DE2029912A1 - Ventil - Google Patents

Description

mein Zeichens 0825 Pt (Case 6455)

Westinghouse Air Brake Company, Wilmerding, Pennsylvania, U.S.A,

Ventil

Druckmittelgesteuerte, logische Membranventile haben proportionale druckbeaufschlagte Flächen auf beiden Seiten der Membranen, um beidseitig dieselben Differentialdrücke zu erhalten. Die Folge davon ist auch die Schnappwirkung während des Überganges von der einen Stellung in die andere Stellung. Diese Ventile besitzen Eigenschaften, die sie an einen weiten Druckbeireich anpaßbar machen. Sie sind daher auch in Hochdruck-Systeme: ι ohne Verwendung von getrennten Vorrichtungen an den Berührungsflächen anwendbar und in der Lage, in derartige Systeme mit Hilf fe von einer Vielzahl von Mitteln, z.B. Niederdruck-Signalvorrichtungen, einem kleinen Solenoid oder einer Tellerfeder In diese Systeme eingefügt zu werden, derart, daß eine Berührungsflächenwirkung zur Steuerung des Kontrolldruckes des Ventiles erreicht wird.

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Logische Niederdruckventile erfordern - sofern sie zur Kontrolle von Hochdruck-Systemen verwendet werden,- normalerweise getrennte Berührungsflächen-Ventile, welche in die Auslaßöffnung der logischen Vorrichtung die für das System erforderlichen Drücke einsteuern. Viele dieser Ventile besitzen Gleitdichtungen, welche -verschleißen und verschmutzen und infolgedessen unzuverlässig sind; sie sind darüber hinaus Ventile bei welchen das Druckmittel ständig zur Atmosphäre entlüftet wird, bis zur Betätigung der Vorrichtung ein Signal empfangen wird. Nachteilig ist der verschwenderisch hohe Druckmittelverbrauch.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein druckmittelgesteuertes logisches Membranventil zu schaffen, welches an einen breiten Druckmittelbereich anpaßbar ist, so daß es als Berührungsflächen-Ventil oder gegebenenfalls in einem Hochdruck-System verwendbar ist, ohne daß zusätzlich ein getrenntes Berührungsflächen-Ventil eingesetzt werden muß.

Die nachstehend beschriebenen logischen Ventile sind Membranventile, bei welchen der Differenzdruck zu beiden Seiten der Membran für die Schnappwirkung benutzt wird, was zur Folge hat, daß das Ventil ohne Verzögerung arbeitet und während der Bewegung der Membran auch kein Druckverlust eintritt. Derartige logische Ventile können auch als BerUhrungs-Ventile eingesetzt v/erden. Durch Verwendung eines abgeänderten Deckels, welcher ein Element aufnimmt, mit dessen Hilfe der Rückspeisedruck fest gestellt werden kann, und das seinerseits von einem Niederdruck element, z.B. einem Solenoid oder aber einer Tellerfeder überwacht werden kann, kann das logische Ventil auf diese Weise als Gerät verwendet werden,, welches zwischen einem Hochdruck- und einem Niederdruck-System angeordnet ist. Es kann aber auch als Ventil Verwendung finden, welches die Druckgrenzen in einem bestimmten Druckbereich Überwacht«

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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnimg noch etwas ausführlicher erläutert. In dieser zeigen in rein scheraatischer Weise:

Fig. 1 Ms 6 verschiedene Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Ventiles.

Die Figur 1 zeigt ein druckmittelgesteuertes logisches Ventil 1, welches sich durch einen einzigen Kontrolldruck eintritt kennzeichnet. Dieses Ventil arbeitet in der Weise, daß der Druckmitteldruck in einen Auslaß nur dann eingesteuert wird wenn der Druckmitteleintritt unter Druck steht.

Das logische Ventil 1 besitzt ein mit Kammern ausgestattetes Gehäuse mit dem oberen Teil 2, dem Mittelteil 3 und dem unteren Teil 4, wobei alle diese Teile den gleichen Umfangsjverlauf haben.

Die elastische Membran 5 ist mit ihrem Umfangsrand zwischen dem oberen und dem mittleren Gehäuseteil 2, 3 mittels geeigneter Mittel eingeklemmt, so daß eine Dichtung sichergestellt wird. Die Membran 5 besitzt einen Innenteil 6, welcher als beweglicher Anschlag und Ventilglied dient. Der Mittelteil 6 der Membran 5 ist konzentrisch zwischen einer Platte 7 und einem Stößel 8 des Ventiles eingeklemmt.

Die Membran 5 trennt auch die Kontrolldruckkammer 9» welche in der Nähe der unteren Fläche des oberen Gehäuse^; eile s 2 liegt, von der Atmosphärendruckkammer 10, welche in der Nähe der oberen Fläche des mittleren Gehäuseteiles 3 angeordnet ist. Die Atmosphärendruckkammer 10 steht mit der Atmosphäre über den Kanal 11 in Verbindung, welcher in den Gehäusemittelteil 3 eingearbeitet ist.

