DE1550268B1 - Membranventil zur steuerung eines druckmittelstromes - Google Patents

Description

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Die Hauptpatentanmeldung P12 91584.3-12 geht rad zur Betätigung des Druckstückaußenstückes und aus von einem Membranventil zur Steuerung eines ein zweites Handrad zur Betätigung des Druckstück-Druckmittelstromes mit einem Ventilgehäuse mit mittelstückes vorgesehen sind, wobei das zweite einem Strömungsweg, einem Ventilsitz und einer dem Handrad auf dem dem Druckstückaußenstück zuSitz gegenüberliegenden und durch eine Membran 5 geordneten Teil der Betätigungsvorrichtung angeabgedeckten Membranöffnung sowie einer mit der bracht ist.

Membran verbundenen Betätigungsvorrichtung zum Eine weitere Ausführungsform sieht vor, daß das

wahlweisen Anheben und Aufsetzen der Membran Druckstückaußenstück mittels eines ersten Druckin bezug auf den Sitz, wobei zu der Betätigungs- luftkolbens betätigbar ist, während das Druckstückvorrichtung ein unmittelbar an diese angeschlossenes, io mittelstück mittels eines zweiten Druckluftkolbens inneres Druckstückmittelstück und wenigstens ein betätigbar ist.

gegenüber dem Druckstückmiftelstück verlagerbares Bei diesen Ausführungsformen kann auf eine Feder

Druckstückaußenstück gehören. verzichtet werden, da jedes der beiden Druckstücke

Ein solches Membranventil ist aus dem franzö- für sich an einem Teil der Betätigungsvorrichtung sischen Patent 1271 905 bekannt. Bei diesem sind 15 angeschlossen ist. Beim Schließen wird dabei ein sogar zwei ringförmige Druckaußenstücke vorgese- Teil des Druckstückes zunächst gegenüber dem anhen, die bei Annäherung des Druckstückes an die deren in zurückgezogener Stellung gehalten, bis das Schließstellung durch eine Schleppverbindung mit Andrücken der Membran an den Sitz beginnt. Alsdem Druckmittelstück mitgenommen werden. dann bewegt sich auch der andere Teil des Druck-

Wie in der Hauptpatentanmeldung auseinander- 2° Stückes, um den Rest der Membran an den Sitz angesetzt, war aber bei den bekannten Membranventi- zudrücken.

len die Kennlinie der auf die Bewegung der Betäti- Weitere Erfindungsmerkmale ergeben sich aus den

gungsvorrichtung bezogenen Durchflußmengenände- Unteransprüchen.

rung ungünstig, und der Hauptpatentanmeldung liegt Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbei-

die Aufgabe zugrunde, die Kennlinie zu einer »Kurve 25 spielen der Erfindung an Hand von Zeichnungen, mit gleichbleibendem Prozentsatz« zu machen. Es zeigt

Die durch die Hauptpatentanmeldung erbrachte Fig. 1 eine seitliche Schnittansicht eines Mem-

Lösung dieser Aufgabe beruht auf dem Gedanken, branventiles, bei welchem sich eine Feder direkt zwidaß beide Druckstückteile derart in Antriebsverbin- sehen einem Druckstück und der Haube befindet, dung mit der Betätigungsvorrichtung stehen, daß bei 30 Fig. 2 eine Schnittansicht in Strömungsrichtung Bewegung der Betätigungsvorrichtung im Ventilöff- einer weiteren Ausführungsform, in welcher keine nungssinn zunächst nur das Druckstückmittelstück Federn verwendet werden; die Druckstücke werden und damit der benachbarte innere Bereich der Mem- durch Handräder verschoben, bran von dem Sitz abgehoben werden, um den Strö- F i g. 3 eine der F i g. 2 gleiche Schnittansicht einer

mungsweg an dem Sitz teilweise zu öffnen, wohin- 35 anderen Ausführungsform, in welcher keine Federn gegen der äußere Membranbereich noch in Anlage verwendet werden, wobei jedes Druckstück durch an den Sitz gehalten wird, und daß bei weiterer Be- Druckluft-Kolben in beiden Richtungen bewegbar ist, wegung der Betätigungsvorrichtung das Druckstück- Fig. 4 eine der Fig. 2 ähnliche Schnittansicht

außenstück und damit der ihm benachbart liegende einer weiteren Ausführungsform, in welcher zwei Membranbereich von dem Sitz abgehoben werden. 40 Federn verwendet werden, welche so angeordnet

