DE2654900C2

DE2654900C2 -

Info

Publication number: DE2654900C2
Application number: DE19762654900
Authority: DE
Inventors: Albert Frederick Whangarei Nz Hansen
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1976-12-03
Filing date: 1976-12-03
Publication date: 1990-04-26
Also published as: DE2654900A1

Description

Die Erfindung betrifft eine Membranventileinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a diaphragm valve device according to the preamble of claim 1.

Eine nach der US-PS 30 80 887 bekannte Membranventilein richtung dieser Art ist nur mit sehr erheblichem Aufwand herzustellen, selbst wenn man die Membranventileinrichtung zur Betätigung eines nur einseitig wirkenden Kolbens in einem Zylinder vereinfacht.A diaphragm valve known from U.S. Patent No. 30 80 887 Direction of this kind is only with very considerable effort manufacture even if you have the diaphragm valve device for actuating a single-acting piston in a cylinder simplified.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Membranventileinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 derart weiterzubilden, daß sie mit besonderer Zuverlässigkeit arbeitet und eine zusätzliche Schaltfunktion hat, jedoch wesentlich einfacher gebaut ist.The object of the invention is a diaphragm valve device to further develop according to the preamble of claim 1, that it works with particular reliability and an additional Has switching function, but is much simpler.

Die Lösung dieser Aufgabe ist im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegeben.The solution to this problem is in the characterizing part of claim 1 specified.

Die Ausbildung des Steuerventils als 3/3-Wegeventil ist be sonders einfach. Die unterschiedlichen Durchlaßquerschnitte der Drosseldurchgänge bewirken, wie in der folgenden Figu renbeschreibung noch erläutert wird, ein besonders zuverläs siges Arbeiten der Membranventileinrichtung.The control valve is designed as a 3/3-way valve particularly easy. The different passage cross sections of the throttle passages, as in the following Figu is still explained, a particularly reliable working of the diaphragm valve device.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.Advantageous embodiments of the invention are in the Subclaims specified.

Die Erfindung wird im folgenden an Ausführungsbeispielen unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.The invention is based on exemplary embodiments described with reference to the accompanying drawings.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch eine erste Ausführungsform längs der Linie I-I in Fig. 2. FIG. 1 shows a section through a first embodiment along the line II in FIG. 2.

Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch die erste Ausführungsform längs der Linie II-II in Fig. 1. FIG. 2 shows a section through the first embodiment along the line II-II in FIG. 1.

Die Fig. 3a, 3b und 3c zeigen schematisch verschiedene Betriebszustände der Membranventileinrichtung nach den Fig. 1 bis 2 zur Betätigung eines einfach wirkenden Kol bens in einem Zylinder. FIGS. 3a, 3b and 3c schematically show different operating states of the reed valve device according to Figs. 1 to 2 for actuating a single-acting spool to in a cylinder.

Fig. 4 zeigt einen Schnitt durch eine gegenüber den Membranen in den Fig. 1 und 2 abgewandelte Membran. FIG. 4 shows a section through a membrane modified compared to the membranes in FIGS. 1 and 2.

Die Fig. 5 und 6 zeigen Längsschnitte durch das Steuerventil der Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 in verschiedenen Betriebszuständen. FIGS. 5 and 6 show longitudinal sections through the control valve of the apparatus of FIGS. 1 and 2 in different operating states.

Die Fig. 7 und 8 zeigen Grundrißskizzen zweier Teile einer zweiten Ausführungsform der Membranventileinrichtung. FIGS. 7 and 8 show Grundrißskizzen two parts of a second embodiment of the membrane valve device.

Fig. 9 zeigt einen Schnitt längs der Linie IX-IX in Fig. 7 und 8. Fig. 9 shows a section along the line IX-IX in Fig. 7 and 8.

Die Fig. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f und 10g zeigen schematisch verschiedene Betriebszustände der Membranventil einrichtung nach den Fig. 7 bis 9 zur Betätigung eines doppeltwirkenden Kolbens in einem Zylinder. FIGS. 10a, 10b, 10c, 10d, 10e, 10f and 10g diagrammatically illustrate various operating states of the reed valve device according to Figs. 7 to 9 for actuating a double acting piston in a cylinder.

Fig. 11 zeigt eine Aufsicht auf die Rückseite des in Fig. 7 dargestellten Teils. Fig. 11 shows a plan view of the back of the part shown in Fig. 7.

Fig. 12 zeigt einen Schnitt längs der Linie XII-XII in Fig. 11. FIG. 12 shows a section along the line XII-XII in FIG. 11.

Fig. 13 zeigt eine Aufsicht auf die Rückseite eines gegen über Fig. 7 abgeänderten Teils. FIG. 13 shows a plan view of the rear side of a part modified compared to FIG. 7.

Fig. 14 zeigt einen Schnitt längs der Linie XIV-XIV in Fig. 13. FIG. 14 shows a section along the line XIV-XIV in FIG. 13.

