AT139350B - Membrananordnung. - Google Patents

Description

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    Membrananordn'ung.   



   Gegenstand der Erfindung ist eine Membrananordnung, die im allgemeinen Maschinenbau, insbesondere im Apparate, und Armaturenbau und überall dort Anwendung finden kann, wo die Membran als druckempfindliches Konstruktionsdetail am Platze ist. 



   Für derartige Zwecke sind bereits Anordnungen bekanntgeworden, bei denen die im Querschnitt wellenförmig gestaltete Membran durch einen Rost von radialen Rippen versteift ist, die auf der Membran frei aufliegen und gleichzeitig dazu dienen, den Membranhub zu übertragen. 



   Die Membrananordnung gemäss der Erfindung geht von der Erwägung aus, dass gerade in der Radialrichtung die Membranspannungen und-beanspruchungen stetig veränderlich sind, während für eine unendlich schmale, ringförmige Zone der Membran Spannung und Belastung an jeder Stelle gleich angenommen werden kann. Der Forderung, die Beanspruchung der Membran in jeder Zone innerhalb erwünschter, vorherbestimmbarer Grenzen zu halten, wird daher gemäss der Erfindung durch die Anordnung eines oder mehrerer Ringe entsprochen, welche die freie Arbeitsfläche der Membran dadurch unterteilen, dass sie sich auf einer Seite gegen die Membran, auf der andern Seite gegen querlaufende, den Membranhub übertragende Hebel abstützen.

   Diese Unterteilungsringe und ihre Abstützungen gegen die querlaufenden Übertragungshebel können unschwer so ausgemittelt werden, dass eine gleichmässige oder annähernd gleichmässige Verteilung der Membranbeanspruchungen über die freie Arbeitsfläche Platz greift. 



   Die Zeichnung erläutert in Fig. 1 die beiden Grundgedanken der Erfindung. Die Fig. 2 und 3 zeigen Ausführungsbeispiele der Erfindung bei Anwendung einer im Querschnitt wellenförmig gestalteten Membran. Fig. 4 zeigt im Querschnitt eine erfindungsgemässe Anordnung mit einer gewöhnlichen (ebenflächigen) Membran. Die Fig. 5 und 6 veranschaulichen im Querschnitt bzw. in Draufsicht eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Fig. 7 zeigt eine Einzelheit. 



   In Fig. 1 und 2 bezeichnet 2 die im Querschnitt wellenförmig gestaltete Membran, die an ihrem Aussenrande im Gehäuse 1 eingespannt ist. Das Mittelfeld dieser Membran wird mit der Bewegungspindel 3 durch das   Rohrstück     4   unter Vermittlung der Schraubenmutter 5 fest und dicht verspannt. 



  Die Abstützung der Druckbelastung erfolgt durch mehrere, konzentrisch ineinanderpassende Ringe   6a,     6b,     6" und 6d,   die in den Wellendepressionen angeordnet sind und mit ihren Schneiden s gegen querlaufende Hebel 7 anliegen. Diese Hebel bilden ebenso wie die Ringe 6 in ihrer Gesamtheit eine bewegliche Scheibe, können aber auch in geringerer Anzahl und distanziert voneinander angeordnet sein. Jeder Hebel 7 liegt an seinem Aussenende gegen eine Nase la im Gehäuseoberteil an und stützt sich am inneren Ende gegen die Unterseite der Mutter 5 ab. 



   Durch die Anordnung der Abstützringe 6 wird eine der Ringzahl entsprechend weitgehende Unterteilung der freien Membranarbeitsfläche und eine dementsprechende Verminderung der an der belasteten Membran auftretenden Beanspruchungen erzielt. Dadurch, dass die Ringe in die Depressionszonen eingreifen, werden die zwischen zwei aufeinanderfolgenden Ringen emporgewölbten Membranzonen überaus günstig nach Art eines Behälters beansprucht, der einem Innendruck ausgesetzt ist. Die dem Fall eines Behälters unter Aussendruck entsprechende Beanspruchung der Depressionszonen selbst ist durch das Anliegen gegen die Ringe 6 praktisch überhaupt vermieden. 



   Um jedoch bei gegebener Membranbelastung und bei gegebenem Membranhub eine vorherbestimmte, vorzugsweise annähernd gleichmässige Verteilung der Membranbeanspruchung über die freie 

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   Arbeitsfläche   zu   erzielen,   wird gemäss Fig. 1 folgender Vorgang bei Anordnung der Ringschneiden s eingehalten. 