Bei dem in der Hauptpatentanmeldung beschrie- sind, daß das Ventil mit Hilfe von Federkraft gebenen Ausführungsbeispiel ist dieser Gedanke in der schlossen, jedoch durch einen Bewegungsteil geöff-Weise verwirklicht, daß zwischen das Druckstück- net wird.

außenstück und die Betätigungsvorrichtung eine In Fig. 1 der Zeichnungen wird ein erfindungs-

Federnanordnung eingeschaltet ist. Damit wird die 45 gemäßes Ausführungsbeispiel dargestellt. Bei diesem erwähnte stufenweise Betätigung des Druckstück- Ausführungsbeispiel befindet sich eine Druckfeder mittelstückes und des Druckstückaußenstückes er- 300 zwischen dem Druckstückaußenstück 302 und reicht. der Haube 304. Das untere Ende dieser Feder liegt

Bei der vorliegenden Erfindung wird nun der der an einer Fläche 302 a des Druckstückaußenstückes Hauptpatentanmeldung zugrunde liegende Gedanke 50 an, während das obere Ende dieser Feder gegen die erfindungsgemäß derart weitergebildet, daß der an innere Fläche 304 α am Ende der Haube andrückt, dem Druckstückaußenstück angreifende Teil der Be- Die Feder ist so stark zusammengedrückt, daß, wenn tätigungsvorrichtung unabhängig von dem an dem das Druckstückaußenstück 302 in seiner geschlosse-Druckstückmittelstück angreifenden Teil der Betäti- nen Lage ist, in welcher es den Membranabschnitt gungsvorrichtung im Membranventil abgestützt ist. 55 306 a gegen den Sitz 308 hält, die Feder, obwohl sie

Bei einer ersten Ausführungsform der vorliegen- von der in Fig. 1 dargestellten Lage gestreckt ist, den Erfindung, bei der das Druckstückaußenstück immer noch genügend Ausschlag aufweist, um eine auch wie bei der Hauptpatentanmeldung durch eine dichte Abdichtung zwischen dem Membranabschnitt Feder in Richtung auf den Sitz gedrückt wird, ist 306 a und diesem Sitz herzustellen. Durch Drehen erfindungsgemäß die Anordnung so getroffen, daß 60 des Handrades 310 wird das Druckstückaußenstück die Feder zwischen dem Druckstückaußenstück und in geschlossene Lage bewegt. Das Drehen des Handder Haube des Membranventiles angeordnet ist. Bei rades 310 bewirkt ein Drehen der mit einem Innendieser Anordnung braucht auf der das Druckstück- gewinde ausgestalteten Buchse 312, wobei sich die mittelstück haltenden Ventilstange keine Mutter vor- mit einem Außengewinde versehene Ventilstange 314 gesehen zu werden, da sich die Feder ja an der 65 in Richtung auf den Membransitz 308 vorschiebt. Haube abstützt. Das Druckstückmittelstück 316, welches drehbar am

Bei einer anderen Ausführungsform der vorliegen- unteren Ende der Ventilstange angebracht ist und den Erfindung ist vorgesehen, daß ein erstes Hand- das Druckstückaußenstück 302 in der dargestellten,

