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Patent Searching and Data


Title:
SIMPLE BLEED VALVE WITH A MEMBRANE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2007/110059
Kind Code:
A2
Abstract:
The invention relates to an aeration and bleed valve of simple design using membrane technology, in particular for the aeration and bleeding of small plants and systems for gas/liquid equilibration of pressure/temperature differences in two chambers, in particular valves for heating systems, carrying out the functions/modes of operation, pressure checking, facilitating filling and emptying processes and automatic bleeding. The valve essentially comprises a cylindrical arrangement and has no moving parts. The membrane element for (22) forms the connection between the liquid filled interior of the heating system and the exterior, gases being able to form in the interior as a result of changing temperature and/or pressure which adversely affect the working and operation of the plant. Semipermeable membranes, depending on design, retain liquids or are impermeable thereto and permit the escape of gaseous media.

Inventors:
HIDDE AXEL R (DE)
KLOSE ODO (DE)
Application Number:
PCT/DE2007/000541
Publication Date:
October 04, 2007
Filing Date:
March 25, 2007
Export Citation:
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Assignee:
HIDDE AXEL R (DE)
KLOSE ODO (DE)
International Classes:
F16K24/04
Domestic Patent References:
WO2004074745A12004-09-02
Foreign References:
EP1119464A12001-08-01
EP1227282A12002-07-31
EP0961061A11999-12-01
EP1473495A12004-11-03
EP1617114A12006-01-18
EP1601914A12005-12-07
EP1125075A12001-08-22
EP1078834A22001-02-28
EP0989328A22000-03-29
Attorney, Agent or Firm:
HIDDE, Axel, R. (Siegen, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Be- und Entlüftungsventil einfacher Ausführung mit Membrantechnologie insbesondere für die Be- und Entlüftung kleiner Anlagen und Systeme zum Gas-/Flüssig- keitsausgleich von Druck-/Temperaturunter-schieden zweier Räume, insbesondere Ventile für Heizungsanlagen, dadurch gekennzeichnet, daß die Membranfläche räumlich und/oder mehrdimensional aufgespannt ist.

2. Be- und Entlüftungsventil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß das mehrteilige Ventil aus Oberteil, Mittelteil und Unterteil gefügt ist.

3. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Oberteil aus einer mit Durchbrüchen versehenen gegenüber dem Unterteil dicht schließenden Kappe besteht.

4. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil im wesentlichen aus einer mehrstückigen oder vorkonfektionierten Membranbaugruppe und/oder einem Membran-Sandwich besteht und eine räumlich ausgebildete semipermeable Membran enthält.

5. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Unterteil im wesentlichen aus einem eine im gelösten Zustand wirkende Entlüftungsbohrung enthaltenden Anschlußstopfen besteht.

6. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusammenbau der Teile des Ventils mechanisch fest und dicht erfolgt.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

7. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die die Membranbaugruppe/Membran-Sandwich haltenden Teile so ausgeformt sind, daß die Baugruppe/Sandwich austausch-/-wechselbar gestaltet ist.

8. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Innendurchmesser Anschlußstopfen, Innendurchmesser Aufnahmering bzw. Durchbrüche Trag- und Führungsteil, Innendurchmesser und Höhe Membran, Löchervolumen Lochscheibe und Durchbrüche Kappe die Gasstrecke bilden und deren Durchlaßvolumen in Abhängigkeit von Druck und Temperatur bestimmen.

9. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausführung der Gewinde nicht zwingend metrisch sein muß.

10. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die semipermeablen Membranen unterschiedliche Porosität/Durchgangszahlen ausweisen und für unterschiedliche Stoffe wirksam sind.

11. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Formgebung des Ventils auch zylindrisch sein kann und montage-/installationsmäßig keiner Lageeinbauvorschrift unterliegt.

12. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil kostengünstig in Serie hergestellt werden kann und Einzelteile oder Baugruppen des Ventils innerhalb der Typenvielfalt wiederverwendungsfähig sind.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

13. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß Membranbaugruppe und/oder Membran-Sandwich eine dem Ventilkörper angepaßte räumliche und/oder mehrdimensionale Formgebung besitzt.

14. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die den Membrankörper bildenden Oberflächen weitere poröse Schichten aufweisen.

15. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Membrankörper vollvolumig porös verfüllt ist.

16. Be- und Entlüftungsventil nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schraubkappe mit Einrichtungen zur Aufnahme von Membranbaugruppe und/oder Membran-Sandwich ausgestattet ist.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Description:

Einfaches Entlüftungsventil mit Membran

Beschreibung

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Be- und Entlüftungsventil einfacher Ausführung mit Membrantechnologie insbesondere für die Be- und Entlüftung kleiner Anlagen und Systeme zum Gas-/Flüssigkeitsausgleich von Druck-/Temperaturunterschieden zweier Räume, insbesondere Ventile für Heizungsanlagen. Besondere Ausführungsarten der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beansprucht.