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In den Gehäusemittelteil 3 ist auch eine Bohrung 12 eingearbeitet, welche sich koaxial durch den'Gehäusemittelteil

3 hindurcherstreckt. Das obere Ende dieser Bohrung 12_λführt in die Atmosphärendruckkammer 10 und das untere Ende mündet in eine Druckkammer 13 ein, welche in der Nähe der unteren Fläche des Gehäusemittelteiles 3 liegt. Das obere und untere Ende der Bohrung 12 wird von einem Auslaßventil 14 bzw. einem Einlaßventilsitz 15 umgeben, wobei das Auslaßventil einen kleineren Durchmesser besitzt als das Einlaßventil. Die oberen und unteren Endteile des Ventilgliedes 8 sind kleineren und größeren Durchmessers und ausgekehlt, so daß das Druckmittel an diesen Teilen vorbeiströmen kann; sie sind auch in einem oberen Teil kleineren Durchmessers und einem unteren Teil größeren Durchmessers der Bohrung 12 gleitend geführt, welche dieses Ventilglied 8 während der hin- und hergehenden Bewegung führt.

Die untere Membran 16 des Ventiles besitzt einen Rand welcher zwischen den Mittelgehäuseteil 3 und den unteren Gehäuseteil 4 über nicht weiter dargestellte Mittel eingeklemmt ist, so daß eine dichte Verbindung geschaffen wird. Der innere Mittelteil 17 dient als beweglicher Anschlag und als Ventilglied. Der Mittelteil der Membran 17 hat eine Vielzahl von Bohrungen 18, welche mit gleicher Winkelteilung angeordnet sind und sich in axialer Richtung erstrecken. Diese Bohrungen 18 haben gegenüber der Achse der Membran 17 stets die gleiche Entfernung. Die Membran 16 trennt die Kammer 13 von der Druckkammer 19, welche in der Nähe der oberen Fläche in dem unteren Gehäuseteil

4 gebildet wird. Diese Druckkammer 19 steht mit einer Einlaßöffnung 20 in Verbindung, die in dem unteren Gehäuseteil 4 gelagert ist.

Die Kontrolldruckkammer 9 ist mit einer Bohrung 21 im unteren Gehäuseteil 4 verbunden, und zwar über den Kanal 22, welcher entsprechende, fluchtende Bohrungen besitzt, die in die Gehäuseteile 2 bis 4 eingearbeitet sindo Die Bohrung 12 steht über den Kanal 24 mit einer Auslaßöffnung 23 im unteren Gehäuse

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teil 4 in Verbindung, wobei in den Gehäuseteilen 3 und 4 entsprechende, fluchtende Bohrungen vorgesehen sind.

Der Druck wird nun in die Einlaßöffnung 20 eingesteuert , wobei angenommen wird, daß in der Kontrollöffnung 21 kein Druck herrscht. Unter diesen Bedingungen und bei entlüfteter Kontrolldruckkammer 9 nimmt das Ventilglied 8 eine obere Grenzstellung ein, in welcher der Mittelteil 17 der Membran sich gegen den Ventilsitz 15 anlegt. Da ein gewisser Teil der Oberseite oder der Druckfläche des Mittelteiles 17 vondem Ventilsitz 15 umgeben wird, wird die Druckmittelzufuhr unterbunden Dabei wird der Mittelteil 17 der Membran in seiner Anlagestellung aufrechterhalten, und zwar durch den auf diese Weise zwischen den beiden Seiten gebildeten Differenzdruck. Dieser Differenzdruck ist gleich demjenigen Druck, welcher auf eine Fläche einwirkt, die der von diesem Ventilsitz eingeschlossenen Fläche entspricht. Die Druckmittelzufuhr wird auf diese Weise von der Auslaßöffnung 23 getrennt.

Wenn der Kontrollkanal 22 unter Druck steht, so wird dieser Druck in der Kontrollkammer 9 und infolgedessen der auf den Mittelteil 6 des oberen Membranventiles 5 beim Erhöhen auf einen Druckwert, bei welchem der entgegenwirkende Differenzdruck beidseitig der Membran 17 überwunden wird, so wirksam, daß er das Ventilglied 8 nach unten bewegt.

Hierdurch löst sich der Membranteil 17 von dem Ventil sitz 15. Die obere Fläche des Membranteiles 6 ist viel größer als die Fläche des Membranteiles 17» der von dem Ventilsitz 15 umschlossen wird. Hierdurch ist ein vergleichsweise niedriger Druck, welcher auf den oberen Membranteil 6 einwirkt, ausreiche um die entgegengesetzte Druckkraft des auf die kleinere Fläche wirkenden Hachschubdruckes zu überwinden, wobei diese kleinere B'läche gleich ist derjenigen deö Ventilsitzes 15. Die untere Fläche des Ventilgliedes 8 hat eine Vielzahl von V-förmigen und nebeneinanderliegenden Hüten 25, welche in diese Fläche

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eingearbeitet sind. Beim ursprünglichen Lösen des unteren Membranteiles 17 von dem Ventilsitz 15 ist im wesentlichen der gesamte Teil der Oberfläche des unteren Membranteiles unmittelbar dem Nachschubdruck ausgesetzt, welcher in der Kammer 13 herrscht. Hierdurch wird der auf die gegenüberliegenden Seiten des unteren Membranteiles wirkende Druck ausgeglichen. Infolgedessen wird der vergleichsweise niedrige Druck der Kontrollkammer 9» welcher auf den oberen Mittelteil 6 einwirkt, wirksam und bewegt das Ventilglied 8 unter einer Schnappbewegung nach unten in eine untere Grenzstellung, in welcher der obere Mittel teil der Membran 6 sich gegen den Ventilsitz 14 anlegt und die Verbindung zwischen der Bohrung 12 und der Atmosphäre unterbricht. Das in der Kammer 13 befindliche Druckmittel wird in die Auslaßöffnung 23 über den Raum zwischen diesem Ventilglied und der Bohrung 12 und über den Kanal 24 eingesteuert.

Um die Druckmittelzufuhr in die Auslaßöffnung 23 zu unterbinden, muß der Druck in dem Kanal 22 und in der Kontrollkammer 9 reduziert werden. Da - wie bereits erwähnt - der Ventilsitz 14 kleiner ist und eine kleinere Druckfläche als der Ventilsitz 15 umfaßt, genügt auch jedweder Grad des auf den oberen Membranteil 6 wirkenden Druckes, der ausreicht, um die entgegengerichtete Wirkung des auf diejenige Fläche wirkenden Druckes, welche der von dem Ventilsitz 15 umfaßten Fläche entspricht, wobei hierdurch das Ventil 8 in seine untere Grenzstellung bewegt wird, auszuüben,, zur Aufrechterhaltung des Anschlages des oberen Membranteiles 2 gegen den Ventilsitz 14. Der obere Membranteil 6 wird auf diese Weise in seiner Anlagestellung gegen den Ventilsitz 14 gehalten, und zwar so lange, bis der auf die obere Seite dieses oberen Membranteiles wirkende Druck hinreichend genug herabgesetzt wurde, um den auf die Unterseite desselben auf diejenige Fläche wirkenden Druckes wirksam werden zu lassen,, welche von diesem Ventilsitz umschlossen wird. Hierdurch wird das Lösen des oberen Membranteiles von dem Ventilsitz eingeleitet« Unmittelbar nach dem Einleiten des

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Lösens von dem oberen Membranteil 6 wird die gesamte Unterseite dem Druckmitteldruck der Bohrung 12 ausgesetzt. Hierdurch wird eine Aufwärtsbewegung mit einer Schnappbewegung dieses Membranteiles und des Ventilgliedes 8 in die obere Grenzstellung erzeugt, in welcher sich der untere Membranteil 17 wiederum gegen den Ventilsitz 15 anlegt und die Druckmittelzufuhr in die Öffnung 23 unterbindet. Diese-Öffnung 23 wird wiederum über den Kanal 24, die Bohrung 12, die Atmosphärendruckkammer 10 und den Kanal 11 mit der Atmosphäre verbunden.

Es ist klar, daß das logische Ventil 1 auch als UI'ID-Ventil arbeiten kann. In diesem Falle wird ein Druck nur dann eingesteuert, wenn beide der Kontrolldruck-Einlaßöffnungen gleichzeitig mit Druckmittel beaufschlagt werden. Zu diesem Zwecke werden die Öffnungen 20, 21 als Kontrolldrucköffnungen angesehen, wobei die Auslaßöffnung 23 als Einlaßöffnung wirkt und der Kanal 11 der Auslaß ist.

Wenn weder die Einlaßöffnung 20 noch die Öffnung 21 unter Druck stehen, ist in der Auslaßöffnung 23 auch kein Druckmittel vorhanden,, Wenn die Öffnung 21 unter Druck gesetzt wird, so bewegt der Druck in der Kontrollkammer 9 das Ventilglied 8 in der beschriebenen Weise nach unten, so daß sich der Membranteil 6 gegen den Ventilsitz 14 anlegt, während der Membranteil 17 sich von dem Ventilsitz 15 löst. Da jedoch die Einlaßöffnung 20 nicht unter Druck steht, ist die Auslaßöffnung 23 auch drucklos. Umgekehrt, wenn nur die Einlaßöffnung 20 unter Druck steht so dient dieser Druck dazu, das Ventilglied 8 nach oben zu bewegen, so daß sich der Membranteil 17 gegen den Ventilsitz 15 anlegt und der Membranteil 6 sich von dem Ventilsitz 14 löst, da ja die Auslaßöffnung 23 drucklos ist.

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Wenn sowohl die Öffnung 21 als auch die Einlaßöffnung 20 gleichzeitig unter Druck stehen, so bewirkt der auf den Membranteil 6 wirkende Druck in der Kontrollkammer 9 die Bewegung des Ventilgliedes 8 in seine untere Grenzstellung, in welcher sich der Membranteil 6 gegen den Ventilsitz 14 anlegt, während der Membranteil 17 sich von dem Ventilsitz 15 löst, so daß das Druckmittel aus der Öffnung 20 in die Auslaßöffnung 23 in der vorstehend beschriebenen ¥eise strömen kann.

Das logische Ventil nach Figur 2 ist ein Ventil 26 mit einem einzigen Einlaß und einem einzigen Kontrolldruckeinlaß. Dieses Ventil wirkt in der Weise, daß das Druckmittel in der Auslaßöffnung nur dann vorhanden ist, wenn der Kontrolleinlaßdruck abgebaut wird.

Bei dem Ventil 26 nach Figur 2 sind der obere Gehäuse teil 2, die obere Membran 5 und die untere Membran 16 im Aufbau in der Anordnung und in der Wirkungsweise im wesentlichen gleic dem Ventil 1. Es wurden daher auch die gleichen Bezugsziffern für gleiche Teile verwendet.

Der mittlere Gehäuseteil 27 ist ähnlich dem mittleren Gehäuseteil 3 des Ventiles 1, ausgenommen, daß eine koaxiale Bohrung 28 gleichen Durchmessers vorgesehen ist, welche sich durch diese Teile hindurcherstreckt«, Es fehlt ein Ventilsitz am oberen Ende, der in die Atmosphärendruckkammer 10 einmündet. Das Ventilglied 29, welches in dem Gehäuseteil 27 zur hin- und hergehenden Bewegung koaxial angeordnet ist, besitzt am oberen Ende einen Flansch 30, gegen welchen sich der obere Membranteil 6 bei seiner Abwärtsbewegung anlegt. Es ist ferner ein stößeiförmiger Teil 31 vorgesehen, der sich mit radialem Spiel durch diese Bohrung 28 hindurcherstreckt und sich gegen den unteren Membranteil 17 anlegt. Die Kammer 13 des Ventiles 1 ist bei dem Ventil 26 eine Auslaßkammer 32,

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Der untere Gehäuseteil 23 ist ähnlich dem unteren Gehäuseteil 4 nach Figur 1, ausgenommen, daß der Ventilsitz 34, welcher dem Ventilsitz 15 gegenüberliegt, das obere Ende des Kanales 35 umgibt. Dieser Kanal 35 fluchtet in axialer Richtung mit der Bohrung 28 und steht mit der Einlaßöffnung 20 in Verbindung, Der Ventilsitz 34 ist kleiner als der Ventilsitz 15, wobei der Zweck dieser besonderen Bemessung ähnlich ist dem in Verbindung mit den Ventilsitzen 14 und 15 des Ventiles 1 erläuterten Zweck, Die Auslaßöffnung 23 steht über einen Kanal 36 mit der Kammer 37 in Verbindung,

Es sei einmal angenommen, daß das Ventil 26 in dem Kanal 22 und der Einlaßöffnung 20 keinen Kontrolldruck hat und daß die Einlaßöffnung 20 unter Druck steht. Dieser Druck löst den unteren Membranteil 17, welcher - sofern er einmal gelöst ist - mit seiner gesamten unteren Druckfläche dem eingesteuerte^. Druck ausgesetzt ist. Dieser Membranteil 17 wird daher in bekannter Weise unter Schnappwirkung nach oben bewegt, und zwar in eine Anlagestellung bezüglich des Ventilsitzes 15« Die Auslaßöffnung 23 ist auf diese Weise von der Kammer 22 und der Atmosphäre getrennt und wird über die Öffnung 20 mit Druckmitte:, beaufschlagt, während gleichzeitig das Ventilglied 29 mit dem oberen Membranteil 6 in Berührung gebracht wird»

Wenn der Kontrollkanal 22 und infolgedessen die Kontrollkammer 9 mit Druckmittel versorgt werden» wobei der Druck einen Wert erreicht hat, welcher genügt, um den auf die Unterseite des ^mbranteiles 17 auf eine Fläche, welche der von dem Ventilsitz 15 auf der oberen Seite des Membranteiles umschlossenen Fläche entspricht, wirkenden Druck zu überwinden, so. bewegt sich dieser untere Membranteil unter Schnappwirkung in der Weise nach unten, wie dies im Zusammenhang mit dem Ventil 1 näher erläutert wurde. Hierdurch wird die weitere Einsteuerung des Druckmittels in die Auslaßöffnung 23 unterbunden. Wie bei dem Ventil 1 der Fall, kann der Grad des Kontrolldruckes relativ zu dem Nachsehubdruck beträchtlich kleiner sein, und zwar

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aufgrund der Differenz der von dem Ventilsitz 15 eingeschlossenen Fläche relativ zu dem oberen Membranteil 6, welche dem Kontrolldruck ausgesetzt ist. Solange der Kontrolldruck in der Kammer 9 überwiegt und auf den oberen Membranteil 6 einwirkt, wird das Ventilglied 29 in der unteren Grenzstellung zurückgehalten, in welcher der untere Membranteil 17 gegen den Ventilsitz 3h anliegt. In der Zwischenzeit wird die Auslaßöffnung 23 über den Kanal 36, die Kammer 37, die Öffnungen 18, die Kammer 32, die Bohrung 28, die Kammer 10 und den Kanal 11 entlüftet.

Wenn der Kontrolldruck in dem Kontroll-Kanal 22 und in der Kammer 9 hinreichend genug herabgesetzt wurde, so daß der eingesteuerte Druck auf die Fläche des Membranteiles 17 einwirkt, welche umgeben wird von dem Ventilsitz 34, und dieser Membranteil sich von seinem Sitz löst, werden - wie bereits beschrieben - der Membranteil und das Ventilglied 29 unter Schnapb wirkung nach oben bewegt, und zwar in die obere Grenzstellung, so daß die Verbindung zwischen der Einlaßöffnung 20 und der Auslaßöffnung 23 wieder hergestellt wird.

Das etwas abgewandelte logische Ventil 38 nach Figur 3 kann entweder als UND-Ventil oder als Identitätsventil wirken Es besitzt eine Vielzahl von Kontrolldruck-Einlaßöffnungen und wird auf der Auslaßseite von einem Druckmittel nur dann beaufschlagt, wenn alle Kontrolldruck-Einlaßöffnungen unter Druck stehen. Aufgrund seiner Natur kann das Ventil 38 als Berührungs·· flächen-Ventil benutzt werden, und zwar zwischen einem Hochdrucksystem und einem Niederdrucksystem,

Mit gewissen Ausnahmen - welche im folgenden noch beschrieben werden - besitzt das Ventil 38 bestimmte Elemente, welche denjenigen des in Figur 1 dargestellten Ventiles gleich sind. Aus Gründen der Einfachheit werden gleiche Bauteile mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.

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Das Ventil 38 besitzt ferner einen oberen Gehäuseteil 39» welcher von dem oberen Gehäuseteil 2 des Ventiles 1 dadurch abweicht, daß er eine Bohrung 40 besitzt, die mit der Bohrung 12 fluchtet. Diese Bohrung 40 erstreckt sich durch eine Zwischenwand hindurch, welche die Kontrollkammer 9 von der Kammer 41 trennt. Dieser Kanal 40 besitzt einen Ventilsitz 42, der am oberen Ende desselben angeordnet ist und in die Kammer 41 einmündet. Die Kammer 41 steht mit der Atmosphäre über den Auslaßkanal 43 in Verbindung, welcher in dem Gehäuseteil 39 eingearbeitet ist. Für den nachstehend beschriebenen Zweck besitzt der Kanal 22 eine Drossel 44, welche in dem Kanal 22 lieg und zur Kontrollkammer 9 hinführt.

Der äußere Rand der ganz oben liegenden Membran ist mittels nicht weiter dargestellten geeigneten Mitteln zwischen dem oberen Gehäuseteil 39 und dem Deckel 46 eingeklemmt, wodurch eine gute Abdichtung gebildet wird. Der Mittelteil 47 der Membran 45 dient als Ventilglied, dessen Zweck im folgenden noch erläutert wird. Der Mittelteil trennt auch die Kammer 41 von der Niederdruck-Kammer 48, welche in dem Deckel 46 eingearbeitet ist. Die Bphrung 49, welche zu der Niederdruck-Kammer 48 führt, ist in dem Deckel 46 eingearbeitet, so daß ein Niederdruck-Signal eingesteuert werden kann.

Das Ventil 38, welches dem Ventil 1 nach Figur 1 ähnlich ist, steuert Druckmittel in die Auslaßöffnung 23 nur dann ein, wenn die Kontrollkammer 9 mit Druckmittel beaufschlagt wird. Dieses Druckmittel wirkt auf den Membranteil 6 ein und be wegt - wie vorstehend beschrieben - das Ventilglied 8 in seine Grenzstellung. Der Druck in der Kontrollkammer 9 wird allerdings nur nach Maßgabe derjenigen Druckmittelmenge aufgebaut, welche bestimmt wird durch die Drossel 44, und wenn nicht die Bohrung 40 von dem Membranteil 47 geschlossen wird, wird der Druck durch Entlüftung zur Atmosphäre abgebaut, und zwar über die öffnung 40, die Kammer 41 und die Austrittsbohrungen 44.

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BAD ORfGfWAl

Der Druck ist unwirksam und kann daher auch nicht bewirken, daß der Membranteil 6 das Ventilglied 8 in seine untere Stellung bewegt. Ein Niederdrucksignal, welches den Weg in die Niederdruckkammer 48 über die Öffnung 49 freigibt, ist jedoch wirksam, und zwar in der Weise, daß der Membranteil 47 gegen den Ventilsitz 42 angelegt wird. Aufgrund der ungleich größeren Flächen auf der Oberseite des Membranteiles 47, auf welchen der Niederdruck einwirkt, im Vergleich zu der kleineren Fläche auf der Unterseite des Membranteiles 47, welche von dem Ventilsitz 42 umgeben wird und auf welchem der Kontrolldruck der Kammer 9 einwirkt, ist es klar, daß ein sehr niedriger Druck, wie er beispielsweise von einer Druckmitteleinrichtung erzeugt wird, ausreicht, um diesen Membranteil in einer Stellung zu halten, in welcher er sich gegen den Ventilsitz anlegt.

Es soll einmal angenommen werden, daß der Kontrolldruck für die Kontrollkammer 9 von einer gemeinsamen, nicht gezeigten Druckmittelquelle geliefert wird, welche auch die Einlaßöffnung 20 mit Druckmittel versorgt, so daß diese Kontrollkammer und diese Einlaßöffnung 20 konstant beaufschlagt werden. In diesem Falle arbeitet das Ventil 38 als Identitätsventil„ Um den Druckaufbau in der Kammer 9 auf einen Druckwert zu bewirken, der eine Bewegung des Membrangliedes 5 und des Ventilgliedes 8 nach unten sicherstellt, muß die Öffnung 40 verschlos sen werden. Diese Öffnung 40 wird verschlossen, wenn ein Druckmittelsignal in der Niederdruck-Kammer 48 über die Öffnung 49 erhalten wird. Wenn die Öffnung 40 geschlossen ist, so arbeitet das Ventil in einer Art und Weise, wie sie bereits in Verbindung mit dem Ventil 1 beschrieben wurde«, Dabei wird das Ventilglied 8 nach unten bewegt und löst das Membranventil 16 von seinem Sitz, so daß an der Auslaßöffnung 23 ein Auslaßsignal erzeugt wird. Das Entlüften der Niederdruck-Kammer 48 bewirkt, daß der Kontrolldruck in der Öffnung 40 den Membranteil 47 von dem Sitz löst, so daß das Druckmittel zur Atmosphäre hin entlüftet werden kann. Dabei nimmt -wie bereits vorstehend beschrieben - das Ventilglied 8 seine obere Grenzstellung ein.

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BAD ORIGINAL

Wenn - in Übereinstimmung mit den vorstehenden Ausführungen über das Identitätsventil - die Kontrollöffnung 49 mit Druckmittel beaufschlagt wird, erfolgt eine Druckmittelabgabe an der Auslaß-Öffnung 23.

Wenn jedoch das Kontrollsignal für die öffnung 21 und daher auch für die Kontrollkammer 9 aus einer anderen, nicht gezeigten Quelle als die Druckmittelquelle für die Einlaßöffnung eingesteuert wird, arbeitet das Ventil 38 als UND-Ventll, da ja sowohl die Kontrollöffnung 21 und damit auch die Kontrollkammer 9 als auch die öffnung 49 undsomit auch die Niederdruckkammer 48 mit Druckmittel versorgt werden, so daß ein Auslaßsignal an der Auslaßöffnung 23 in der vorstehend beschriebenen Weise erzeugt wird.

Aus diesen Ausführungen geht hervor, daß Veränderungen sowohl an den Ventilen 1 und 26 (Figuren 1 und 2) dadurch vorgenommen werden können, daß der obere Gehäuseteil und der Deckel 46 mit der dazwischen eingeklemmten Membran 45 ersetzt werden durch den oberen Gehäuseteil 2 in beiden Ventilen 1 und 26. In dieser Weise abgeändert ist das Ventil 1 ein UND-Ventll, welches hinsichtlich des Aufbaues und der Wirkungsweise dem Ventil 38 nach Figur 3 entspricht. Das Ventil 26 wird in diesem Falle ein NUND-Ventil. Ein NUND-Ventil ist durch eine Vielzahl von Kontrolldruck-Einlaßöffnungen gekennzeichnet, welche sämtlich unter Druck gesetzt werden müssen, derart, daß an der Auslaßöffnung die Druckmittelzufuhr unterbrochen wird. So müssen unter Berücksichtigung der Abänderung des Ventiles 26 in der vorgeschlagenen Weise sowohl die Kontrollöffnung 21 als auch die Niederdruck-Öffnung 49 unter Druck gesetzt werden, derart, daß sich das Membranventil 16 gegen den Ventilsitz 34 anlegt und dadurch das Signal an der Auslaßöffnung 23 unterbricht.

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Die Figur 4 zeigt ein von einem Solenoid betätigtes logisches Ventil 50, welches zwischen einem Mittel niederer elektrischer Spannung und einem Druckmittel hohen Druckes geschaltet werden kann»

Das dargestellte Ventil 50 ist ein UND-Ventil, wie es vorstehend näher beschrieben ist. Es ähnelt dem Ventil 38 nach Figur 3, ausgenommen, daß der niedrige Kontrolldruck an der Öffnung 49 des Ventiles 38 ersetzt wird durch ein Gerät, das eine kleine Kraft erzeugt. Dieses Gerät besteht beispielsweise aus einem Solenoid 51 niedriger Spannung, welches das Öffnen und Schließen der Öffnung 40 überwacht. Wird die Spule 52 des SoIenoides 51 erregt, wird der Stößel 53» welcher gegenüber der Öffnung 4Ö fluchtend gelagert ist und sich gegen den Membranteil 47 anlegt, nach unten bewegt und legt dabei den Membranteil dem Ventilsitz 42 an. Durch Entregung dieser Spule wird der Druc in dieser Öffnung unwirksam, so daß dieser Membranteil zusammen mit dem Schaft nach oben in die Lösestellung bewegt wird. Ansonsten arbeitet der Rest dieses Ventiles 50 ähnlich wie das vorstehend beschriebene Ventil 38.

Das Ende des Stößels oder Tauchkolbens 53, welches" dem Ende des berührenden Membranteiles 47 gegenüberliegt, d.h. das äußere Ende dieses Stößels 53 ist mit einem Flansch 54 versehen, über welchen dieser Stößel 53 von Hand erforderlichenfall zurückgezogen werden kann.