Die Fig. 1 und 2 zeigen eine Membranventileinrichtung, die zum Betätigen eines einfach wirkenden Zylinders 14, 15 (Fig. 3a, 3b, 3c) dienen kann. Drei zylindrische Körper 1, 2, 3 sind mit nicht gezeigten Schrauben zusammengehalten. Die Körper 1 und 3 begrenzen zwei Membranventile 4, 5, von denen jedes eine Arbeitskammer 41, 51, eine Steuerkammer 42, 52, die von der Arbeitskammer 41, 51 durch eine Membran 43, 53 getrennt ist und einen Durchlaß 44, 54 aufweist, der mit der Arbeitskammer 41, 51 in Verbindung bringbar ist und normalerweise durch die Membran 43, 53 versperrt ist. Die Arbeitskammer 41 des ersten Membranventils 4 steht über einen Kanal 6 mit einem Druckmitteleinlaß 7 zum Anschluß einer Druckluftquelle in Verbindung. Der Durchlaß 44 steht über einen Kanal 8 mit einem an den Zylinder 14, 15 anschließ baren Druckmittelanschluß 9 und über einen von dem Kanal 8 abgezweigten Kanal 10 mit der Arbeitskammer 51 des zweiten Membranventils 5 in Verbindung. Der Durchlaß 54 des zweiten Membranventils 5 steht über einen Kanal 11 mit einem Druckmittelauslaß 12 für Luft aus dem Zylinder 14, 15 in Ver bindung. Figs. 1 and 2 show a membrane valve device, which can be used for actuating a single-acting cylinder 14, 15 (Fig. 3a, 3b, 3c). Three cylindrical bodies 1 , 2 , 3 are held together with screws, not shown. The bodies 1 and 3 delimit two diaphragm valves 4 , 5 , each of which has a working chamber 41 , 51 , a control chamber 42 , 52 which is separated from the working chamber 41 , 51 by a diaphragm 43 , 53 and has a passage 44 , 54 , which can be connected to the working chamber 41 , 51 and is normally blocked by the membrane 43 , 53 . The working chamber 41 of the first diaphragm valve 4 is connected via a channel 6 to a pressure medium inlet 7 for connecting a compressed air source. The passage 44 is connected via a channel 8 to a pressure medium connection 9 which can be connected to the cylinder 14 , 15 and via a channel 10 branched off from the channel 8 to the working chamber 51 of the second diaphragm valve 5 . The passage 54 of the second diaphragm valve 5 is connected via a channel 11 to a pressure medium outlet 12 for air from the cylinder 14 , 15 .

Die Steuerkammern 42, 52 der Membranventile 4, 5 sind mit einem als 3/3-Wegeventil ausgebildeten Steuerventil 13 ver bunden, das in drei Zustände bringbar ist, nämlich einen ersten, in dem die Steuerkammern 42, 52 miteinander verbun den sind (Fig. 3c), einen zweiten, in dem die Steuerkammern 42, 52 voneinander getrennt sind und die Steuerkammer 52 an den Druckmittelauslaß 12 angeschlossen ist (Fig. 3b), und einen dritten, in dem die Steuerkammern 42, 52 vonein ander und vom Druckmittelauslaß 12 getrennt sind (Fig. 3a).The control chambers 42 , 52 of the diaphragm valves 4 , 5 are connected to a control valve 13 designed as a 3/3-way valve, which can be brought into three states, namely a first, in which the control chambers 42 , 52 are connected to one another ( FIG. 3c), a second in which the control chambers 42 , 52 are separated from one another and the control chamber 52 is connected to the pressure medium outlet 12 ( FIG. 3b), and a third in which the control chambers 42 , 52 are separated from one another and from the pressure medium outlet 12 are ( Fig. 3a).

Jedes Membranventil 4, 5 weist einen Drosseldurchgang 46, 56 zwischen seiner Arbeitskammer 41, 51 und seiner Steuerkam mer 42, 52 auf. Diese Drosseldurchgänge 46, 56 können, wie in dem dargestellten Beispiel, in den Membranen 43, 53 sein, aber auch in den Körpern 1, 2, 3.Each diaphragm valve 4 , 5 has a throttle passage 46 , 56 between its working chamber 41 , 51 and its control chamber 42 , 52 . As in the example shown, these throttle passages 46 , 56 can be in the membranes 43 , 53 , but also in the bodies 1 , 2 , 3 .

Jede Membran 43, 53 hat in ihrer Mitte einen dickeren Be reich 43 a, 53 a, der verhältnismäßig starr ist und den jewei ligen Durchlaß 44, 54 schließen kann, und einen peripheren Wulst 43 b, 53 b, der in dazu passenden ringförmigen Vertie fungen in den aufeinanderliegenden Flächen der Körper 1 und 2, sowie 2 und 3 liegt und die Stoßflächen zwischen den Körpern 1, 2, 3 abdichtet. Ringförmige Bereiche 43 c, 53 c der beiden Membranen 43, 53 zwischen ihrem Wulst 43 b; 53 b und ihrem dickeren Bereich 43 a, 53 b sind eben und flexibel. Jede Membran 43, 53 kann aus Gummi bestehen und ihr zentraler dickerer Bereich 43 a, 43 b mit einem scheibenförmigen Einsatz aus Nylon versteift sein. Alterna tiv kann, wie Fig. 4 zeigt, ein ringförmiger flexibler Bereich 63 c jeder Membran zwischen ihrem Wulst 63 b und ihrem dickeren zentralen Bereich 63 a einen U-förmigen Querschnitt haben. Die Drosseldurchgänge 46, 56 können, wie dargestellt, direkt in den Membranen 43, 53 vorgesehen sein, aber auch in Einsätzen, z.B. aus rostfreiem Stahl, die in die Membranen 43, 53 eingefügt sind. Jeder Drosseldurchgang 46, 56 kann mit einer Filterkappe versehen sein, um eine Verstopfung durch verunreinigtes Druckmittel zu verhindern.Each membrane 43 , 53 has in its center a thick loading area 43 a , 53 a , which is relatively rigid and the respective passage 44 , 54 can close, and a peripheral bead 43 b , 53 b , in the matching annular recess Fung in the superimposed surfaces of the body 1 and 2 , and 2 and 3 and seals the abutting surfaces between the bodies 1 , 2 , 3 . Annular areas 43 c , 53 c of the two membranes 43 , 53 between their bulge 43 b ; 53 b and its thicker area 43 a , 53 b are flat and flexible. Each membrane 43 , 53 can be made of rubber and its central, thicker region 43 a , 43 b can be stiffened with a disk-shaped insert made of nylon. Alternatively, as shown in FIG. 4, an annular flexible region 63 c of each membrane between its bead 63 b and its thicker central region 63 a may have a U-shaped cross section. The throttle passages 46 , 56 can, as shown, be provided directly in the membranes 43 , 53 , but also in inserts, for example made of stainless steel, which are inserted into the membranes 43 , 53 . Each throttle passage 46 , 56 can be provided with a filter cap in order to prevent clogging by contaminated pressure medium.

