DE1255500C2 - Mehrstufiger membranantrieb - Google Patents

Description

Die Zeichnung stellt Ausführungsbeispiele des Um diese Steuerung des Ventils zu erreichen, sind

Gegenstandes der Erfindung dar. Es zeigt verschiedene Dfuckräume vorgesehen, die, wie die

F i g. 1 eine Flüssigkeitsmeßanlage mit einer Men- F i g. 2 erkennen läßt, dadurch gebildet sind, daß die geneinstelleinrichtung und Verwendung des erfin- einzige Druckkammer 20, die durch feststehende dungsgemäßen Membranantriebs, 5 Wandteile und die druckbewegliche Wand 21 mit

Fig.2 einen Längsschnitt durch einen Membran- dem starr befestigten Ventil22 gebildet ist, durch antrieb mit einer Zwischenstellung, die weitere druckbewegliche Zwischenwand 23 in

F ig. 3 einen Längsschnitt durch einen Membran- zwei Teilkammern 24 und 25 unterteilt ist. Beide antrieb mit sechs Zwischenstellungen. Wände sind an den feststehenden Wandteilen ein-

Bevor die von rechts zuströmende Flüssigkeit ab- io gespannt. Die Teilkammer 24 ist an die Druckgegeben wird, erfolgt die Einstellung der abzugeben- leitung 7 und die Teilkammer 25 an die Druckden Flüssigkeitsmenge an der Mengeneinstelleinrich- leitung 8 angeschlossen; die Druckleitungen sind datungl. Durch den Schalthebel 2 derselben wird der bei an den feststehenden Wandteilen angebracht. Schalter 3 so betätigt, daß er zwei z. B. als Dreiwege- Zum Öffnen des Ventils, bei dem das Ventil 22 die hähne ausgebildete Schaltglieder 4 und 5 in eine 15 gezeigte Lage einnimmt, sind die Schaltglieder 4 solche Stellung bringt, daß dem Membranantrieb 6 und 5 (Fig. 1) so eingestellt, daß die Teilkammern durch das von oben kommende Rohr Preßluft (oder 24 und 25 belüftet sind. Dabei ist durch einen Stößel ein anderes Druckmedium) über die Druckleitungen 7 41, der an seinem einen Ende an der weiteren druck-_; und 8 zugeleitet wird. Hierdurch wird, wie später beweglichen Zwischenwand 23 befestigt und an noch an »Hand des in der Fig. 2 dargestellten Mem- 20 seinem anderen Ende bis zu einem Anschlag in deni branantriebes 6 erläutert wird, dieser Antrieb so be- oberen Wandteilen der Druckkammer 20 verschiebtätigt, daß die zum Abnehmer 9 führende Zuleitung bar ist, dafür gesorgt, daß die Zwischenwand 23 in¹ 10 durch ein Ventil (Stellglied) geöffnet wird. Es Stellrichtung nur einen vorgegebenen Abstand von erfolgt die Flüssigkeitsabgabe. Das durch die strö- den oberen Wandteilen einnehmen kann. Entmende Flüssigkeit betätigte Meßorgan 11 verstellt die 25 sprechend ist mittels eines flexiblen Abstands-Mengeneinstelleinrichtung 1. Nach Abgabe eines elementes 42, z. B. einer Schnur, das sowohl an der Teiles der vorbestimmten Flüssigkeitsmenge wird das Zwischenwand 23 als auch an der druckbeweglichen Schaltglied 5 durch den Schalthebel 2 der nach Null Wand 21 befestigt ist, dafür Sorge getragen, daß der laufenden Mengeneinstelleinrichtung 1 in eine solche Abstand zwischen den beiden Wänden in Stellrich-Stellung gebracht, daß die Druckleitung 8 durch das 30 tung einen vorgegebenen Wert nicht überschreiten nach rechts führende Rohr entlüftet wird. Dadurch kann. Sperrt nach Abgabe eines Teiles der vorgelangt das unter dem Einfluß einer Rückstellfeder bestimmten Menge das Stellglied 5 die Preßluft ab stehende, vom Membranantrieb 6 gesteuerte Ventil und ermöglicht eine Entlüftung der Druckleitung 8, in eine Zwischenstellung, in der der Durchfluß ge- so bewegt sich die unter dem Einfluß einer Rückdrosselt wird, so daß die noch zu liefernde Rest- 35 stellfeder stehende Wand 21 so weit nach oben, daß menge, z.B. 41, langsamer als vorher abfließt. Nach das ebenfalls unter dem Einfluß einer Rückstellfeder Abgabe dieser Restmenge gelangt unter dem Einfluß stehende Ventil 22 eine Zwischenstellung (gestrichelt) der in die Nullstellung gekommenen Mengeneinsteil- einnimmt. Der Durchfluß in Pfeilrichtung ist somit einrichtung 1 auch das Schaltglied 4 in eine solche gedrosselt. Ist schließlich die vorbestimmte Menge Stellung, daß auch die Druckleitung 7 durch das wei- 40 abgegeben, so wird durch Verstellung des Schalttere nach rechts führende Rohr entlüftet wird. Dabei gliedes 4 auch die Druckleitung 7 entlüftet, so daß schließt das Ventil die Zuleitung 10 vollständig ab. sich die Zwischenwand 23 und damit nachfolgend