Entlüftungsventile finden überall dort Anwendung, wo Medien in geschlossenen Anlagen und Systemen, Behältern, Kesseln, Speichern oder Rohrleitungen der Thermik unterliegen und Druckausgleich stattfinden muß. Bekannte Anwendungen sind Druckluftanlagen, wasserführende Anlagen, Kraftstoffsysteme und -behälter, geschlossene Systeme in der Verkehrstechnik. Häufig sind Be- und Entlüftungsventile für flüssige Stoffe als Schwimmerventile mit Verschlußmechanismus ausgeprägt.

In der mehr spezifischen Anwendung der Warm-Brauchwasser- und Heizungsanlage übernehmen die Be- und Entlüftungsventile im wesentlichen drei Funktionen/Betriebsarten

- Standhalten der Druckprüfung bis ca. 10 bar

- Helfen beim Befüll- und Entleerungsvorgang, ca. 3 bar

- Sicherstellen der Automatikentlüftung, ca. 3 bar.

Die Membrantechik ist noch eine junge Technologie, unterliegt aber wegen nahezu unbegrenzter Einsatzmöglichkeiten permanenter Erneuerung. Der Einsatz von Membranen findet statt in unterschiedlichsten Disziplinen der Technik, wie Medizin/Dia-

ERZATZBLATT (REGEL 26)

lyse, Getränkeindustrie/Filterung und Alkoholentzug, Brauchwasser/Reinigung und Filtration, Verkehrstechnik/Hohlraumentlüftung, etc. Membrane werden als semipermeable Folien hergestellt und ihr Einsatzzweck wird durch verschiedene Produktparameter bestimmt; sie halten hohen Flüssigkeitsdrücken stand, sind aber durchlässig für gasförmige Medien. Der Membranwerkstoff ist aus Kunststoff, wie z.B. Polytetra- fluorethylen (PTFE) oder Polypropylen (PP), ist oleophobisch und/oder hydropho- bisch, in weiten Bereichen chemisch kompatibel, sterilisationsgeeignet, nicht benetzbar bei kleinsten Oberflächenspannungen.

Im folgenden wird der Stand der Technik bezogen auf Be- und Entlüftungsventile der eingangs beschriebenen Art gewürdigt. Gemäß dem Stand der Technik sind, je nach Anwendungsbezug, eine Vielzahl von Typen von Be- und Entlüftungsventilen bekannt. Be- und Entlüftungen für Hydraulik-Anlagen und Brennstofftanks wurden im wesentlichen nicht berücksichtigt.

In dem internationalen Patentexpose WO 2004/74745/deutsches Gebrauchsmuster DE 203 02 828 wird ein bekanntes mechanisches durch Drehung verschließbares Entlüftungsventil vorgestellt, welches in der öffnung zum Heizkörper einer Heizanlage hin eine einschraubbare, mit einem oben liegenden Kanal versehene Sperre aufweist, die es gestattet, den Wasserspiegel im Heizkörper anzuheben und den möglichen Luftraum verringert.

Es handelt sich bei dem vorgestellten Entlüftungsventil um eine verbesserte mechanische Anordnung.

Die internationale Patentschrift WO 200/20239/europäische Schrift EP 1 119 464/ deutsche Patentschrift DE 19845 745 beschreibt ein Be- und Entlüftungsventil für den Innenraum eines Kraftfahrzeugs aus einem harten Kunststoffrahmen und einer über ein Filmscharnier verbundenen weicheren Abschlußklappe. Der Druckausgleich wird über die über das Filmscharnier bewegliche Klappe hergestellt.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Gemäß europäischer Patentschrift EP 1 227 282/deutsche Patentschrift DE 601 06 558 wird ein senkrecht zu montierendes Entlüftungsventil mit Schwimmer für Heizanlagen vorgestellt, welches die zusätzliche Eigenschaft der Drehbarkeit des waagerecht liegenden Entlüftungskanals aufweist. Der Schwimmer wirkt auf den Schaft eines Verschlusses mit Dichtkopf, wobei im luftleeren Zustand der Einrichtung der Dichtkopf eine Entleerungsöffnung schließt. Eine gelöste Kappe erlaubt den automatischen Ventilbetrieb.

Die ältere europäische Anmeldung EP 961 061 beschreibt das Automatik-Verhalten des Ventils.

Bei den Anmeldungen handelt es sich um schwimmergeregelte mechanische Entlüftungsventile mit der zusätzlichen Eigenschaft der Drehbarkeit der waagerecht liegenden Entlüftungsöffnung.