   In Fig. 1 sei mit H strichpunktiert die Stellung des Hebels 7 bezeichnet, die dem vollen Membranhub entspricht. Mit ss sei der zulässige, über den ganzen Querschnitt der Membran annähernd konstant zu haltende Biegungswinkel zwischen je   zwei aufeinanderfolgenden Membranelementen bezeichnet.   In der Symmetrale a-a des Ringes   6a beträgt #x" die   unter Einhaltung dieses Biegungswinkels noch zulässige Aufbiegung der Membran, während der   Hebel 7'in   der Stellung   H die wesentlich   grössere Auf-   biegung #y" zulässt.   Die Korrektur auf den zulässigen Wert"x"wird für den Ring   6a   dadurch erreicht, dass man die   Ringschneide     aus der Trofilsymmetrale a-a   so weit nach links verlegt,

   bis ihre Vertikalprojektion   mit dem Schnittpunkt zwischen H   und der Horizontalen durch den-oberen Endpunkt der zulässigen   Aufbiegung #x" geht.   



   Das   nächste   Membranelement (zwischen den Symmetralen   a-a   und   b-b   der Ringe 6"und 6b) soll nun wieder unter Einhaltung des zulässigen Winkels   ss   abgebogen werden. Dieser Winkel bedingt eine Gesamtaufbiegung der zugeordneten Membranzone um den   Betrag #z",   während der Hebel 7 in 
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 Rechnung getragen ist. 



   Fig. 3 zeigt im Querschnitt eine Anordnung, bei welcher abweichend von Fig. 2 die Unterteilungs-   ringe ss der wellenförmig gestalteten Membran 8 an der Unterseite eben ausgeführt sind : In die Depressionszonen der Membran sind Kugeln X (kurze Walzen od. dgl. ) eingelegt, so- dass die Membran auf diesen   Kugeln rollen kann, sobald sie sich unter der Druckbelastung durchbiegt. Diese Ansführung gestattet somit ein Dehnen der Membran vom Rande zur Mitte hin, so dass die von den Durchbiegungen der Menbran herrührenden Horizontalkräfte in den einzelnen   Membra.ringen   einander das Gleichgewicht halten. Die Austeilung der Schneiden s, mit welchen die Ringe 6 gegen die Hebel 7 wirken, kann auch bei dieser Anordnung gemäss Fig. 1 ermittelt werden. 
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Claims (1)

1. PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Membrananordnung, gekennzeichnet durch einen oder mehrere Ringe (6), welche die freie Arbeitsfläche der Membran dadurch unterteilen, dass sie sich einerseits gegen die Membran (2), anderseits gegen querlaufende, den Membranhub übertragende Hebel (7) abstützen.

   2. Membrananordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Unterteilungsringe in den Depressionszonen (Rillen) der im Querschnitt wellenförmig gestalteten Membran aufliegen und Schneiden (s) aufweisen, mit denen sie sich gegen die querlaufenden Hebel (7) abstützen (Fig. 1).

   3. Membrananordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die den Membran druck auf die querlaufenden Hebel (7) übertragenden Schneiden der Abstützringe (6a, 6b, 6e, 6a) im Sinne einer erwünschten, vorzugsweise einer annähernd gleichen Verteilung der Membranbeanspruchung angeordnet sind (Fig. 1-3).

   4. Membrananordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die querlaufenden Hebel (7) zu einer die Membran (2) überdeckenden Scheibe aneinandergereiht sind.

   5. Membrananordnung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Unterteilungsringe (6) gegen die Depressionszonen (Rillen) der Membran (2) unter Zwischenschaltung von Wälzkörpern (K) (Kugeln, kurze Walzen od. dgl. ) abstützen (Fig. 3).

   6. Membrananordnung nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch im Mittelfeld oder am Aussenrand der Membran (2) angreifende Hebel ("la, , 7", 7' von derart und alternierend abgestufter Radialerstreckung, dass eine erwünschte, vorzugsweise annähernd gleichmässige Verteilung der Membranbeanspruchung über die freie Arbeitsfläche Platz greift (Fig. 5).

   7. Membrananordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringe entsprechend der Zahl der Hebel in Segmente unterteilt sind, wobei die einem Hebel zugeordneten Ringsegmente mit diesem Hebel aus einem Stück hergestellt oder mit ihm fest verbunden sind. EMI3.1