Man erkennt, daß somit die Einstellung des Ventils auch die Wand 21 so weit nach oben bewegen, daß in die Zwischenstellung nictuv-wie bei einer Einstel- das Ventil 22 schließt (strichpunktierte Lage). Damit lüng mittels bekannter Membranantriebe davon ab- 45 ist der Durchfluß vollständig abgesperrt,
hängt, daß der auf den Membranantrieb ausgeübte Soll der Membranantrieb für erne Steueranlage

Preßluftdruck gegenüber dem zum Öffnen des Ventils irgendeiner Art verwendet werden, in der z. B. zur erforderlichen Preßluftdruck vermindert wird, son- Einstellung mehrerer Durchflußstärken weitere Zwidern daß das Ventil dadurch mittels des Membran- schenstellungen des Ventils notwendig sind, so kann antriebes in diese Stellung gebracht wird, daß der 50 zwecks Erhöhung der Zahl der Druckräume die Preßluftdruck in der an den Membranantrieb an- Druckkammer in weitere Teilkammern unterteilt geschlossenen Druckleitung 8 beseitigt wird. Der werden.

Membranantrieb und damit das Ventil werden In der F i g. 3 ist schematisch ein Membranantrieb,

demnach in ihre verschiedenen Stellungen gewisser- mit sechs Zwischenstellungen gezeigt. Zu diesem maßen nach der in der Schaltungstechnik bekannten 55 Zweck ist die Druckkammer in drei Teilkammern¹ digitalen Methode gebracht, d. h., die eine Einstellung 31, 32 und 33 unterteilt, die mit den Druckleitungen des Antriebes und damit das Öffnen des Ventils 34,35 und 36 in Verbindung stehen. Das zu vererfolgt durch den Preßluftdruck in den Druckleitun- stellende, hier nicht gezeigte Ventil ist an der Stange gen? und 8, eine weitere Stellung des Antriebes 37 befestigt, die ihrerseits mit der Wand 38, die unter und damit eine Einstellung des Ventils in die Zwi- ^6o dem Einfluß einer entgegen der Stellrichtung wirschenstellung durch Preßluftdruck in der Druck- kenden Rückstellfeder steht, fest verbunden ist. Die leitung 7 bei Entlüftung der Druckleitung 8 und eine flexible Verbindung mit den Wänden 39, 40 usw. dritte Stellung des Antriebes, die ein Schließen des erfolgt durch eine Schnurverbindung, die aus den Ventils zur Folge hat, durch Entlüften der Druck- Elementen 43, 44 und 45 besteht; die Länge dieser leitungen 7 und 8. ⁶5 Elemente bestimmt die Abstände, die die Wände