Die europäische Anmeldung EP 1 473495/italienische Anmeldung 200 30 847 offenbart ein automatisches Entlüftungsventil mit einem horizontal gelagerten Schwimmerbalken und sowohl senkrechter als waagerechter Entlüftung für Hydro-, Thermo- und/oder Sanitärsysteme. Die mechanische Konstruktion ist sehr aufwendig und besteht aus sehr vielen Teilen.

Die europäische Anmeldeschrift EP 1 617 114/deutsche Anmeldung DE 10 2004 34 453 sieht ein mechanisches Ventil zum Entlüften eines Heizkörpers vor, welches durch Drücken auf eine Drucktaste geöffnet oder geschlossen werden kann und die Lage der Drucktaste den Zustand anzeigt. Im ausgestellten Zustand ist der Entleerungshahn geöffnet. Es ist keine Regulierung der austretenden Luft- bzw. der Wassermenge vorgesehen.

Die europäische Anmeldung EP 1 601 914/deutsches Gebrauchsmuster DE 203 3986 beschreibt ein mechanisches Entlüftungsventil für Heizkörper, wobei der Entlüftungskanal durch Drehen oder Drücken des Ventilkörpers - auch gegen eine Rückstellkraft - die öffnung zwischen Außenraum und Heizkörperinnern freigibt.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Durch nicht dauerhafte öffnung des Entlüftungskanals sind Schwierigkeiten beim Befüllen der Anlage zu erwarten; zum Befüllen der Anlage ist der Haltekörper oder der Ventilkörper zu lösen.

Die europäische Anmeldung EP 1 125 075/englische Anmeldung GB 9 823 614 stellt ein Entlüftungsventil für eine Luftbremse der Fahrzeugtechnik, Fluiddruckkreis, vor. Ein dauerelastisches speziell geformtes Ventilelement sitzt in einem Ventilkörper und bildet einen Fluidkanal von der Kammer über die öffnungen, den Sitz und die Lüftungsöffnung und der Fluidkanal einen Strömungsdrosselbereich aufweist, so daß ein ansteigender Druck in der Kammer den Teller zu der Lüftungsöffnung hin verformt.

Das Entlüftungsventil ist konzipiert für kompressorgesteuerte Luftdruckanlagen, um bei überdruck zu verhindern, daß ölnebel in die Bremsanlage gelangt.

Eine ähnlich gelagerte Anwendung - wie oben - ist durch die europäische Anmeldung EP 1 078 834/amerikanisches Patent US 379 874 gegeben. Eine elastisch geformtes Ventilelement verschließt bei Druck den Ventilsitz; der Austritt eines leitungsgebundenen öl-/Luftgemischs soll gesteuert werden.

Auf eine weitere derartige Anwendung wird in der europäischen Anmeldung EP 989 328/amerikanische Anmeldungen US 101 216 und US 321 450 Bezug genommen.

Auch die europäische Anmeldung EP 867 351/englische Anmeldung GB 9 706 227 hat eine Entlüftungsventil für eine Luftdruckbremse der Verkehrstechnik zum Inhalt.

Die europäische Patentschrift EP 1 041 324/englisches Patent GB 9 907 250 und GB 9 917 914 beschreibt ein schwimmergesteuertes Entlüftungsventil, welches in Koexistenz mit einem Thermostatventil in flüssigkeitsgeführten Anlagen arbeitet. Unterhalb einer vorgegebenen Betriebstemperatur öffnet das Ventil zum Entlüften, oberhalb einer vorgegebenen Temperatur schließt das Ventil und verdrängt das Schwimmerventil.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Die automatische Entlüftungsvorrichtung ist sehr aufwendig gestaltet.

Die europäische Anmeldung EP 1 030 088/englische Anmeldungen GB 9 903 682 und GB 9 917 436 offenbart einen Ventilkörper mit Austrittsöffnung für Heizungsanlagen, die durch eine Ventilschraube verschlossen ist bzw. durch Drehen geöffnet werden kann. Wird die Schraube ganz heraus gedreht, verhindert ein O-Ring am Fuß der Ventilschraube den Austritt von Heizungsflüssigkeit. Die Erfindung betrifft keine automatische Entlüftung.

Die europäische Anmeldung EP 916 880/deutsches Patent DE 197 46 106 stellt ein in beide Richtungen wirkendes Ventil zur Be- und Entlüftung von Behältern vor, dessen dauerelastischer Ventilkörper zwischen zwei mit Schraubverschlüssen versehenen zylindrischen Körpern - das Ventil bildend - eingebettet ist. Das Ventil ist von außen durch konstruktive Maßnahmen und seitens des Behälterinnerns durch eine Tex- tilwandung vor - durch den Druckausgleich - eindringender Feuchtigkeit geschützt. Das Ventil ist für den Behälterbau entworfen und gestaltet sich sehr aufwendig.

