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Die Erfindung betrifft ein Ventil, insbesondere ein verbessertes Membranventil.
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Ventile mit hoher Anzahl an Ein- und Ausgangsgängen sowie großen Nennweiten werden meist als Schieberventil oder Membranventil ausgebildet.
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Für pneumatische Anwendungen implizieren Schieberventile in der Regel Nachteile wie erhöhte Wahrscheinlichkeit eines Auftretens von Leckagen, instabile Dichtungen, die über Öffnungen geführt werden und/oder lange Schaltwege.
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Aus dem Stand der Technik, der durch die Druckschriften
GB 2 275 988 A ,
US 4 967 794 A ,
US 2002 / 0 036 017 A1 ,
WO 2007/ 104 334 A1 wieder gegeben wird, geht hervor, dass bei Ventilen Membranen primär als Betätigungselement verwendet werden. Membranventile für große Nennweiten sind bisher nur in der Ausführungsform eines 2/2-Wege-Ventils bekannt, wobei die Betätigung beliebig sein kann.
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So sind aus den Druckschriften
JP 2004 - 278 566 A oder
US 3 329 165 A Ventile mit Kolben und daran befestigten Membranen bekannt, welche gegen zwei Ventilsitze axial verschiebbar sind. Ventile mit Druckmembranen, welche gegen einen Ventilsitz drücken sind aus den Druckschriften
US 3 807 426 A und
CH 271 837 A bekannt.
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Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Membranventil zu schaffen.
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Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen angegeben.
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Es wird ein Membranventil in Form eines Sitzventils geschaffen, umfassend:
- - ein Ventilgehäuse mit einem in durch Luftpfade verbundene Kammern abgeteilten Innenraum mit einer ersten Öffnung an einer ersten Seite und einer zweiten Öffnung an einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite,
- - einen beweglich angeordneten Kolben, der sich innerhalb des Innenraums des Ventilgehäuses und durch die zweite Öffnung hindurch in einer Vorzugsachse hin- und her bewegen kann,
- - eine Membran, die fest mit dem Kolben und beweglich mit einer Innenwand des Ventilgehäuses verbunden ist, im Innenraum des Ventilgehäuses mit ihrer Ausdehnungsfläche senkrecht zur Bewegungsachse des hin- und her beweglichen Kolbens aufgespannt ist,
- - einen ersten Dichtsitz, welcher gebildet wird durch Begrenzungen der ersten Öffnung,
- - einen zweiten Dichtsitz, welcher gebildet wird durch gegenüberliegende Endkanten einer im Innenraum nicht vollständig durchgezogenen Innenwandung mit einer Aussparung zur Verbindung der Luftpfade der Kammern des Innenraums und zur Ermöglichung einer Hin- und Herbewegung des Kolbens in der Vorzugsachse,
wobei die Membran translatorisch ausschließlich zwischen dem ersten und dem zweiten Dichtsitz verschoben werden kann, wobei die Membran in einem unbetätigten Zustand auf dem einen von dem ersten und dem zweiten Dichtsitz sitzt und in einem betätigten Zustand auf dem anderen von dem ersten und dem zweiten Dichtsitz sitzt, so dass in Abhängigkeit von einer Position der Membran verschiedene Luftpfade zwischen den Kammern des Innenraums des Ventilgehäuses verbunden werden.
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Durch die beschriebene Ausführungsform, die einen geringen Aufwand bei der Konstruktion erfordert, kann in vorteilhafter Weise ein direkt steuerbares Sitzventil mit relativ großer Nennweite realisiert werden, bei welchem die Stellung einer Membran zwischen zwei Dichtsitzen die verschiedenen Schaltzustände bestimmt.