Die in F i g. 1 dargestellte Anlage ist, mit Aus- 38, 39 und 40 voneinander bzw. von den feststehennahme des Membranantriebes 6, nicht Gegenstand den Wandteilen der Druckkammer in Stellrichtung der Erfindung. ■ . höchstens aufweisen können. Zum Öffnen des Ventils

wird über die Druckleitungen 34, 35 und 36 Druckluft durch entsprechende Betätigung von Schaltgliedern zugeführt, während diese Druckleitungen zum Schließen des Ventils entlüftet werden. Zur Verstellung des Ventils in die erste Zwischenstellung werden die Druckleitungen ^4 und 35 belüftet, während die Druckleitung 36 entlüftet ist. Die zweite Zwischenstellung wird durch Belüftung der Druckleitungen 34 und 36 erreicht, während die Druckleitung 35 entlüftet ist. Die dritte Zwischenstellung wird durch Belüftung der Druckleitung 34 und durch Entlüftung der Druckleitungen 35 und 36 erreicht. Die vierte Zwischenstellung wird durch Belüftung der Druckleitungen 35 und 36 und Entlüftung der Druckleitung 34 erreicht. Die fünfte Zwischenstellung wird dureh Belüftung der Druckleitung 35 und Entlüftung der Druckleitungen 34 und 36 erreicht, während die sechste Zwischenstellung durch Belüftung der Druckleitung 36 und Entlüftung der Druckleitungen 34 und 35 erreicht wird. Um diese sechs Zwischenstellungen bei Unterteilung in drei Teilkammern zu erreichen, ist es erforderlich, daß im belüfteten Zustand die Abstände von der oberen Druckkammerwand zur Wand 40, zur Wand 39 und zur Wand 38 sich wie

ίο 1:2:4 verhalten.

Der an Hand der vorstehenden Beispiele beschriebene Membranantrieb kann auch bei Stellgliedern Anwendung finden, die zur Steuerung irgendwelcher anderer Arbeitsvorgänge (auch elektrischer Schaltvorgänge) benötigt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

1 2 Patentansprüche· liehen Wand (Kolben) der vorgeordneten Druck- kammer verbunden ist. Da jede Druckkammer über

1. Durch wahlweise Be- oder Entlüftung ver- getrennte Druckleitungen wahlweise be- oder entlüftschiedener Druckräume über getrennte Druck- bar ist, können in Abhängigkeit davon, welche leitungen zu betätigender mehrstufiger Membran- 5 Druckkammern be- oder entlüftet sind, außer den antrieb zur Steuerung eines Stellgliedes, insbeson- beiden Endstellungen verschiedene Zwischenstellundere eines Ventils zur Steuerung der Abgabe einer gen erzielt werden. Infolge der starren Verbindung durch ein Mengeneinstellwerk vorbestimmten zwischen der druckbeweglichen Wand (Kolben) einer Flüssigkeitsmenge, dadurch gekennzeich- Druckkammer und dem Zylinder der nachgeordneten net, daß die verschiedenen Druckräume in an io Druckkammer bewegen sich sämtliche nachgeordsich bekannter Weise durch Unterteilung einer neten Druckkammern und damit auch die Anschlüsse einzigen aus feststehenden Wandteilen und einer der verschiedenen Druckleitungen. Dieser konstrukentgegen der Stellrichtung federbelasteten, druck- iive Aufbau erfordert somit besondere Vorkehrungen beweglichen Wand mit daran starr befestigtem zum Schutz der bewegten Druckleitungen, eine beStellglied bestehenden Druckkammer mittels wei- 15 sondere Führung der Druckkammern und insgesamt terer druckbeweglicher Zwischenwände gebildet eine unerwünscht große Bauhöhe.

sind, und daß die druckbeweglichen Zwischen- Es ist Aufgabe der Erfindung, hier Abhilfe zu

wände untereinander bzw. die feste Wand mit schaffen und einen Membranantrieb zu gewinnen,

der benachbarten druckbeweglichen Zwischen- der nicht nur einen einfachen konstruktiven Aufbau

wand so flexibel verbunden sind, daß sie in Stell- ²° besitzt, sondern auch eine genaue Einstellung des

richtung nur einen vorgegebenen Abstand von- Ventils bzw. des Stellgliedes in Zwischenstellungen

einander einnehmen können. ermöglicht.

2. Mehrstufiger Membranantrieb nach An- Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß • spruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vor- die verschiedenen Druckräume in an sich bekannter

gegebene Abstand der einzelnen Zwischenwände ^a5 Weise durch Unterteilung einer einzigen aus festjeweils doppelt so groß wie der Abstand der stehenden Wandteilen und einer entgegen der Stellvorgeordneten Zwischenwände ist. richtung federbelasteten, druckbeweglichen Wand mit

daran starr befestigtem Stellglied bestehenden Druckkammer mittels weiterer druckbeweglicher Zwischen-

30 wände gebildet sind, und daß die druckbeweglichen

Zwischenwände untereinander bzw. die feste Wand mit der benachbarten druckbeweglichen Zwischen-

Die Erfindung betrifft einen durch wahlweise Be- wand so flexibel verbunden sind, daß sie in Stelloder Entlüftung verschiedener Druckräume über ge- richtung nur einen vorgegebenen Abstand vontrennte Druckleitungen zu betätigenden mehrstufigen 35 einander einnehmen können.

