DE2820348A1

DE2820348A1 - DEVICE FOR FASTENING A MEMBRANE USING AS A VALVE BODY

Info

Publication number: DE2820348A1
Application number: DE19782820348
Authority: DE
Inventors: Rudolf Moeller; Detlef Opel
Original assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1978-05-10
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2425597A1; IT7967975A0; GB2023258A; IT1118495B; IT7953240V0

Description

Hannover, den 13.3.1978 WP18 /78 - SehrHanover, March 13th, 1978 WP18 / 78 - Very

WABCO WESTINGHOUSE GmbH, HANNOVERWABCO WESTINGHOUSE GmbH, HANNOVER

Einrichtung zur Befestigung einer als Ventilkörper dienenden MembranDevice for fastening a membrane serving as a valve body

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung einer als Ventilkörper dienenden Membran in einem Ventilgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The invention relates to a device for fastening a membrane serving as a valve body in a valve housing according to the preamble of claim 1.

Derartige Membranen werden beispielsweise in Mehrwegeventilen anstelle von Kolbenschiebern, Drehschiebern etc. verwendet. Von Vorteil ist dabei u. a., daß keine Gleitflächen und damit keine dem Verschleiß unterliegenden Schieberteile bzw. Gehäuseteile vorhanden sind. Ferner verringert sichSuch membranes are used, for example, in multi-way valves instead of piston valves, rotary valves etc. used. The advantage here is, inter alia, that there are no sliding surfaces and thus none There are slide parts or housing parts subject to wear. It also decreases

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bei Verwendung der erwähnten Membranen der zahlenmäßige Aufwand an Einzelteilen.when using the membranes mentioned, the number of individual parts required.

Besondere Sorgfalt muß jedoch bei der Einspannung, d. h. bei der Befestigung und der damit verbundenen Führung einer Membran der erwähnten Art im Ventilgehäuse angewendet werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Membran relativ großflächig und damit relativ dünn im Vergleich zur Längenausdehnung ist und/oder wenn relativ große Kräfte auf die Membran einwirken.However, special care must be taken with the clamping, i. H. in the attachment and with it associated guide of a membrane of the type mentioned are used in the valve housing. This is especially true when the membrane has a relatively large area and therefore relatively thin compared to the linear expansion is and / or when relatively large forces act on the membrane.

Man könnte im einfachen Fall daran denken, die Membran zwischen zwei Teilen des Ventilgehäuses, z. B. dem inneren Gehäuseteil und einem Ventilgehäusedeckel einzuspannen, deren Innenflächen senkrecht zur Membranfläche verlaufen. Eine solche Lösung wäre zwar konstruktiv einfach und billig. Es hat sich aber gezeigt, daß eine solche Einspannung der Membran schon nach relativ wenigen Lastspielen zu einer Zerstörung der Membran führt.In the simple case one could think of the membrane between two parts of the valve housing, e.g. B. the inner housing part and a valve housing cover clamp, the inner surfaces of which are perpendicular to the membrane surface. Such a solution would be constructive easy and cheap. However, it has been shown that such a clamping of the membrane is already relatively a few load cycles leads to the destruction of the membrane.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die auch bei relativ großen auf die Membran einwirkenden Kräften und/oder bei einer relativ dünnen Membran eine ausreichende Lebensdauer der Membran ermöglicht und die mit einfachen konstruktiven Mitteln realisierbar ist.The invention is therefore based on the object to provide a device of the type mentioned, which even with relatively large forces acting on the membrane and / or with a relatively thin membrane allows a sufficient service life of the membrane and with simple structural means is feasible.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is achieved by the invention specified in claim 1. Further training and advantageous Embodiments of the invention are given in the subclaims.

Die Erfindung hat u. a. den Vorteil, daß die insbesondere mit ihrem dünnwandigen Teil in den Endlagen an dem Ventilgehäuse anliegende Membran im wesentlichen überall unterstützt wird, wenn jeweils der volle Druck des Steuermediums oder des gesteuerten Arbeitsmediums an der Membran anliegt.The invention has inter alia. the advantage that the particular with its thin-walled part in the end positions on the valve housing abutting membrane is supported substantially everywhere, when in each case full pressure of the control medium or the controlled working medium is applied to the diaphragm.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.The invention is explained in more detail using an exemplary embodiment that is shown in the drawing explained.

