Die Erfindung betrifft ein Entlüftungsventil und eine Verschlussschraube
mit diesem Entlüftungsventil sowie eine entsprechende Verwendung in einem Getriebe.
Entlüftungsventile sind für verschiedene Anwendungen bekannt.
Sie dienen zum Abführen von Gasen ab einem bestimmten Druck, durchaus auch
von anderen Gasen als Luft. Ein beispielhafter und im vorliegenden Zusammenhang
bevorzugter Anwendungsbereich sind Entlüftungsventile für Getriebe, und
zwar insbesondere Elektromotorengetriebe. In der Regel sind Entlüftungsventile
in diesem Bereich in einer Verschlussschraube ausgebildet.
Ein einschlägiges Entlüftungsventil zeigt die
DE 39 32 118 C2. Das dort in einer
Verschlussschraube ausgebildete Entlüftungsventil ist zweiteilig aufgebaut,
wobei zwischen einem Oberteil und einem Unterteil durch das Ventil abgedichtet wird.
Der Dichtkörper ist eine von einer Schraubenfeder beaufschlagte Kugel, die
gegen einen konischen Sitz gepresst wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt das technische Problem zugrunde,
die Gebrauchseigenschaften von Entlüftungsventilen zu verbessern.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen ein Entlüftungsventil,
insbesondere zur Entlüftung von Maschinenteilen, mit einem durch die Ventilwirkung
zu öffnenden und schließbaren ersten Entlüftungsdurchgang, der über
eine Austrittsöffnung mit der äußeren Atmosphäre in Verbindung
steht, gekennzeichnet durch eine separate Staubschutzabdeckung mit einer die Austrittsöffnung
übergreifenden Kappe, welche Staubschutzabdeckung einen an den ersten Entlüftungsdurchgang
anschließenden zweiten Entlüftungsdurchgang aufweist.
Die Erfindung richtet sich auch auf eine Verschlussschraube mit einem
solchen Entlüftungsventil und auf die Verwendung eines solchen Entlüftungsventils
oder einer solchen Verschlussschraube für Getriebe, insbesondere Elektromotorgetriebe.
Bevorzugte Ausgestaltungen sind in den abhängigen Ansprüchen
angegeben und werden im Folgenden erläutert. Die Erläuterungen in der
folgenden Beschreibung beziehen sich dabei implizit auf alle Anspruchskategorien,
ohne dass zwischen diesen noch im Einzelnen unterschieden wird.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass Betriebsstörungen
in konventionellen Entlüftungsventilen häufig durch in die Entlüftungsventile
eingedrungene Staubpartikel verursacht wurden, die beispielsweise die Bewegungsgängigkeit
eines Ventilkörpers oder die dichtende Anlage einer Dichtfläche beeinträchtigen
konnten. Dabei beruht die Erfindung auf der Überlegung, dass auf solche Störungsursachen
abzielende konstruktive Verbesserungen im Entlüftungsventil im Hinblick auf
nicht mit Staubbelastungen verbundene Anwendungsfälle mit funktionalen oder
wirtschaftlichen Nachteilen verbunden sein können. Die Einführung oder
Verfeinerung von geometrischen Einzelheiten, die dem Eindringen von Staub entgegen
wirken, etwa sog. Labyrinthen, kann Öffnungsquerschnitte und Strömungswiderstände
für den Fall eines Entlüftungsvorganges verschlechtern, die Fertigung
verkomplizieren oder den Materialaufwand erhöhen.
Die erfinderische Idee liegt darin, daher eine separate Staubschutzabdeckung
vorzusehen, also eine Staubschutzeinrichtung, die an dem Entlüftungsventil
angebracht werden kann, wenn dies angeraten erscheint, in Fällen ohne Staubbelastung
aber auch weggelassen werden kann und damit ohne Nachteile für das Entlüftungsventil
bleibt. Die Staubschutzabdeckung ist also in dem Sinn separat, als das Entlüftungsventil
auch ohne sie als Entlüftungsventil funktioniert.
Die Entlüftungsfunktion und die Staubschutzfunktion werden in
der Staubschutzabdeckung dadurch gelöst, dass ein zweiter Entlüftungsvorgang
vorgesehen ist, der an den im Entlüftungsventil selbst vorgesehenen ersten
Entlüftungsdurchgang anschließt und eine geometrische Form aufweist, die
dem Eindringen von Staub entgegen wirkt. Dazu können kurven- und winkelreiche
Durchgangsformen, geringe Öffnungsquerschnitte und lange Durchgangslängen
eingesetzt werden.
