Membranrelais für Steuerungs- und Regelungseinrichtungen Die Erfindung betrifft ein Membranrelais, mit dem es möglich ist, eigen Signalfluss in Form eines kompres- siblen und inkompressiblen Mediums durch ein Signal zu steuern, dessen Träger ebenfalls ein solches Medium ist.
Es sind Relais bekannt, die aus stetigen übertra- gungsgliedern bestehen und wobei die Steuerwirkung durch Druckbeaufschlagung von Membranen, die auf Düsensystemen arbeiten, erreicht wird.
Es sind auch Relais bekannt, deren Signalfluss durch Steuerkolben beeinflusst wird.
Weiterhin sind Relais bekannt, die als Tore in Form von Negatoren aufgebaut sind.
Die bekannten Relais sind im Aufbau nicht einfa cher und auch nicht kleiner als die stetigen Glieder. Die zunehmende Anwendung pneumatischer und hydraulischer Steuerungen erfordert aber die Entwick lung spezieller Bauelemente. Dabei ist zu bemerken, dass diese Systeme meist mit bleibendem Luftverbrauch arbeiten und die Schaltgeschwindigkeiten für spezielle Fälle zu gering sind. Der Luftdurchlass durch die be kannten Elemente ist ebenfalls zu klein, so dass beson dere Leistungsverstärker am Ausgang der Steuerungen erforderlich sind.
Die Erfindung hat sich die Aufgabe gestellt, ein Mem- branrelais zu schaffen, mit dem es möglich ist, einen Signalfluss in Form eines kompressiblen und inkompres- siblen Mediums durch ein Signal zu steuern, dessen Träger ebenfalls ein solches Medium ist.
Erfindungsgemäss ist die Aufgabe dadurch gelöst, dass in einem aus mehreren Bauteilen bestehenden Ge häuse wenigstens zwei miteinander starr verbundene Membranen vorgesehen sind, die aussenliegende Kam mern von dem zwischen den Membranen befindlichen Raum trennen, der seinerseits in untereinander verbun dene Kammern unterteilt ist, wobei die Verbindungen durch die Membranen direkt zu öffnen oder zu ver- schliessen sind.
Das erfindungsgemässe Membranrelais zeichnet sich für den Einsatz als logisches Element insbesondere durch den einfachen Aufbau und die besonders kleine Bau- grösse aus.
Es erübrigt sich hier eine Leistungsverstärkung, da das Relais unmittelbar durch das unter Steuerdruck ste hende Medium betätigt wird. Hierdurch entfallen alle Stangendurchführungen durch die Gehäusewandung, damit auch deren oft zu Störungen Anlass gebenden Dichtungen. Das Relais kann somit extrem klein ge halten werden.
Die Erfindung wird nachstehend an Hand eines Aus führungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen: Fig. 1 den Aufriss des Membranrelais im grösseren Masstab im Schnitt Fig. 2 den Grundriss Fig. 3 den Seitenriss Fig. 4 eine Prinzipskizze im grösseren Masstab zur Darstellung der Wirkungsweise.
In dem Gehäuseteil 1 sind rechts und links die Deckel 2 in den Bohrungen 3 vorgesehen. In der Boh rung 4 sind wiederum rechts und links, gegenseitig ver schraubt, die Membranen 5 angeordnet, die die Kam mern 6 und 7 von den in drei weitere Kammern 8, 9 und 10 unterteilten Raum zwischen diesen abtrennen. Die Kammern 8, 9 und 10 sind untereinander verbun den.
Die prinzipielle Wirkungsweise eines solchen Mem- branrelais ist aus Fig. 4 ersichtlich.
Das Membranrelais kann nach Fig. 4 durch die Öffnungen 11, 12, 13, 14 und 15 mit den Drucksigna len XI ' x2, x3, x4 und x5 beaufschlagt werden. Hierbei wirken die Drucksignale x1 an Öffnung 11, x2 an Öffnung 15, x3 an Öffnung 12; x4 an Öffnung<B>14</B> und x5 an öff- nung_ 13.
An folgendem Beispiel wird die Funktion des Mem- branrelais näher erläutert: Liegt beispielsweise an der -Öffnung 12 das Signal x3 an baut sich in der Kammer 8 ein Druck 'auf, der die Membranen 5 so bewegt, dass die - Verbindung zwischen den Kammern 8 und 10 geöffnet und die Ver bindung zwischen den Kammern. 9 und 10 verschlossen wird.- Dabei entsteht auch in der Kammer 10 ein Druck, der an der Öffnung 13 als Ausgangssignal X5 erscheint.
