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Pneumatischer oder hydraulischer Antriebsmotor, insbesondere für Regelventile,
Klappen und dergl.
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In der Regeltechnik haben sich pneumatisch angetriebene Stell= glieder,
insbesondere in Verbindung mit Regelventilen gut einge= führt. Diese Stellantriebe
werden in besonders vorteilhafter Weise als Membrankonstruktionen ausgeführt. Ein
solcher An= triebsmotor lässt sich verhältnismässig einfach herstellen und ist auch
im rauhen Betrieb betriebssicher. Die beschriebenen pneu= maischen Motore werden
ausserdem zur Verstellung von Drossel= klappen oder anderen Gliedern, wie sie in
der Regel-und steuerung technik gebraucht werden, verwendet.
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Im allgemeinen besteht ein solcher Antrieb aus zwei konkaven Schalen
zwischen denen die Arbeit leistende Membrane eingespannt ist. Die Membrane selbst
wird zentral durch zwei Teller gehalten.
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Eine Stange hält die Teller zusammen und führt gleichzeitig die axiale
Antriebsbewegung nach aussen durch. Als Membranen werden im allgemeinen Kautschukplatten
verwendet. Naturgemäss haben solche Gummimembranen eine beschränkte Lebensdauer.
Sie müssen von Zeit zu Zeit ausgewechselt werden. Normalerweise werden die beiden
Gehäuseschalen durch eine ganze Reihe von Schrauben, die längs ihres äusseren Umfanges
angeordnet sind, zusammengehalten.
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Damit wird gleichzeitig die Gummimembrane festgehalten und die= jenige
Schale, die den Steuerdruck erhält, gegen die Atmosphäre abgedichtet. Während man
früher die Membrangehäuse aus Gusseisen
hergestellt hat geht man
heute mehr und mehr dazu über, die Gehäuse aus Stahlblech anzufertigen. Neben der
wirtschaftlicheren Herstellung haben Stahlschalen den Vorteil, dass sie dem Steuer=
druck betriebssicherer standhalten. Durch Störungen in der Luft= versorgung kann
es nämlich vorkommen, dass der Steuerdruck, der normalerweise in der Grössenordnung
von einer Atmosphäre liegt, den fünf-bis zehnfachen Wert annimmt. Bei dem üblichen
Durch= messer solcher Membranantriebe von 300 bis 500mm lasten dann mehrere Tonnen
Druck auf der gusseisernen Schale. Es besteht die Gefahr dass das Gehäuse infolge
von Gussfehlern oder Ermüdung explodiert.
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Darüberhinaus werden die beschriebenen Membranantriebe auch mehr und
mehr für magnetisch wirkende Ventile benutzt, wobei der Druck des Mediums zur Steuerung
des Ventils herangezogen wird. In diesem Falle ist das Membrangehäuse dem vollen
Leitungsdruck von mehreren Atmosphären ausgesetzt, so dass es auch hier zweckmässig
erscheint, das Gehäuse aus Stahlblech herzustellen.
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Die gusseisernen Gehäuse waren mit umlaufenden Rippen versehen, die
den Druck der einzelnen Schrauben über eine grössere Zone des Umfanges verteilten.
Bei gezogenen Membrangehäusen aus Stahl ist eine solche Rippenanordnung nicht ohne
weiteres möglich.
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Man ist daher gezwungen, eine grosse Anzahl von Schrauben zu ver=
wenden, damit das Gehäuse längs seines ganzen Umfanges hinreichend dicht ist. Insbesondere
bei den genannten grösseren Drücken, wie sie bei Magnetventilen vorkommen, bedeutet
eine solche grosse Anzahl von Schrauben eine erhebliche Verteuerung des Gerätes.
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Was aber noch mehr ins Gewicht fällt, ist die Tatsache, dass bei notwendig
werdenden Reparaturen, beispielsweise dem Aus=
tauschen der Membrane,
viel Arbeitszeit aufgewendet werden muss, um die Schrauben zu lösen und sie hernach
wieder einzusetzen und festzuziehen. Die Schwierigkeiten beim Auswechseln der Schrauben
werden noch grösser, wenn die beschriebenen Ventile in korrodierender Atmosphäre,
beispielsweise in Betrieben der chemi= sehen Industrie verwendet werden.
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Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein pneumatischer oder hydraulischer
Antriebsmotor besonders für Regelventile, Klappen und dergleichen, bestehend aus
einer oder zwei gewölbten Gehäuse= hälften mit eingelegter elastischer Membrane,
die die Antriebs= kraft erzeugt. Das Wesen der Erfindung besteht darin, dass ein
an sich bekannter, auf seiner Innenseite profilierter Ring vorge= sehen ist, der
beim Zusammenziehen die Membrane festklemmt, die beiden Teile des Membrangehäuses
durch seinen Anpressdruck fest verbindet und gleichzeitig sowohl untereinander als
auch nach aussen abdichtet. Zweckmässig wird der Ring auf seiner Innenseite mit
einem Doppelkegelprofil versehen und aus mehreren Teilen hergestellt, die über Glieder,
Gelenke oder Schrauben miteinander verbunden sind.
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Weitere Merkmale der Erfindung sind in der nachfolgenden Beschrei=
bung unter Bezugnahme auf das in den beiliegenden Zeichnungen dar= gestellte Ausführungsbeispiel
näher erläutert sowie in den An= sprühen enthalten.
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Fig. 1 stellt einen Längsschnitt durch den erfindungsgemässen Antrieb
dar, während Fig. 2 ein Grundriss des Membrangehäuses ist.
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Ein beispielsweise vorhandenes Ventil sei dargestellt durch den Körper
1, den Regelkegel 2, die aus der Packung 3 und dem Nippel 4 bestehende Stopfbuchse
sowie die Ventilstange 5, die nach oben durchgeführt ist, und die beiden Membranteller
6 und 7, welche mittels der beiden Muttern 8 und 9 zusammengehalten werden. Eine
Feder 10 stützt sich einerseits gegen die Scheibe 11 und drückt andererseits den
Membranteller 6 und damit den gesamten beweglichen Teil des Ventiles nach oben.
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Das Membrangehäuse ist dargestellt durch die beiden Schalen 12 und
13, zwischen denen die Membrane 14 eingespannt ist. Eine Röhre 15 verbindet das
Ventilgehäuse 1 mit dem Antrieb. In dieser Röhre ist ausserdem die Scheibe 11, die
der Feder 10 als unterer Stützpunkt dient, in geeigneter Weise befestigt. 16 ist
ein Gewindenippel, durch den die Steuerluft dem Raum über der Membrane zugeführt
wird. Die beiden Schalen 12 und 13 werden durch den umlaufenden Ring 17 zusammengehalten.
Der Ring kann aus einem Stück hergestellt und an einer Stelle mit einer Spannschraube
zum umfangmässigen Zusammenziehen versehen sein. Bei grösseren Durchmessern ist
es vorteilhaft, den Ring aus mehreren Teilen zusammenzusetzen. So ist er in Fig.
2 aus zwei Hälften zusammen= gesetzt dargestellt. In dieser Darstellung sind die
Schrauben 18 mit den zugehörigen Muttern 19 sichtbar, die zum Anzug des Spann= ringes
dienen. Zur Montage wird lediglich die zentralfestgeschraubte Kunststoff= membrane
14 zwischen die beiden Schalen 12 und 13 gelegt. Als= dann wird der innen in vorteilhafter
Weise konisch profilierte
Ring 17 so weit geöffnet, dass er über
die Schalen gestreift werden kann. Durch Anziehen der Schrauben erfährt der Ring
eine Kontaktion, die sich als Anpressdruck für die Schalen 12 und 13 gegen die Membrane
14 auswirkt.
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Anstatt zweier Schalen kann ein solcher Antrieb in einfacherer Weise
aus einer Schale und einem Ring bestehen, an dem in geeig= neter Weise Stützen für
das Ventil, die Klappen oder dergleichen angebracht sind.