Das Steuerventil 13 kann die in den Fig. 5 und 6 gezeigte Form haben. Es weist einen Körper 20 auf, der mit einer durchgehenden Bohrung 21 und mit einem Außengewinde versehen ist. In der Bohrung ist ein Ventilschaft 22 verschiebbar, in dem sich eine an einem Ende 24 offene Sackbohrung 23 befindet. Das geschlossene Ende der Sackbohrung 23 ist mit einer langgestreckten radialen Durchbrechung 25 ver sehen. Jenseits des geschlossenen Endes der Sackbohrung 23 hat der Ventilschaft 22 einen kleineren Querschnitt und endet in einem kegelstumpfförmigen Ventilteller 26, dem ein ringförmiger Ventilsitz 27 in dem Körper 20 zugeordnet ist. Der Ventilschaft 22 ist von einer Feder 28 einseitig in die den Ventilteller 26 auf den Ventilsitz 27 drängende Richtung vorbelastet. Die Feder 28 liegt zwischen dem Kör per 20 und einem Widerlagerring 29 an dem Ventilschaft 22. Der Körper 20 ist mit einer radialen Bohrung 30 versehen, die in eine innere Nut 31 mündet. Die Nut 31 stellt eine Verbindung zwischen der Bohrung 30 und der Durchbrechung 25 in allen Winkelstellungen und axialen Stellungen des Ventilschafts 22 her.The control valve 13 may have the shape shown in FIGS. 5 and 6. It has a body 20 which is provided with a through bore 21 and with an external thread. A valve stem 22 is displaceable in the bore, in which there is a blind bore 23 which is open at one end 24 . The closed end of the blind bore 23 is seen with an elongated radial opening 25 ver. Beyond the closed end of the blind bore 23 , the valve stem 22 has a smaller cross section and ends in a frustoconical valve disc 26 , to which an annular valve seat 27 in the body 20 is assigned. The valve stem 22 is preloaded on one side by a spring 28 in the direction urging the valve plate 26 onto the valve seat 27 . The spring 28 is between the Kör by 20 and an abutment ring 29 on the valve stem 22nd The body 20 is provided with a radial bore 30 which opens into an inner groove 31 . The groove 31 creates a connection between the bore 30 and the opening 25 in all angular and axial positions of the valve stem 22 .

Wie in den Fig. 1 und 2 gezeigt, ist das Steuerventil 13 in eine von der Steuerkammer 42 des ersten Membranventils 4 ausgehende Bohrung 32 derart eingeschraubt, daß der Ven tilteller 26 zur Steuerkammer 42 gerichtet ist. Die radiale Bohrung 30 im Körper 20 ist über einen Kanal 33 mit der Steuerkammer 52 des zweiten Membranventils 5 verbunden. Das offene Ende 24 der Sackbohrung 23 steht mit einer Kammer 34 in Verbindung, die in dem Körper 3 ausgebildet und über einen Entlüftungsanschluß 34 mit der Atmosphäre verbunden ist.As shown in FIGS. 1 and 2, the control valve 13 is screwed into a bore 32 extending from the control chamber 42 of the first diaphragm valve 4 in such a way that the Ven tilteller 26 is directed towards the control chamber 42 . The radial bore 30 in the body 20 is connected to the control chamber 52 of the second diaphragm valve 5 via a channel 33 . The open end 24 of the blind bore 23 communicates with a chamber 34 which is formed in the body 3 and is connected to the atmosphere via a vent connection 34 .