In der europäischen Anmeldung EP 840 865 wird ein Entlüftungsventil für Hydraulikanlagen vorgestellt, bestehend aus einem, einen Auslaßkanal steuernden Magnetventil, welches wiederum über einen optischen Sensor gefahren wird, der vermögend ist, zwischen Gas und Flüssigkeit zu unterscheiden und demgemäß den Auslaßkanal zu öffnen oder zu schließen. In dieser Offenbarung wird im wesentlichen das Verfahren vorgestellt.

Anmeldung EP 378 947/deutsche Schrift DE 689 03 939 beschreibt ein Entlüftungsventil für die Hydraulikanlage eines Bremskreises eines Kraftfahrzeugs.

Die europäische Anmeldung EP 1 205 700/deutsche Anmeldung 601 01 835 offenbart ein schwimmerbetätigtes Entlüftungsventil für den Füllstand von Kraftfahrzeugkraftstofftanks.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Die europäische Anmeldung EP 823 577/amerikanisches Patent US 684 978/ japanisches Patent JP 880 19 297 beschäftigt sich mit einem Entlüftungsventil bestehend aus einem mehrteiligen Gehäuse für die Benzintank-Entlüftung in der Verkehrstechnik.

Die Patentschrift EP 441 831 /schwedische Schrift SE 880 39 83 hat eine Benzintank- Entlüftung mit Schwimmer und Kugelventil zum Inhalt.

Auch die Patentschrift DE 197 07 841 hat ein Entlüftungsventil für Kraftstoffbehälter von Kraftfahrzeugen zum Inhalt.

Eine Dichtungsanordnung zur Verwendung bei und in Kombination mit einem Regel- und Entlüftungsventil für Dampf und Brennöl und einen Ventilsitz dafür zeigt die europäische Anmeldung EP 750 163/amerikanische Anmeldung US 489 524. Verwendung findet die Anordnung in der industriellen ölbrennertechnik oder bei großen Zündbrennern.

Die europäische Anmeldung EP 683 878/deutsche Schrift DE 430 37 99 stellt ein schweres Entlüftungsventil für Hydraulikanlagen vor mit einem in einem Ventilgehäuse bewegbaren Schwimmer mit Hebeltrieb und Ventilteller zum öffnen und Schließen einer Auslaßöffnung. Solche automatisch arbeitende Entlüftungsventile werden für das Entfernen von Luft aus fluidbetriebenen Anlagen eingesetzt oder um beim Anfahren der Anlage Luft entweichen zu lassen.

Entlüftungsventile, wie sie beispielsweise in Heizungsanlagen Verwendung finden, sind meist für Betriebsdrücke bis 7 bar ausgelegt, was in den meisten Fällen für den Einsatz in Hydraulikanlagen zu wenig ist.

Mit der europäischen Patentanmeldung EP 515 215/englischen Anmeldung GB 91 11 327/deutschen Anmeldung 692 03 156 wird ein selbsttätiges Entlüftungsventil vorgestellt, welches

- Gas aus einem unter Druck stehenden Flüssigkeitsbehälter oder

- Flüssigkeit aus einem unter Druck stehenden Gasbehälter entläßt.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

In einem Gehäuse mit zwei Kammern, von der eine Verbindung zum Behälter und die andere zum Außenraum hat, bewegt sich ein selbstdichtender oberstromig vorgespannter Kolben, der in sich eine Bohrung trägt, die beide Kammern miteinander verbindet. Das dem Behälter entweichende Medium drückt auf den Kolben, füllt die untere Kammer und entweicht über die Verbindung und die obere Kammer nach Außen. Verbindung, Feder und Auslaßöffnung bestimmen den Verschlußdruck des Ventils.

Die europäische Schrift EP 286 391 /amerikanische Schriften US 150 307 und 34 711 sind Vorläufer der obigen Anmeldung und weisen prinzipielle Gemeinsamkeiten auf. Das Entlüftungsventil weist keine Einstellmöglichkeiten auf.

Die europäische Patentschrift EP 485 688/deutsches Patent DE 403 66 51 offenbart ein Be- und Entlüftungsventil, bestehend aus Ventilstößel mit Dichtung als Schwimmer sowie ein federnd gelagerte Reinigungsnadel in der Lüftungsöffnung, die sich je nach Druckverhältnissen von Flüssigkeit und Gas bewegt und die öffnungsseitenwände von Schmutz befreit. Eine Einstellbarkeit des Systems ist nicht gegeben.