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Je nach Größe des Durchmessers des Ventilgehäuses und Größe der Ausdehnung der Membran können verschiedene Nennweiten erzielt werden. Je nach der Anzahl der sich im Innenraum des Ventilgehäuses befindlichen kammerähnlichen räumlichen Abtrennungen und der Anzahl der in die Wandung des Ventilgehäuses angebrachten Bohrungen können verschiedene Typen von Ventilen, z.B. 3/2- oder 4/2-Wege-Ventile, realisiert werden. Auch ist die Art der direkten Steuerung des Ventils von der Betätigungsart unabhängig, da sich die Position der Membran zwischen den beiden Dichtsitzen auf unterschiedlichste Art steuern lässt. So können mechanische, elektrische, pneumatische und manuelle Betätigungen zur Steuerung der Position der Membran zum Einsatz kommen. Der Anwendungsbereich des Ventils ist dementsprechend weit ausgedehnt. So kommt eine Anwendung in pneumatischen und/oder in hydraulischen Aktuatorensystemen in Betracht.
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Dadurch, dass die Membran nur zwischen zwei Dichtsitzen hin- und her verschoben werden muss, um verschiedene Schaltzustände zu realisieren, sind die Schaltwege gering. Durch das direkte Aufsitzen der Membran auf dem jeweiligen Dichtsitz, ohne einen Durchgang von Gas oder Flüssigkeit von einer Kammer zu einer anderen Kammer zu ermöglichen, wird ein Grad der Dichtigkeit erreicht, welcher dem eines Sitzventils entspricht. Die Effizienz des beschriebenen Membranventils ist mit der eines Sitzventils vergleichbar.
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Erfindungsgemäß fungiert das Membranventil als 3/2-Wege-Ventil mit zwei Schaltzuständen und drei Anschlüssen, wobei die Membran mindestens einen Luftdurchgang aufweist, welcher eine Durchströmung von Luft durch die Membran ermöglicht.
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Dies kann den Vorteil haben, dass auch in dieser Ausführungsform durch minimalen Materialeinsatz durch nur zwei verschiedene Schaltzustände und drei vorliegende Anschlüsse zwei getrennte, jeweils in entgegen gesetzter Richtung verlaufende Gas- oder Flüssigkeitsströmungen realisiert werden können. Auch als 3/2-Wege-Ventil weist das Membranventil kurze Schaltwege, eine große Nennweite und eine relativ hohe Anzahl von Ein- und Ausgängen auf, ohne große Anforderungen an die Konstruktion, die Betätigungsart und/oder an die technische Realisierung des Umschaltens zwischen den Schaltzuständen zu stellen.
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Auch ist ein Umfunktionieren von einem 4/2-Wege-Ventil in ein 3/2-Wege-Ventil durch eine nicht sehr aufwendige Veränderung der Konstruktion zu bewerkstelligen, indem ein Austausch der Membran ohne mindestens einen Luftdurchgang durch eine Membran mit mindestens einem Luftdurchgang erfolgt und gleichzeitig ein Anschluss des Ventils einfach geschlossen wird. Das Umfunktionieren von einem 3/2-Wege-Ventil zu einem 4/2-WegeVentil ist dementsprechend ebenfalls wenig aufwendig.
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Dadurch, dass ein Umfunktionieren des Membranventils von einem 4/2-Wege-Ventil in ein 3/2-Wege-Ventil und umgekehrt sehr einfach und schnell zu bewerkstelligen ist, wird der Einsatzbereich eines einzelnen Membranventils weit ausgedehnt und gleichzeitig Material, Kosten und Zeit bei der Installation gespart.
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Durch Wahl eines geeigneten Betätigungselements kann die Membran in einer Position zwischen dem ersten Dichtsitz und dem zweiten Dichtsitz gehalten werden, so dass im Fall des 3/2-Wege-Ventils die Luftpfade aller Kammern verbunden sind und im Fall des 4/2-Wege-Ventils die Luftpfade der Kammern verbunden sind, welche nicht durch die Membran getrennt werden.
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Durch eine gezielt gesteuerte Mittelstellung der Membran zwischen zwei definierten Schaltzuständen kann auf vorteilhafte Weise ohne viel Aufwand ein Druckausgleich zwischen den verschiedenen Kammern des Ventilgehäuses stattfinden. Gleichzeitig lassen sich durch die direkte Steuerbarkeit der Position der Membran durch direktes Anfahren von Zwischenpositionen der Membran zwischen den beiden Dichtsitzen weitere Untervarianten von Ventiltypen realisieren, wie z.B. ein 3/3-Wege-Ventil oder ein 4/3-WegeVentil.