Die erfindungsgemäße Staubschutzabdeckung ist vorzugsweise
leicht aufsteckbar, jedoch beispielsweise durch einrastenden ringförmigen Wulst
gegen versehentliches Abnehmen geschützt. Somit kann dem Monteur vor Ort überlassen
bleiben, ob er ein Entlüftungsventil mit einer Staubschutzabdeckung versieht
oder nicht, ohne dass deswegen der Montagevorgang wesentlich belastet wird.
Der erwähnte zweite Entlüftungsdurchgang weist vorzugsweise
ein Labyrinth auf, bei dem es sich bei einer bevorzugten Ausführungsform um
zumindest einen Gewindegang, also eine schraubenlinienförmige Durchgangsführung,
handelt. Vorzugsweise sind zumindest zwei oder mehrere parallel zueinander, also
unabhängig voneinander, wirkende Gewindegänge vorgesehen. Damit ist die
Staubschutzabdeckung durch ein Verstopfen eines Gewindegangs nicht automatisch beeinträchtigt
und können ferner trotz geringer Querschnittsgrößen der einzelnen
Gewindegänge günstige Gesamtöffnungsquerschnitte erzielt werden.
Sinngemäß gilt auch für andere Labyrinthformen, dass vorzugsweise
eine Mehrzahl parallel arbeitender Durchgänge vorgesehen ist.
Ferner kann die erfindungsgemäße Staubschutzabdeckung ein
Mikrofilter aufweisen, also eine Einrichtung, die noch den Durchtritt von Partikeln
sperrt, die weit im Submillimeterbereich liegen. Besonders bevorzugter Weise liegt
die Porengröße des Mikrofilters in der Größenordnung von höchstens
200 &mgr;m, noch günstiger Weise höchstens 150 &mgr;m, 100 &mgr;m
und im Ausführungsbeispiel bei 60 &mgr;m. Damit kann das erfindungsgemäße
Entlüftungsventil auch störungsfrei unter Feinstaubbelastungen arbeiten,
die mit üblichen Gewindegängen oder ähnlichen Labyrinthkonstruktionen
nicht mehr effektiv abgefangen werden können.
Eine bevorzugte Wahl für das Mikrofilter ist ein Sinterkörper
oder auch ein anderer poriger Feststoff mit geeigneter Porengröße.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist der Sinterkörper oder
anderweitige porige Feststoff über eine Feder gehalten. Damit können Toleranzen
in seinen Maßen leicht berücksichtigt werden, ohne durch Spiel in der
Montage Undichtigkeiten zu riskieren.
Ferner kann das erfindungsgemäße Entlüftungsventil
ein Überdruckbypassventil aufweisen, mit dem Stellen des zweiten Durchgangs
mit geringem Öffnungsquerschnitt im Bedarfsfall überbrückt werden
können, um bei großem Überdruck eine ausreichende Entlüftungsleistung
sicherzustellen. Dies kann für Labyrinthe und Ähnliches gelten, ist aber
vor allem in Bezug auf das erwähnte Mikrofilter bevorzugt. Eine günstige
Ausführungsform weist dabei einen elastisch gehaltenen Ventilkörper des
Überdruckbypassventils auf, der günstiger Weise das Mikrofilter selbst
sein kann. So kann die bereits erwähnte Halterung des Mikrofilters über
eine Feder, etwa eine Schraubenfeder, gleichzeitig als Überdruckbypassventil
wirken.
Eine günstige Ausführungsform der Staubschutzabdeckung ist
zweiteilig und sieht das beschriebene Labyrinth zwischen den beiden Teilen vor.
Die Staubschutzabdeckung kann ein Rohrstück aufweisen, das zur
Montage auf einem im Wesentlichen zylindrischen Kopf des Entlüftungsventils
(ohne Staubschutzabdeckung) ausgelegt ist, etwa durch eine Passgenauigkeit zwischen
Teilen seiner Innenmantelfläche und einer Außenmantelfläche des Ventilkopfes.
Dabei übergreift das Rohrstück vorzugsweise einen Einstich an einem "unteren"
Ende des Kopfes, wobei hier mit "unten" die dem zu entlüftenden Maschinenteil
zugewandte Seite und mit "oben" die entgegengesetzte Seite gemeint ist. Die Staubschutzabdeckung
wird also von oben auf den Kopf aufgesetzt, wobei der Kopf am oberen Ende des Entlüftungsventils
angebracht ist. Das Rohrstück liegt dabei dichtend gegen ein weiteres Ventilteil
an, etwa eine radiale Stirnfläche unterhalb des Kopfes und des Einstichs, und
verbindet die in dem Einstich vorgesehene Austrittsöffnung des Entlüftungsventils
über einen Teil des zweiten Entlüftungsdurchgangs zwischen der Innenmantelfläche
des Rohrstücks und der Außenmantelfläche des Kopfes mit weiteren
Teilen des zweiten Entlüftungsdurchgangs und der Außenatmosphäre.