Die Membranventileinrichtung arbeitet, wenn der Druckmittel anschluß 9 an eine Kammer 14 (Fig. 3a, 3b und 3c) des einfach wirkenden Zylinders 14, 15 angeschlossen ist, folgendermaßen: Um den Kolben des Zylinders 14, 15 in einer unbewegten Stellung zu halten, wird das Steuerventil 13 in den in Fig. 5 gezeig ten Zustand gebracht, also das Ende 24 der Sackbohrung 23 in dem Ventilschaft 22 geschlossen (Fig. 3a). Wenn sich das Steuerventil 13 in diesem Zustand befindet, sind die beiden Steuerkammern 42, 52 voneinander und vom Druckmittel auslaß getrennt. Die Drücke in den Steuerkammern 42, 52 und den Arbeitskammern 41, 51 jedes Membranventils 4, 5 sind dann nämlich wegen der Drosseldurchgänge 46, 56 gleich, so daß beide Membranen 43, 53 die ihnen zugeordneten Durch lässe 44 und 54 geschlossen halten. Es strömt also keine Luft aus dem oder in den Zylinder 14, 15. Um den Kolben aus dem Zustand der Fig. 3a nach links zu bewegen, wird das Steuer ventil 13 in einen Zustand gebracht, der in Fig. 6 gezeigt ist. Das Ende 24 der Sackbohrung 23 wird freigegeben, so daß die beiden Steuerkammern 42, 52 miteinander verbunden wer den (Fig. 3c). Nun strömt Luft aus der Steuerkammer 42 durch das Steuerventil 13 und den Kanal 33 in die Steuer kammer 52, die zunächst unter einem niedrigeren Druck steht, wodurch der Druck in der Steuerkammer 42 sinkt. Die Kräfte an der Membran 43 sind daher nicht mehr ausge glichen, so daß sich die Membran 43 unter dem Druck der in die Arbeitskammer 41 einströmenden Luft anhebt und den Durchlaß 44 mit der Arbeitskammer 41 verbindet. Die Luft strömt dann vom Druckmitteleinlaß 7 durch den Durchlaß 44 und den Kanal 8 zum Zylinder 14, 15. Gleichzeitig strömt die Luft durch die Membran 43 in die Steuerkammer 42 und von dort durch den Kanal 33 zur Steuerkammer 52, durch den Drosseldurchgang 56 in der Membran 53 in die Kammer 51 und durch den Kanal 10 zum Zylinder 15. Um einen unzulässi gen Druckanstieg in der Steuerkammer 52, der das erste Membranventil 4 schließen könnte, zu verhindern, ist der Durchlaßquerschnitt des Drosseldurchgangs 56 durch die Membran 53 größer als der Durchlaßquerschnitt des Drosseldurchgangs 46 durch die Membran 43, so daß durch die Membran 53 eine schnellere Strömung erfolgt als durch die Membran 43. Um die Luftströmung zum Zylinder 14, 15 zum Halten zu bringen, wird die Verbindung zwischen den Steuerkammern 42 und 52 geschlossen, indem das Steuerventil 13 in seine Anfangs stellung zurückgebracht wird (Fig. 3a). Sobald dies geschieht, gleichen sich die Drücke auf den beiden Seiten der Membranen 43 und 53 aufgrund der Drosseldurchgänge 46, 56 aus, und der Durchlaß 44 wird daher von der Membran 43 versperrt.The diaphragm valve device works when the pressure medium connection 9 is connected to a chamber 14 (FIGS . 3a, 3b and 3c) of the single-acting cylinder 14 , 15 , as follows: To keep the piston of the cylinder 14 , 15 in an unmoved position the control valve 13 brought into the state shown in FIG. 5, that is, the end 24 of the blind bore 23 in the valve stem 22 is closed ( FIG. 3a). When the control valve 13 is in this state, the two control chambers 42 , 52 are separated from one another and from the pressure medium outlet. The pressures in the control chambers 42 , 52 and the working chambers 41 , 51 of each diaphragm valve 4 , 5 are then namely the same because of the throttle passages 46 , 56 , so that both diaphragms 43 , 53 keep the passages 44 and 54 assigned to them closed. No air therefore flows out of or into the cylinders 14 , 15 . In order to move the piston from the state of FIG. 3a to the left, the control valve 13 is brought into a state which is shown in FIG. 6. The end 24 of the blind bore 23 is released so that the two control chambers 42 , 52 are connected to one another ( FIG. 3c). Now air flows from the control chamber 42 through the control valve 13 and the channel 33 into the control chamber 52 , which is initially at a lower pressure, whereby the pressure in the control chamber 42 drops. The forces on the diaphragm 43 are therefore no longer aligned, so that the diaphragm 43 from lifting under the pressure of the inflowing air into the working chamber 41 and connects the passage 44 with the working chamber 41st The air then flows from the pressure medium inlet 7 through the passage 44 and the channel 8 to the cylinder 14 , 15 . At the same time, the air flows through the membrane 43 into the control chamber 42 and from there through the channel 33 to the control chamber 52 , through the throttle passage 56 in the membrane 53 into the chamber 51 and through the channel 10 to the cylinder 15 . In order to prevent an inadmissible pressure increase in the control chamber 52 , which could close the first diaphragm valve 4 , the passage cross section of the throttle passage 56 through the diaphragm 53 is larger than the passage cross section of the throttle passage 46 through the diaphragm 43 , so that a through the diaphragm 53 faster flow than through the membrane 43 . In order to bring the air flow to the cylinder 14 , 15 to a halt, the connection between the control chambers 42 and 52 is closed by returning the control valve 13 to its initial position ( FIG. 3a). As soon as this happens, the pressures on both sides of the membranes 43 and 53 equalize due to the throttle passages 46 , 56 and the passage 44 is therefore blocked by the membrane 43 .

Damit der Kolben sich in der entgegengesetzten Richtung bewegt, wird das Steuerventil 13 in den in Fig. 5 gezeigten Zustand gebracht, jedoch das Ende 24 der Sackbohrung 23 offen gelassen. In diesem Zustand sind zwar die Steuer kammern 42, 52 voneinander getrennt, aber die Steuerkammer 52 ist zum Druckmittelauslaß 12 offen (Fig. 3b). Der Druck in der Steuerkammer 52 wird daher herabgesetzt, was der Membran 53 erlaubt, sich unter dem Druck der Luft in dem Zylinder 15 zu heben und den Durchlaß 54 mit der Arbeits kammer 51 in Verbindung zu bringen, wodurch der Zylinder 15 mit dem Druckmittelauslaß 12 verbunden wird. Die Bewe gung des Kolbens kann durch Verändern des Öffnungsgrades der Sackbohrung 23 zum Druckmittelauslaß 12 beeinflußt werden. Die Strömung der Luft aus dem Zylinder 14, 15 hört auf, sobald das Steuerventil 13 in seinen ursprünglichen Zustand (Fig. 3a) zurückgebracht wird. Dann wird der Druck an der Membran 53 durch die Luftströmung durch den Drosseldurch gang 56 ausgeglichen, so daß die Membran 53 in die Stellung zurückkehrt, in der sie den Durchlaß 54 verschließt.In order for the piston to move in the opposite direction, the control valve 13 is brought into the state shown in FIG. 5, but the end 24 of the blind bore 23 is left open. In this state, the control chambers 42 , 52 are separated from each other, but the control chamber 52 is open to the pressure medium outlet 12 ( Fig. 3b). The pressure in the control chamber 52 is therefore reduced, which allows the diaphragm 53 to rise under the pressure of the air in the cylinder 15 and to connect the passage 54 with the working chamber 51 , whereby the cylinder 15 with the pressure medium outlet 12th is connected. The movement of the piston can be influenced by changing the degree of opening of the blind bore 23 to the pressure medium outlet 12 . The flow of air from the cylinders 14 , 15 stops as soon as the control valve 13 is returned to its original state ( Fig. 3a). Then the pressure on the diaphragm 53 is equalized by the air flow through the throttle passage 56 so that the diaphragm 53 returns to the position in which it closes the passage 54 .