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Die Betätigungsart des Membranventils ist frei wählbar.
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Das beschriebene Membranventil läßt sich wegen des kurzen und einfachen translatorischen Schaltweges und der einfachen direkten Steuerbarkeit der Position der Membran auf vorteilhafte Weise durch mechanische, elektrische, pneumatische und/oder manuelle Betätigungen steuern. Ebenso ist eine Fernsteuerung wie auch eine Vorsteuerung des Membranventils möglich. Das Membranventil ist dadurch vielfältig einsetzbar und beliebig kombinierbar mit anderen Steuerungselementen.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung können als Medium außer Luft auch andere Gase und/oder eine Flüssigkeit verwendet werden.
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Dadurch, dass die Materialeigenschaften sowie die Ausprägungsformen der Membran und/oder des Ventilgehäuses beliebig an die geforderten Betriebsbedingungen angepasst werden können, beschränkt sich der Anwendungsbereich des beschriebenen Membranventils nicht nur auf pneumatische Aktuatorensysteme, sondern das Membranventil kann in vorteilhafter Weise auch in Aktuatorensystemen mit anderen Gasen und/oder Flüssigkeiten als Drucktransportmedium eingesetzt werden. So kann z.B. die Membran aus einem säurebeständigen Material bestehen, wodurch sich z.B. auch Anwendungsfelder im Chemiebereich ergeben könnten.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung weist der Kolben mindestens eine Öffnung auf, die dazu ausgebildet ist, eine Strömung eines Mediums durch den Kolben (110) zu ermöglichen, wobei der Kolben Querbohrungen aufweist oder der Kolben von einem Magnetventilanker abgedeckt wird.
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Das kann den Vorteil haben, dass zusätzliche Anschlussmöglichkeiten an das Membranventil geschaffen werden könnten, ohne die Anordnung der Bauteile des Ventilgehäuses des Membranventils ändern zu müssen und ohne zusätzlichen Bauraum zu benötigen. In diesem Kontext sind als Medium ein Gas oder eine Flüssigkeit zu verstehen.
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Bei dieser Ausführungsform könnte als Medium z.B. Luft durch den Kolben strömen, wodurch eine zusätzliche Kammer des Zylinderinnengehäuses geschaffen würde. Durch Querbohrungen an dem Kolben könnte das Medium aus dieser zusätzlichen Kammer abgelassen oder zugeführt werden, so dass weitere Anschlussmöglichkeiten geschaffen würden. Je nach Anzahl der zusätzlichen Querbohrungen für Anschlüsse könnten neue Ventilvarianten des Membranventils realisiert werden.
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Der Kolben könnte im Falle, dass das Membranventil als ein Magnetventil ausgebildet ist, auch komplett von einem Magnetventilanker abgedeckt sein. Eine Öffnung des Kolbens könnte an einem Ende des Kolbens so angeordnet sein, dass die Öffnung des Kolbens kongruent mit einem Durchgang der Membran wäre. Dadurch würde ein zusätzliches Schaltvolumen geschaffen, welches z.B. für Steuerungszwecke genutzt werden könnte.
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Nach einer Ausführungsform der Erfindung sind, im Falle, dass das Membranventil als ein Magnetventil mit einem Magnetkern ausgebildet ist, alle Bohrungen für Anschlüsse, relativ von dem Magnetkern ausgesehen, ausschließlich auf einer Seite des Membranventils angeordnet.
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Im Falle, dass das Membranventil als Magnetventil mit einem Magnetkern ausgebildet ist, müsste bei Ausführungsformen der Erfindung ein Medium, welches im Innengehäuse des Membranventils geführt wird, nicht durch den Magnetkern geführt zu werden. Ein Aufwand zur Zurückführung des Mediums vom Magnetkern in das Ventilgehäuse würde entfallen.
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Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsformen eines Membranventils anhand der folgenden Zeichnungen näher erläutert.