angehobenen Stellung hält, ermöglicht, daß das weiteres Öffnen mit Hilfe des Handrades 334 nicht Druckstückaußenstück in geschlossene Lage verscho- möglich. Wenn ein weiteres Öffnen erwünscht ist, ben wird, wenn die Ventilstange etwas nach unten dann wird das Handrad 326 gedreht, so daß sowohl bewegt wird. Ein weiteres Drehen des Handrades das Druckstückaußenstück als auch das Druckstückin derselben Richtung setzt die Abwärtsbewegung 5 mittelstück in ihrer neuen Lage zueinander angedes Druckstückmittelstückes 316 fort, bis es den hoben werden. Um nach dieser öffnung das Ventil Membranabschnitt 306 b gegen den Membransitz zu schließen, kann das Handrad 326 zuerst gedreht 308 andrückt. Das Ventil ist dann vollkommen ge- werden, um das Druckstückaußenstück abzuschlossen. schließen, wonach das Handrad 334 in Umdrehung In F i g. 2 wird eine weitere Ausführungsform dar- io versetzt wird, um das Druckstückmittelstück zu vergestellt, bei welcher keine Feder Verwendung findet. schließen. Es kann aber auch erst das Handrad 334 Statt dessen besitzt das Druckstückaußenstück 320 und dann das Handrad 326 gedreht werden, ein mit einem Außengewinde versehenes Ventilstan- In F i g. 3 wird eine weitere Ausführungsform dargengehäuse 320 α in einer Buchse 322, welche in der gestellt, in welcher keine Feder verwendet wird und Haube 324 gelagert und durch ein erstes Handrad 15 in welcher die Druckstücke 342 und 344 durch 326 in Umdrehung versetzt wird. Das Drehen des Druckluftkolben 346 und 348 bewegt werden. Insbe-Handrades 326 in geeigneter Richtung hebt das sondere ist die Anordnung dieser Druckstücke zuein-Druckstückaußenstück von der dargestellten, ge- ander und im Verhältnis zur Membran 350 und zur schlossenen Lage, in welcher es den Membranab- Haube 352 dieselbe wie in den anderen Ausführungsschnitt 328 α gegen den Membransitz 330 andrückt, 20 formen. Das Druckstückmittelstück 342 jedoch ist in eine geöffnete Stellung, in welcher sich der Mem- mit dem unteren Ende einer Ventilstange 354 verbranabschnitt in einer gewissen Entfernung zum bunden, welche ihrerseits unter gleichzeitiger Ab-Membransitz befindet. Das Oberende des Ventilstan- dichtung in einem hohlen Ventilstangengehäuse 344 a gengehäuses 320 α erstreckt sich über das Handrad verschiebbar ist. Das obere Ende der Ventilstange ist 326 und ist mit einer am Umfang verlaufenden Nut 25 an dem Druckluftkolben 346 angebracht. Das Druck-320 b ausgestattet. In dieser Nut befinden sich die stückaußenstück 344 ist mit dem Ventilstangenge-Enden einiger Kopfschrauben 232, welche in der häuse 344 α verbunden, welches seinerseits unter AbNabe 334 α eines zweiten Handrades 334 befestigt dichtung innerhalb des Lagers 358 am Ende der sind. Mit Hilfe dieser Anordnung ist es möglich, Haube verschiebbar ist. Das obere Ende ist mit dem daß sich das Handrad 334 bezüglich des Ventilstan- 30 Druckluftkolben 348 in Verbindung. Die Memgengehäuses 320 α dreht; eine Axialverschiebung ge- branen 360 und 362 und die Gehäuseteile 364, 366 genüber dem Gehäuse wird jedoch vermieden. Ein und 368 ermöglichen eine Bewegung der Druckluft-Teil 334 b des Handrades 334 ist im Gewindeingriff kolben und unterteilen das Kolbengehäuse in drei mit dem oberen Ende einer mit Gewinde versehenen Druckluftkammern 370, 372 und 374. Luftanschlüsse Ventilstange 336, welche sich innerhalb des hohlen 35 376, 377 und 378 an den einzelnen Druckluft-Ventilstangengehäuses 320 α befindet. Das untere kammern führen diesen Luft zu oder saugen sie Ende der Ventilstange 336 steht mit dem Druck- wieder ab. Das Lager 358 ist in das Ende der Haube stückmittelstück 338 in Verbindung. Die Druckstücke eingedreht und dient als Befestigung für den Ge-320 und 338 stehen zueinander, zur Membran 328, häuseteil 364. Der Gehäuseteil 366 ist mit dem Gezum Gehäuse 340 und zur Haube 324 in derselben 40 häuseteil 364 mittels der am Umfang verteilten Beziehung wie in den bereits erwähnten Ausfüh- Flansche, zwischen welchen der Rand der Membran rungsbeispielen. 362 eingeklemmt ist, verbunden. Die Gehäuseteile Die Betriebsweise des in Fig. 2 dargestellten Ven- 366 und 368 und die Membran 360 sind entspretils ist wie folgt: Wenn sich die Teile in geschlossener chend miteinander verbunden. Die Membranen und Stellung befinden, kann eine Öffnungsart dadurch er- 45 die Gehäuseteile sind in der Größe so bemessen, daß reicht werden, daß nur das Handrad 326 gedreht der wirksame Bereich des Druckluftkolbens 346 und wird. Dadurch werden beide Druckstücke 320 und der Membran 360, auf welcher der Druck in der 338, ohne daß sie ihre Lage zueinander ändern, Kammer 372 einwirkt, kleiner ist als die Wirkfläche angehoben, denn die Ventilstange 336 ist am Hand- des Kolbens 348 und der Membran 362, auf welchen rad 334 befestigt, welches seinerseits mit dem Ventil- 50 derselbe Druck lastet. Eine O-Abdichtung 380 verstangengehäuse 320 α in Verbindung steht. Dieses hindert, daß der Druck in der Druckluftkammer 374 wiederum ist mit der Buchse 322 verbunden. Dieses zwischen dem Ventilstangengehäuse 344 α und dem öffnungsverfahren entspricht dem eines normalen Lager 358 am Ende der Haube entweicht. Eine Membranventils, welches nur ein Druckstück auf- weitere O-Ringabdichtung 382 verhindert, daß der weist. Das Öffnen kann jedoch auch dadurch ge- 55 Druck in der Kammer 372 zwischen der verschiebschehen, daß zunächst das Handrad 334, ausgehend baren Ventilstange 354 und dem Ventilstangengevon den in F i g. 2 dargestellten, geschlossenen häuse 344 α entweicht. Bei dieser Ausführungsform Teilen, in Umdrehung versetzt wird. Die Dreh- sei angenommen, daß ein bestimmter Druckluftwert bewegung des Handrades 334 hebt die Ventilstange zur Verfügung steht und daß das Leitungssystem bezüglich des Ventilstangengehäuses 320 a; auf 60 zum Gehäuse das Einleiten dieses Druckes in eine diese Weise wird das Druckstückmittelstück 338 vom der Kammern, in zwei oder in alle in einer beVentilsitz abgehoben. Dabei bewegt sich der Mittel- stimmten Reihenfolge zuläßt, teil der Membran vom Ventilsitz weg, während das In Fig. 4 wird eine weitere Ausführungsform der Druckstückaußenstück 320 weiterhin den äußeren Erfindung dargestellt, in welcher zwei Federn Ver-Membranteil 328 α gegen den Ventilsitz drückt. Wenn 65 wendung finden, um das Ventil in vollkommen gedurch die Umdrehung des Handrades 334 die Fläche schlossener Lage zu halten, wenn alle Öffnungskräfte α des Druckstückmittelstückes an der Fläche entlastet sind. Eine Feder 384 ist so wie die Feder c des Druckstückaußenstückes anliegt, ist ein 300 in F i g. 1 zwischen dem Druckstückaußenstück

