DE19823704A1 - Ventilanordnung - Google Patents

Abstract

Eine Ventilanordnung für eine Gas- und/oder Flüssigkeitsdurchführung, insbesondere zur Verwendung für eine Pumpe, weist eine Ventilklappe (2) aus elastischem Material und eine umlaufende Dichtung (1) auf, wobei die Ventilklappe (2) mittels eines Torsionsstabes (3) an der umlaufenden Dichtung (1) befestigt ist und Ventilklappe (2), Dichtung (1) und Torsionsstab (3) aus einem Stück ausgebildet sind. Durch die einstückige Ausbildung wird die Anzahl der Einzelteile einer Pumpe und damit Montagezeit und -kosten verringert. Die Ankopplung der Ventilklappe (2) über den Torsionsstab (3) verhindert eine Beeinträchtigung des Sitzes der Ventilklappen (2) durch das Einspannen der umlaufenden Dichtungen (1).

Description

Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung für eine Gas- und/oder Flüssigkeitsdurchführung, insbesondere zur Verwendung in einer Pumpe.

Für Pumpen, bei denen das Pumpmedium durch abwechselnde Vergrößerung und Verkleinerung des Pumpraumvolumens gefördert werden, wie etwa Kolbenpumpen oder Membranpumpen, sind auf der Einlaßseite zum Pumpraum und der Auslaßseite vom Pumpraum vorzugsweise selbstschließende Ventile erforderlich. Zusätzlich ist eine Abdichtung des Lufteinlaßbereiches und Luftauslaßbereiches nach außen hin erforderlich.

Ein Beispiel einer bekannten Membranpumpe ist in Fig. 5 gezeigt. Mittels eines Antriebsmotors, der eine Drehbewegung auf das Pleuel 15 überträgt, wird eine Tellermembrane 11 auf- und abbewegt, die zwischen einem Gehäuseteil 12 und einem unteren Pumpenblock eingespannt ist. So werden in dem oberhalb der Tellermembrane 11 befindlichen Pumpraum die zum Pumpen erforderlichen Druckdifferenzen erzeugt. Im Gehäuseteil 12 befindet sich ein Lufteinlaß 17 in den darunter befindlichen Pumpraum und ein Luftauslaß 18, die jeweils durch ein Ventil 13, das durch einen Ventilring 14 gehalten ist, verschließbar sind. Eine umlaufende Dichtung 16 aus elastischem Material dichtet die Lufteinlaß- und Auslaßkanäle nach außen sowie gegeneinander ab. Wird die gezeigte Membranpumpe beispielsweise als Vakuumpumpe betrieben, strömt bei einer Abwärtsbewegung des Pleuels 15 und der damit durch Verformung der Tellermembrane 11 hervorgerufenen Vergrößerung des Pumpraumvolumens das Gas aus dem Rezipienten durch den Lufteinlaß 17 und das geöffnete Einlaßventil 13 in den Pumpraum. Bei der anschließenden Aufwärtsbewegung des Pleuels schließt das Einlaßventil und das Auslaßventil öffnet sich und ermöglicht einen Austritt des Gases durch den Luftauslaß 18.

Die in Fig. 5 schematisch dargestellte Pumpe weist eine sehr aufwendige Konstruktion mit vielen Einzelteilen auf, die eine lange Montagezeit und eine aufwendige Wartung erfordert. Dies ist insbesondere bei in hohen Stückzahlen hergestellten Pumpen nachteilig.

Zur Verringerung der Anzahl der Einzelteile sind daher Pumpen bekannt, bei denen das Auslaßventil und/oder das Einlaßventil an die Dichtung angebunden ist. Eine derartige Dichtung mit angekoppeltem Ein- und Auslaßventil für eine Pumpe ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt. Die Ventilklappen 21 sind im Mittelabschnitt an die umlaufende Dichtung 22 angeformt, welche eine Abdichtung nach außen sowie eine Abdichtung zwischen Einlaß- und Auslaßkanal für das Pumpmedium sicherstellt. Die Abdichtung wird durch Einspannen im Pumpenkörper erreicht, wobei eine genügende Einspannkraft zur Sicherstellung der gewünschten Dichtigkeit erforderlich ist. Das Einspannen kann jedoch zu einer Verformung der Ventilklappen 21 und damit verschlechterten Schließeigenschaften derselben führen. Auch können Herstellungstoleranzen der Ausmaße und/oder Elastizität der in den Fig. 6 und 7 gezeigten Ventilanordnung in eingespanntem Zustand zu einer Streuung der Schließeigenschaften der Ventilklappen 21, einer unerwünschten sogenannten pneumatischen Streubreite, führen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Ventilanordnung für eine Gas- und/oder Flüssigkeitsdurchführung vorzuschlagen, bei der die Anzahl der Einzelteile minimiert und gleichzeitig zufriedenstellende Schließeigenschaften der Ventilklappen in eingespanntem Zustand sichergestellt sind.