Das Steuerventil 13 kann in verschiedener Weise betätigt werden. Es ist jedoch notwendig, daß dabei das Ende 24 der Sackbohrung 23 des Ventilschafts 22 geschlossen werden kann. Die Betätigung kann pneumatisch, hydraulisch, elek trisch oder manuell erfolgen. Bei elektrischer Betätigung kann diese durch ein Solenoid erfolgen, dessen Anker auf den Ventilschaft 22 des Steuerventils 13 einwirkt, um sowohl den Ventilschaft 22 zu verschieben, als auch das offene Ende 24 der Sackbohrung 23 zu schließen. Eine Form einer pneu matischen Betätigung ist in den Fig. 1 und 2 gezeigt. Da bei wird das Steuerventil 13 von einer Membran 35 betätigt, die den Membranen 43 und 53 gleicht mit der Ausnahme, daß sie keinen Drosseldurchgang enthält. Die Membran 35 liegt zwischen dem Körper 3 und einem vierten Körper 36, der mit den Körpern 1 bis 3 verschraubt ist. Die Membran 35 trennt die Kammer 34 von einer Steuerkammer 37, die über einen Kanal 38 mit einer Steueröffnung 39 verbunden ist. An die Steueröffnung 39 wird Luft angelegt, um entweder eine grobe Steuerung vorzusehen, mittels der das Steuerventil 13 ledig lich in die zwei Zustände der Fig. 3b und 3c bringbar ist, oder eine Feinsteuerung vorzusehen, mittels der das Steuer ventil 13 auch noch in den in Fig. 3a gezeigten Zustand um schaltbar ist und der Öffnungsgrad der Sackbohrung 23 am Ende 24 des Steuerventils 13 ebenfalls gesteuert werden kann.The control valve 13 can be operated in various ways. However, it is necessary that the end 24 of the blind bore 23 of the valve stem 22 can be closed. The actuation can be pneumatic, hydraulic, electrical or manual. When operated electrically, this can be done by a solenoid, the armature of which acts on the valve stem 22 of the control valve 13 in order to both move the valve stem 22 and to close the open end 24 of the blind bore 23 . One form of pneumatic actuation is shown in FIGS . 1 and 2. Since the control valve 13 is actuated by a diaphragm 35 which is the same as the diaphragms 43 and 53 with the exception that it contains no throttle passage. The membrane 35 lies between the body 3 and a fourth body 36 which is screwed to the bodies 1 to 3 . The membrane 35 separates the chamber 34 from a control chamber 37 , which is connected to a control opening 39 via a channel 38 . Air is applied to the control opening 39 in order either to provide a rough control by means of which the control valve 13 can be brought only into the two states of FIGS . 3b and 3c, or to provide a fine control by means of which the control valve 13 is also in the in state of Fig. 3a is switched to and the degree of opening of the blind bore 23 at the end 24 of the control valve 13 can also be controlled.

Das Steuerventil 13 kann durch irgendeinen anderen Typ eines Steuerventils ersetzt werden, der in wenigstens die zwei Zustände der Fig. 3b und 3c bringbar ist.The control valve 13 can be replaced by any other type of control valve which can be brought into at least the two states of FIGS . 3b and 3c.

Die vorstehend beschriebene Membranventileinrichtung kann zur Steuerung eines doppelt wirkenden Zylinders verdoppelt werden. Dies kann in der Weise geschehen, daß zwei Membran ventileinrichtungen der oben beschriebenen Art vorgesehen werden, jede mit einem eigenen, der Membran 53 entsprechen den Steuerglied und mit einem gemeinsamen oder zwei Stellern für das Steuerglied. Bei der verdoppelten Membranventilein richtung nach den Fig. 7 bis 10 liegen zwei Membranventil paare 4 a, 5 a und 4 b, 5 b zwischen zwei rechteckigen, mit einander verschraubten Blöcken 60, 61. Der eine Block 60 begrenzt vier Arbeitskammern 41 a, 51 a und 41 b, 51 b und vier Durchlässe 44 a und 44 b, 54 a und 54 b; der andere Block 61 begrenzt vier Steuerkammern 42 a, 52 a und 42 b, 52 b. Vier Membranen 43 a, 53 a und 43 b, 53 b zwischen den Blöcken 60, 61 können ein zeln ausgebildet sein, wie in Fig. 1, Fig. 2 und Fig. 4 gezeigt, oder als ein einziges Bauteil geformt sein, wie in Fig. 9 gezeigt.The membrane valve device described above can be doubled to control a double-acting cylinder. This can be done in such a way that two diaphragm valve devices of the type described above are provided, each with its own, the diaphragm 53 correspond to the control member and with a common or two actuators for the control member. In the doubled Membranventilein direction 7 of FIGS. To 10 are two membrane valve pairs 4 a, 5 a and 4 b, 5 b between two rectangular, with each screw blocks 60, 61. One block 60 delimits four working chambers 41 a , 51 a and 41 b , 51 b and four passages 44 a and 44 b , 54 a and 54 b ; the other block 61 delimits four control chambers 42 a , 52 a and 42 b , 52 b . Four membranes 43 a, 53 a and 43 b, 53 b between the blocks 60, 61 can be a formed individually, as shown in Fig. 1, Fig. 2 and Fig. 4, or be formed as a single component, as in Fig. 9 shown.

Die Arbeitskammern 41 a und 41 b der Membranventile 4 a, 4 b haben einen gemeinsamen Druckmitteleinlaß 7. Die Steuerkammern 42 a, 42 b, 52 a, 52 b der vier Membranventile 4 a, 4 b, 5 a, 5 b sind paarweise mit je einem Steuerventil 13 a, 13 b verbunden.The working chambers 41 a and 41 b of the diaphragm valves 4 a , 4 b have a common pressure medium inlet 7 . The control chambers 42 a , 42 b , 52 a , 52 b of the four diaphragm valves 4 a , 4 b , 5 a , 5 b are connected in pairs to a control valve 13 a , 13 b .