385 und der Haube 386 angeordnet. Wie in den anderen Ausführungsformen ist das Druckstückmittelstück 387 mit der Membran 388 verbunden und am unteren Ende einer Ventilstange 390 befestigt, welche sich nach oben durch das obere Ende der Haube 386 erstreckt. In der in Fig. 4 dargestellten Lage der Teile halten die beiden Druckstücke das Membran gegen den Ventilsitz 392, so daß sich das Ventil in seiner vollkommen geschlossenen Lage befindet. Die Feder 384 hält das Druckstückaußenstück in geschlossener Lage, da sie vorgespannt, d. h. in der dargestellten Lage etwas eingeflacht ist. Eine zweite Feder 394 befindet sich zwischen dem Haubenende und einem Flansch 390 α auf der Ventilstange. Auch diese Feder ist in der dargestellten Lage vorgespannt und hält das Druckstückmittelstück 387 in geschlossener Lage. Das obere Ende der Ventilstange 390 steht mit dem Druckkolben 396 a eines Drucklufterregers 396 in Verbindung, welcher ebenfalls aus einem Paar von Gehäuseteilen 396 b no und 396 c und aus einer kreisförmigen Membran 396 d besteht. Der Außenrand der Membran ist zwischen den Gehäuseteilen eingeklemmt, während der Innenteil der Membran mit dem Druckluftkolben verbunden ist. Der untere Gehäuseteil 396 c ist auf der Haube 386 um die Öffnung angeordnet, durch welche sich die Ventilstange erstreckt. Durch einen Anschluß 396 / wird Druckluft unterhalb des Druckluftkolbens in eine Kammer 396 e eingeleitet. Die Kammer 396 g überhalb des Druckluftkolbens steht über eine Öffnung 396 h mit der Außenluft in Verbindung.

Durch Anwendung von zwei auf die Federn 384 und 394 abgestuften Druckwerten lassen sich die beiden Druckstücke getrennt betätigen.

