DE3940099A1

DE3940099A1 - Lamellar valve structure - comprising two housing sections with intermediate flexible elastic seal fixed between them comprising plastic sheet

Info

Publication number: DE3940099A1
Application number: DE19893940099
Authority: DE
Inventors: Franz Josef Wolf; Richard Bialk; Rudolf Weber; Hans Werner Quandt; Uwe Reichert
Original assignee: Wolf Woco & Co Franz J; Woco Franz Josef Wolf and Co GmbH
Current assignee: Wolf Woco & Co Franz J; Woco Franz Josef Wolf and Co GmbH
Priority date: 1989-12-04
Filing date: 1989-12-04
Publication date: 1991-06-06

Abstract

A leaf valve has two valve housing parts between which a flexible closure flap (3,3') of plastic film is mounted. The closure flap (3,3') consists of a very thin PTFE film and is integrated with the ring-shaped clamping elements (2) which are mfd. in rubber to form a seal. A rubber cross-bar (1) forming part of the ring-shaped elements (2) divides the ring into two parts. USE/ADVANTAGE - The valve can be mounted easily and reliably even when only small value dimensions are available and can be mass produced.

Description

Die Erfindung betrifft ein Lamellenventil der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Verwendung.The invention relates to a lamella valve in the preamble of claim 1 and a method for its Manufacturing and its use.

Lamellenventile mit biegbarem zungenartigen oder lippenartigen einseitig eingespannten Verschlußteil sind in großer Vielzahl bekannt, und zwar sowohl für Ventile mit größeren als auch mit kleineren Abmessungen. Lamellenventile haben sich jedoch im Bereich von Ventilen mit sehr kleinen und kleinsten Abmessungen vor allem für die Serien- und Massenfertigung trotz der Verwendung von Montageautomaten nicht durchsetzen können, und zwar vor allem dann nicht, wenn das Verschlußteil aus Kunststoff besteht. Dabei handelt es sich bei der Kategorisierung der Ventile als "mit sehr kleinen und kleinsten Abmessungen" versehen um Ventile, die typischerweise Ventilgehäuseabmessungen von <30 mm in allen drei Dimensionen aufweisen. Dabei treten die praktischen Probleme bei der Montage solcher Mikrolamellenventile auf. Die einzelnen Verschlußteile sind für eine rasche halbautomatische oder automatische Montage nicht nur in ihren Abmessungen zu klein und im Gewicht zu leicht, sondern neigen überdies auch bei üblichen Vorsichtsmaßnahmen zu elektrostatischer Aufladung.Multi-way valves with bendable tongue-like or lip-like closure part clamped on one side are in large variety known, both for valves with larger and with smaller dimensions. Slat valves have, however Range of valves with very small and smallest dimensions especially for series and mass production despite Cannot enforce use of assembly machines, and especially not when the closure part is out Plastic is made. This is the Categorize the valves as "with very small and smallest Dimensions "provided around valves that are typically Valve body dimensions of <30 mm in all three dimensions exhibit. The practical problems arise with the Assembly of such micro lamella valves. The single ones Locking parts are for a quick or semi-automatic automatic assembly not only too small in its dimensions and too light in weight, but also tend to usual precautions for electrostatic charging.

Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Lamellenventil zu schaffen, das auch bei nur sehr dünnen und daher leicht ansprechenden Kunststoff- Folien als Verschlußteil und auch bei sehr kleinen und kleinsten Ventilabmessungen leicht und zuverlässig montierbar ist, so daß es sich auch für Serienfertigungen und Massenfertigungen eignet.Based on this prior art, the invention lies The task is to create a lamellar valve that also only very thin and therefore easily appealing plastic Films as a closure part and also for very small and smallest valve dimensions can be easily and reliably installed is so that it is also suitable for series production and Suitable for mass production.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch ein Lamellenventil, das die im Anspruch 1 genannten Merkmale aufweist.The invention solves this problem by means of a lamella valve which has the features mentioned in claim 1.