Die verschiedenen Betriebszustände der vorstehend beschrie benen Anordnung sind in den Fig. 10a bis 10g dargestellt. Die Anordnung ist mit einem doppelt wirkenden Zylinder 62 verbunden. Die Membranventile 4 a und 5 a steuern die Luft zufuhr in die eine Kammer 63 des Zylinders 62, die Membran ventile 4 b und 5 b die Luftzufuhr in die andere Kammer 64 des Zylinders 62. Fig. 10a veranschaulicht den Zustand, in dem sich die beiden Steuerventile 13 a und 13 b in dem in Fig. 3a gezeigten Zustand befinden, bei dem keine Luft in den oder aus dem Zylinder 62 strömt, also der Kolben in seiner Lage bleibt. In Fig. 10c befindet sich das Steuer ventil 13 a in dem in Fig. 3b dargestellten Zustand und das Steuerventil 13 b in dem in Fig. 3c dargestellten Zustand. In diesem Zustand strömt Druckluft durch das Membranventil 4 b in die Kammer 64 und wird aus der Kammer 63 über das Membranventil 5 a ausgestoßen, wodurch der Kolben gemäß Fig. 10c nach links getrieben wird. Diesem Zustand kann un mittelbar ein Zustand vorangehen, wie er in Fig. 10b gezeigt ist, bei dem sich das Steuerventil 13 b in dem in Fig. 3c gezeigten Zustand befindet, wogegen das Steuerventil 13 a noch den in Fig. 3a (oder in Fig. 10a) gezeigten Zustand hat, in dem der Auslaß der Kammer 63 blockiert ist, so daß der Kolben abgefangen wird. Danach kann die Verbindung des Steuerventils 13 a mit dem Auslaß (Fig. 10c) gesteuert werden, um den Kolben gemäß Fig. 10c nach links zu verschie ben. In Fig. 10e ist das Steuerventil 13 a in dem in Fig. 3c dargestellten Zustand und das Steuerventil 13 b in dem in Fig. 3b gezeigten Zustand, so daß der Kolben in Fig. 10e nach rechts getrieben wird, weil Druckluft durch das Membran ventil 4 a in die Kammer 63 gedrückt und Luft durch das Membran ventil 5 b aus der Kammer 64 abgeleitet wird. Diesem Zustand kann wieder unmittelbar ein in Fig. 10d gezeigter Zustand vorangehen, in dem der Kolben abgefedert wird, und danach kann die Bewegung des Kolbens gesteuert werden. In Fig. 10f befinden sich beide Steuerventile 13 a, 13 b in dem in Fig. 3c gezeigten Zustand, so daß in beide Kammern 63 und 64 Luft gedrückt wird.The various operating states of the arrangement described above are shown in FIGS . 10a to 10g. The arrangement is connected to a double-acting cylinder 62 . The diaphragm valves 4 a and 5 a control the air supply in the one chamber 63 of the cylinder 62 , the diaphragm valves 4 b and 5 b the air supply in the other chamber 64 of the cylinder 62 . FIG. 10a illustrates the state in which the two control valves 13 a and 13 b in the are in state of Fig. 3a, flows in the air into or out of the cylinder 62, so the piston remains in its position. In Fig. 10c, the control valve 13 a is in the state shown in Fig. 3b and the control valve 13 b in the state shown in Fig. 3c. In this state, compressed air flows through the diaphragm valve 4 b into the chamber 64 and from the chamber 63 through the diaphragm valve 5 is driven 10c to the left a discharged, whereby the piston of FIG.. This state may be un indirectly a state preceded, as shown in Fig. 10b, in which the control valve 13 b is in the in Fig. 3c illustrated state, while the control valve 13 a nor the in Fig. 3 (or in Fig state shown. 10a) into which the outlet of the chamber is blocked 63 so that the piston is intercepted. Thereafter, the connection of the control valve 13 a with the outlet ( Fig. 10c) can be controlled to move the piston to the left as shown in Fig. 10c. In Fig. 10e, the control valve 13 a in the state shown in Fig. 3c and the control valve 13 b in the state shown in Fig. 3b, so that the piston in Fig. 10e is driven to the right because compressed air valve through the membrane 4 a pressed into the chamber 63 and air is discharged through the membrane valve 5 b from the chamber 64 . This state can again be immediately preceded by a state shown in FIG. 10d, in which the piston is cushioned, and then the movement of the piston can be controlled. In Fig. 10f are both control valves 13 a, 13 b in the in Fig. 3c shown state, so that is pressed into both chambers 63 and 64 air.

In Fig. 10g sind beide Steuerventile 13 a, 13 b in dem in Fig. 3b gezeigten Zustand, so daß beide Kammern 63, 64 mit dem Auslaß verbunden sind. In Fig. 10g, both control valves 13 a , 13 b are in the state shown in Fig. 3b, so that both chambers 63 , 64 are connected to the outlet.