Die Zeichnung zeigt einen Teil eines Mehrwegeventil, das aus einem Ventilgehäuse 10 und zwei Ventilgehäusedeckeln 6 und 12 gebildet wird. Die Ventilgehäusedeckel sind mittels Schrauben, von denen nur die Schraube 5 dargestellt ist, am Ventilgehäuse 10 befestigt. The drawing shows part of a multi-way valve, which consists of a valve housing 10 and two valve housing covers 6 and 12 is formed. The valve housing covers are fastened by means of screws, of which only the Screw 5 is shown attached to the valve housing 10.

Das soweit beschriebene Mehrwegeventil enthält einen Doppelventilkörper, der mit zwei Ventilsitzen 21 und 18 zwei Ventile bildet. Der Doppelventilkörper umfaßt einen Bolzen 26, der mittels zweier Muttern 3 und 14 an zwei Membranen 23 und 17 befestigt ist und zwei jeweils zwischen den Muttern 3 und 14 und den Membranen 23 und 17 angeordneten Scheiben 4. Die dichtenden Teile, d. h. die mit den Ventilsitzen 21 und 18 zusammenarbeitenden Ventilteller des beschriebenen Doppelventilkörpers werden von den mittleren Bereichen 1 und 15 der Membranen 23 und 17 gebildet. *The multi-way valve described so far contains a double valve body with two valve seats 21 and 18 forms two valves. The double valve body includes a bolt 26, which by means of two Nuts 3 and 14 is attached to two membranes 23 and 17 and two each between the Nuts 3 and 14 and washers 4 arranged on diaphragms 23 and 17. H. the with the valve seats 21 and 18 cooperating valve plate of the double valve body described are formed by the central areas 1 and 15 of the membranes 23 and 17. *

Die die eigentlichen Ventilkörper bildenden mittleren Bereiche 1 und 15 der Membranen 23 und 17 sind dicker ausgebildet als die übrigen Teile der Membranen 23 und 17· Die die mittleren Bereiche 1 und 15 derThe middle areas 1 and 15 of the membranes 23 and 17, which form the actual valve bodies, are thicker formed as the remaining parts of the membranes 23 and 17 · The central areas 1 and 15 of the

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Membranen 23 und 17 unterstützenden gelochten Scheiben 4 sind in ihrem inneren und äußeren Durchmesser den entsprechenden Maßen der mittleren Bereiche der Membranen angepaßt. Die Membranen 23 und 17 sind zwischen dem Ventilgehäuse 10 und den Ventilgehäusedeckeln 6 und 12 eingespannt. Der Rand 8 der Membran 23 ist dabei vorteilhaft als Dichtung ausgebildet. Entsprechend ist die Membran 17 ausgebildet.Diaphragms 23 and 17 supporting perforated discs 4 are in their inner and outer diameter adapted to the corresponding dimensions of the central areas of the membranes. The membranes 23 and 17 are clamped between the valve housing 10 and the valve housing covers 6 and 12. The edge 8 of the Membrane 23 is advantageously designed as a seal. The membrane 17 is designed accordingly.

Die beschriebene Einrichtung bildet ein mit einem Druckmittel steuerbares Doppelventil. Im dargestellten Zustand des Mehrwegeventils ist die Membran 23 über eine Kammer 2 mit einem Steuerdruck beaufschlagt, während die entsprechende, der Membran 17 zugeordnete Kammer 16 drucklos ist. Auf diese Weise liegt die Membran mit ihrem mittleren Bereich 1 am Ventilsitz 21 an. Die zwischen den Ventilsitzen 21 und 18 liegende Kammer 19 ist somit mit der in der Zeichnung rechts und oben liegenden Kammer 2o verbunden.The device described forms a double valve controllable with a pressure medium. In the condition shown of the multi-way valve, the membrane 23 is acted upon by a chamber 2 with a control pressure, while the corresponding chamber assigned to the membrane 17 16 is depressurized. In this way, the central region 1 of the membrane rests against the valve seat 21. the Chamber 19 lying between valve seats 21 and 18 is thus identical to that on the right and above in the drawing lying chamber 2o connected.