Membranantrieb zur Steuerung eines Stellgliedes. Vorzugsweise ist der vorgegebene Abstand der

Ist ein solches Stellglied z. B. ein Ventil, das zum einzelnen Zwischenwände jeweils doppelt so groß öffnen und Absperren von Rohrleitungen dient, wie wie der Abstand der vorgeordneten Zwischenwände, dies z. B. bei Meßanlagen der Fall ist, um die Abgabe Es ist zwar bereits bekannt, mehrere Druckeiner durch ein Mengeneinstellwerk vorbestimmten 40 kammern zur Betätigung eines Stellgliedes zu be-Flüssigkeitsmenge zu ermöglichen und nach Abgabe lüften bzw. zu entlüften, hierbei sind aber die Druckdieser Menge den weiteren Zufluß zu unterbrechen, kammern derart mittels eines Gestänges miteinander so muß ein solches Ventil in der Absperrstellung mechanisch gekoppelt, daß alle beweglichen Wände völlig dicht schließen, während es bis zum Erreichen gleichzeitig auf das Stellglied einwirken. Abgesehen dieser Stellung, um z.B Flüssigkeitsschläge zu ver- 45 von dem komplizierten konstruktiven Aufbau ist diemeiden, vor der Abgabe der gesamten vorbestimmten _ser bekannte Antrieb auch insofern nachteilig, als Flüssigkeitsmenge eine oder mehrere Zwischenstel- Zwischenstellungen des Stellgliedes nur durch Druck_T lungen einnehmen muß, in denen der Durchfluß änderungen in den Druckkammern erzielt werden stufenweise vermindert wird. können. Diese Druckänderungen sind aber nicht mit

Üblicherweise wird hierzu das Ventil in die End- 50 der gewünschten Genauigkeit erreichbar, so daß die Stellungen durch Be- bzw. Entlüften und in die Zwischenstellungen nicht genau eingehalten werden Zwischenstellungen durch Änderung des Luftdruckes können.

gebracht. Da solche Druckänderungen nicht mit der Es ist auch bereits eine Servo-Bremse bekannt, bei

gewünschten Genauigkeit erreichbar sind, ergibt sich der zwischen zwei festen Gehäuseschalen zwei Memmsbesondere dann, wenn das Ventil zur Steuerung 55 branen eingespannt, sind, von denen die eine Memgenau zu bemessender Durchflüsse dient, der Nach- bran etwa in der Mitte zwischen den Gehäuseschalen teil, daß die Zwischenstellungen nicht genau eingehal- verläuft und die andere Membran an einer Gehäuseten werden können und/oder die Ventilbewegung schale anliegt. Die eine Membran ist auf der Innenin die Absperrstellung nicht mit der erforderlichen seite mit einem Gestänge verbunden und auf .der Geschwindigkeit erfolgt. 60 anderen Seite durch eine Platte in einem vorbesthrim-

Diese Nachteile kann man durch Verwendung einer ten Abstand von der anderen Membran gehalten, bekannten Fernsteuereinrichtung vermeiden, bei der so daß auch bei einer Störung im Hauptbremssystem der Antrieb für ein Stellglied aus mehreren aus Zylin- durch die dann von dem Hilfsbremssystem veranlaßte der und diesen abschließender, als Kolben arbeiten- Auslenkung der anderen Membran infolge der zwider druckbeweglicher Wand gebildeten Druckkam- 65 sehen den Membranen liegenden Platte das mit der mern besteht, die derart miteinander mechanisch ge- einen Membran verbundene Gestänge in seine Bremskoppelt sind, daß jeweils der Zylinder der nach- lage gebracht wird; die bekannte Servo-Bremse entgeordneten Druckkammer starr mit der druckbeweg- spricht also einem einstufigen Membranantrieb.