Die Befestigung des Rohrstücks auf dem Kopf kann durch ein Einrasten
in dem Einstich gewährleistet sein. Eine über den Umfang nur teilweise
Anlage zum Zwecke der rastenden Verbindung kann gleichzeitig den beschriebenen Teil
des zweiten Entlüftungsdurchgangs offen halten.
Bei der beschriebenen zweiteiligen Ausführungsform der Staubschutzabdeckung
kann das erste Teil ein Rohrstück in der beschriebenen Form sein und das zweite
Teil eine darauf aufzusetzende Kappe, die das Rohrstück nach oben abschließt.
Die Kappe kann mit einem das Rohrstück umschließenden, ebenfalls rohrförmigen
Teil das Labyrinth, insbesondere die mehrfachen Gewindedurchgänge, zwischen
einer Innenmantelfläche des rohrförmigen Teils der Kappe und einer Außenmantelfläche
des ersten Staubschutzabdeckungsteils begrenzen.
Das beschriebene Mikrofilter, insbesondere der Sinterkörper,
kann in dem das erste Staubschutzabdeckungsteil bildende Rohrstück angebracht
sein, und zwar insbesondere benachbart dem Ventilkopf und oberhalb davon. Bei einer
Halterung über eine Schraubenfeder kann sich diese beispielsweise an dem kappenförmigen
zweiten Staubschutzabdeckungsteil abstützen und durch einen mittigen Dorn desselben
gehalten sein und den Sinterkörper nach unten auf einen kreisringförmigen
Absatz an der Innenmantelfläche des ersten Staubschutzabdeckungsteils aufpressen.
Zur Erläuterung der bevorzugten Geometrie wird im Übrigen
auf das weiter unten folgende Ausführungsbeispiel verwiesen.
Weitere zur Erfindung gehörende Verbesserungen betreffen das
Entlüftungsventil selbst, also nicht die bislang beschriebene Staubschutzabdeckung.
Im Rahmen dieser Ausgestaltungen ist das Entlüftungsventil ausgestattet mit
einem federbeaufschlagten Dichtkörper, der entlang einer Richtung beweglich
ist, und einer zu der Richtung im Wesentlichen senkrechten Dichtfläche an dem
Dichtkörper und/oder an einem Dichtkragen an einer Innenmantelfläche des
Entlüftungsventils, wobei eine separate elastische Ringdichtung zur Abdichtung
zwischen dem Dichtkörper und der Innenmantelfläche vorgesehen ist.
Bei dieser Ausgestaltung ist ein Dichtkörper vorgesehen, der
von einer Feder beaufschlagt ist und durch die Federkraft bzw. gegen die Federkraft
beweglich ist. Die Bewegungen dieses Dichtkörpers schließen den Gaskanal
durch das Entlüftungsventil ab und öffnen ihn. Im Unterschied zu dem eingangs
zitierten Stand der Technik ist jedoch zusätzlich zu dem Dichtkörper eine
separate elastische Ringdichtung vorgesehen, die gegen eine zu der Bewegung des
Dichtkörpers im Wesentlichen senkrechte Dichtfläche dichtet, die an dem
Dichtkörper vorgesehen ist und/oder an der Innenmantelfläche des Entlüftungsventils.
Bei der Dichtfläche kann es sich beispielsweise um einen radialen Kragen einer
im Wesentlichen zylindrischen Form der Innenmantelfläche oder auch des Dichtkörpers
handeln.
Die Bewegung des Dichtkörpers bringt dann die Ringdichtung in
Anlage an die Dichtfläche oder hebt sie von dieser ab. Die jeweils andere der
beiden Flächen, zwischen denen die Ringdichtung dichtet, muss nicht notwendigerweise
im Wesentlichen senkrecht zur Bewegungsrichtung des Dichtkörpers verlaufen.
Sie hat die Aufgabe, die Ringdichtung zu halten, sodass die Ringdichtung hier (zwar
vorzugsweise austauschbar aber im Übrigen) unbeweglich angebracht sein kann
und damit gegenüber der Fläche, an der sie angebracht ist, auch dichten
kann, wenn diese in einem deutlich von 90 Grad abweichenden Winkel zu der Bewegungsrichtung
liegt.