Die Steuerventile 13 a und 13 b werden vorteilhafterweise von einem einzigen Steller betätigt, wie beispielsweise in den Fig. 11 bis 14 gezeigt. In den Fig. 11 und 12 sind die Steuerventile 13 a, 13 b in dem Block 61 parallel und im Ab stand voneinander angeordnet, so daß sie mittels einer Stange 65, die in einer Einsenkung 66 an der Oberseite des Blockes 61 um einen Zapfen 67 schwenkbar gelagert ist, betätigt werden können. Die Stange 65 hat normalerweise eine solche Lage, daß sie die Enden 24 der beiden Ventil schäfte 22 verschließt. Dann befindet sich die Anordnung in dem in Fig. 10a gezeigten Zustand. Durch Kippen der Stange 65 im Uhrzeigersinn kann die Anordnung in den Zu stand der Fig. 10c versetzt werden und durch Kippen entgegen dem Uhrzeigersinn in den Zustand der Fig. 10e. Vorzugsweise ist die Stange 65 flexibel ausgeführt, so daß beide Arme gleichzeitig niedergedrückt werden können, um die Anordnung in den Zustand der Fig. 10f bringen zu können.The control valves 13 a and 13 b are advantageously actuated by a single actuator, as shown for example in FIGS. 11 to 14. In Figs. 11 and 12, the control valves 13 a, 13 b in the block 61 parallel and stand in the Ab from each other so that they by means of a rod 65 in a recess 66 on the top of the block 61 about a pin 67 is pivotally mounted, can be operated. The rod 65 normally has such a position that it closes the ends 24 of the two valve stems 22 . The arrangement is then in the state shown in FIG. 10a. By tilting the rod 65 in a clockwise direction, the arrangement may in the stand to the Fig. 10c and are displaced by tilting counterclockwise in the state of Fig. 10e. The rod 65 is preferably flexible, so that both arms can be depressed simultaneously in order to bring the arrangement into the state of FIG. 10f.

In den Fig. 13 und 14 ist der Block 61 an seiner Oberseite mit einer zylindrischen Einsenkung 68 versehen, die ein nicht gezeigtes Solenoid aufnehmen kann, dessen Anker mit den zwei Steuerventilen 13 a, 13 b fluchtet. Das Solenoid ist derart angeordnet, daß es normalerweise die Enden 24 beider Ventilschäfte 22 schließt und damit die Anord nung in den in Fig. 10a gezeigten Zustand bringt.The block in FIGS. 13 and 14 is provided at its top with a cylindrical depression 68 61, which can accommodate a not-shown solenoid whose armature with the two control valves 13 a, 13 b in alignment. The solenoid is arranged such that it normally closes the ends 24 of both valve stems 22 and thus brings the arrangement into the state shown in Fig. 10a.

Durch Erregung des Solenoids wird der Anker nach links oder rechts geschoben und damit der Zustand der Fig. 10a bzw. 10c hergestellt. Diese Anordnung, in der ein Sole noidsteller für das Steuerventil 13 a, 13 b verwendet ist, erlaubt nicht, den Ventilsatz in den Zustand der Fig. 10g zu bringen. Wenn diese Möglichkeit vorgesehen werden soll, kann das Solenoid mit einem Anker durch ein Solenoid mit zwei Ankern ersetzt werden, in welchem sich die Anker ent weder zusammen bewegen können, um die Zustände der Fig. 10a, 10c und 10e herzustellen, oder sich in entgegengesetzte Rich tungen bewegen können, um die Zustände der Fig. 10f und 10g herzustellen. Ein solcher Steller kann auch so gesteuert werden, daß er die Zustände der Fig. 10b und 10d erzeugt.The armature is pushed to the left or right by excitation of the solenoid, thus producing the state of FIGS. 10a and 10c. This arrangement, in which a brine nozzle actuator is used for the control valve 13 a , 13 b , does not allow the valve set to be brought into the state of FIG. 10g. If this possibility is to be provided, the solenoid with one armature can be replaced by a solenoid with two armatures in which the armatures can either move together to produce the states of Figures 10a, 10c and 10e, or in opposite directions Directions can move to establish the states of Figs. 10f and 10g. Such an actuator can also be controlled so that it generates the states of FIGS. 10b and 10d.

In den Fig. 11 bis 14 sind die verschiedenen Kanäle, die die Steuerkammern 52 a, 52 b mit den Steuerventilen 13 a, 13 b verbinden, nicht gezeigt. Diese Wege können dort vorgesehen werden, wo es am bequemsten ist; es ist lediglich notwendig, daß die Steuerkammern 52 a, 52 b an die Enden der Steuerven tile 13 a, 13 b, die mit den Ventiltellern 26 versehen sind, angeschlossen und mit den radialen Bohrungen 30, die in den Fig. 12 und 14 nicht gezeigt sind, verbunden werden können.In Figs. 11 to 14 are the various channels that the control chambers 52 a, 52 b with the control valves 13 a, 13 b connect, not shown. These routes can be provided where it is most convenient; it is only necessary that the control chambers 52 a , 52 b connected to the ends of the Steuererven tile 13 a , 13 b , which are provided with the valve disks 26 , and with the radial bores 30 , which are not shown in FIGS. 12 and 14 shown can be connected.

Statt eines gemeinsamen Druckmitteleinlasses 7 können zwei Druckmitteleinlässe vorgesehen sein, von denen jeder mit einer Arbeitskammer 41 a, 41 b eines ersten Membranventils 4 a, 4 b verbunden ist, um diese beispielsweise an Druckmittel quellen mit unterschiedlichen Drücken anzuschließen. Auch kann statt der dargestellten zwei Druckmittelauslässe ein einziger Druckmittelauslaß vorgesehen sein, der mit den Durchlässen der zweiten Membranventile 4 a, 4 b verbunden ist.Instead of a common pressure medium inlet 7 , two pressure medium inlets can be provided, each of which is connected to a working chamber 41 a , 41 b of a first diaphragm valve 4 a , 4 b , in order to connect these, for example, to pressure medium sources with different pressures. Instead of the two pressure medium outlets shown, a single pressure medium outlet can be provided, which is connected to the passages of the second diaphragm valves 4 a , 4 b .

Das Prinzip der Membranventileinrichtung nach Fig. 1 bis 4 kann auch mit koplanaren Membranen 43, 53 verwirklicht wer den.The principle of the membrane valve device according to FIGS. 1 to 4 can also be realized with coplanar membranes 43 , 53 who the.