Claims (10)

Patentansprüche: 40

1. Membranventil zur Steuerung eines Druckmittelstromes mit einem Ventilgehäuse mit einem Strömungsweg, einem Ventilsitz und einer dem Sitz gegenüberliegenden und durch eine Membran abgedeckten Membranöffnung sowie einer mit der Membran verbundenen Betätigungsvorrichtung zum wahlweisen Anheben und Aufsetzen der Membran in bezug auf den Sitz, wobei zu der Betätigungsvorrichtung ein unmittelbar an diese angeschlossenes, inneres Druckstückmittelstück und wenigstens ein gegenüber dem Druckstückmittelstück verlagerbares Druckstückaußenstück gehören und die Anordnung so getroffen ist, daß beide Druckstückteile derart in Antriebsverbindung mit der Betätigungsvorrichtung stehen, daß bei Bewegung der Betätigungsvorrichtung im Ventilöffnungssinne zunächst nur das Druckstückmittelstück und damit der benachbarte innere Bereich der Membran von dem Sitz abgehoben werden, um den Strömungsweg an dem Sitz teilweise zu öffnen, wohingegen der äußere Membranbereich noch in Anlage an den Sitz gehalten wird, und daß bei weiterer Bewegung der Betätigungsvorrichtung das Druckstückaußenstück und damit der ihm benachbart liegende Membranbereich von dem Sitz abgehoben werden, nach Patentanmeldung P 12 91 584.3-12, dadurch gekennzeichnet, daß der an dem Druckstückaußenstück (302 bzw. 320 bzw. 344 bzw. 385) angreifende Teil (300 bzw. 320 a bzw. 344 α bzw. 384) der Betätigungsvorrichtung unabhängig von dem an dem Druckstückmittelstück (316 bzw. 338 bzw. 342 bzw. 387) angreifenden Teil (314 bzw. 336 bzw. 354 bzw. 390) der Betätigungsvorrichtung im Membranventil abgestützt ist.

2. Membranventil nach Anspruch 1, bei dem das Druckstückaußenstück durch eine Feder in Richtung auf den Sitz gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Feder (300) zwischen dem Druckstückaußenstück (302) und der Haube (304) des Membranventiles angeordnet ist.

3. Membranventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere an der Haube (386) abgestützte Feder (394) das Druckstückmittelstück in die Schließlage drängt.

4. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein erstes Handrad (326) zur Betätigung des Druckstückaußenstückes (320)

und ein zweites Handrad (334) zur Betätigung A des Druckstückmittelstückes (338) vorgesehen sind, wobei das zweite Handrad auf dem dem Druckstückaußenstück zugeordneten Teil (320 a) der Betätigungsvorrichtung angebracht ist.

5. Membranventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit dem ersten Handrad (226) zur Betätigung des Druckstückaußenstückes (320) eine drehbare, an der Haube (324) gelagerte Buchse (322) mit Innengewinde verbunden ist, die bei Drehung ein mit dem Druckstückaußenstück verbundenes, hohles Ventilstangengehäuse (320 a) betätigt, und daß das zweite Handrad (334) drehbar am oberen Ende des hohlen Ventilstangengehäuses gelagert ist und mit einem Teil (334 b) in Gewindeeingriff mit dem oberen Ende einer mit dem Druckstückmittelstück (338) verbundenen Ventilstange (336) steht.

6. Membranventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Druckstücke (342, 344) mit je einem Druckluftkolben (346, 348) betätigbar sind. A

7. Membranventil nach Anspruch 6, dadurch ™ gekennzeichnet, daß die beiden Druckluftkolben (346 und 348) in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und zwischen sich eine gemeinsame Druckkammer (372) einschließen, wobei der erste Druckluftkolben (348) zur Betätigung des Druckstückaußenstückes (344) in der genannten Druckluftkammer (372) eine größere Wirkfläche aufweist als der genannte zweite Druckluftkolben (346).

8. Membranventil nach Anspruch?, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Druckluftkolben (346) mit dem Druckstückmittelstück (342) durch eine Ventilstange (354) verbunden ist, die sich durch ein mit dem Druckstückaußenstück (344) verbundenes, hohles Ventilstangengehäuse (344 a) erstreckt, an dessen oberem Ende der erstgenannte Druckluftkolben (348) sitzt.

9. Membranventil nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckluftkolben (348 und 346) am Umfang Membranen (362 bzw. 360) aufweisen, die zwischen Gehäuseteile (364, 366, 368) eingespannt sind.

10. Membranventil nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Druckstück-

mittelstück (387) über eine Ventilstange (390) mit
einem Druckkolben (396 a) in einem Gehäuse
(396 b, 396 c) in Verbindung steht, wobei eine
Feder (384) zur Betätigung des Druckstückaußenstückes zwischen diesem und der Haube (386)

und eine Feder (394) zur Betätigung des Druckstückmittelstückes (387) entgegen der Kraft des Druckkolbens zwischen die Haube und einen Flansch (390 a) der Ventilstange eingeschaltet ist.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen