DE2519547A1

DE2519547A1 - Mehrwegeventil

Info

Publication number: DE2519547A1
Application number: DE19752519547
Authority: DE
Inventors: Manfred Dipl Ing Ruedle
Original assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Current assignee: Festo Maschinenfabrik Gottlieb Stoll Firma
Priority date: 1975-05-02
Filing date: 1975-05-02
Publication date: 1976-11-04
Also published as: SE7604207L; GB1543224A; FR2309775A1; CH609134A5; SE420233B; DE2519547C3; FR2309775B1; US4078580A; DE2519547B2; BR7602724A

Description

29. April 1975 D 5o59 - real

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Festo-Maschinenfabrik G.Stoll Esslingen a. Neckar

Mehrwegev entil

Die Erfindung "betrifft ein Mehrwegeventil mit einem in einer zentralen Bohrung im Gehäuse axial verstellbaren Schieber als YerSchlußglied, dem im Bereich seiner beiden axialen Enden jeweils mit ihrem Außenumfang am Gehäuse eingespannte Steuerungs- und/oder Halterungsmembranen zugeordnet-,sind, die so ausgebildet sind, daß sie sich aus der einen Endstellung in die andere Endstellung unter Einfluß des Steuerdruckes schnappend überstellen.

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ORIGINAL INSPECTED

Bei den bekannten Anordnungen der hier in Präge stehenden Art haben die Steuerungs- und/oder Halterungsmembranen eine relativ kurze lebensdauer. Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht demgegenüber darin, für Ventile der hier in Präge stehenden Art eine Steuerungs- und/oder Halterungsmembran zu schaffen, die auch bei hoher Beanspruchung eine genügend hohe lebensdauer hat, wobei hohe Steuerdrücke, z.B. von 8bar oder mehr und Ventilhübe ermöglicht werden sollen, die eine überschneidungsfreie Arbeitsweise des Verschlußgliedes gewährleisten, ganz abgesehen davon, daß auch alle anderen Nachteile der bekannten Anordnungen vergleichbarer Art vermieden werden sollen.

Zu dem obengenannten Zweck ist gemäß der Erfindung bei dem Mehrwegeventil vorgesehen, daß den aus Gummi oder Kunststoffmaterial mit gummielastischen Eigenschaften bestehenden Steuerungs- und/oder Halterungsmembranen jeweils eine einerseits die Bewegung der Membran gestattende und andererseits der Membran Halt verleihende Stützwand zugeordnet ist, die an der Membran anliegt und einerseits aus Metall oder einem ähnlichen starren Material besteht und andererseits aus flexibel zusammengehaltenen feilstücken zusammengesetzt ist und die zur nachgiebigen Unterstützung der Membran dient. Die Stützwand liegt hierbei zweckmäßigerweise von der dem Ventilinneren zugewandten und der Betätigungsseite abgewandten Seite her an der Membran an, sie kann z.B.

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aus mehreren, vorzugsweise sechs gleich groß ausgebildeten und identisch gestalteten sektorartigen Teilstücken zusammengesetzt sein.

Die neuartige Abstützung der Membranen gewährleistet eine genügend hohe Lebensdauer dieser hoch beanspruchten Teile des Ventils, die neue Abstützkonstruktion ermöglicht dabei einen hohen Steuerdruck, z.B. von bis zu 8 bar, und einen Ventilhub, der eine überschneidungsfreie Arbeitsweise des Flachschieber gestattet.

Eine besonders zweckmäßige Konstruktion ergibt sich, wenn gemäß weiterer Erfindung die sektorartigen Teilstücke der Stützwand in einen die Stützwand in koaxialer Anordnung von aussen her umgebenden Halterungsring eingesetzt sind, wobei vorzugsweise die Membran eine von der eigentlichen Membranfläche um etwa 90° umgebogene Randpartie besitzen kann, die den die Stützwand halternden Halterungsring von aussen her umgreift und mit dem um 90° nach innen zu und parallel zur eigentlichen Membran herumgebogenen Aussenrand in die Abstufung des Halterungsringes von aussen her eingreift. Hierbei ist vorteilhafterweise vorgesehen, daß die Stützwand und die Membran an einen

zentralen
gemeinsa«en/Halterung8zapfen sitzen, der z.B. zylindrische Gestalt hat und der z.B. auch gleichzeitig zur Betätigung des Verschlußgliedes dienen kann.

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Die Anordnung kann z.B. so getroffen sein, daß die Membran als Steuermembran dient, welche die bewegliche Wand eines mit der Steuerleitung in Verbindung stehenden Steuerraumes an der der zentralen Bohrung abgewandten Seite der Membran bildet. Die Anordnung kann jedoch z.B. auch so getroffen sein, daß die Membran als Halterungsmembran dient, die mit ihrem zentralen Bereich am Schieber befestigt ist und hierbei den Schieber schwebend aufgehängt trägt.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Pig. 1 eine neue Steuerungs- und/oder Halterungsmembrananordnung für ein Mehrwegeventil gemäß der Erfindung in der Ruhestellung in Seitenansicht in einem axialen Schnitt,

Fig. 2 die Anordnung nach Pig. 1 in Richtung des Pfeiles

II gesehen,

Pig. 3 die Anordnung nach Pig. 1 in Richtung des Pfeiles

III gesehen,

Pig. 4 ein sektorartiges Teilstück der Stützwand der Membrananordnung nach Pig. 1 in Vorderansicht,

Pig. 5 die eig&uUetie, Hemo/rd^artie der Membra na nor dnung nach Pig. 1 in einer Seitenansicht in einem

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axialen Schnitt,

Pig. 6 den Halterungsring der Membrananordnung nach Jig. 1 wiederum in einer Seitenansicht in einem axialen Schnitt,

Pig. 7 den Halterungszapfen der Membrananordnung nach Pig. 1 in einer Seitenansicht und

Pig. 8 ein mit der neuen Steuerungs- und/oder Halte*· xungsmembrananordnung ausgerüstetes Mehrwegeventil gemäß der Erfindung in einer Seitenansicht im Schnitt und in leildarstellung.

Das Mehrwegeventil gemäß der Erfindung "besitzt einen Schieber 1 als Verschlußglied, der in einer zentralen Bohrung 2 im Gehäuse 3 axial verstellbar ist und dem im Bereich seiner beiden axialen Enden Steuerungsmembranen 4 zugeordnet sind, die mit ihrem Außenumfang am Gehäuse bei 5 eingespannt sind und mit ihrem zentralen Bereich zur Bestätigung des Schiebers dienen und die so ausgebildet sind, daß sie den Schieber in den beiden Endstellungen feststellen und sich aus der einen Endstellung in die andere Endstellung unter Einfluß des Steuerdruckes schnappend überstellen. Ventile dieser Art sind bekannt, Ausführungsformen hiervon sind z.B. in der Offenlegungsschrift 2 125 174 beschrieben. Es soll deshalb an dieser Stelle auf nähere Einzelheiten in bezug auf den Aufbau und iie Wirkungsweise solcher Ventile nicht eingegangen werden.

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Es soll lediglich folgendes festgestellt werden: Die hin und her gehende Bewegung des Yerschlußgliedes wird mit Hilfe von Steuerungsmembranen gesteuert, das Yerschlußglied kann mit Hilfe von Halterungsmembranen zur Vermeidung von Reibung schwebend aufgehängt sein, die Steuerungsmembranen und die Halterungsmembranen können separate Elemente sein., sie können jedoch auch zu einem Teil vereinigt sein.

Um die lebensdauer der Steuerungs- und/oder HalterungsmembraneE auch bei hoher Belastbarkeit zu erhöhen., ist gemäß der Erfindung vorgesehen, daß den aus Gummi oder Kunststoffmaterial mit gummielastischen Eigenschaften bestehenden Membranen 4 jeweils eine einerseits die Bewegung der Membran gestattende und andererseits der Membran Halt verleihende Stützwand 7 zugeordnet ist, die (vgl. Fig. 1) an der Membran, vorzugsweise von der dem Ventilinneren zugewandten Seite 9 (also der Betätigungsseite 8 abgewandten Seite) her anliegt. Diese Stützwand 7, die wie die zugeordnete Membran 4 eine kreisförmige Kontur hat, besteht aus Metall oder einem ähnlich wirkenden starren Material, wodurch der Membran Halt verliehen wird, und ist andererseits aus flexibel zusammengehaltenen Teilstücken 1o, 11 zusammengesetzt, die sektorartig gestaltet sind, wie z. aus fig. 4 (vgl. auch Pig. 2) hervorgeht. Bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel sind sechs sektorartige Teilstücke vorgesehen, die gleich groß ausgebildet sind und identische Gestalt

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haben (vgl. Fig. 2). Mit Hilfe dieser sektorartigen Teilst e U3 run=cs-und/o de r

stücke wird eine nachgiebige Unterstützung der/Halterungsmembran bewirkt.

Wie z.B. aus Fig. 4 mit besonderer Deutlichkeit hervorgeht verlaufen die seitlichen Ränder 12, 15 der sektorartigen Teilstücke in radialer dichtung vom Mittelpunkt 14 der Stützwand zu deren TJmfangsrand hin, die sektorartigen Teilstücke sind durch kreisbogenförmige Ränder 15» 16 an ihrem inneren und an ihrem äusseren Umfang begrenzt.

Die Membran besitzt eine von der eigentlichen Membranfläche 17 um etwa 90° abgebogene und zum Ventilinneren hin gerichtete Randpartie 18, die um den Aussenumfang der Stützwand 7 herumgreift, indem sie einen Halterungsring 19 von aussen her umgreift, in den die sektorartigen Teilstücke 1o, 11 der Stützwand 7 eingesetzt sind und der die Stützwand hierbei in koaxialer Anordnung von aussen her umgibt: Der Halterungsring I9 umfängt also die Stützwand bzw. deren sektorartigen Teilstücke,

Steuerungs- und/oder die abgebogene Randpartie der/Halterungsmembran umgreift den Halterungsring. Wie insbesondere aus Fig. 1 und Fig. zu erkennen ist, ist der Halterungsring 19 Z-förmig abgestuft, er besitzt eine äussere Partie 2o, eine innere Partie 21 und einen die äussere und die innere Partie, die zueinander parallel sind, verbindenden Steg 22.

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Die sich in größerem radialem Abstand vom Zentrum der Stützwand befindende äußere Partie 2o des -^-alterungsringes 19 liegt von aussen her an der Umflache der Stützwand 7 an, der Quersteg 22 liegt zweckmäßig von der dem Ventilinneren zugewandten Seite9 her an einer Stirnfläche der Stützwand an. Der um 90° von der Handpartie 18 der Membran nach innen zu und parallel zur eigentlichen Membranfläche 17 herumgebogene Aussenrand 23 der Membran greift hierbei in die Abstufung 24 des Halterungsringes von aussen her ein. Auf diese Weise wird eine absolut haltbare, jedoch flexible Membrananordnung geschaffen, deren Aufbau einfach ist, die leicht zusammengesetzt werden kann. Wenn einzelne Teile im Laufe der Zeit beschädigt sein sollten, können diese einzelnen Teile ersetzt werden, ohne daß die gesamte Membrananordnung ausfällt.

Der fralterungsring 19 besteht zweckmäßigerweise aus demselben Material wie die Stützwand 7? vorzugsweise aus Metall _? z.B. aus Stahl oder evtl. Messing.

TJm dem ganzen Aufbau noch einen besseren Halt zu geben sitzen die Stützwand 7 und die Membran 4 an^inem gemeinsamen zentralen halterungszapfen 25, der z.B. zylindrische Gestalt haben kann. Die Membran ist hierbei am Halterungszapfen eingeknüpft, wie etwa bei 26 in ^ ig. 1 gezeigt ist,

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der Zapfen "besitzt noch einen Bund 27 größeren Durchmessers, hierbei sitzer die Membran und die Stützwand zwischen einem ÜTietkopf 28 am änsseren axialen Ende des Zapfens auf der einen Seite und dem Bund 27 des Zapfens auf der anderen Seite. Der Halterungszapfen dient also dazu, dem aus Membran und Stützwand zusammengesetzten Aufbau auch von innen her Zusammenhalt zu geben, während diesem Aufbau von aussen her Zusammenhalt gegeben wird durch die abgebogenen Rand-partien 18_; 23 der Membran 4« Der zur Abstützung am Haiterungszapfen dienende Rand 16 jedes sektorartigen Seilstücks ist vom Zapfen aus gesehen konver ausgebildet und verläuft, wie bereits ausgeführt worden ist, entlang einem Kreisbogen.

Die neue Membran kann als Steuermembran dienen, welche die bewegliche Wand eines mit der Steuerleitung in Verbindung stehenden Steuerraumes an der der zentralen Bohrung abgewandten Seite der Membran bildet. In diesem Pail kann der Halterungszapfen 25 gleichzeitig auch zur Betätigung des Verschlußgliedes 1 dienen, wie in Pig. 8 gezeigt ist. Die neue Membran kann auch als Halterungsmembran dienen, mit deren Hilfe das Verschlußglied schwebend aufgehängt ist. Die Anordnung kann auch so getroffen sein, daß neben der Halterungsmembran eine Steuermembran vorhanden ist und daß in diesem Palle die Steuermembran mit der Halterungsmembran identisch ausge-

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bildet ist, d.h. daß die Salterimgsmembran ^un(i die SteuermembraD. die gleiche Ausbildung haben können.

Schließlich kann die Anordnung auch so getroffen seia₉ daß mir die eine der beiden Msafbranen also die halterungsmembraa

er dis Steuermembra^ wie obec. beschrieben aus einem igentlichen Menibrang'ciick v.n& atas einer Stützwand ausgebildet sind.

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Claims

2513b47 Ansprüche

1.) Mehrwegeventil mit einem in einer zentralen Bohrung

in Gehäuse axial verstellbaren Schieber als Verschlußglied, den in Bereich seiner "beiden axialen Enden jeweils nit ihren Außenunfang an Gehäuse eingespannte Steuerungs- und/oder Halterungsnenbranen zugeordnet sind, die so ausgebildet sind, daß sie sich aus der einen Endstellung in die andere Endstellung unter Einfluß des Steuerdruckes schnappend überstellen, dadurch gekennzeichnet, daß den aus Gummi oder Kunststoffnaterial nit gumnielastischen Eigenschaften bestehenden Menbranen (4) jeweils eine einerseits die Bewegung der Menbran gestattende und andererseits der Membran Halt verleihende Stützwand (7) zugeordnet ist, die an der Menbran anliegt und einerseits aus Metall oder einen ähnlichen starren Material besteht und andererseits aus flexibel zusammengehaltenen Seilstücken zusammengesetzt ist und die zur nachgiebigen Unterstützung der Menbran dient.

2. Mehrwegeventil naoh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwand (7) von der den Yentilinneren zugewandten und der Betätigungsseite abgewandten Seite her an der Menbran (4) anliegt.

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3. Mehrwegeventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwand (7) wie die ihr zugeordnete Steuerungs- und/oder Halterungsmembran (4) eine kreisförmige Kontur hat.

4. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 Ms 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwand (7) aus mehreren sektorartigen Teilstücken (1o,11) zusammengesetzt ist.

5. Mehrwegeventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwand (7) aus sechs sektorartigen, gleich groß ausgebildeten und identisch gestalteten Teilstücken (1o,11) zusammengesetzt ist.

6. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Ränder (12,13) der sektorartigen Teilstücke (io,11) in radialer Richtung vom Mittelpunkt (14) xler Stützwand (7) zu deren TJmfangsrand verlaufen.

7. M«hrw*geventil nach eines der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) eine von dtr eigentlichen Membrauflache (17) üb etwa 90°

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abgebogene Handpartie (18) besitzt, die um den Aussenumfang der Stützwand (7) herumgreift.

8. Mehrwegeventil nach Anspruch 7» dadurch gekennzeichnet, daß die Randpartie zum Ventilinneren hin abgebogen ist.

9. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sektorartigen ^eilstücke (1o,11) der Stützwand (7) in einen die Stützwand in koaxialer Anordnung von aussen her umgebenden Halterungsring (19) eingesetzt sind.

10. Mehrwegeventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungsring (19) Z-förmig abgestuft ist, wobei die sich in grösserem radialen Abstand vom Zentrum der Stützwand befindende äussere Partie (2o) des Halterungsringes (19) von aussen her an der Umfläche der Stützwand ($ und dessen von der äusseren zur inneren Partie (21) verlaufende Quersteg (22) zweckmässig von der dem Ventilinneren zugewandten Seite her an einer Stirnfläche der Stützwand anliegt.

11. Mehrwegeventil nach Anspruch 9 oder 1o, dadurch gekennzeichnet, daß die fiandpartie (18_^ der Membran (4) den die Stützwand (7) halternden Halterungsring (19) von aussen her umgreift und mit dem um 90° nach innen

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zu und parallel zur eigentlichen Membranflache (17) herumgebogenen Aussenrand (23) in die Abstufung des Halterungsringes von aussen her eingreift.

12. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungsring (19) aus demselben starren Material wie die Stützwand (7) z.B. aus Metall, besteht.

13. ^ehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwand (7) und die Membran (4) an einem gemeinsamen zentralen Halterungszapfen (25) sitzen, der z.B. zylindrische Gestalt hat.

14. Mehrwegeventil nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran (4) am Halterungszapfen (25) eingeknüpft ist und hierbei die Membran (4) und die Stützwand (7) zwischen einem Nietkopf (28) am äusseren axialen Ende des Zapfens auf der einen Seite und einem Bund (27) des Zapfens mit grösserem Durchmesser auf der anderen Seite sitzen.

15. Mehrwegeventil nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Halterungszapfen (25) gleichzeitig zur Betätigung des Verschlußgliedes (1) dient.

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16. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 13 Mb 15, dadurch gekennzeichnet, daß der zur Abstützung am Halterungszapfen (25) dienende Rand jedes sektorartigen leilstückes von Zapfen aus gesehen konvex ausgebildet ist und hierbei entlang einem Kreisbogen verläuft.

17. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran als Steuermembran dient, welche die bewegliche. Wand eines mit der Steuerleitung in Verbindung stehenden Steuerraumes an der der zentralen Bohrung abgewandten Seite der Membran bildet.

18. Mehrwegeventil nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Membran als Halterungsmembran dient, die mit ihrer mittleren Partie am Yerschlußglied des Ventils angreift und das Terschlußglied hierbei schwebend aufgehängt hält.

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