Der wesentliche Grundgedanke der Erfindung beruht also darauf, das Verschlußteil mit einem einstückig angeformten Einspannelement zu versehen, also gleichzeitig mit dem Verschlußteil aus derselben Kunststoff-Folie herzustellen und dieses Einspannelement mit einem Gummidichtelement auszurüsten, das gegen die beiden Ventilgehäuseteile dichtet, zwischen denen das das Verschlußteil tragende Einspannelement im verschlossenen Lamellenventil eingespannt ist. Die Gummidichtung ist dabei mit dem Einspannelement chemisch und/oder mechanisch integral verbunden, und zwar entweder durch Anvulkanisieren oder durch mechanische Durchgriffs- und Hinterschnittverbindungen oder durch beide Maßnahmen gleichzeitig, wie dies für Kunststoff-Gummi-Verbundstrukturen an sich bekannt ist. Durch diese "Gummierung", die das Einspannelement vorzugsweise zumindest im wesentlichen vollständig umschließt, werden vor allem eine sichere Montagehandhabung der dünnen und kleinen Ventillamellen und eine sichere, vor allem also positionsgenaue und elastische Einspannung des Verschlußteils zwischen den Ventilgehäuseteilen gewährleistet.The essential basic idea of the invention is therefore based on the closure part with a one-piece To provide clamping element, so at the same time with the Manufacture closure part from the same plastic film and equip this clamping element with a rubber sealing element, that seals against the two valve housing parts between them the clamping element carrying the clamping element in closed lamella valve is clamped. The The rubber seal is chemical with the clamping element and / or mechanically integrally connected, either by Vulcanizing or by mechanical penetration and Undercut connections or by both measures at the same time as this for plastic-rubber composite structures is known per se. Through this "gumming" that the Clamping element preferably at least essentially completely encloses, above all, will be a safe one Installation handling of thin and small valve fins and a safe, above all positionally precise and elastic Clamping the closure part between the valve housing parts guaranteed.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das Einspannelement vorzugsweise ringförmig mit prinzipiell beliebiger geometrischer Gestalt sowohl in der Ringebene als auch in der Ebene der Ringnormalen, also im Ringquerschnitt, ausgebildet. In der Ringebene kann die Ringform rund, oval, stadienförmig, polygonal oder beliebigen konstruktiven Vorgaben des Ventilgehäuses entsprechend angepaßt sein, um in dieser Gestalt die beiden miteinander verbundenen Ventilgehäuse gegen die Umgebung druckdicht abzudichten. Im Querschnitt kann die Gummierung quadratisch, rechteckig, rund, oval oder den Erfordernissen entsprechend profiliert ausgestaltet sein, wobei dieses Profil den konstruktiven Erfordernissen und Gegebenheiten der beiden miteinander zu verbindenden Ventilgehäuseteile angepaßt ist.According to an advantageous embodiment of the invention Clamping element preferably ring-shaped in principle any geometric shape both in the ring plane and also in the plane of the ring normal, i.e. in the ring cross-section, educated. In the ring plane, the ring shape can be round, oval, stage-shaped, polygonal or any design specifications of the valve housing to be adapted accordingly in this Shape the two interconnected valve housings to seal the environment pressure-tight. In cross section, the Square, rectangular, round, oval or den Be profiled according to requirements, whereby this profile the design requirements and Conditions of the two to be connected Valve housing parts is adapted.

In der Ringebene weist das Verschlußteil vorzugsweise einen dünneren und daher leichter biegbaren Steg auf, mit dem ein tellerartiger Endabschnitt, nämlich das eigentliche Verschlußteil, an das Einspannelement angeschlossen ist.In the ring plane, the closure part preferably has one thinner and therefore easier to bend web with the one plate-like end section, namely the actual Closure part, is connected to the clamping element.