Die Änderungen des Ventiles 50, d.h. der Gehäuseteil 39 und das Solenoid 51 zusammen mit dem Membranteil 45, welcher dazwischengeklemmt ist, können auch bei den Ventilen 1 und 26 verwendet werden, indem diese abgeänderten Teile ersetzt werden durch den Gehäuseteil 2 der Ventile 1 und 26. Durch diese Abänderungen werden die Ventile 1 und 26 in UND- und NUND- Ventile umgewandelt, und zwar in eine ähnliche Form, wenn sie entsprechend den Abänderungen nach Figur 3 abgewandelt werden. Die Arbeitsweise geht aus der vorstehenden Beschreibung ohne weiteres hervor

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Bei dem Ventil nach Figur 5 handelt es sich im wesentlichen um das in Figur 3 dargestellte Ventil, welches in einigen •Punkten abgeändert wurde. Auch hier handelt es sich um ein UND-Ventil, wobei der wesentliche Unterschied darin liegt, daß ein elastisches Membranventil 55 vorgesehen ist. Dieses besitzt einen Mittelteil 56 und eine Membran, welche zwischen dem oberen Gehäuseteil 39 und dem Deckel 46 in ähnlicher Weise eingeklemmt ist, wie dies die übrigen Ausführungsformen bereits zeigen. Mit dem Mittelteil 56 kann eine Feder 57 verbunden sein. Diese Feder 57 ist in einer Auslaßkammer 41 angeordnet, wobei der äußere Rand in einer Ringnut 58 gelagert ist, welche durch das Membranglied 55 und die Schulter 59 in der Oberseite des Gehäuseteiles 39 gebildet wird. Zwischen dem Außenrand der Feder 57 und der senkrechten Wand der Nut 58 ist hinreichend genug Spiel vorgesehen, um eine radiale Ausdehnung dieser Feder sicherf zustellen, wenn der mittlere Bereich unter Schnappwirkung aus der einen axialen Stellung in die andere bewegt wird. Die Feder 57 dient deshalb dazu, die Schnappwirkung auf den Membranteil zu übertragen, wenn er sich entweder nach unten in die Anlagesteliung des Sitzes 52 oder aber nach oben in die Lösestellung bewegt. .

Indem die Feder 57 hinsichtlich ihrer Charakteristik so bemessen wird, daß deren Wert mit dem über die Öffnung 49 in die Kammer 48 eingesteuerten Druck zur Betätigung der Membran vereinbar ist, kann der verwendete Druck in dem Bereich eines Niederdruckwertes und des Normalkontrolldruckwertes liegen, so daß das logische Ventil, welches auf diese Weise erhalten wird, sich an einen breiten Druckbereich anpassen läßt.

Die Abänderungen gemäß Figur 5 können auch für die Ventile 1 und 26 in ähnlicher Weise, angewandt werden, wie dies im Zusammenhang mit den Abänderungen des Ventiles 38 nach Figur 3 bereits angedeutet wurde, lös gilt auch hier wiederum, daß durch diese Abänderungen die Ventile in entsprechende UITO- und NUND-Ventile umgewandelt v/erden können.

._ 1 0 9 8 2 5/1782 „ ₁₆ „

Die Figur 6 zeigt eine weitere Abwandlung des erfindungsgemäßen Ventiles mit dem oberen Gehäuseteil GO, welcher der Gehäuseteil 2 nach den Ventilen gemäß Figur 1 und 2 ersetzt, und welcher den Gehäuseteil 39 und den Deckel 46 der Ventile nach den Figuren 3 und 5 ersetzt. Die Abänderung enthält ferner einen Deckel 61, welcher im Zusammenhang mit dem oberen Gehäuseteil 60 verwendet wird. Es ist ferner eine zusätzliche Membran 62 vorgesehen, die in der üblichen Weise zwischen dem Gehäuseteil 60 und dem Deckel 61 eingeklemmt ist₀ Dieser Deckel 61 und diese Membran 62 arbeiten so zusammen, daß eine zusätzliche Kontrollkammer 63 gebildet wird. Dabei führt ein Kanal 64 in" diese Kontrollkammer 63. Mit der zusätzlichen Membran 62, der Kontrollkammer 63 und dem Kanal 64 ist es möglich, das logische Ventil in der herkömmlichen Weise zu überwachen. Das Druckmittel kann aber aus mehreren Druckmittelquellen eingespeist werden. In der Kontrollkammer 9 ist konzentrisch zu und zwischen den Membranen 5 und 62 ein Distanzstück 65 gelagert, welches mit einer dieser beiden Membranen 5, 62 verbunden ist, so daß letzte re das Distanzstück 65 in dieser konzentrischen Stellung halten, Das Distanzstück 65 dient zur Übertragung der Bewegung von der Membran 62, wenn die Kontrollkammer 63 mit Druckmittel beaufschlagt wird und infolgedessen eine Abwärtsbewegung des Ventilgliedes 8 des Ventiles 1 oder des Ventiles 29 des Ventiles 26 bewirkt. Da dieses Distanzstück 65 lediglich mit der einen der beiden Membranen 5» 62 verbunden ist, sind beide Membranen frei und unabhängig in ihrer Bewegung voneinander, wenn die Kontrollkammer 9 mit Druckmittel beaufschlagt wird, was eine Abwärtsbewegung eines der beiden Ventilgliedes 8, 29 zur Folge hat, je nachdem, welches der beiden Ventile 1 oder 26 verwendet wird. Wenn beide Kontrollkammern 9» 63 gleichzeitig mit Druckmittel beaufschlagt werden, sind die Ergebnisse ähnlich wie im Falle der Druckmittelbeaufschlagung lediglich der einen der beiden Kontrol kammern.