Gemäß des europäischen Patents EP 232 713/der schweizerischen Anmeldung CH 60/86 wird ein Entlüftungsautomat für flüssigkeitsgefüllte Systeme vorgestellt, der - in beliebiger Lage einbaubar - einen stufenförmig ausgebildeten federnd gelagerten Kolben als Schließorgan eines Entlüftungskanals besitzt. Angesammelte entweicht durch den zwischen Kolben und Bohrungswandung entsprechend der Viskosität der Flüssigkeit dimensionierten Spalt durch die Entlüftungsöffnungen. Sobald die Flüssigkeitssäule den Kolben erreicht, baut sich infolge des Staus am Spalt ein Druck auf, der den Kolben mittels eines O-Rings dicht schließen läßt. Das zweite Ausführungsbeispiel betrifft ein handbetätigtes Entlüftungsventil. Die beliebige Einbaulage wird erst durch die zusätzliche Federkraft möglich, die auch die Schließzeit beeinflußt.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Die europäische Anmeldung EP 153 999/deutsche Patentanmeldung DE 334 66 14 offenbart ein Entlüftungsventil insbesondere zum Entlüften von Heizsystemen vorzugsweise von Heizkörpern. Ein Entlüftungsventil mit einer eine innere Entlüftungsöffnung verschließenden Entlüftungsschraube und einer Kammer mit einer insbesondere durch Verdrehen in ihrer Position veränderbaren äußeren Entlüftungsöffnung ist an einem Ventil- oder Stopfengehäuse angeordnet. Das Ventil weist keine überstehenden Teile aus. Das Entlüftungsventil ist ein handbetätigtes Ventil.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 19240 69 beschreibt einen Kleinst-Entlüftungs- automat für Warmwasser-Anlagen und Heizungen. Der Entlüftungsautomat besteht aus einem zur Flüssigkeit hin durchbohrten, mit hygroskopischen Quellscheiben gefüllten Becher, dessen oberer Rand zum Außenraum ebenfalls kleine Bohrungen aufweist. Der Becher ist mit einer mittig verschraubten Dichtscheibe verschlossen. Dem System entweichende Luft und nachströmendes Wasser müssen alle Fiberscheiben axial durchfließen; die Fiberscheiben quellen nach Wasserbenetzung unverzüglich auf.

Die aufquellenden Fiberscheiben verhindern nicht den Austritt einzelner Wassertropfen.

Ein früheres Gebrauchsmuster DE 187 1043 offenbart einen Entlüftungsautomat für Rohrleitungen und Heizungsanlagen, bei dem ebenfalls Dichtscheiben in einem als Becher mit Außengewinde ausgeführten Stopfen zum Einsatz kommen. Es werden 6 Ausführungsformen dargestellt, die sich im Wirkprinzip jedoch nicht unterscheiden.

Die späteren österreichischen Anmeldungen AT 309 740, AT 309 738/schweizeri- sche Anmeldung CH 533 270 und AT 295 092/schweizerische Anmeldung CH 479 012 arbeiten ebenfalls auf dem Prinzip 'Quellring/-scheiben-Dichtung ' , wobei bei den vier letztgenannten ein zusätzliches federunterstütztes Kugelventil nach Verschluß desselben eine Auswechselung der Quellscheiben während des laufenden Betriebs erlaubt.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 20 2005 001 931 beschreibt ein Be- und Entlüftungsventil - auch als Druckausgleichselement (DAE) bekannt - für Getriebegehäuse von Kraftfahrzeugen. Das Be- und Entlüftungsventil besteht im wesentlichen aus einem in eine Gehäusebohrung eines dichten Gehäuses preßpassend eingebrachtem Trägerteil aus Hochleistungskunststoff, in dessen zylindrische durchmesserkleinere Ausnehmung eine kreisförmige Membranscheibe zentriert eingebracht und dann durch die zylindrische durchmessergrößere Ausnehmung des Deckelteils zu einer topfförmigen Kontur ausgeformt wird. Durch entsprechende Durchbrüche in Träger und Deckel ergibt sich ein labyrinthartiger Strömungsverlauf für Gas und Flüssigkeit, wobei für den Innen- und den Außenraum zusätzliche Flüssigkeitsabweiser, wie Tropfkanten und Ringnut, vorgesehen sind.

Getriebegehäuse von Kraftfahrzeugen stellen hohe Anforderungen aus Umweltsicht; die Druckverhältnisse sind atmosphärischer Natur.

Eine Paket von Gebrauchsmusterschriften DE 299 18 722, DE 299 13 728, DE 299 05 743, DE 299 03 669 und DE 202 00 986 stellt ein Be- und Entlüftungsventil nach dem aerokinetischen Prinzip mit zentrischem Schwimmkörper und einer im oberen Bereich vertikal angeordneten Ventilgarnitur vor, das vorrangig an Hochpunkten flüssigkeitsführender Leitungen angeordnet wird.

Der mechanische und meßtechnische Aufwand des Ventils lassen die Anordnung nicht wirtschaftlich erscheinen.

