DE102010060085A1

DE102010060085A1 - Membranventil sowie Membran für Membranventile

Info

Publication number: DE102010060085A1
Application number: DE102010060085A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: A&K Mueller GmbH and Co KG
Current assignee: A&K Mueller GmbH and Co KG
Priority date: 2010-10-20
Filing date: 2010-10-20
Publication date: 2012-04-26
Also published as: DE202010018358U1

Abstract

Ein Membranventil sowie eine Membran für Membranventile. Das Membranventil (1) besitzt ein Gehäuse (2) und eine innerhalb des Gehäuses angeordnete Membrane (3), deren Mittelbereich (4) zum Schließen und/oder Öffnen eines Ventilsitzes (11) hin und her bewegbar ist. Die Membrane (3) mit einem Einspannbereich (6) ist zwischen zwei Gehäuseteile (12, 13) eingespannt. Die Membrane (3) weist vorzugsweise von einem O-Ring gebildete Dichtflächen auf, die im Wesentlichen in einer Richtung parallel zur Einspannrichtung ausgerichtet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Membranventil sowie eine Membran für Membranventile mit den Merkmalen aus den Oberbegriffen der Patentansprüche 1 bzw. 7.
Ein bekanntes Membranventil ist beispielsweise in DE 29 614 645 U1 beschrieben.
Bei derartigen Ventilen, die beispielsweise zur Steuerung von Trink- oder Brauchwasser Anwendung finden, sind die Dichtflächen der Membranen im Einspannbereich in einer Richtung senkrecht zur Einspannrichtung angeordnet, was zur Folge hat, dass der Einspannbereich der Membran so ausgestaltet ist, dass er bei steigendem Mediendruck entlastet wird, was zu Undichtigkeiten an dieser Stelle führen kann. Um dieser Tendenz entgegen zu wirken, wird die Vorspannung im Einspannbereich soweit erhöht, dass auch bei höheren Drucken die geforderte Dichtheit noch gegeben ist. Dies führt zu einer hohen Beanspruchung der Bauteile und zu erheblichen konstruktiven Problemen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Membranventil mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Membran mit den Merkmalen aus dem Oberbegriff des Patentanspruchs 7 so auszugestalten, dass die durch die benötigte Abdichtung des Einspannbereichs der Membran hervorgerufenen Bauteilbelastungen reduziert werden. Damit ist auch eine Reduzierung der Bauteilgeometrie (beispielsweise der Wandstärken) und eine Erleichterung der Montage in einer automatisierten Fertigung erreichbar.
Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den Merkmalen aus den kennzeichnenden Teilen der Patentansprüche 1 und 7. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen beschrieben.
Unter einer „Dichtfläche” im Sinne der vorliegenden Erfindung wird dabei eine Fläche im Einspannbereich der Membran verstanden, die im eingespannten Zustand an einer Gegenfläche eines der beiden Gehäuseteile anliegend die Abdichtung in diesem Bereich bewirkt.
Die „Einspannrichtung” ist die Richtung, in der die beiden Gehäuseteile beim Einspannen aneinander angefügt werden, also beispielsweise die axiale Richtung der Membran.
Wie weiter unten anhand eines Ausführungsbeispiels genauer erläutert, führt die Ausrichtung der Dichtfläche bzw. der Dichtflächen parallel zur Einspannrichtung dazu, dass bei steigendem Mediendruck der Einspannbereich nicht entlastet wird, wie dies bei bekannten Membraneinspannungen der Fall ist, bei denen die Dichtfläche im Wesentlichen senkrecht zur Einspannrichtung liegt. Die Ausdrucksweise „im Wesentlichen ... parallel” besagt, dass kleinere Abweichungen von der Ausrichtung parallel zur Einspannrichtung zulässig sind und vom Anspruch umfasst werden. Derartige Abweichungen können als Toleranzen oder bei Bauteilen aus Kunststoff als Entformungsschrägen auftreten. Diese letzteren betragen im Allgemeinen wenige Winkelgrade, zum Beispiel 0 bis ca. 5 Grad.
Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung kann die durch die Abdichtung des Einspannbereichs der Membran benötigte Bauteilbelastung erheblich reduziert werden.
Bei einer besonders vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ventils können die Dichtflächen für die beiden Einsteckbereiche jeweils an einem O-Ring angeordnet sein, der mit der Membran einstückig verbunden ist, wobei die Ringebene der beiden O-Ringe parallel zueinander und senkrecht zur axialen Richtung der Membran liegen können.
Es sind aber auch andere Dichtungskonturen außer einer O-Ringähnlichen Ausformung möglich.
Im Folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnungen jeweils ein Ausführungsbeispiel für ein Membranventil und eine Membran nach der Erfindung näher erläutert.
In den Zeichnungen zeigen:
1 ein Membranventil in Seitenansicht mit einer im Axialschnitt dargestellten Aufreißung;
2 eine Membran in Seitenansicht mit teilweise geschnittenem Bereich.
Im Folgenden werden nur die Teile eines Membranventils und einer Membran näher erläutert, die für die weiter oben geschilderte Erfindung von Bedeutung sind.
Das als Kartuschenventil ausgebildete Membranventil 1 kann so ausgestaltet sein wie beispielsweise in DE 29 614 645 U1 beschrieben und besitzt ein äußeres Gehäuse 2 an dem ein in axialer Richtung Y verlaufender, zentral liegender Ventilausgang A angeordnet ist. Koaxial hierzu finden sich an der gleichen Gehäuseseite Ventil-Eingangsdurchlässe E.
Innerhalb des äußeren Gehäuses 2 sind zwei innere Gehäuseteile 12 und 13 angeordnet, zwischen denen eine Membran 3 eingespannt ist. Der Mittelteil 4 dieser Membran ist als Ventilteller ausgebildet und liegt in an sich bekannter Weise einem Ventilsitz 11 gegenüber. Das Membranventil 1 ist als durch ein nicht dargestelltes Pilotventil gesteuertes Servoventil ausgebildet und der Mittelteil 4 der Membran ist unter dem Einfluss des Mediendruckes in axialer Richtung gegenüber dem Ventilsitz 11 zum Öffnen und Schließen des Ventils bewegbar.
Durch die Membran 3 wird der mit den Ventil-Einlassdurchlässen E verbundene Druckraum 18 von einer hinter der Membran 3 liegenden Gegendruckkammer 19 getrennt, die über einen Kanal 20 mit dem Druckraum 18 verbunden ist und mittels des nicht dargestellten Pilotventils mit dem Ventilausgang A verbindbar ist. Die Bewegungen der Membran 3 in axialer Richtung folgen dann unter dem Einfluss der Druckdifferenz des Mediums zwischen dem Druckraum 18 und der Gegendruckkammer 19.
Der Mittelteil 4 der Membran ist über einen Rollbereich 5 mit einem Einspannbereich 6 verbunden. An diesen Einspannbereich 6 sind, wie 2 gut zu entnehmen, zwei O-Ringe 14 und 15 angeformt, die jeweils einen Einsteckbereich bilden. Die beiden O-Ringe 14 und 15 liegen zu beiden Seiten des Einspannbereiches 6 der Membran und ihre Ringebenen verlaufen parallel zueinander und senkrecht zur axialen Richtung X der Membran.
Wie 1 zu entnehmen, werden beim Zusammenfügen der inneren Gehäuseteile 12 und 13 die O-Ringe 14 und 15 in ringförmige Ausnehmungen 16 und 17 der inneren Gehäuseteile 12 und 13 derart eingeführt, dass sie mit ihren Dichtflächen 7 und 8 bzw. 9 und 10 an den Seitenwänden der Ausnehmungen 16 und 17 anliegen. Es handelt sich im eingespannten Zustand um ebene Flächen, die an den ebenfalls ebenen Gegenflächen der Ausnehmungen 16 und 17 anliegen. Die Dichtflächen 7 und 8 bzw. 9 und 10 sind somit parallel zur Einspannrichtung, die in der Axialrichtung Y des Membranventils 1 verläuft, ausgerichtet. Diese Ausrichtung hat zur Folge, dass beim Ansteigen des Mediumdruckes im Inneren des Membranventils 1 der Einspannbereich 6 nicht entlastet und damit der auf die Dichtflächen 7 und 8 bzw. 9 und 10 wirkende Druck nicht reduziert wird.
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 29614645 U1 [0002, 0017]