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Es zeigen:
- 1a: Ventilgehäuse des Membranventils als 3/2-Wege-Ventil mit Membran auf dem ersten Dichtsitz in einem ersten Schaltzustand,
- 1b: Schaltsymbol für 3/2-Wege-Ventil,
- 2a: Ventilgehäuse des Membranventils als 3/2-Wege-Ventil mit Membran auf dem zweiten Dichtsitz in einem zweiten Schaltzustand,
- 2b: Schaltsymbol für 3/3-Wege-Ventil,
- 3a: Ventilgehäuse des Membranventils als 4/2-Wege-Ventil mit Membran auf dem ersten Dichtsitz in einem ersten Schaltzustand,
- 3b: Schaltsymbol für 4/2-Wege-Ventil,
- 4a: Ventilgehäuse des Membranventils als 4/2-Wege-Ventil mit Membran auf dem zweiten Dichtsitz in einem zweiten Schaltzustand,
- 4b: Schaltsymbol für 4/3-Wege-Ventil.
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Die 1a zeigt ein Membranventil 101 als 3/2-Wege-Ventil mit einer Membran 100 auf dem ersten Dichtsitz 116 in einem ersten Schaltzustand. Die 2a zeigt das Membranventil 101 als 3/2-Wege-Ventil mit der Membran 100 auf dem zweiten Dichtsitz 118 in einem zweiten Schaltzustand.
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Dabei ist in den 1a und 2a jeweils das Ventilgehäuse 102 des Membranventils mit den Kammern 1, 2 und 3, siehe Bezugszeichen 104, 106, 108, dargestellt, wobei Bohrungen für Anschlüsse 1,2 und 3 (Bezugszeichen 124, 126, 128) in die Gehäusewand mit Verbindungen zu den Kammern 1, 2 und 3 nicht eingezeichnet wurden. Das Innengehäuse des Ventils weist kammerähnliche räumliche Abtrennungen, die Kammern 1,2 und 3 auf, welche durch Luftpfade miteinander in Verbindung stehen können, je nach Stellung der Membran 100.
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In 1b ist das Schaltsymbol für das Membranventil 101 als 3/2-Wege-Ventil mit den Anschlüssen 1,2 und 3 und zwei möglichen Schaltzuständen dargestellt, wobei der Anschluss 1 eine Verbindung zur Kammer 1, der Anschluss 2 eine Verbindung zur Kammer 2 und Anschluss 3 eine Verbindung zur Kammer 3 aufweist. Die zwei möglichen dargestellten Schaltzustände entsprechen Situationen, bei der die Membran 100 auf dem ersten Dichtsitz 116 bzw. auf dem zweiten Dichtsitz 118 dicht anliegt.
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Wie in 1a dargestellt, hat die Membran 100, welche fest und beweglich an der Innenwand angebracht ist, einen Bewegungsfreiheitsgrad mit einer möglichen translatorischen Hin- und Herverschiebbarkeit zwischen einem ersten 116 und einem zweiten Dichtsitz 118. Dabei wird der erste Dichtsitz 116 von den Begrenzungen einer ersten Öffnung 120 des Ventilgehäuses 102 gebildet. Um den hohen Grad der Dichtigkeit des Aufliegens der Membran 100 zu demonstrieren, weist in der dargestellten Ausführungsform die erste Öffnung 120 auf einer dem Innenraum des Ventilgehäuses 102 zugekehrten Seite der Begrenzungen rechtwinklig angeordnete Vorsprünge mit einem ersten spitzen Winkel auf, wobei der erste spitze Winkel in Richtung des Innenraums des Ventilgehäuses 102 zeigt. Der zweite Dichtsitz 118 wird gebildet durch gegenüberliegende Endkanten einer im Innenraum nicht vollständig durchgezogenen Innenwandung mit einer Aussparung zur Verbindung der Luftpfade der Kammern des Innenraums. Auch hier weisen in der dargestellten Ausführungsform, um den hohen Grad der Dichtigkeit des Aufliegens der Membran 100 auch auf dem zweiten Dichtsitz 118 zu demonstrieren, die Endkanten rechtwinklig angeordnete Vorsprünge mit einem zweiten spitzen Winkel auf, wobei der zweite spitze Winkel in Richtung der ersten Öffnung 120 zeigt. Dabei sind die spitzkantigen Winkel nur bestimmte Ausprägungsformen der Dichtsitze 116, 118. Die Ausführungsform der Dichtsitze 116, 118 ist beliebig, so lange eine hohe Dichtigkeit durch Anliegen der Membran 100 auf die Dichtsitze 116, 118 gewährleistet ist.