Das Gebrauchsmuster DE 299 00 221 stellt eine Entlüftungsvorrichtung mit einem Entlüftungs- und Entleerungsventil - insbesondere für Heizkörper - vor, welches ein aus einem Schraubstutzen bestehendes Gehäuse mit einer darin verstellbaren Ventilspindel als Entlüftungs- oder Entleerungsschraube besitzt, und sich durch besonders rationelle Fertigung auszeichnet. Das Entlüftungs- und Entleerungsventil wird händisch betrieben.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Das Gebrauchsmuster DE 298 02 955 stellt ein spezielles manuell handhabbares Entlüftungsventil für Anlagenteile in Warmwasserheizungen vor mit zwischen 10° bis 80° von der Senkrechten geneigter Entlüftungsspindel mit Tropfnase.

Gebrauchsmuster DE 297 15 018 beansprucht ein universell einsetzbares händisch zu betreibendes Entlüftungsventil für den horizontalen und vertikalen Einsatz. Gebrauchsmuster DE 200 05 569 stellt eine besondere Formgebung für ein manuelles Entlüftungsventil vor.

Gebrauchsmuster DE 297 09 192 offenbart ein manuelles Entlüftungsventil für ein Wandheizgerät o.dgl. mit Trichter und Wasserauffanggefäß.

Das deutsche Gebrauchsmuster DE 202 18 676 stellt ein Entlüftungsventil für Heizkörper oder Heizanlagen mit einer axial verstellbaren Entlüftungsschraube mit einem mehrkantförmigen Kopf vor, welches eine Abdeckkappe besitzt, die abnehmbar und so ausgeformt ist, daß mit ihr der Mehrkant-Kopf der Entlüftungsschraube bedient werden kann.

Die deutsche Offenlegung DE 197 35 812 beschreibt ein Heizkörper-Entlüftungsventil für beengte Zugangsbereiche und dadurch schlechte Handhabbarkeit derart, daß das halbautomatische Ventil eine ferromag netische Kupplung besitzt, die entgegen einer mechanischen Federwirkung aber mit der Strömungsrichtung eine über einen Permanentmagneten veranlaßte Ventilöffnung bewirkt.

Die Offenlegungsschrift DE 196 13 480 beschreibt ein Be- und Entlüftungsventil für Behälter - insbesondere Zentralheizungssysteme - Räumen oder Anordnungen, deren Innendruck über dem Umgebungsdruck liegt, mit einer in der Be- bzw. Entlüftungsrichtung für das zu entlüftende Medium durchlässigen, abgedichtet eingespannten Membran. Die flache kreisförmige Membran ist in einem Halte-/Dichtring am Ventilboden eingespannt; darüber befindet sich eine Notverschlußeinrichtung bestehend

ERZATZBLATT (REGEL 26)

aus Notverschlußstopfen mit seitlicher O-Ringdichtung, auf den eine Rückhaltefeder wirkt.

Eine Lösung für die Prüfdruck- und die Befüll-Situation ist nicht gegeben.

In dem Gebrauchsmuster DE 90 04 375 wird ein manuelles Entlüftungsventil für Warmwasserheizungen - insbesondere Plattenheizkörper - mit einem durch einen Schlüssel verstellbaren Ventilkörper gezeigt, wobei der Ventilkörper über eine Hülse/Adapter im Heizkörper verschraubt ist.

Gemäß der Gebrauchsmusteranmeldung DE 84 13 483 wird ein Entlüftungsventil für Heizungssysteme vorgestellt, welches die Funktionen Entlüften während des Befül- lens/der Inbetriebnahme und während des Betriebs dadurch erfüllt, daß ein Schwimmerbalken je ein Ventil mit großem öffnungsdurchmesser für die Inbetriebnahme und kleinem Durchmesser für den Normalbetrieb besitzt.

Alle vorgestellten Veröffentlichungen eignen sich nur bedingt oder gar nicht als einfaches Be- und Entlüftungsventil mit Membran für die vorgesehene Applikation.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Be- und Entlüftungsventil zum Gas-/Flüssigkeitsausgleich von Druck-/Temperaturunterschieden zwischen dem Innenraum einer Anlage - insbesondere einer Heizungsanlage - und einem Außenbereich zu schaffen, das vielseitig einsetzbar ist, konstruktiv frei gestaltbar, fertigungstechnisch möglichst einfach herstellbar ist und eine hohe Betriebssicherheit gewährleistet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Be- und Entlüftungsventil der eingangs genannten Art mit den in Anspruch 1 gegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen zeigen die Figuren und nehmen die Unteransprüche Bezug.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird daher ein Be- und Entlüftungsventil einfacher Bauart mit semipermeabler Membran vorgeschlagen, welches die Funktionen/ Betriebsarten Druckprüfen, Befüllen und Entleeren und Automatikentlüften erfüllt. Das Ventil besteht im wesentlichen aus einer zylinderförmigen Anordnung und kommt ohne bewegliche Teile aus. Das Membranelement stellt das Bindeglied zwischen dem flüssigkeitsgefüllten Innenraum - der Heizungsanlage - und dem Außenraum dar, wobei sich im Innenraum aufgrund wechselnder Temperaturen und/oder Drücke Gase bilden können, die die Wirkungsweise und den Betrieb der Anlage negativ beeinflussen. Semipermeable Membranen halten je nach Aufbau Flüssigkeiten zurück - oder sind für diese undurchlässig - und lassen gasförmige Medien entweichen.

