen ist weiterhin vorzugsweise mit Schultern versehen, an denen sich eine gegen die Membran abstützende Druckscheibe anliegt, wobei die Druckscheibe die Membran gegen das vorzugsweise ringförmige Ende des Lagersockels drückt.

Der Befestigungszapfen ist jenseits des konischen Bereiches durch einen zylindrischen Bereich verlängert, der an seinem von dem konischen Bereich abliegenden Ende mit einem Gewinde versehen ist. Auf diese Weise greift der Befestigungszapfen ohne direkten Kontakt in den Lagersockel ein und hintergreift die gegenüberliegende Gehäusehälfte. Das Gewinde ermöglicht eine Festlegung des Befestigungszapfens an der gegenüberliegenden Gehäusehälfte mittels einer Mutter.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung weist eine ganze Reihe von Vorteilen auf. So kann eine Membran verwendet werden, welche einen einfachen Aufbau hat, so daß sie in der üblichen Weise kostengünstig durch Spritzguß hergestellt werden kann.

909826/0562

2ΘΗ162

Hieraus ergibt sich eine erhebliche Wirtschaftlichkeit der Herstellung aus der Sicht der Produktionskosten. Der Befestigungszapfen mit seinem konischen Abschnitt und der Lagersockel sind ebenfalls problemlos und daher ohne Aufwand zu fertigen. Wenn der Lagersockel und der Befestigungszapfen angeschweißt sind, so muß nur eine einzige Dichtungsstelle hinsichtlich der Dichtwirkung beachtet werden, nämlich die Dichtung zwischen den beiden Kammern.

Weiterhin wird die Vorrichtung durch einen einzigen Anzugsvorgang unter Spannung fertig montiert, was nicht nur einen Zeitgewinn ergibt, sondern auch eine Vereinfachung bedeutet, welche eine schnelle Montage und Demontage durch unqualifizierte Arbeitskräfte ermöglicht.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles anhand der Zeichnung. Es zeigt

Fig. 1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Ausdehnungsgefäß und

Fig. 2 eine Draufsicht auf das Ausdehnungsgefäß gemäß Fig.

Das.in Fig. 1 veranschaulichte Ausdehnungsgefäß weist zwei Gehäusehälften 1 und 2 auf. Die Gehäusehälften 1 und 2 können beispielsweise kreisförmigen oder rechteckigen Umfang aufweisen und eben oder gewölbt oder gebördelt sein» Die Gehäusehälften 1 und 2 sind entlang ihres gesamten Umfanges durch ein Kaltprofil 3 in an sich bekannter Weise gegeneinander festgelegt. Die Gehäusehälften 1 und 2 spannen zwischen sich dichtend den Umfang einer verformbaren elastomeren Membran 4 ein. Die Membran 4 weist dieselbe Grundform auf wie die beiden Gehäusehälften 1 und 2, nämlich kreisförmig oder rechteckförmig. Die Membran 4 ist an ihrem Um-

909826/0562

28U162

fang mit einem Wulst 5 versehen, der unter Druck dichtend zwischen den beiden Gehäusehälften 1 und 2 eingeklemmt wird.

Die Membran 4 unterteilt den Innenraum des Ausdehnungsgefäßes in zwei Kammern 6 und 7» deren Volumen gleich oder unterschiedlich sein können.

Die Kammer 6 ist über einen Schraubstutzen 8 an einen Flüssigkeitskreislauf, beispielsweise an eine Zentralheizungsanlage angeschlossen.

Die Kammer 7 ist mit Gas, beispielsweise Stickstoff, angefüllt, welches über ein Ventil 27 eingeführt wird.

Die Membran 4 weist einen zentralen Knotenbereich mit vergrößerter Dicke auf, der durch eine Erhebung 9 gebildet ist, welche eine konische Durchgangsöffnung 28 und einen ebenen Bereich 32 bildet. In der veranschaulichten Ausführungsform ist nur ein zentraler Knotenbereich dieser Art vorgesehen, jedoch können bei größeren Ausdehnungsgefäßen auch mehrere solcher Knotenbereiche vorgesehen werden.

Die Gehäusehälfte 2 ist in ihrem Mittelbereich mit einer eingedrückten Mulde 10 versehen, deren ebener Boden 11 eine Öffnung aufweist. Gleichermaßen ist die Gehäusehälfte 2 in ihrem Mittelbereich mit einer eingedrückten Mulde versehen, deren ebener Boden 13 ebenfalls mit einer Öffnung versehen ist.

Jede der beiden Gehäusehälften 1 und 2 kann im Falle von ebenen Gehäusehälften mit Rippen 14, 15, 16 und 17 versehen sein, welche der Aussteifung dienen.

Zwischen den beiden Böden 11 und 13 ist eine insgesamt mit 18 bezeichnete Vorrichtung vorgesehen, an welcher die Er-

909826/0562

findung angreift und die gleichzeitig eine Querstütze bildet und die Dichtheit gewährleistet.