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Durch Anwendung der Abwandlung nach Figur 6 auf das Ventil 1 nach Figur 1, d.h. durch Ersetzen des Gehäuseteiles und des Deckels 61 sowie der dazwischengeklemmten Membran 62, durch den Gehäuseteil 2 des Ventiles 1, kann dieses Ventil auf diese Weise in ein ODER-Ventil umgewandelt werden! welches durch eine Vielzahl von Kontrolleinlaßöffnungen, in diesem Falle 22, 64, gekennzeichnet ist, wobei die Unterdrucksetzung einer dieser Einlaßöffnungen oder Kombination dieser Einlaßöffnungen ein Auslaßsignal an der Auslaßöffnung bewirkt.

Die Abänderungen nach Figur 6 werden auf das Ventil 26 durch Ersetzen des Gehäuseteiles 2 dieses Ventiles angewandt; dieses Ventil kann dadurch in ein Ventil umgewandelt werden, welches gekennzeichnet ist durch eine Vielzahl von Kontrolleinlaßöffnungen, die sämtlich druckmittelfrei sein müssen, um ein Auslaßsignal in dem Auslaß 23 zu erzeugen. Die Anwesenheit des Druckmittels in einer oder in der Kombination der Einlaßöffnunge 22 und 64, bewirkt eine Trennung des Signales an der Auslaßäffnung 23.

- Patentansprüche 109825/1782

Claims (11)

1. JlIf

   PATENTANSPRÜCHE

   Ventil, welches nach Maßgabe eines Steuerdruckes die Druckmittelzufuhr in einen'Verbraucher bzw. die Entlüftung desselben regelt, mit einem auf der einen Seite vom Kontrolldruck beaufschlagbaren Membran, dadurch gekennzeichnet , daß die Membran (6) auf ein Ventilverschlußglied (8 bzw. 31) einwirkt, welches bei Überschreitung eines bestimmten Kontrolldruckes ein Membranventil (17, 15 bzw» 17, 34) in die Offenstellung bzw₀ Schließstellung überführt und somit die Druckmittelzufuhr in den Verbraucher zuläßt bzw» unterbindet* bei Unterschreitung des Kontrolldruckes hingegen das Membranventil (17, 15 bzw, 17> 34) geschlossen bzw« geöffnet und somit die Druckmittelzufuhr in den Verbraucher unterbunden bzw. zugelassen wird.
2. 2. Ventil nach Anspruch 1 mit einer vom Kontrolldruck beaufschlagbaren Oberkammer und einer mit der Atmosphäre ständig in Verbindung stehenden Unterkamraer, dadurch ge~ kennzeichnet „ daß die beiden Kammern (9, 10) von der Membran (6) voneinander getrennt sind*
3. 3. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekenn zeichnet , daß der Membran (6) ein Ventilsitz (14) zugeordnet ist, gegen welchen sich die Membran (6) bei der Unterbrechung der Verbindung zwisohen dem Verbraucher und der Atmosphäre anlegt»
4. 4. Ventil nach Anspruch 1 und 2_S dadurch gekennzeichnet j daß der Membran (17) ein Ventilsitz (15) zugeordnet 1st, gegen welchen sich die Membran (17) während der Druckmittelzufuhr in den Verbraucher anlegt.

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5. 5. Ventil nach Anspruch 1 bis 4, mit beidseitig der Membran angeordneten Kammern, dadurch gekennzeichnet, daß in die Membran .(17) Aussparungen (18) eingearbeitet sind, welche die beiden Kammern (13> 19 bzw. 32, 37) miteinander verbinden.
6. 6. Ventil nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet , daß die Oberkammer (9) über ein Membranventil (42, 47 bzw. 42, 56) mit der Atmosphäre verbindbar ist
7. 7. Ventil nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil (42, 47) von einem Niederdrucksignal oder einem Druckglied (53) in die Schließstellung überführbar ist.
8. 8. Ventil nach Anspruch 7» mit einem Druckglied, welches das Ventil in die Schließstellung überführt, dadurch gekennzeichnet , daß das Druckglied (53) von einem Solenoid (51) betätigbar ist.
9. 9. Ventil nach Ansprach 7, mit einem vom Niederdrucksignal in die Schließstellung überführbaren Ventil, dadurch gekennzeichnet , daß die Membran (56) des Membranventiles ( 42, 56) unter der Einwirkung einer Tellerfeder (57) steht, welche entgegen dem Niederdrucksignal wirkt.
10. 10. Ventil nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß oberhalb der Oberkammer (9) eine weitere, von einem zweiten Kontrolldruck beaufschlagbare Kammer (63) angeordnet ist, welche von der Oberkammer (9 über eine Membran (62) getrennt ist.--

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11. 11. Ventil nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen den beiden "Membranen (62, 6) ein Distanzstück (65) angeordnet ist, welches mit einer dieser Membranen (62, 6) verbunden ist.

    1 0 9 δ 2 W 1 7 8 2

    Le e rs eι te