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Direkt gesteuert wird die Membranposition durch einen in den 1a und 2a dargestellten Kolben 110, der fest mit der Membran 100 verbunden ist und sich innerhalb des Innenraums des Ventilgehäuses 102 und durch eine vom zweiten Dichtsitz 118 gebildeten zweiten Öffnung 122 hindurch in einer Vorzugsachse hin- und her bewegen kann. Durch die Hin- und Herbewegung des Kolbens 110 wird die Position der Membran 100 gesteuert, so dass sich die Membran 100 translatorisch senkrecht zu ihrer aufgespannten Membranoberfläche zwischen den beiden Endpositionen „erster Dichtsitz“ 116 und „zweiter Dichtsitz“ 118 verschieben lässt. Dabei entspricht das direkte Aufliegen auf dem ersten Dichtsitz 116 einem ersten möglichen, in 1 dargestellten, Schaltzustand und das direkte Aufliegen auf dem zweiten Dichtsitz 118 in einem zweiten möglichen, in 2 dargestellten, Schaltzustand.
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Dadurch, dass in der in 1a und 2a dargestellten Ausführungsform als 3/2-Wege-Ventildie Membran 100 mindestens einen Luftdurchgang 112 zur Durchströmung von Gas und/oder einer Flüssigkeit aufweist, wird bei Aufliegen der Membran 100 auf dem ersten Dichtsitz 116, also in dem in 1 dargestellten ersten Schaltzustand, eine Verbindung zwischen der Kammer 1 (Bezugszeichen 104) und der Kammer 3 (Bezugszeichen 108) geschaffen. Bei Aufliegen der Membran 100 auf dem zweiten Dichtsitz 118, also in dem in 2 dargestellten zweiten Schaltzustand, wird eine Verbindung zwischen der Kammer 1 104 und der Kammer 2 106 geschaffen.
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Der Antrieb des Kolbens 110 zur Steuerung dessen Hin- und Herbewegung kann beliebig erfolgen. So kann der Kolben 110 z.B. durch einen linearen Motor mit Elektromagneten, kleinem oder großen Magneten, Proportionalmagneten oder einen normalen Motor erfolgen. Selbst eine mechanische Betätigung durch z.B. Stößel, eine Feder, eine Rolle oder einen Rollenhebel sind möglich. Auch eine pneumatische Betätigung des Membranventils 101 ist möglich, indem das Ventil hierbei durch die Druckluft betätigt wird. Die als Ventilschieber fungierende Membran 100 wird hierbei durch Druckluft in die gewünschte Position gedrückt. Dies suggeriert auch die Möglichkeit einer Fernsteuerung. Manuelle Betätigungen wie Taster, Druckknöpfe, Hebel und Pedale können ebenfalls als Betätigungsart zur Verschiebung der Membran 100 in die gewünschte Schaltstellung in Betracht gezogen werden. Ebenso ist als Betätigungsart eine Vorsteuerung denkbar, bei der mit einer kleinen Schaltkraft ein großer Volumenstrom frei geschaltet werden soll und auf diese Weise mit kleinen, kostengünstigen Magneten große Volumenströme gesteuert werden können. Wenn z.B. die Kraft einer z.B. pneumatischen Betätigung nicht ausreichen würde, um das Membranventil 101 zum Schalten zu bringen (wie es zum Beispiel bei einem pneumatischen Sensor der Fall ist), muss diese kleine Schaltkraft eine große Schaltkraft ansteuern, die in der Lage ist, das Membranventil 101 zu steuern. Dies suggeriert die Möglichkeit einer beliebigen Kombinierbarkeit von Betätigungsarten zur Steuerung der Schaltzustände des Membranventils 101.
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Das in 1a und 2a dargestellte Membranventil 101 besitzt aufgrund des hohen Grads der Dichtigkeit beim schlüssigen Aufliegen der Membran 100 auf den beiden Dichtsitzen 116, 118 und aufgrund seiner direkten umkomplizierten Steuerbarkeit der Position der als Dichteschieber fungierenden Membran 100 die Funktionalität eines direkt gesteuerten 3/2 Wege Sitzventils. Genau wie solch ein Sitzventil benötigt das Membranventil 101 für die Schaltfunktion keinen Mindestbetriebs- bzw. Differenzdruck und arbeitet von 0 bar an.