Die beschriebenen Membranventileinrichtungen können billig und einfach gefertigt werden, insbesondere wenn sie aus Kunststoffmaterial hergestellt werden. Sie haben eine kurze Ansprechzeit und sind sparsam im Verbrauch von Druckmittel, weil das einzige ausgestoßene Druckmittel dasjenige aus dem Zylinder ist. Sie lassen sich auch sehr gut steuern und können sowohl eine Dosierung bewirken, als auch eine einfache Ein-Aus-Funktion haben.The membrane valve devices described can be cheap and be easily manufactured, especially if they are made from Plastic material are made. You have a short one Response time and are economical in the use of pressure medium, because the only pressure medium ejected is that from the Cylinder is. They are also very easy to control and can effect both a dosage and a simple one Have an on-off function.

Drei oder mehr dieser Membranventileinrichtungen können ver einigt werden, um eine kompliziertere Zylinder- und Kolben einheit zu steuern.Three or more of these diaphragm valve devices can ver be agreed to a more complicated cylinder and piston control unit.

Die Gehäuse oder Blöcke der Membranventileinrichtungen können aus Metall oder Kunststoff gegossen oder geformt sein.The housings or blocks of the diaphragm valve devices can be cast or molded from metal or plastic.

Die beschriebenen Membranventileinrichtungen werden zur Steuerung von Druckluftströmen verwendet, sie können jedoch gleichermaßen zur Steuerung hydraulischer Ströme dienen.The membrane valve devices described are used for Control of compressed air flows used, however, they can also serve to control hydraulic flows.

Claims

1. diaphragm valve device with two diaphragm valves ( 4 , 5 ), each having a control chamber ( 42 or 52 ) and a working chamber ( 41 or 51 ) separated by a diaphragm ( 43 or 53 ) and one by the diaphragm ( 43 or 53 ) which can be shut off and with the associated working chamber ( 41 or 51 ) bring pressure medium connection baren passage ( 44 or 54 ), the working chamber ( 41 ) of the first diaphragm valve ( 4 ) with a pressure medium inlet ( 7 ) and the associated passage ( 44 ) with a pressure medium connection ( 9 ) for a working device ( 14 , 15 ) to be controlled and the working chamber ( 51 ) of the second diaphragm valve ( 5 ) with the pressure medium connection ( 9 ) and the associated passage ( 54 ) with a Pressure medium outlet ( 12 ) is connected to pressure medium, and with a control pressure medium connection ( 30 ), a ventilation or tank connection ( 34 ') and a ver sliding valve member ( 22 ) having a control valve ( 13 ) for the b Eiden diaphragm valves ( 4 , 5 ), which in a first switching position can reduce the pressure in the control chamber ( 42 ) of the first diaphragm valve ( 4 ) compared to the pressure in the working chamber ( 41 ) of the first diaphragm valve ( 4 ), so that the diaphragm (43) of he most diaphragm valve (4) lifts from its seat and thereby opens the passage (44) to the working chamber (41) in the first diaphragm valve (4) and the pressure in the control chamber (52) of the second in a second switching position membrane valve (5) can reduce the second diaphragm valve (5) relative to the pressure in the working chamber (51), so that the diaphragm (53) lifts off of the second diaphragm valve (5) from its seat and thereby the passage (54) to the working chamber ( 51 ) of the second diaphragm valve ( 5 ) opens, characterized in that the control valve ( 13 ) is designed as a 3/3-way valve, in the first switching position of which the locking of the ventilation or tank connection ( 34 ′) the control chamber ( 42 ) of the first diaphragm valve ( 4 ) is connected to the control chamber ( 52 ) of the second diaphragm valve ( 5 ) via the control pressure medium connection ( 30 ), in the second switching position of which the control chamber ( 42 ) of the first diaphragm valve ( 4 ) is shut off and the Control chamber ( 52 ) of the second diaphragm valve ( 5 ) via the control pressure medium connection ( 30 ) with the vent or tank connection ( 34 ') is pressure medium connected and in the third switching position the control chambers ( 42 , 52 ) of both diaphragm valves ( 4 , 5 ) against each other and against the vent or tank connection ( 34 ') are shut off, and that the working chamber ( 41 , 51 ) and the control chamber ( 42 , 52 ) of each diaphragm valve ( 4 , 5 ) constantly with one another via a throttle passage ( 46 , 56 ) Druckmittelverbun are, with the first diaphragm valve ( 4 ) assigned throttle passage ( 46 ) has a smaller passage cross section than that of the second meter Diaphragm valve ( 5 ) associated throttle passage ( 56 ).

2. Diaphragm valve device according to claim 1, characterized in that the membranes ( 43 , 53 ) between the body ( 1 , 2 , 3 ) with the working chambers ( 41 , 51 ), the control chamber ( 42 , 52 ), the passages ( 44 , 54 ), the pressure medium inlet ( 7 ), the pressure medium connection ( 9 ) and the pressure medium outlet ( 12 ) limiting recesses are clamped.

3. Diaphragm valve device according to claim 1 or 2, characterized in that the valve member ( 22 ) against the force of a spring ( 28 ) from a valve seat ( 27 ) to be lifted valve plate ( 26 ) on a with a Sackboh tion ( 23 ) provided shaft has, in the Bodenbe area of the blind bore ( 23 ) a penetrating through the shaft opening ( 25 ) opens and a connection between the open end ( 24 ) of the blind bore ( 23 ) and the control pressure medium connection ( 30 ) by a control member ( 35 ) to open and to close.

4. diaphragm valve set with two diaphragm valve devices according to one of the preceding claims, characterized in that the first working chambers ( 41 a ; 41 b ) of the first diaphragm valves ( 4 a , 4 b ) have a common pressure medium inlet.

5. A diaphragm valve set according to claim 4, characterized in that the two diaphragm valve devices are assigned a common ge, their connections to their control pressure medium connections ( 30 ) control control element ( 67 ) controlling them in opposite directions.