Die geometrischen Bauformen von Membranen - eben oder räumlich - können vielfältig sein. Die Druckprüfung setzt stabile mechanische Verhältnisse voraus; daher wird vorgeschlagen, das Be- und Entlüftungsventil mit einer Rohrmembran auszustatten. Diese Membran hat die Bauform eines Hohlzylinders, der um der Stabilität willen, zusätzlich mit einer porösen Beschichtung oder Befüllung ausrüstet werden kann. Gasförmiges Medium wird also durch die Seitenwandung der Rohrmembran - ggfs. auch durch poröse Beschichtungen - geführt und über den - ggfs. auch gefüllten - Innenzylinder in den Außenraum geleitet.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen - neben der Vermeidung von Ansammlungen gasförmiger Medien in flüssigkeitsbeinhaltenden Behältnissen - in der Einfachheit der Konstruktion, in den minimalen räumlichen und gewichtsmäßigen Abmessungen und in der Handhabbarkeit der Montage und der Installation des Bauteils, einschließlich Wartung.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstands sind in den Figuren dargestellt und werden im folgenden näher erläutert; dabei werden weitere erfindungsgemäße Merkmale offenbart. Es zeigen

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Fig. 1 Be- und Entlüftungsventil in Drauf-, Seiten- und perspektivischer Ansicht

Fig. 2 Be- und Entlüftungsventil mit Rohrmembran, zerlegt, in Seiten- und perspektivischer Ansicht

Fig. 3 Be- und Entlüftungsventil mit Rohrmembran, teilgeschnitten, in Seiten- und perspektivischer Ansicht

Fig. 4 Be- und Entlüftungsventil mit Membran, zerlegt, in Seiten- und perspektivischer Ansicht

Fig. 5 Be- und Entlüftungsventil mit Membran, teilgeschnitten, in Seiten- und perspektivischer Ansicht.

Gleiche und gleichwirkende Bestandteile der Ausführungsbeispiele sind in den Figuren stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen.

Die Beschreibung der erfindungsgemäßen Einrichtung wird fortgesetzt anhand der Erläuterungen der Figuren.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich, besteht das Be- und Entlüftungsventil aus im wesentlichen aus drei Teilen, dem Oberteil 1, dem Mittelteil 2 und dem Unterteil 3.

Fig. 2 zeigt das Be- und Entlüftungsventil mit Rohrmembran, zerlegt, in Seiten- und perspektivischer Ansicht.

Das Oberteil bildet eine mit Durchbrüchen und Außengewinde versehene Schraubkappe 11, die auch die Verbindung zum Außenraum herstellt. Aufnahmen 12 ermöglichen eine Positionierung für eine Membranhalterung.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Das Mittelteil setzt sich aus Lochscheibe 21, Rohrmembran 22 und Aufnahmering 23 zusammen; die Teile können auch als Baugruppe vorkonfektioniert sein. Die Baugruppe kann auch zum Unterteil hin mit einem Dichtring 24 abgeschlossen werden.

Das Unterteil, Anschlußstopfen 31, bildet mit seinem Außengewinde den Anschluß zum Behältnis, z.B. einem Heizkörper, hat ein Innengewinde zur Aufnahme des O- berteils und eine Innenaufnahme für die Membranbaugruppe 2. Die Membranbaugruppe muß in dem Unterteil dichtend gefügt sein und wird mittels der Schraubkappe verpreßt. Das Unterteil ist weiterhin Träger eines O-Rings 33 zwecks Abdichtung zum Behältnis hin. Der Anschlußstopfen ist mit einem Sechskant versehen, alternativ ist auch ein an zwei Seiten abgeflachter Zylinder zur Aufnahme des Schraubschlüssels oder eine optisch ansprechendere Rändelung möglich.

Der Weg entweichender Gase - in der Betriebsart Automatikentlüften - aus dem Behältnis gestaltet sich wie folgt: Behältnis - Unterteil, innen - Aufnahmering - Rohrmembran, innen - Rohrmembran, außen - Lochscheibe, unten - Lochscheibe, oben - Schraubkappe, Durchbrüche.