Wir dagegen die Kammer 16 mit einem Steuerdruck beaufschlagt und die Kammer 2 drucklos gemacht, so schaltet das Doppelventil um und der mittlere Bereich 15 der Membran 17 legt sich an den Ventilsitz 18 an. Damit ist die Kammer 19 dann mit der in der Zeichnung links und unten angeordneten Kammer 9 verbunden.If, on the other hand, a control pressure is applied to chamber 16 and chamber 2 depressurized, it switches the double valve around and the middle area 15 of the membrane 17 rests against the valve seat 18. So is the chamber 19 then with the left in the drawing and chamber 9 arranged below.

Bei relativ großen Abmessungen der Membranen 23 und 17 und/oder bei relativ großen Steuer- und gesteuerten Drücken besteht die Gefahr, daß die zwischen den Einspannstellen der vorzugsweise gewebefreien Membranen 23 und 17 und den mittleren Bereichen 1 und 15 befindlichen Membranteile, die elastisch und deshalb relativ dünn sind, eine nur geringe Lebensdauer wegen der dann großen Belastung besitzen.With relatively large dimensions of the diaphragms 23 and 17 and / or with relatively large control and controlled Pressing there is a risk that the between the clamping points of the preferably tissue-free Diaphragms 23 and 17 and the central areas 1 and 15 located diaphragm parts, which are elastic and therefore are relatively thin, have only a short service life because of the high load.

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Um die sich daraus ergebende Gefahr zu vermeiden, ist der Raum 7 zwischen dem Gehäusedeckel 6 und dem Ventilgehäuse 10, der den zwischen der Einspannung und dem mittleren Bereich 1 der Membran 23 liegenden dünnwandigen Teil der Membran 23 aufnimmt, so ausgebildet, daß er einen keilförmigen Querschnitt aufweist. Auf diese Weise kann sich die Membran 23 in ihren durch ihren Hub festgelegten Endlagen an die keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen 25 und 24 anlegen. Der von den keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen gebildete Winkel ist zur Unterstützung des vorerwähnten Anlegens so bemessen und so bezüglich der Ebene des Ventilgehäusedeckels 6 ausgerichtet, daß die Membran 23 in ihren Endlagen völlig oder nahezu vorspannungslos an den schräg aufeinander zulaufenden Flächen 24 und 25 des Raumes 7 anliegt. Die auf die Membran an den beschriebenen Stellen wirkenden Kräfte werden somit von den schräg aufeinander zulaufenden Flächen 24 und 25 aufgenommen. Die Membran ist dann also an diesen Stellen entlastet.In order to avoid the resulting danger, the space 7 is between the housing cover 6 and the valve housing 10, the thin-walled part lying between the restraint and the central region 1 of the membrane 23 the membrane 23 receives, formed so that it has a wedge-shaped cross section. In this way can the membrane 23 in its end positions determined by its stroke to the wedge-shaped on each other Create tapered surfaces 25 and 24. The one formed by the wedge-shaped converging surfaces Angle is dimensioned to support the aforementioned application and so with respect to the plane of the valve housing cover 6 aligned that the membrane 23 in its end positions completely or almost without tension on the obliquely converging surfaces 24 and 25 of the room 7 is present. The forces acting on the membrane at the points described are thus added by the surfaces 24 and 25 converging at an angle. The membrane is then on relieves these bodies.

Um die Membran 23 in ihren Endlagen möglichst vollständig zu entlasten, sind die schräg aufeinander zulaufenden Flächen 25 und 24 so bemessen, daß sie den dünnwandigen Teil der Membran 23 vollständig, insbesondere ganz zwischen der Einspannstelle und der Scheibe 4 unterstützen.In order to relieve the diaphragm 23 as completely as possible in its end positions, they are at an angle to one another tapered surfaces 25 and 24 dimensioned so that they completely cover the thin-walled part of the membrane 23, in particular support completely between the clamping point and the disk 4.