Die Vorrichtung 18 ist durch einen Befestigungszapfen 19 gebildet, der einen zylindrischen Abschnitt 20 und einen kegeligen oder konischen Abschnitt 21 aufweist, der durch einen zylindrischen Zapfen 22 verlängert ist, der an seinem dem Kegelabschnitt 21 abgewandten Ende mit einem Gewinde versehen ist. Der Befestigungszapfen 19 ist weiterhin mit einer Ringschulter 23 versehen, welche eine als Ronde ausgebildete Druckscheibe 24 lagesichert und abstützt.

Anstelle einer solchen Ringschulter 23 kann der Befestigungszapfen 19 selbstverständlich auch mit einem solchen Kegelabschnitt versehen sein, dessen Basisdurchmesser kleiner ist als der Durchmesser des Zylinderabschnittes des Befestigungszapfens 19, um auf diese Weise ohne besondere zusätzliche Maßnahmen eine entsprechende Ringschulter zu bilden.

Der Kegelbereich 21 des Befestigungszapfens 19 liegt in einem Lagersockel 25 an, der in seinem mittleren Bereich mit einer Ausnehmung versehen ist und eine vorspringende Ringschulter 26 aufweist. Hierdurch wird eine Abscherung der Membran im Bereich der Abdichtung vermieden. Der Lagersockel 25 und der Befestigungszapfen 19 sind jeweils an den Böden 11 und 13 in der bei 30 und 31 veranschaulichten Weise angeschweißt. Der Zylinderzapfen 22 ist durch eine Mutter festgelegt.

Der Mittelbereich der Membran 4 weist bevorzugt eine größere Dicke auf als der Rest der Membran. Um das optimale Anzugsmoment an der Mutter 29 bestimmen zu können, ist davon auszugehen, daß der Mittelbereich durch den sich einstellenden Druck gegenüber seiner Normaldicke um bis zu maximal 40%

909826/0562

28U162

komprimiert werden darf. Wenn die Dicke dieses Mittelbereiches im Ruhezustand bekannt ist, so kann davon der maximale Anzugsweg der Mutter 29 abgeleitet werden und kann beispielsweise das Gewinde des ZyIinderzapfens 22 derart begrenzt werden, daß eine zu starke Einspannung vermieden wird, welche den Mittelbereich 9 der Membran unnötig zu stark verformen würde.

Das Ausdehnungsgefäß ist im Kessel durch Befestigungsteile und 34, beispielsweise Klemmen, befestigt.

909826/0562

ee

Claims

BP 12 - ülouange 57 120 Rombas,li'raiikreieh. Patent- (Schutz)- Ansprüche

1. Membran-Ausdehnungsgefäß bestehend aus zwei an ihrem Umfang dicht miteinander verbundenen Gehäusehälften zu beiden Seiten einer verformbaren Membran, wobei die Mittelbereiche der Gehäusehälften derart muldenförmig eingedrückt sind, daß in der Mitte der Membran ein fester Knotenbereich definiert wird, und mit einer axial angeordneten Vorrichtung zur Stützung und zur Abdichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (18) durch einen Befestigungszapfen (19) gebildet wird, der einen steckerartigen Kegelabschnitt (21) aufweist, der in einen muffenartigen konischen Zentralbereich .(9) der Membran (4) eingreift, wobei sowohl der Zentralbereich (9) der Membran (4) als auch der Kegelbereich (.21) des Befestigringszapfens (19) in einen komplementären Lagersockel (25) eingreifen und der Lagersockel (25) und der Befestigungszapfen (19) bleibend je an einer der Gehäusehälften (1, 2) befestigt sind.

2. Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die bleibende Befestigung des Lagersockels (25) und des Befestigungszapfens (19) an den zugehörigen Gehäusehälften (1 bzw. 2) durch Schweißung oder Lötung gewährleistet ist.

3» Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der abdichtende Mittelbereich (9) der Membran (4) gegenüber dem Rest der Membran (4) mit erhöhter Dicke ausgebildet ist.

90 9 826/056 2 ORIGINAL INSPECTED

2ΘΗ182

4. Ausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Lagersockel (25)mit einer vorspringenden Ringschulter (25) versehen ist.

5. Ausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungszapfen (19) einen Zylinderabschnitt (20) und daran anschließend einen Kegelabschnitt (21) aufweist, der wiederum durch einen Zylinderzapfen (22) verlängert ist.

6. Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinderzapfen (22) an seinem vom Kegelabschnitt (21) abliegenden Ende mit einem Gewinde versehen ist, auf welches eine Mutter (29) aufschraubbar ist.

7. Ausdehnungsgefäß nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Anzugsweg der Mutter (29) entsprechend der maximalen Kompression begrenzt ist, welche der Mittelbereich der Membran (4) ohne Beschädigung erfahren kann.

8. Ausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungszapfen (19) eine Schulter (23) aufweist, an der eine vorzugsweise als Ronde ausgebildete, auf die Membran (4) wirkende Stützscheibe (24) abgestützt ist.

9. Ausdehnungsgefäß nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungszapfen mit einem solchen Kegelabschnitt versehen ist, dessen Basisdurchmesser geringer ist als der Durchmesser des Zylinderabschnitts (20) des Befestigungszapfens (19).

10. Verwendung eines Ausdehnungsgefäßes nach einem der Ansprüche 1 bis 9 im Kreislauf einer Zentralheizungsanlage für ein Wohnhaus.

909826/0562