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In 2b ist das Schaltsymbol für das Membranventil 101 als 3/3-Wege-Ventil mit den Anschlüssen 1,2 und 3 und drei möglichen Schaltzuständen dargestellt. Der mittig dargestellte Schaltzustand entspricht hierbei einer Situation, bei der sich die Membran 100 in einer Zwischenposition zwischen dem ersten Dichtsitz 116 und dem zweiten Dichtsitz 118 befindet und somit die Kammern 1,2 und 3 alle miteinander durch Luftpfade verbunden sind.
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Bei Ausführungsformen der Erfindung könnte der Kolben 110 mindestens eine Öffnung aufweisen, durch welche eine Strömung eines gasförmigen und/oder flüssigen Mediums in den Kolben 110 ermöglicht würde. Das Medium könnte in den Kolben strömen, wodurch eine zusätzliche Kammer des Membranventils 101 geschaffen würde.
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Der Kolben 110 selbst könnte Querbohrungen für weitere Anschlüsse aufweisen, was in den Figuren nicht dargestellt ist. Durch Querbohrungen an dem Kolben 110 könnte das Medium aus dieser zusätzlichen Kammer abgelassen oder zugeführt werden, so dass weitere Anschlussmöglichkeiten für das Membranventil 101 geschaffen würden. Je nach Anzahl der zusätzlichen Querbohrungen für Anschlüsse konnten neue Ventilvarianten des Membranventils 101 realisiert werden. Die Anordnung der Bauteile des Ventilgehäuses 102 des Membranventils 101 müsste nicht geändert werden. Zusätzlicher Bauraum würde nicht benötigt.
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Der Kolben 110 könnte im Falle, dass das Membranventil 101 als ein Magnetventil ausgebildet ist, auch komplett von einem Magnetventilanker abgedeckt sein. Eine Öffnung des Kolbens 110 könnte an einem Ende des Kolbens 110 so angeordnet sein, dass die Öffnung des Kolbens 110 kongruent mit einem Durchgang 112 der Membran 100 wäre. Dadurch würde ein zusätzliches Schaltvolumen geschaffen, welches z.B. für Steuerungszwecke genutzt werden könnte.
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Im Falle, dass das Membranventil 101 als ein Magnetventil mit einem Magnetkern ausgebildet ist, könnten alle Bohrungen für Anschlüsse, relativ von dem Magnetkern ausgesehen, ausschließlich auf einer Seite des Membranventils 101 angeordnet sein (z.B. bei einem zylinderförmigen Ventil nur auf einer Hälfte einer Mantelfläche). Ein Medium, welches im Innern des Ventilgehäuses 102 des Membranventils 101 geführt würde, bräuchte nicht durch den Magnetkern geführt zu werden. Ein Aufwand zur Zurückführung des Mediums vom Magnetkern in das Ventilgehäuse 102 würde entfallen.
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Die 3a zeigt das Membranventil 101 als 4/2-Wege-Ventil mit der Membran 100 auf dem ersten Dichtsitz 116 in einem ersten Schaltzustand. Die 4a zeigt das Membranventil 101 als 4/2-Wege-Ventil mit der Membran 100 auf dem zweiten Dichtsitz 118 in einem zweiten Schaltzustand.
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Dargestellt ist in 3a und 4a jeweils das Ventilgehäuse 102 des 4/2-Wege-Membranventils 101 mit den Kammern 1, 2, 3 und 4, siehe Bezugszeichen 104, 106, 108, 310, wobei Bohrungen für die Anschlüsse 1, 2, 3 und 4 in die Gehäusewand mit Verbindungen zu den Kammern 1, 2, 3 und 4 nicht eingezeichnet wurden. Das Innengehäuse des Ventils weist kammerähnliche räumliche Abtrennungen, die Kammern 1, 2, 3 und 4 auf, welche durch Luftpfade miteinander in Verbindung stehen können, je nach Stellung der Membran 100.