Natürlich können auch beide Flächen, zwischen denen
die Ringdichtung im dichtenden Zustand liegt, senkrecht zur Bewegungsrichtung sein,
wie im Ausführungsbeispiel noch dargestellt.
Die Verwendung einer separaten Ringdichtung hat gegenüber dem
eingangs erwähnten Stand der Technik, in dem der kugelförmige Ventilkörper
selbst elastisch war und keine separate Dichtung vorgesehen war, den Vorteil, dass
die Ringdichtung im Hinblick auf die zu erwartenden Andruckkräfte, Dichtanforderungen
und Gasdruckverhältnisse unabhängig von Stabilitätsanforderungen
wie bei der elastischen Kugel aus dem Stand der Technik oder anderen konkurrierenden
Gesichtspunkten ausgelegt werden kann. Das elastische Material für die Ringdichtung,
das vorzugsweise ein Elastomer ist, kann in seinen elastischen Eigenschaften, hinsichtlich
Materialverträglichkeiten mit flüssigen oder gasförmigen Medien,
mit denen die Ringdichtung in Kontakt kommt, und im Hinblick auf seine Geometrie
ganz auf die Dichtungsanforderungen hin ausgelegt und optimiert werden.
Es ist insbesondere möglich, die Ringdichtung so zu gestalten,
dass sie durch Flüssigkeitsreste infolge von Kondensation aus Dämpfen
oder infolge Eindringens von Flüssigkeit selbst nicht verklebt. Solche Schwierigkeiten
sind namentlich auch bei dem Entlüftungsventil aus dem Stand der Technik, bei
dem die elastische Kugel gegen einen konischen Sitz gedrückt wurde, beobachtet
worden. Erfindungsgemäß kann die Breite der Ringdichtung oder auch konkret
die Fläche zwischen der Ringdichtung und der erwähnten Dichtfläche
an dem Dichtkörper und/oder dem Dichtkragen an der Innenmantelfläche des
Entlüftungsventils so schmal gewählt werden, dass solche Haftprobleme
nicht wesentlich in Erscheinung treten. Andererseits kann dabei darauf geachtet
werden, dass die Dichtfläche immer noch breit genug ist, um die geforderte
Dichtheit zu gewährleisten. Darüber hinaus können Elastomere beschichtet
werden, um ein Verkleben zu minimieren.
Dabei ist vorzugsweise an eine Querschnittsform der Ringdichtung gedacht,
die bei einer unbelasteten Anlage zwischen der Ringdichtung und der Dichtfläche
eine quasi linienförmige Berührung ergibt. Im belasteten Zustand wird
die Querschnittsform der Ringdichtung verändert, gewissermaßen etwas flachgedrückt
und verbreitert sich damit die Anlage der Ringdichtung an die Dichtfläche.
Im Falle eines Öffnens des Ventils sorgen nicht nur der der Federkraft entgegenwirkende
Gasdruck, sondern auch Rückstellkräfte in der Ringdichtung selbst dafür,
dass sich diese Grenzfläche zurückbildet und sich die Ringdichtung von
der Dichtfläche abheben kann.
Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Ringdichtung in ihrer
Querschnittsform mit einer der Dichtfläche zugewandten Ecke ausgestattet. Diese
Ecke soll vorzugsweise einen stumpfen Winkel von zumindest 90 Grad aufweisen, sodass
sich bei Anpressung durch die Feder ausreichende Dichteigenschaften ergeben. Andererseits
sorgt die Ecke dafür, dass die sich ausbildende Grenzfläche zwischen der
Ringdichtung und der Dichtfläche relativ schmal ist.
Die Querschnittsform mit der Ecke bezieht sich dabei natürlich
auf den unbelasteten Zustand, wobei die Ecke im belasteten Zustand durch die Federkraft
etwas flachgedrückt wird. Das Flachdrücken ist erwünscht und wird
durch den stumpfen Winkel gefördert, weil nur eine gewisse Breite der erwähnten
Grenzfläche ausreichende Dichteigenschaften gewährleisten kann.
Aus ähnlichen Überlegungen ist ebenfalls eine runde Querschnittsform
der Ringdichtung bevorzugt, die insbesondere elliptisch oder, besonders bevorzugterweise,
kreisrund sein kann. Auch hier ergibt sich im unbelasteten Zustand eine quasi linienförmige
Anlage zwischen der Ringdichtung und der Dichtfläche, die sich im belasteten
Zustand in einen Grenzflächenstreifen umwandelt.
Weiterhin soll die Anlage der Ringdichtung an der Dichtfläche
nicht zu breit sein, um ein Verkleben oder Anhaften an der Dichtfläche zu vermeiden. Bevorzugt
sind Breiten der Anlage zwischen Ringdichtung und Dichtfläche von höchstens
40 % der Gesamtbreite der Ringdichtung, vorzugsweise von höchstens 30 % oder
sogar 25 %, was sich jeweils auf den gasdruckunbelasteten, jedoch federbelasteten
Zustand bezieht.
Bislang wurde eine Dichtfläche erwähnt, gegen die die Ringdichtung
bewegt wird und den dichtenden Abschluss herstellt. Es wurde weiterhin erwähnt,
dass die jeweils zweite Fläche, mit der die Ringdichtung in Kontakt steht und
die diese in der dichtenden Anlage beaufschlagt, nicht notwendigerweise senkrecht
zu der Bewegungsrichtung des Ventilkörpers stehen muss. Hier kann die dichtende
Verbindung auch dadurch hergestellt sein, dass die Ringdichtung eingeklemmt ist,
eingeklebt ist oder in anderer Weise als durch die Federkraftbeaufschlagung eine
dichtende Anlage hergestellt ist.
Vorzugsweise sind jedoch beide Flächen im Wesentlichen senkrecht
zu der Bewegungsrichtung und damit Dichtflächen in dem Sinn einer Abdichtung
durch die Federkraftbeaufschlagung. Die Ringdichtung ist also vorzugsweise so gehalten,
beispielsweise leicht eingeklemmt, dass sich daraus allein noch keine ausreichende
Dichtwirkung ergibt und sie im durch die Federkraft angepressten Zustand gegen zwei
gegenüberliegende Dichtflächen gepresst wird, die jeweils im Wesentlichen
senkrecht zur Bewegungsrichtung des Dichtkörpers liegen. Zur Veranschaulichung
wird auf das Ausführungsbeispiel verwiesen.
Bevorzugte Anwendung findet das Entlüftungsventil in Verschlussschrauben,
insbesondere solchen für Getriebe und insbesondere für Elektromotorgetriebe.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels
näher erläutert, das sowohl im Hinblick auf die Vorrichtungskategorie
(als Entlüftungsventil und als Verschlussschraube) als auch die Verwendungskategorie
zu verstehen ist. Ergänzend wird auf die Erläuterungen auch zu den Ausführungsbeispielen
in dem oben zitierten Stand der Technik verwiesen.
1 zeigt eine im linken Teil im Schnitt dargestellte
Ansicht einer Verschlussschraube mit Entlüftungsventil sowie zwei Detaildarstellungen
dazu mit zwei alternativen Ausführungsformen.
2 zeigt eine Verschlussschraube, die weitgehend der
Verschlussschraube aus 1 entspricht, in Aufrissdarstellung
mit einer darüber ebenfalls in Aufrissdarstellung gezeichneten erfindungsgemäßen
Staubschutzabdeckung.
3 zeigt einen in 2 mit
A-A bezeichneten Schnitt längs der Mittenachse durch die Verschlussschraube
und die Staubschutzabdeckung aus 2.
4 und 5 entsprechen den
2 und 3, wobei die Staubschutzabdeckung
jeweils auf die Verschlussschraube aufgeschoben ist.
Die in 1 dargestellte Verschlussschraube
1 weist ein Unterteil 2 und ein Oberteil 3 sowie einen
dazwischen eingesetzten Ventilkörper 4 auf. Das Unterteil
2 ist mit einem Außengewinde 5 und einer in einer Aufnahmenut
eingesetzten Ringdichtung 6 versehen. Die Ringdichtung 6 hat einen
rechteckigen Querschnitt und ist nicht mit der im Folgenden noch beschriebenen erfindungsgemäßen
Ringdichtung 13 zu verwechseln. Mit dem Außengewinde 5 kann
die Verschlussschraube 1 in ein Elektromotorgetriebe eingeschraubt werden,
wobei die Ringdichtung 6 für einen dichten Abschluss sorgt. Dabei
wird die Verschlussschraube über einen Außensechskant 7 gehandhabt,
der von dem Außengewinde 5 durch eine Schulter 8 getrennt
ist. Dazu kann auch ein Steckschlüssel verwendet werden, weil ein kappenförmiger
Kopf 9 des Oberteils 3, der einen Flansch 10 des Unterteils
von oben übergreift, einen ausreichend kleinen Durchmesser hat.