Gemäß des zu erwartenden Durchflusses sind die betreffenden Teile zu dimensionieren. Die Membranbaugruppe ist weiterhin so zu gestalten, daß sie der vorgegebenen Druckprüfung der Anlage standhält.

In der Betriebsart Befüllen und Entleeren wird der Anschlußstopfen soweit aus der Verschraubung des Behältnisses, z.B. des Heizkörpers, gelöst, bis die im Außengewinde sichtbare Bohrung 32 als Schnellbe- und -entlüftung wirkt.

In Fig. 3, Be- und Entlüftungsventil mit Rohrmembran, teilgeschnitten, in Seitenansicht, läßt den Zusammenbau der Einzelteile und Baugruppen deutlich werden. In der perspektivischen Darstellung wird der Sitz der Membranbaugruppe hervorgehoben. Außerdem läßt sich hier sehr gut der Verlauf der Strömungslinien ausmachen.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Wenn die Druckverhältnisse es zulassen, kann die Rohrmembran, wie Fig. 4, Be- und Entlüftungsventil mit Membran, zerlegt, zeigt, durch eine Membranscheibe 25 ersetzt werden. Diese ist jedoch an den lokalen Verhältnissen auszurichten, d.h. auf Grund der Druckprüfung ist die Membranscheibe in Sandwich-Bauweise und/oder als -Baugruppe zu realisieren. Die Membranscheibe erhält unterstützende Trag- und Führungsteile 26. Weiterhin ist es ebenfalls möglich, die Membranscheibe zwecks Festigung mit einer weiteren hydrophoben porösen Schicht zu umspritzen, wie z.B. hydrophobes poröses Polystyrol.

Wie oben dargestellt, enthält die Schraubkappe 11 Aufnahmen 12 für die mögliche Aufnahme von Führungsstiften 13 mit einem Federring 14 für das Membran-Sandwich; dabei wird dasselbe oberhalb des Federrings positioniert. Neben der Führung und Positionierung des Membran-Sandwich, bringt diese Anordnung Vorteile bei Wechseleinsätzen des Membran-Sandwich bei Wartungsaufgaben.

Fig. 5 zeigt das Be- und Entlüftungsventil mit Membran, teilgeschnitten, in Seiten- und perspektivischer Ansicht. Diese Darstellungen lassen den Aufbau und die Wirkungsweise des Ventils deutlich werden. Auch wird in der Perspektive die Einzelheit Membran-Sandwich, Positionierung und Führung derselben, gut sichtbar. Der Verlauf des Strömungsfeldes kann gut nachvollzogen werden.

Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß das Be- und Entlüftungsventil sich an den Normreihen derartiger Bauelemente orientiert. Das vorgesehene metrische Norm-Gewinde kann aus Gründen der Verwendung als Ersatz-/Ergän- zungsbauteil auch ein nichtmetrisches Gewinde sein.

Eine weitere Ausprägungsform der erfinderischen Neuheit ist dadurch gegeben, daß die Schraubkappe zur Rastkappe wird, in dem das Schraubgewinde durch Rastnasen ersetzt wird - mit entsprechenden Vorkehrungen im Unterteil - und die Dichtung über einen weiteren Dichtring erfolgt.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, weist das semipermeable Membranventil unterschiedliche Porosität/Durchgangszahlen auf und ist damit für unterschiedliche Stoffe wirksam.

Eine weitere vorteilhafte Ausprägung der Erfindung ist dadurch gegeben, daß das Be- und Entlüftungsventil hinsichtlich seiner Montage keiner Lageeinbauvorschrift unterliegt.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung kann das Be- und Entlüftungsventil mit Membran kostengünstig in Serie hergestellt werden; Einzelteile oder Baugruppen des Ventils sind innerhalb der Typisierung wiederverwendungsfähig.

Eine Außenummantelung und/oder eine Innenfüllung der Rohr-/Membran mit einem hydrophoben porösen Material, wie z.B. Polystyrol, erhöht die Druckfestigkeit der Membran und verhindert Feuchtigkeitsansammlungen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche. Die zahlreichen Möglichkeiten und Vorteile der Ausgestaltung der Erfindung spiegeln sich in der Anzahl der Schutzrechtsansprüche wider.

ERZATZBLATT (REGEL 26)

Bezugszeichenliste

1 Oberteil Be- und Entlüftungsventil

11 Schraubkappe

12 Aufnahme

13 Führungsstift

14 Federring

2 Mittelteil/Membranbaugruppe Be- und Entlüftungsventil

21 Lochscheibe

22 Rohrmembran

23 Aufnahmering

24 Dichtring (nicht dargestellt)

25 Membranscheibe

26 Trag- und Führungsteil

3 Unterteil Be- und Entlüftungsventil

31 Anschlußstopfen

32 Bohrung

33 O-Ring

ERZATZBLATT (REGEL 26)