Gelöst wird die Aufgabe durch die in Anspruch 1 beschriebene Ventilanordnung mit einer Ventilklappe aus elastischem Material und einer umlaufenden Dichtung, wobei die Ventilklappe mittels eines Torsionsstabes an der umlaufenden Dichtung befestigt ist und Ventilklappe, Dichtung und Torsionsstab aus einem Stück ausgebildet sind.

Durch die Herstellung von Ventilklappe, Dichtung und Torsionsstab aus einem Stück läßt sich die Anzahl der für eine mit dieser Ventilanordnung ausgerüsteten Pumpe erforderlichen Einzelteilen verringern. Dadurch sinken Montagezeit und Montagekosten. Der Torsionsstab sorgt für eine weitestgehend mechanische Entkopplung der Ventilklappen von der umlaufenden Dichtung, so daß eine Verformung oder Verdrehung der Dichtung die Ventilklappen nicht beeinflußt, so daß die Gas- und/oder Flüssigkeitsdurchführung sicher geschlossen werden kann. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ist insbesondere vorteilhaft für sehr kleine Pumpen, da die bei kleinen Ventilanordnungen stärker ins Gewicht fallenden Fertigungstoleranzen bezüglich Ausmaßen und/oder Material der Ventilanordnung nicht zu einer Beeinträchtigung der Schließeigenschaften der Ventilklappen führen.

Vorzugsweise ist die umlaufende Dichtung rechteckförmig ausgebildet und der Torsionsstab zwischen den Längsseiten der Dichtung angeordnet. Der Torsionsstab kann einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt aufweisen.

Zur einfachen Zentrierung ist vorzugsweise ein umlaufender Zentriervorsprung an der umlaufenden Dichtung angeformt.

Die Ventilanordnung besteht vorzugsweise aus Elastomermaterial, beispielsweise Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPDM).

Vorzugsweise können an der umlaufenden Dichtung zwei Ventile, beispielsweise Einlaß- und Auslaßventil einer Pumpe, mittels Torsionsstab angebracht sein. Zum Abdichten zwischen Ein- und Auslaß kann ein Dichtleistenabschnitt zwischen den beiden Ventilklappen vorgesehen sein.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, in der

Fig. 1 eine Ansicht von unten auf ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilanordnung ist;

Fig. 2 eine Ansicht von oben auf die erfindungsgemäße Ventilanordnung von Fig. 1 ist;

Fig. 3 eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III von Fig. 2 ist;

Fig. 4 eine Detaildarstellung des Abschnitts IV von Fig. 3 ist;

Fig. 5 eine bekannte Membranpumpe zeigt;

Fig. 6 eine Ansicht von oben auf eine bekannte Ventilanordnung ist; und

Fig. 7 eine Querschnittsansicht entlang der Linie VII-VII von Fig. 6 ist.

Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Ventilanordnung in einer Ansicht von unten. Eine umlaufende Dichtung 1 aus Elastomermaterial, beispielsweise Ethylen-Propylen-Terpolymer (EPDM), ist insgesamt rechteckförmig ausgebildet und weist in der Mitte eine zusätzliche mittlere Dichtleiste 5 auf, die die beiden Längsseiten der umlaufenden Dichtung 1 verbindet. Wie in Fig. 3 gezeigt ist, haben die Dichtungsabschnitte 1, 5 einen nach unten abgerundeten Querschnitt und weisen auf ihrer Oberseite einen Zentriervorsprung 4 auf, der auch in Fig. 2 dargestellt ist. Die umlaufende Dichtung 1 sorgt für eine Abdichtung der Gas- und/oder Flüssigkeitsdurchführung nach außen und der Dichtleistenabschnitt 5 für eine Abdichtung zwischen Einlaß- und Auslaßbereich. Zwischen den Längsseiten der umlaufenden Dichtung 1 ist ein Torsionsstab 3, vorzugsweise mit rechteckigen bzw. quadratischen Querschnitt, angeformt, an dem Ventilklappen 2 angeordnet sind. Der Torsionsstab 3 entkoppelt die Ventilklappen 2 von Verformungen der umlaufenden Dichtungen 1, die durch das Einspannen hervorgerufen werden können. Außerdem erlaubt die Dimensionierung des Torsionsstabes 3 eine Einstellung der elastischen Schließkraft der jeweiligen Dichtungsklappen 2.