In komplexeren Miniaturkonstruktionen kann ein ringförmiges Einspannelement durchaus auch zwei Verschlußteile angeformt tragen, von denen das eine von dem ringförmigen Einspannelement in die von diesem umschlossene Kreisfläche hinein vorspringt während das andere nach radial auswärts vorspringt, und zwar insbesondere in der Weise, daß die beiden Längsachsen der Verschlußlamellen in der Ringebene koaxial zueinander liegen. In diesem Fall dichtet dann das Dichtelement des Einspannringes lediglich eine von solchen beispielsweise zwei Kammern eines Ventils ab, während die Kammer des radial auswärts vorspringenden Verschlußteils entweder separat verschweißt sein kann oder, was in der Regel der Fall sein wird, durch eine einfache ungedichtete Clipsverbindung bereits so ausreichend abgedichtet ist, daß eine zweite Gummidichtung zwischen den beiden Ventilgehäuseteilen nicht mehr erforderlich ist.In more complex miniature designs, an annular Clamping element also integrally molded two closure parts wear, one of which is from the annular clamping member protrudes into the circular area enclosed by it while the other protrudes radially outward in particular in such a way that the two longitudinal axes of the Sealing lamellae lie coaxially in the ring plane. In this case, the sealing element of the clamping ring then seals only one of such two chambers, for example Valve down while the chamber is radially outward projecting closure part either be welded separately can or, which will usually be the case, by a simple unsealed clip connection is sufficient is sealed that a second rubber seal between the two valve housing parts is no longer required.

Auch rein konstruktive Gründe, meist Platzgründe, mögen häufig zu Lösungen Anlaß geben, bei denen das ringförmige gummierte Einspannelement lediglich ein oder einige von mehreren Verschlußteilen umschließt.Purely constructive reasons, mostly reasons of space, often like give rise to solutions in which the ring-shaped rubber Clamping element only one or a few of several Closing parts encloses.

Lamellenventile der hier beschriebenen Art werden vorzugsweise für Miniaturverdrängerpumpen eingesetzt, die mit elektrisch beaufschlagten Schwingmotoren betrieben relativ hohe Verdrängerfrequenzen einzustellen erlauben. Für solche Pumpen ist eine minimale Trägheit der Verschlußorgane der Hinfluß- und Rückflußrückschlagventile unerläßlich, wie sie durch die Lamellenventile der Erfindung zur Verfügung gestellt werden. Dabei gelangt man zu besonders kompakten Bauweisen, wenn die Lamellenventilgehäuse gleich in das Pumpengehäuse oder andere entsprechende Pumpenteile integriert eingebaut werden.Multi-disc valves of the type described here are preferred used for miniature positive displacement pumps with electrical loaded vibrating motors operated relatively high Allow to set displacer frequencies. For such pumps is a minimal inertia of the closure organs of the inflow and Non-return check valves as required by the Multi-disc valves of the invention are provided. This leads to particularly compact designs if the Multi-disc valve housings in the pump housing or others appropriate pump parts are integrated.

Um die vorstehend zunächst relativ benannten Größenordnungen beispielhalber zu konkretisieren, sei angeführt, daß Ventile und Pumpen, für die die Lamellenventile gemäß der Erfindung vorzugsweise eingesetzt werden, typischerweise in der Ringebene Abmessungen in der Größenordnung von 10 bis 20 mm, senkrecht dazu, also in Durchflußrichtung, um 10 mm, und die Lamellendicke des Verschlußteils im Bereich um wenige Zehntel mm liegt. Solcherart aufgebaute Verschlußventile, insbesondere wenn sie mit den Verdrängerpumpengehäusen integriert ausgebildet sind, lassen Pumpfrequenzen in der Größenordnung um 10 Hz und bei Hubvolumen um 200 mm³ Betriebsdrücke bis zu 5 oder 10 bar zu.In order to concretize the above-mentioned relatively large orders of magnitude, it should be mentioned that valves and pumps for which the lamellar valves according to the invention are preferably used, typically in the ring plane, dimensions in the order of 10 to 20 mm, perpendicular to it, that is to say in the flow direction , by 10 mm, and the lamella thickness of the closure part is in the range of a few tenths of a mm. Closure valves constructed in this way, in particular if they are designed to be integrated with the positive displacement pump housings, allow pump frequencies of around 10 Hz and with a stroke volume of 200 mm ³ operating pressures of up to 5 or 10 bar.