Zu dem genannten Zweck sind die schräg aufeinander zulaufenden Flächen 25 und 24 der Kontur der Membran angepaßt. Bei der im übrigen genauso ausgebildeten und abgestützten Membran 17 ist dies die Kontur der Membran 17 im Übergangsbereich 13 zwischen dem mittleren Bereich 15 und dem dünnwandigen Teil derFor the purpose mentioned, the surfaces 25 and 24 which converge at an angle are the contour of the membrane customized. In the case of the membrane 17, which is otherwise just as designed and supported, this is the contour of the Membrane 17 in the transition area 13 between the central area 15 and the thin-walled part of the

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Membran 17· Insbesondere zeigen die schräg aufeinander zulaufenden Flächen in diesem Bereich einen kontinuierlichen, also nicht eckigen Verlauf.Membrane 17 · In particular, they point obliquely to one another tapering surfaces in this area have a continuous, i.e. not angular, course.

Um das soweit beschriebene Mehrwegeventil insbesondere im inneren Bereich einfach herstellen zu können, wird die innen liegende Fläche 24 der beiden schräg aufeinander zulaufenden Flächen 25 und 24 von der äußeren Oberfläche eines in das Ventilgehäuse 10 einlegbaren Ringes 22 gebildet. Entsprechend ist auf der rechten Seite des dargestellten Ventils ein Ring 11 vorgesehen.In order to easily produce the multi-way valve described so far, especially in the inner area can, the inner surface 24 of the two surfaces 25 converging at an angle and 24 formed by the outer surface of a ring 22 which can be inserted into the valve housing 10. Corresponding a ring 11 is provided on the right side of the valve shown.

Durch die Verwendung der Ringe 22 und 11 können die im Inneren des Ventilgehäuses 10 liegenden Kammern und Räume billig durch Bohren oder Spritzgießen hergestellt werden.By using the rings 22 and 11, the chambers located in the interior of the valve housing 10 can and spaces can be made cheaply by drilling or injection molding.

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Claims

iJ device for fastening a membrane serving as a valve body in a valve housing, the membrane having a central area formed as a valve body being clamped at its outer edge between parts of the valve housing, characterized in that the valve housing (6, 10, 12) is so designed is that between the parts (6, 10) of the valve housing that clamp the membrane (17, 23) and the central region (15, 1) of the membrane (17, 23) and that accommodates the membrane (17, 23) ( 7) has a wedge-shaped cross-section.

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2. Set up according to. Claim. 1, characterized in that the angle between the wedge-shaped converging surfaces (24, 25) of the valve housing (6, 10, 12) is dimensioned and directed so that the membrane (17, 23) in its through the predetermined Diaphragm stroke certain end positions on the wedge-shaped converging surfaces (24, 25) of the valve housing (6, 10, 12, 11, 23).

3. Device according to claim 1 or 2, characterized in that at least one of the wedge-shaped converging surfaces (24, 25) of the valve housing (6, 10, 12) is so large that the membrane (17, 23) is in the corresponding End position with the entire surface lying between the clamping and the central area (15, 1) of the membrane (17, 23) on the valve housing (6, 10, 12, 23, 11).

4. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the central region (1, 15) of the membrane (23,

17) on its surface opposite the valve seat (21, 18) by a rigid disc (4) is supported.

5. Device according to claim 4, characterized in that that one (25) of the two wedge-shaped converging surfaces (24, 25) of the valve ^ housing (6, 10, 12), which on the valve seat (21,

18) facing away from the membrane (23, 17), in the end position of the membrane (23, 17) the entire between the clamping and the disc (4) lying surface of the membrane (23, 17) touches.

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6. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one of the wedge-shaped converging surfaces (24, 25) of the valve housing (6, 10, 12) is formed by the surface of a ring (22, 11) which can be introduced into the valve housing is.

7. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that at least one of the wedge-shaped converging surfaces (24, 25) of the valve housing (6, 10, 12) has a continuous transition region on its inner edge.

8. Device according to claim 7, characterized in that the surface (24) of the valve housing (6, 10, 12) having a continuous transition region is adapted in the transition region of the mold (13) to the membrane (17) resting on the transition region in the corresponding end position .

9. Device according to at least one of the preceding claims, characterized in that the outer, clamped part of the membrane is designed as a seal (8).

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