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Im Gegensatz zur in 1a und 2a darstellten Ausführungsform als 3/2-Wege-Ventil weist die in den 3a und 4a dargestellte Ausführungsform als 4/2-Wege-Ventil in der Membran 100 keinen Durchgang 112 zur Durchströmung von Gas und/oder einer Flüssigkeit auf.
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In der in den 3a und 4a dargestellten Ausführungsform als 4/2-Wege-Ventil wird bei Aufliegen der Membran 100 auf dem ersten Dichtsitz 116, also in dem in 3 dargestellten ersten Schaltzustand, eine Verbindung zwischen der Kammer 3 108 und der Kammer 4 301 geschaffen. Bei Aufliegen der Membran 100 auf dem zweiten Dichtsitz 118, also in dem in 4 dargestellten zweiten Schaltzustand, wird eine Verbindung zwischen der Kammer 1 104 und der Kammer 2 106 geschaffen.
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In 3b ist das Schaltsymbol für das Membranventil 101 als 4/2-Wege-Ventil mit den Anschlüssen 1, 2, 3 und 4 und zwei möglichen Schaltzuständen dargestellt, wobei der Anschluss 1 eine Verbindung zur Kammer 1, der Anschluss 2 eine Verbindung zur Kammer 2, Anschluss 3 eine Verbindung zur Kammer 3 und Anschluss 4 eine Verbindung zur Kammer 4 aufweist. Die zwei möglichen dargestellten Schaltzustände entsprechen den Situationen, bei der die Membran 100 auf dem ersten Dichtsitz 116 bzw. auf dem zweiten Dichtsitz 118 dicht anliegt.
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In 4b ist das Schaltsymbol für das Membranventil 101 als 4/3-Wege-Ventil mit den Anschlüssen 1, 2, 3 und 4 und drei möglichen Schaltzuständen dargestellt. Der mittig dargestellte Schaltzustand entspricht hierbei einer Situation, bei der sich die Membran 100 in einer Zwischenposition zwischen dem ersten Dichtsitz 116 und dem zweiten Dichtsitz 118 befindet und somit die Kammern 1 und 2 sowie die Kammern 3 und 4 miteinander durch Luftpfade verbunden sind.
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Hinsichtlich der Befestigungsart der Membran 100, hinsichtlich der Ausprägungsform der Dichtsitze 116, 118 und der Membran 100, hinsichtlich der Antriebsart des Kolbens 110 zur Steuerung, hinsichtlich der Betätigungsart des Membranventils 101 und hinsichtlich der Dichtigkeit des Ventils in seinen beiden Schaltzuständen gilt für die Ausführungsform als 4/2-Wege-Ventil, dargestellt in den 3a und 4a, dasselbe wie das bereits oben Gesagte für die Ausführungsform als 3/2-Wege-Ventil, dargestellt in den 1a und 2a. Dies umfasst, dass das Membranventil 101 durch leichtes Austauschen der Membran 100 und durch Schließen oder Öffnen eines Anschlusses leicht umfunktioniert werden kann von einem 4/2-Wege-Ventil in ein 3/2-Wege-Ventil und umgekehrt. Dies wiederum ermöglicht Material- Kosten- und Zeitersparnis bei Änderung einer Installation infolge einer Änderung von Betriebsparametern.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Membran
- 101
- Membranventil
- 102
- Ventilgehäuse
- 104
- Kammer 1
- 106
- Kammer 2
- 108
- Kammer 3
- 110
- Kolben
- 112
- Luftdurchgang
- 114
- Betätigungs- oder Antriebseinheit
- 116
- erster Dichtsitz
- 118
- zweiter Dichtsitz
- 120
- erste Öffnung
- 122
- zweite Öffnung
- 124
- Anschluss an Kammer 1
- 126
- Anschluss an Kammer 2
- 128
- Anschluss an Kammer 3
- 130
- 3/2-Wege-Ventil
- 132
- 3/3-Wege-Ventil
- 134
- 4/2-Wege-Ventil
- 136
- Anschluss an Kammer 4
- 138
- 4/3-Wege-Ventil
- 301
- Kammer 4