Die vorstehend genannten Absolutwerte sind Beispieldaten, die auf die Bereiche hinweisen, in denen das Lamellenventil der Er findung besonders vorteilhaft einsetzbar ist. Dies soll jedoch keinesfalls besagen, daß entsprechend aufgebaute Ventile ohne weiteres auch in größeren Abmessungen erfolgreich einsetzbar sind, und zwar insbesondere dann, wenn es sich, ebenso wie bei den Miniaturventilen, um schnelle, einfache und dennoch sorgfältig zentrierte und zuverlässige Montage der Ventile insbesondere in Verbindung mit niedrigen Ansprechdrücken und hohen Betriebsfrequenzen handelt.The above absolute values are sample data that point out the areas in which the lamella valve of the Er invention can be used particularly advantageously. However, this is supposed to do not under any circumstances say that correspondingly constructed valves without can also be used successfully in larger dimensions are, especially when it is, as in the miniature valves to be quick, simple, yet carefully centered and reliable valve assembly especially in connection with low response pressures and high operating frequencies.

Die Erfindung ist im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The invention is based on a Embodiment in connection with the drawings explained. Show it:

Fig. 1 zwei zu einer Einheit zusammengefaßte Verschlußteile mit einem gemeinsamen gummierten Einspannelement; Figure 1 shows two closure parts combined into a unit with a common rubberized clamping element.

Fig. 2 einen Schnitt nach II-II in Fig. 1; und Fig. 2 shows a section according to II-II in Fig. 1; and

Fig. 3 eine Kolbenpumpe mit zwei integrierten Doppelventilen gemäß der Erfindung. Fig. 3 shows a piston pump with two integrated double valves according to the invention.

In der Fig. 1 ist in Draufsicht auf die Ringebene ein durch einen Mittelsteg 1 unterteiltes ringförmiges Einspannelement 2 gezeigt, das, einander gegenüberliegend, vom Mittelsteg 1 ausgehend zwei Verschlußteile 3, 3′ trägt, die jeweils aus einem in der Radialebene schmaleren, also leichter biegbaren Verbindungssteg 4 und dem im wesentlichen kreisförmig oder tellerförmig ausgebildeten eigentlichen Verschlußteil 5 bestehen. Das Verschlußteil 5 wirkt mit einem Ventilsitz zusammen, der unmittelbar an einem der beiden Ventilgehäuseteile ausgebildet ist.In Fig. 1 is a plan view of the ring plane a divided by a central web 1 annular clamping element 2 , which, opposite one another, starting from the central web 1 carries two closure parts 3 , 3 ', each of which is narrower in the radial plane, so lighter bendable connecting web 4 and the substantially circular or plate-shaped actual closure part 5 exist. The closure part 5 cooperates with a valve seat which is formed directly on one of the two valve housing parts.

In der aus Fig. 2 ersichtlichen Weise bestehen das ringförmige Einspannelement 2 mit dem Zwischensteg 1 und den Verschlußteilen 3 aus einer dünnen PTFE-Folie 6. PTFE hat sich als das hervorragende Material der Wahl erwiesen, da es neben seiner hohen chemischen Beständigkeit als dünne Folie bei ausreichender Flächenstabilität leicht anspricht und hohe Betätigungsfrequenzen auch auf Dauer ermöglicht.In the manner shown in FIG. 2, the annular clamping element 2 with the intermediate web 1 and the closure parts 3 consist of a thin PTFE film 6 . PTFE has proven to be the excellent material of choice because, in addition to its high chemical resistance as a thin film, it responds easily with sufficient surface stability and enables high operating frequencies even in the long term.