Der Kopf 9 des Oberteils 3 deckt dabei nicht nur
den Flansch 10, sondern eine zentrale und im Wesentlichen zylindrische
Bohrung durch das gesamte Unterteil 2 ab. Die Bohrung führt im Betrieb
Luft bzw. andere Gase und kann durch die Ventilwirkung, wie im Folgenden beschrieben,
geöffnet und geschlossen werden.
In der Bohrung, etwa auf halber axialer Höhe, befindet sich der
Ventilkörper 4, der einen radial schmaleren oberen zylindrischen Abschnitt
4a, einen axial darunter befindlichen Sechskantabschnitt 4b und
schließlich einen axial darunter befindlichen Abschnitt 4c mit einem
Kragen 4d aufweist. 1 zeigt, dass der obere
Abschnitt 4a in einer Schraubenfeder 11 steckt, die ihrerseits
in einer zentralen Bohrung eines in die Bohrung des Unterteils 2 hineinreichenden
Mittelstifts 12 gesteckt ist. Das Oberteil 3 ist durch einen Presssitz
zwischen dem untersten und radial nach außen etwas verdickten Abschnitt des
Mittelstifts 12 einerseits und andererseits einen entsprechenden gegenüberliegenden
Abschnitt der Innenmantelfläche 2 in der Bohrung durch das Unterteil
2 gehalten. Der Ventilkörper 4 wiederum ist durch die radial
äußersten Bereiche des Sechskantabschnitts 4b in einem unteren
Abschnitt derselben Innenmantelfläche der Bohrung durch das Unterteil
2 geführt, aber nicht gehalten. Der Ventilkörper 4 ist
damit axial beweglich. Die radial äußersten Bereiche des Sechskantabschnitts
4b sind mit einem geringfügig kleineren Krümmungsradius als der
entsprechende Abschnitt der Innenmantelfläche ausgebildet, um eine leichte
und klemmfreie Führung zu gewährleisten.
Der nach unten anschließende Abschnitt 4c des Ventilkörpers
4 weist einen oberen zylindrischen Teil, einen sich daran unten anschließenden
radial erweiterten Kragen 4d und unter dem Kragen 4d einen sich
verjüngenden konischen Abschnitt auf. Zwischen dem Sechskantabschnitt
4b und dem Kragen 4d, also an dem oberen zylindrischen Abschnitt
des unteren Ventilkörperabschnitts 4c, ist eine hier im Querschnitt
kreisförmige Ringdichtung 13 gehalten. Die Ringdichtung
13 sitzt spielfrei in der radialen Vertiefung zwischen dem Sechskantabschnitt
4b und dem Kragen 4d und hat gegenüber ihrer Position ein
geringes radiales Untermaß, sodass sie nicht ohne weiteres verloren geht, jedoch
leicht austauschbar ist.
Die Ringdichtung 13 mit dem kreisförmigen Querschnitt
zeigt die linke untere Detailansicht vergrößert. Eine Alternative dazu
zeigt die rechte untere Detailansicht. Hier ist der Querschnitt im Wesentlichen
quadratisch mit abgeschrägten Ecken, so dass sich ein Oktogon ergibt. Die Ringdichtung
liegt auf einer der abgeschrägten Ecken, also einer der schmaleren Seiten,
auf.
Wenn sich der Ventilkörper 4 durch einen Überdruck
von beispielsweise 0,2 bar axial nach oben verschiebt, hebt sich die Ringdichtung
13 von einem als radialer Rücksprung an der Innenmantelfläche
in der Bohrung durch das Unterteil 2 ausgestalteten Dichtkragen
14 ab und gibt damit einen kreisförmigen Durchtritt frei.
Dieser Durchtritt kommuniziert mit segmentförmigen Öffnungen
zwischen den Sechskantflächen des Abschnitts 4b des Ventilkörpers
4 und der kreiszylindrischen Innenmantelfläche in diesem Bereich sowie
mit zwei in der Figur nicht erkennbaren und unter 180 Grad zueinander an dem Außenumfang
des Mittelstifts 12 vorgesehenen Abflachungen. Weiterhin sind an der dem
Unterteil 2 zugewandten horizontalen Kreisringfläche an der Kappe
des Oberteils 3 Entlüftungsschlitze angebracht und weist der Kragen
10 ebenfalls radial nach außen zwei unter 180 Grad zueinander liegende
Abflachungen auf, sodass durch das Anheben des Ventilkörpers 4 insgesamt
ein Durchtritt durch das Entlüftungsventil 1 geschaffen wird. Alternative
Möglichkeiten zur Ausbildung von Entlüftungswegen in einem solchen Entlüftungsventil
zeigt der mehrfach zitierte Stand der Technik.
