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Baustein für Mehrfachumschalteinrichtung Die Erfindung bezieht sich
auf einen Baustein für Mehrfachumschalteinrichtungen mit zwei federbelasteten Ventilstößeln
und zeichnet sich durch folgende Merkmale aus: a) Die Ventilstößel wirken unter
dem Druck der Feder schließend auf eine Membran, die über den Mündungen der Zu-
und Abführungskanäle liegt, b) die beiden Ventilstößel werden durch eine zwischen
den beiden Stößeln gelagerte Wippe betätigt, c) die Enden der Wippe greifen unter
Anschläge an den Stößeln derart hindurch, daß sie sie bei der Betätigung gegen den
Federdruck von der Membran abheben.
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In der pneumatischen Regelungs- und Steuertechnik und auch sonst ist
es häufig notwendig, aus einer Gruppe von ein. Druckmittel führenden Leitungen einzelne
Leitungen wahlweise miteinander zu verbinden und andere Leitungen druckdicht abzuschließen
oder zu öffnen, um zum Beispiel den Ausgangsdruck verschiedener Druckgeber wahlweise
einem Meßinstrument, einem Reglereingang oder einem pneumatisch betätigten Stellglied
zuzuführen. Zu diesem Zweck sind bereits Umschaltventile bekannt, die aus einer
über den Mündungen der abzuschließenden Leitungen ausgespannten Membran und aus
Stößeln bestehen, welche kraftschlüssig durch Federdruck oder formschlüssig durch
Nocken gegen die Membran gedrückt werden. Bei einer bekannten Anordnung dieser Art
werden die Stößel durch Federdruck gegen die über die Öffnungen gespannte Membran
gedrückt, zum Abheben der Stößel dient eine Kurvenscheibe, die an einer parallel
zu den Ventilschäften liegenden Welle angebracht ist. Diese Anordnung eignet sich
aber nicht gut als Baustein zum Zusammenbau einer Mehrfachumschalteinrichtung, des
Platzbedarfs wegen und weil sich die parallelen Wellen nicht so einfach kuppeln
lassen wie die Wippen.
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Es sind auch bereits paarweise angeordnete Umschaltventile bekannt,
welche gegensinnig durch eine als Waagebalken ausgebildete Wippe betätigt werden.
Es handelt sich dabei um Ventile, deren Teller im Inneren des druckführenden Raumes
angeordnet sind, so daß die Wippe zum Öffnen des Ventils auf den Schaft drücken
muß. Die Abdichtung derartiger Ventile bereitet infolge der gewählten Anordnung
Schwierigkeiten. Diese Schwierigkeiten treten auch bei anderen bekannten Doppelventilen
auf, bei welchen jeweils eine von zwei Dichtungen durch eine nach Art eines elektrischen
Kippumschalters aufgebaute Wippe wahlweise gegen eine der Mündungen der druckführenden
Leitungen gepreßt wird.
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Die Erfindung wird im folgenden an Hand der Abbildungen näher erläutert.
Die Abb.1 zeigt als. Beispiel im Schnitt einen Baustein für Umschalteinrichtungen
mit den Merkmalen der Erfindung. Das Gehäuse des Bausteines besteht aus einem oberen
Teil 1 und einem unteren Teil 2, die mit ihrer ebenen Fläche aufeinandergedräckt
werden und zwischen denen eine Membran 11 eingeklemmt und aufgespannt ist. In den
unteren Gehäuseteil 2 sind drei Druckleitungen 7, 8 und 9 eingearbeitet. Außerdem
ist er oben mit einer flachen Ausnehmung 22 - versehen, in die die inneren Öffnungen
der Leitungen 7, 8 und 9. münden.
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In unbelastetem Zustand spannt sich die Membran über die flache Ausnehmung
22 in dem Gehäuseunterteil 2 und liegt nicht auf den inneren Öffnungen der Zuleitungen
auf. In dem oberen Gehäuseteil sind außer einer flachen, sich über die freie Membranfläche
erstreckenden Ausnehmung 21 noch zwei zylindrische Ausnehmungen vorhanden, die gleichachsig
mit den beiden äußeren der Druckleitungen 7 und ß, verlaufen, jedoch in ihrem Durchmesser
größer sind als die lichte Weite der Druckleitungen. In diesen zylindrischen Ausnehmungen
kann je ein Stößel 3 und 4 auf- und abgleiten. Der Stößel 3 wird durch eine Feder
5, der Stößel 4 durch eine Feder 6 in Richtung auf die Öffnung der darunterliegenden
Leitung (7 bzw. 8) gedrückt. Am Stößel 3 ist eine Stange mit einem
Anschlag 12 befestigt, die aus dem Gehäuseoberteil 1 herausragt, ebenso sitzt am
Stößel 4 eine Stange mit einem Anschlag 13. Ein in der Mitte an einer gehäusefest
gelagerten Achse drehbar angebrachter Waagebalken bzw. eine Wippe 10 greift unter
den Anschlägen 12 und 13 hindurch, so daß durch Verdrehen des Waagebalkens um seine
Achse einer der Stößel durch den an seiner Betätigungsstange
sitzenden
Anschlag von der Membran und der unter dieser liegenden Öffnung abgehoben wird.