In der insbesondere aus Fig. 2 ersichtlichen Weise ist die dünne PTFE-Folie im Bereich des Einspannelements 2 und des Zwischenstegs 1 dick und umschließend, genauer gesagt, zumindest im wesentlichen umschließend, mit einer dicken, als Dichtelement wirkenden Gummierung 7 umgeben. Das einheitliche integrierte Bauteil bestehend aus dem Einspannelement mit Zwischensteg einerseits und den Verschlußteilen andererseits bilden einschließlich der Randgummierung 7 des Einspannteils ein einziges integriertes und durch eine peripher umlaufende Gummiwulst einfach zu handhabendes Montageteil. Dabei wird sich der Querschnitt des Dichtelements 7 nach den Anforderungen und Vorgaben des Einsatzbereichs bestimmen, so daß der in Fig. 2 ersichtliche annähernd quadratische Querschnitt lediglich als eines von beliebig vielen Querschnittprofilen der Gummierung anzusehen ist. Das gleiche gilt selbstverständlich von der in Fig. 1 gezeigten Ringkonfiguration des ringförmigen Einspann elementes in Verbindung mit den beiden Verschlußteilen 3 und 3′.In particular from FIG. 2 manner shown in the thin PTFE film is, more precisely in the region of the clamping element 2 and the intermediate web 1 thick, and enclosing, at least substantially enclosing surrounded with a thick, acting as a sealing element rubber lining. 7 The uniform integrated component consisting of the clamping element with an intermediate web on the one hand and the closure parts on the other hand, including the edge rubber 7 of the clamping part, form a single integrated mounting part that is easy to handle due to a peripheral rubber bead. The cross section of the sealing element 7 will be determined according to the requirements and specifications of the area of application, so that the approximately square cross section shown in FIG. 2 can only be regarded as one of any number of cross section profiles of the rubber coating. The same applies of course of the ring configuration shown in Fig. 1 of the annular clamping element in connection with the two closure parts 3 and 3 '.

In der Fig. 3 ist eine doppelt wirkende Kolbenschieberpumpe dargestellt, bei der Lamellenventile gemäß der Erfindung als Einlaß- und Auslaßventile für die Arbeitskammern des Pumpenkolbens dienen.In Fig. 3, a double-acting piston pump is shown, in the lamellar valves according to the invention serve as inlet and outlet valves for the working chambers of the pump piston.

In der Fig. 3 ist im Axialschnitt eine doppelt wirkende Kolbenschieber-Verdrängerpumpe in ihren wichtigsten Teilen schematisch dargestellt, bei der ein Elektromotor 8 einen Pumpenkolben 9 in einem Pumpengehäuse 10 verschiebt. Dabei ist die Pumpe mit einer Gesamtbauhöhe von rund 40 mm in der Fig. 3 größenordnungsmäßig im Maßstab 3 : 1 abgebildet.In Fig. 3, a double-acting piston slide positive displacement pump is shown schematically in its most important parts in axial section, in which an electric motor 8 shifts a pump piston 9 in a pump housing 10 . The pump is shown on the order of magnitude 3 : 1 with an overall height of around 40 mm in FIG. 3.

Die Stirnseiten 11 und 12 des Pumpengehäuses 10 dienen gleichzeitig als jeweils eine der beiden Ventilgehäuseteile. Die jeweils zweiteiligen Ventilgehäuse werden durch die Außenplatten 13, 14 vervollständigt, wobei, bezogen auf die Pumpe, das ausgangsseitige Teil des Ventilgehäuses gleichzeitig den Auslaßstutzen 15 der Pumpe integriert trägt. In dieser Pumpe sind an der Ansaugseite und an der Auslaßseite der Pumpe jeweils zwei Doppelventile ausgebildet, die mit jeweils einem ringförmigen Einspannelement mit angeformten Verschlußteilen der in der Fig. 1 gezeigten Art bestückt sind. Die Verschlußteile bestehen aus PTFE-Folie, die Dichtelemente 7 aus EPDM. The end faces 11 and 12 of the pump housing 10 simultaneously serve as one of the two valve housing parts. The two-part valve housing is completed by the outer plates 13 , 14 , wherein, based on the pump, the outlet-side part of the valve housing simultaneously carries the outlet connection 15 of the pump integrated. In this pump, two double valves are formed on the suction side and on the outlet side of the pump, each of which is equipped with an annular clamping element with molded closure parts of the type shown in FIG. 1. The closure parts consist of PTFE film, the sealing elements 7 made of EPDM.