Lässt der Überdruck nach, drückt die Kraft der Feder
12 den Ventilkörper 4 und damit die Ringdichtung
13 nach unten und bringt die Ringdichtung 13 in einen dichtenden
Klemmsitz zwischen dem Dichtkragen 14 und der horizontalen Unterseite des
Sechskantabschnitts 4b des Ventilkörpers 4, die ebenfalls
als Dichtfläche wirkt. Beide Dichtflächen oberhalb und unterhalb der Ringdichtung
13 sind also radiale Einstiche und damit senkrecht zu der axialen Bewegungsrichtung
des Ventilkörpers 4.
Die dargestellte Verschlussschraube 1 mit dem Entlüftungsventil
kann in ein für das Außengewinde 5 passendes Innengewinde einer
Öffnung in einem Elektromotorgetriebegehäuse eingeschraubt werden, wozu
infolge der radial relativ kleinen Abmessungen der Kappe 3 auch ein auf
den Außensechskant 7 aufgesetzter Steckschlüssel in Betracht
kommt. Beim Einschrauben und Anziehen wird über die Ringdichtung
6 und eine entsprechende Gegendichtfläche an dem Getriebegehäuse
eine Abdichtung hergestellt. Die Ringdichtung 6 kann während dieses
Vorgangs wegen ihres im Verhältnis zu dem Außengewinde 5 kleineren
Innenradius nicht verloren gehen, ist aber dennoch durch Aufdehnen austauschbar.
In solchen Getrieben treten Öldämpfe auf, die durch Kondensation
ein Verkleben von Dichtkörpern wie beispielsweise der in dem zitierten Stand
der Technik beschriebenen elastischen Kugel gegenüber dem dortigen konischen
Ventilsitz bewirken können. Dadurch kann das Problem entstehen, dass sich beispielsweise
die Kugel nur unter einem relativ großen Überdruck aus dieser Verklebung
löst, der deutlich über dem eigentlich vorgesehenen Sollöffnungsdruck
liegt. Solche Verklebungen können sich beispielsweise auch schon vor der ersten
Inbetriebnahme des Getriebes bilden und damit gleich im ersten Betriebsfall oder
auch später zu einem eigentlich von dem Entlüftungsventil zu verhindernden
Überdruck in dem Getriebe führen, der erhebliche Schäden nach sich
ziehen kann.
Vergleichbare Probleme können sich natürlich auch bei anderen
Anwendungen stellen. Die erfindungsgemäße Ringdichtung lässt sich
im Hinblick auf solche Probleme optimieren und insbesondere relativ schmal ausführen.
Dies gilt ganz besonders für die diskutierten runden oder eckigen Querschnittsformen
mit schon durch die Querschnittsform begrenzter Auflagefläche auf der in diesem
Ausführungsbeispiel unteren Dichtfläche 14. Ein Verkleben an
der oberen Dichtfläche, also der horizontalen Fläche des Ventilkörpers
4 wäre bei diesem Beispiel unschädlich, weil sich die Ringdichtung
13 von dieser Fläche nicht lösen muss.
2 zeigt die bislang beschriebene Verschlussschraube
1 in Verbindung mit einer Staubschutzabdeckung 20, die in
2 koaxial über der Verschlussschraube
1 angeordnet ist. Durch eine axiale Abwärtsbewegung kann sie auf die
Verschlussschraube 1 aufgesetzt werden, wie 4
zeigt. Die 3 und 5 zeigen,
analog in getrenntem und zusammengestecktem Zustand, die Verschlussschraube
1 und die Staubschutzabdeckung 20 in Schnittdarstellung
entlang der in den 2 und 4
eingezeichneten Achse A-A.
Man erkennt, dass die Staubschutzabdeckung zwei Teile aufweist, nämlich
ein erstes rohrförmiges Teil 21 und ein zweites kappenförmiges
Teil 22, das auf das erste Teil 21 aufgesteckt ist. Das kappenartige
zweite Teil 22 hat eine weitgehend zylindrische Form mit einer nach oben
abschließenden stirnseitigen Wand 23. Es ist mit seiner zylindrischen
Innenmantelfläche auf die ebenfalls im Wesentlichen zylindrische Außenmantelfläche
des oberen Bereichs des ersten rohrförmigen Teils 21 aufgesteckt.
Dabei weist die Außenmantelfläche des rohrförmigen Teils
21 in den 3 und 5
im Schnitt dargestellte Gewindegänge 24 auf, und zwar sechs parallele
Gewindegänge. Unterhalb dieser Gewindegänge 24 ist das zweite
Teil 22 durch Rastvorsprünge an seinem unteren Ende innen auf das
erste Teil 21 aufgerastet.