Wird durch die Öffnung 11 ein zweites Signal x1 eingeführt, so bewegt der in der Kammer 6 entstehende Druck die Membranen 5 entgegengesetzt, so dass die Verbindung zwischen den Kammern 8 und 10 verschlos sen und die Verbindung zwischen den Kammern 9 und 10 geöffnet wird. Liegt dabei an der Öffnung 14 -kein Signal an,
so entweicht der Druck aus der Kammer 10 über die Kammer 9 und Öffnung 14, wodurch das Aus- gangssignal X5 an der Öffnung 13 abnimmt: Wird ein drittes Signal x2 in die Kammer 7 ge leitet, so stellt sich der erste Zustand wieder ein, da sich die Drücke in den Kammern 6 und 7 in ihrer Wirkung aufheben, das heisst, das Ausgangssignal x5 erscheint wieder.
Zur weiteren Erläuterung der Funktionsbeschrei bung wird hiermit nachstehendes bemerkt: In, der Ruhelage des Membranreläis, das heisst, wenn keine Drucksignale anliegen, und auch bei symmetri scher Belastung, wenn die Kammern 6 und 7 mit glei chen Drücken beaufschlagt werden nimmt das Mem- branenpaket eine indifferente Stellung ein,
wobei die Dichtsitze zwischen den Kammern 8-10-9 nach Fig. 1 und 4 offen sind.
Wird jetzt, wie beschrieben, am Einlass 12 ein Drucksignal angelegt, so wird zunächst das Druckmittel von der Kammer 8 über die Kammer 10 in die Kammer 9 strömen. Da aber vorausgesetzt wird, dass am An- schluss 14 kein Signal anliegt, wird das Druckmittel über den Anschluss 14 entweichen und in der Kammer 9 kann sich kein Druck aufbauen.
Dagegen entsteht durch die wirksamen Widerstände beim überströmen von Kammer 8 in die Kammer 10 und von der Kammer 10 in die Kammer 9 ein höherer Druck in der Kammer 8; so dass die nach links wirkende Kraft an der linken Membran grösser ist als die nach rechts wirkende Kraft an der rechten Membran.
Die Membranen werden nun mehr nach links bewegt; wobei sich die Verbindung zwi schen den Kammern 10 und 9 immer mehr verengt, der Strömungswiderstand vergrössert sich dort, der Druck in Kammer 8 (und in Kammer 10, da Anschluss 13 als Ausgang an ein abgeschlossenes System geschaltet ist) steigt weiter, bis schliesslich der rechte Dichtsitz von der Membran völlig verschlossen ist.
In dieser Lage wirkt dann der volle Signaldruck auf den ganzen Quer schnitt der linken Membran, während der bei der rech ten Membran nur auf den kleineren Querschnitt ent sprechend dem Dichtsitz wirkt. Der Schaltzustand des Membranrelais ist- damit eindeutig bestimmt.
Weitere Kombinationsmöglichkeiten der Signale sind aus der nachstehenden Tabelle A ersichtlich. Hierin bedeuten die Angaben O, L x, X und 11 bis 15 folgen des:
EMI0002.0096
0 <SEP> = <SEP> kein <SEP> Signal <SEP> L <SEP> = <SEP> Signal <SEP> vorhanden
<tb> x <SEP> = <SEP> Eingangssignal <SEP> X <SEP> = <SEP> Ausgangssignal
<tb> 11 <SEP> bis <SEP> 15 <SEP> = <SEP> Öffnungen <SEP> bzw. <SEP> Anschlüsse
EMI0002.0097
<I>Tabelle <SEP> A</I>
<tb> Öffnung <SEP> 11 <SEP> x,, <SEP> OLOL <SEP> OLOL <SEP> OLOL <SEP> OLOL
<tb> 15 <SEP> x2 <SEP> OOLL <SEP> OOLL, <SEP> DOLL <SEP> DOLL
<tb> 12 <SEP> x3 <SEP> LLLL <SEP> 0000 <SEP> LLLL <SEP> 0000
<tb> 14 <SEP> x4 <SEP> 0000 <SEP> 0000 <SEP> LLLL <SEP> LLLL
<tb> 13 <SEP> x5 <SEP> LOL-L <SEP> 0000 <SEP> LLLL <SEP> LLOL