Bei einem in der Fig. 3 durch den Pfeil 16 dargestellten Bewegung des Pumpenkolbens 9 öffnet, unter Bezug auf die Darstellung in der Fig. 3, das Einlaßventil 17 des linken Förderkanals 18, während das Auslaßventil 19 des Förderkanals 18 durch die Ansaugwirkung des in Richtung des Pfeils 16 verschobenen Pumpenkolbens schließt. Entsprechend wird im parallelen Förderkanal 20 durch dieselbe Bewegung des Pumpenkolbens 9 durch den erzeugten Überdruck das Einlaßventil 21 geschlossen, während das Auslaßventil 22 öffnet. Dabei wird die in der Fig. 3 gezeigte Pumpe mit einer Frequenz von 12 Hz betrieben.When the pump piston 9 is shown in FIG. 3 by the arrow 16 , the inlet valve 17 of the left delivery channel 18 opens, with reference to the illustration in FIG. 3, while the outlet valve 19 of the delivery channel 18 opens in the direction of the suction action of the arrow 16 shifted pump piston closes. Accordingly, the inlet valve 21 is closed in the parallel delivery channel 20 by the same movement of the pump piston 9 as a result of the excess pressure generated, while the outlet valve 22 opens. The pump shown in FIG. 3 is operated at a frequency of 12 Hz.

Zur Herstellung der im Lamellenventil gemäß der Erfindung verwendeten einspannseitig gummierten Einheit aus Verschlußteil und Einspannteil wird zunächst eine entsprechend dimensionierte Kunststoff-Folie gemäß der Konfiguration des Einspannelements gummiert, wobei dann aus der so gummierten Folie durch abschließendes Stanzen das Fertigteil erhalten wird. Die Gummierung erfolgt in an sich gebräuchlicher Weise mit oder ohne Verwendung von Verankerungselementen wie beispielsweise Durchbrüchen oder Vorsprüngen in an sich bekannter Weise durch Umspritzen und Vulkanisieren in situ.To manufacture the in the lamella valve according to the invention used rubber-coated unit from closure part and clamping part is first appropriately dimensioned Plastic film according to the configuration of the clamping element rubberized, then through from the rubberized film final punching the finished part is obtained. The Gumming takes place in a conventional manner with or without using anchoring elements such as Breakthroughs or projections in a manner known per se Overmolding and vulcanization in situ.

Claims

1. lamella valve with two valve housing parts, of which at least one has at least one valve seat, which interacts with a flexible plastic film as a closure part, characterized by a clamping element formed in one piece with the closure part, with which the closure part is clamped pressure-tight between the two valve housing parts and that integrally connected with a sealing element seteile against both valve housings is formed from an elastomer.

2. lamella valve according to claim 1, characterized, that the clamping element and the sealing element as ge closed ring with basically any geometric Shape both in the ring plane and in the plane of the Ring standards are formed.

3. lamella valve according to one of claims 1 or 2, marked by at least one, in particular also rubberized web, of the annular clamping element in at least two interconnected partial rings divided.

4. lamellar valve according to one of claims 1 to 3, characterized, that the annular clamping element or at least egg ner of the optionally formed part rings more than wear only a molded part.

5. lamellar valve according to one of claims 1 to 4, characterized, that at least one of the on the annular Einspannele ment molded closure parts in the radial plane after radially outwards, i.e. not into that of the clamping element enclosed ring surface, protrudes.

6. lamellar valve according to one of claims 1 to 5, characterized, that the closure part and the one-piece with this Clamping element consist of a thermoplastic.

7. lamellar valve according to one of claims 1 to 6, characterized, that the closure part and the one-piece with this Clamping element made of a fluoropolymer, in particular PTFE.

8. lamellar valve according to one of claims 1 to 7, characterized, that at least one of the two valve housing parts inte Grail part of a positive displacement pump, in particular a positive displacement pump housing.

9. Method for producing a lamellar valve according to egg nem of claims 1 to 8, characterized, that a plastic film the contours of the sealing element of the clamping element rubberized accordingly and on closing the closure part with the clamping element and punched out the sealing element as an integrated unit will.

10. Use of lamellar valves according to one of the claims 1 to 8 as suction valve and pressure valve in particular operated relatively high frequency as a compressor Positive displacement pumps.