Das erste Teil 21 enthält in seinem oberen Innenraum
innerhalb der Gewindegänge 24 einen als Mikrofilter dienenden porösen
Sinterkörper 25 mit einer Porengröße von 60 &mgr;m, der
auf einem kreisringförmigen Absatz des ersten Teils ruht. Der Sinterkörper
25 wird von oben durch eine Schraubenfeder 26 in diese Ruhelage
gepresst, die an einem zentralen Dorn 27 des zweiten Teils 22
ruht, der sich von dessen stirnseitiger Abschlusswand 23 nach unten erstreckt.
Dabei besteht zwischen dem unteren Ende des Dorns 27 und dem Sinterkörper
25 ein in 3 und 5
nicht erkennbarer Zwischenraum.
Der innere Raum in dem ersten Teil 21 unterhalb des Sinterkörpers
25 ist zum Anschluss an das Entlüftungsventil 1 ausgelegt
und weist dazu Innenmantelflächenbereiche 28 auf, die etwas radiales
Untermaß im Verhältnis zu der Außenmantelfläche des Kopfes
9 des Entlüftungsventils 1 haben. Diese Bereiche weisen an
ihrem unteren Ende Rastvorsprünge 29 auf, von denen in 3
einer erkennbar ist. Zwischen diesen insgesamt 3 unter 120 Grad zueinander über
den Umfang verteilten Bereiche 28 liegen Flächenbereich
30 mit etwas größerem Radius.
Wenn die gesamte Staubschutzabdeckung 20 auf den Kopf
9 des Entlüftungsventils 1 aufgeschoben wird, verrasten die
Rastvorsprünge 29 an dem unteren Einstich des Kopfes 9, an
dessen radialen Innenende im Fall einer Öffnung des Entlüftungsventils
1 Gas austritt. Gleichzeitig dichtet der untere Rand des rohrförmigen
Teils 21 gegen die radiale Fläche unter dem Kopf 9 des Entlüftungsventils
1 ab. Das Gas kann dann, nach seinem Durchtritt durch den bereits oben
beschriebenen "ersten Durchgang" durch das Entlüftungsventil 1 selbst
durch einen im Folgenden erläuterten "zweiten Durchgang" in der Staubschutzabdeckung
20 treten. Dieser zweite Durchgang beginnt mit den Flächenbereichen
30, die, wie 5 links zeigt, zu dem Kopf
9 des Entlüftungsventils 1 einen radialen Spalt lassen. Sie
gelangen dann durch den Sinterkörper 25 und letztlich durch das in
Form der Gewindegänge 24 aufgebaute Labyrinth in die Außenatmosphäre.
Im Normalbetrieb entweichen die Gase also durch den Sinterkörper
25. Wenn aber beispielsweise durch verharztes Öl und/oder Staub des
Sinterkörper 25 zugesetzt ist, können die Gase den Sinterkörper
auch bei ausreichendem Druck gegen die Kraft der Schraubenfeder 26 etwas
anheben, um dann letztlich durch das in Form der sechs Gewindegänge
24 aufgebaute Labyrinth in die Außenatmosphäre zu gelangen.
Die Federkraft der Schraubenfeder 26 ist dabei so bemessen,
dass sie die Ventilwirkung des Entlüftungsventils 1 nicht behindert.
In dieser Form ist das Entlüftungsventil 1 mit einer
leicht abnehmbaren und aufsteckbaren Staubschutzabdeckung 20 ausgestattet,
die nur im Bedarfsfall Anwendung findet und sonst weggelassen werden kann. Die Staubschutzabdeckung
20 ist in einer einfachen Weise aus zwei Kunststoffspritzgussteilen
21 und 22 mit dem Sinterkörper 25 und der Schraubenfeder
26 aufgebaut und infolge der Rastbefestigung zwischen den beiden Teilen
leicht zusammenzubauen. Die Verkettung des durch die Gewindegänge
24 gebildeten Labyrinths mit der Schutzwirkung durch den Sinterkörper
25 bietet eine sehr gute Staubschutzwirkung auch gegen sehr feine Stäube
und erhält dabei die Funktion des Entlüftungsventils 1.
Die Montage des Entlüftungsventils 1 erfolgt in der
bereits weiter oben geschilderten Weise zunächst ohne Staubschutzabdeckung
20 durch Einschrauben mithilfe des Außensechskants 7. Daraufhin
kann die Staubschutzabdeckung 20 aufgesteckt werden.