Alle Elemente der Dichtungsanordnung sind aus einem Stück ausgebildet, wodurch die Anzahl der für eine Pumpe erforderlichen Einzelteile verringert wird. In den Fig. 1 bis 4 ist ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel gezeigt, bei der zwei Ventilklappen 2, die als Einlaßventil und als Auslaßventil dienen können, gemeinsam an einer umlaufenden Dichtung mittels Torsionsstab 3 angeformt sind. Die Erfindung ist jedoch nicht auf diese Anordnung beschränkt. Es können auch je nach Aufbau der Pumpe, separate Anordnungen für Einlaßventil und Auslaßventil vorgesehen sein. Ebenso ist die Erfindung nicht auf die Verwendung in einer Pumpe oder auf einem bestimmten Pumpentyp beschränkt. Die erfindungsgemäße Ventilanordnung ist für jede Gas- und/oder Flüssigkeitsdurchführung anwendbar. Die Anbindung der Ventilklappen 2 mittels des Torsionsstabes 3 an die umlaufende Dichtung 1 sorgt dafür, daß Verformungen der umlaufenden Dichtung 1, die beispielsweise beim Einspannen auftreten können, nicht zu einer Beeinträchtigung der Ventilklappen führen. Dies ist insbesondere bei kleindimensionierten Ventilanordnungen und bei hohen Stückzahlen vorteilhaft, da die erfindungsgemäße Ventilanordnung größere Fertigungstoleranzen erlaubt, ohne daß die Dichtfähigkeit der Ventile 2 beeinträchtigt wird.

Bezugszeichenliste

1

Umlaufende Dichtung

2

Ventilklappe

3

Torsionsstab

4

Zentriervorsprung

5

mittlerer Dichtleistenabschnitt

11

Membrane

12

Gehäuseteil

13

Ventile

14

Ventilringe

15

Pleuel

16

Dichtung

17

Lufteinlaß

18

Luftauslaß

21

Ventilklappen

22

umlaufende Dichtung

Claims (8)

1. Ventilanordnung für eine Gas- und/oder Flüssigkeitsdurchführung, insbesondere zur Verwendung in einer Pumpe, mit mindestens einer Ventilklappe (2) aus elastischem Material und mindestens einer umlaufenden Dichtung (1), wobei die Ventilklappe (2) mittels eines Torsionsstabes (3) mit der umlaufenden Dichtung (1) verbunden ist und Ventilklappe (2), umlaufende Dichtung (1) und Torsionsstab (3) aus einem Stück ausgebildet sind.

2. Ventilanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die umlaufende Dichtung (1) rechteckförmig ausgebildet ist und der Torsionsstab (3) zwischen den Längsseiten der umlaufenden Dichtung (1) angeordnet ist.

3. Ventilanordnung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Torsionsstab (3) einen rechteckigen, insbesondere einen quadratischen Querschnitt hat.

4. Ventilanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Zentriervorsprung (4) zum paßgenauen Einspannen der umlaufenden Dichtung (1).

5. Ventilanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventilanordnung aus Elastomermaterial, insbesondere EPDM, ausgebildet ist.

6. Ventilanordnung gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an der umlaufenden Dichtung (1) zwei Ventilklappen (2) mittels Torsionsstäben (3) angebracht sind.

7. Ventilanordnung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dichtleistenabschnitt (5) zwischen den beiden Ventilklappen (2) vorgesehen ist.

8. Pumpe, aufweisend eine Ventilanordnung gemäß Anspruch 7, wobei eine Ventilklappe (2) als Einlaßventil und eine Ventilklappe (2) als Auslaßventil für einen Pumpraum der Pumpe dient.