Wird die Wippe 10 z. B. an ihrem rechts liegenden Arm niedergedrückt, so
hebt sie mit ihrem links liegenden Arm am Anschlag 12 den Stößel 3 hoch, dadurch
wird die Membran 11 nicht mehr auf die innere Öffnung der Druckleitung
7 gepreßt. Die Membran 11
hebt sich von der inneren Öffnung der Druckleitung?
ab, aber auch von der inneren Öffnung der Druckleitung 9, in welche die in der Leitung
7 unter Druck stehende Luft bzw. das Gas dann ungehindert übertreten kann. Der in
der Leitung 7 herrschende Druck trägt dazu bei, die Membran von der Öffnung dieser
Leitung abzuheben, so daß aus der Druckleitung 7 in die Leitung 9 selbst dann Luft
übertreten könnte, wenn die Membran 11 ohne den durch die Ausnehmung 22 bedingten
Abstand über die Öffnungen der Druckleitungen 7 bis 9 gespannt wäre. Aus der ebenfalls
unter Druck stehenden Leitung 8 kann dagegen keine Luft aus- und in die Leitung
9 übertreten, da der über der inneren Öffnung der Leitung 8 stehende Stößel 4 fest
die Membran auf diese Öffnung preßt. Wird eine Verbindung der unter Druck stehenden
Leitung 8 mit der Leitung 9 gewünscht, so ist lediglich der rechte Arm der Wippe
10 anzuheben oder der linke Arm niederzudrücken. Dadurch wird der Stößel
3 und mit ihm die Membran 11 durch die Kraft der Feder 5 fest auf die innere Öffnung
der Leitung 7 gedrückt, während der Stößel 4 gegen die Kraft der Feder 6 hochgehoben
wird. Die Membran 11 wird an ihrer rechten Seite nicht mehr gegen die innere Öffnung
der Leitung 8 gedrückt, der in dieser Leitung herrschende Druck kann, sie
leicht von ihrer Öffnung und auch von der Öffnung der Leitung 9 abheben, wodurch
ein übertritt der in der Leitung 8 unter Druck stehenden Luft in die Leitung 9 möglich
ist. Die Anschläge 12 und 13 können auch so verstellt werden, daß in der waagerechten
bzw. zur Membran parallelen Stellung der Wippe 10 beide Stößel 3 und
4
gegen die Kraft der Federn 5 und 6 abgehoben sind und beim Drehen der Wippe
um ihre Drehachse einer der beiden Stößel 3 oder 5 die Membran auf die unter ihm
liegende Leitungsöffnung drückt.
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Abb. 2 zeigt eine Ansicht der in Abb.1 schematisch und im Schnitt
gezeigten Anordnung, wobei die gleichen Bauelemente wie in Abh.1, soweit sie sichtbar
sind, mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind. Die Wippe 10 ist auf
der Achse 16 gelagert, die selbst wiederum in am Gehäuseteil 1 befestigten
Lagerböcken 14 und 15 drehbar gelagert ist. Mit der Achse 16 der Wippe
10 ist. ein Betätigungshebel 17 mit einer Kulisse fest verbunden. 1n die Kulisse
des Hebels 17 greift ein durch einen Schalter 19 über eine Welle exzentrisch betätigter
Stift ein, so daß durch Verstellung des Schalters 19 die Wippe 10 der Umschalteinrichtung
betätigt werden kann. In Abb. 3 ist gezeigt, wie eine Anzahl von in den Abb.1 und
2 dargestellten Umschaltelementen zu einem Mehrfachumschalter vereinigt werden können,
wobei eine durchgehende Membran verwendet werden kann und alle Wippen durch einen
einzigen Betätigungshebel 17
bewegt worden können. Zur Betätigung des Hebels
17 ist eine pneumatische Fernsteuereinrichtung 20 angedeutet, die mit dem
Hebel 17 über ein Gestänge verbunden ist. In Verbindung mit den Umschalteinrichtungen
nach den Abb. 1 und 2 bzw. 3 können mit Vorteil auch einfache Druckabsperreinrichtungen
verwendet werden. Diese sind mit nur zwei Leitungen, einer Druckzuleitung und einer
Druckableitung versehen, von welchen nur die Druck zuleitung durch einen auf die
Membran gedrückten Stößel abgeschlossen werden kann. Diese Einrichtung entspricht
dem in Abb.1 gezeigten Umschalter mit dem Unterschied, daß z. B. die Druckleitung
8 sowie der Stößel 4 mit seiner Feder 6 und seinem Gestänge weggelassen sind.