Claims

Membranventil mit einem Gehäuse (2) und einer innerhalb des Gehäuses (2) angeordneten Membrane (3), deren Mittelbereich (4) zum Schließen und/oder Öffnen eines Ventilsitzes (11) hin und her bewegbar ist, wobei die Membrane (3) mit einem Einspannbereich (6) zwischen zwei Gehäuseteilen (12, 13) eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (3) Dichtflächen (7, 8, 9, 10) aufweist, die im Wesentlichen in einer Richtung parallel zur Einspannrichtung ausgerichtet sind.
Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (7, 8) an einem Einsteckbereich (14) ausgebildet sind, der in eine Ausnehmung (16) des einen Gehäuseteils (12) eingesteckt ist.
Membranventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, das die Membrane (3) zwei Einsteckbereiche (14, 15) aufweist, wobei der zweite Einsteckbereich (15) in eine Ausnehmung (17) des anderen Gehäuseteils (13) eingesteckt ist.
Membraneventil nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der eine Einsteckbereich (14) an der einen Seite der Membrane (3) und der andere Einsteckbereich (15) an der gegenüberliegenden Seite der Membrane (3) angeordnet ist.
Membranventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtflächen (7, 8, 9, 10) von einem O-Ring gebildet werden, der mit der Membrane (3) einstückig verbunden ist.
Membraneventil nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Einsteckbereiche (14, 15) jeweils einen mit der Membrane (3) einstückig verbundenen O-Ring aufweisen.
Membrane für Membraneventile (1) mit einem Einspannbereich (6) zum Einspannen der Membrane (3) in einem Gehäuse (2) des Membranventils (1), gekennzeichnet durch eine sich im Wesentlichen parallel zur Einspannrichtung erstreckende Dichtfläche (7, 8, 9, 10).
Membrane nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Membrane (3) einen in eine Ausnehmung (16) eines Gehäuseteils (12) einsteckbaren Einsteckbereich (14) aufweist, an welchem die Dichtfläche (7, 8) angeordnet ist.
Membrane nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtfläche (7, 8) an einem einstückig mit der Membrane (3) verbundenen O-Ring ausgebildet ist.
Membrane nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekennzeichnet durch zwei auf gegenüberliegenden Seiten der Membrane (3) angeordnete Einsteckbereiche (14, 15).