DE2821167A1

DE2821167A1 - Sealing membrane for fluid pressure valve - uses membrane of elastic material which has profiled edge for fitting between upper and lower parts of valve box

Info

Publication number: DE2821167A1
Application number: DE19782821167
Authority: DE
Inventors: Lothar Dr Wurzer
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1978-05-13
Filing date: 1978-05-13
Publication date: 1979-11-22
Also published as: DE2821167B2; SU1179943A3; JPS552879A; DE2821167C3; BE876190A; ZA792132B

Abstract

The elastic sealing membrane is for a fluid pressure valve and has a profiled edge (12) for mounting on a support, located between a valve casing and an upper part which contains the valve operating mechanism. The thickness of the membrane increases progressively towards the middle. That part of the membrane extending inwardly from its edge is concave. In all positions of deformation of the membrane in use the part between the edge (12) and the middle forms a continuous and single annular arch (R).

Description

PATENTANWALT D R. - I N G. EDUARD BAURPATENT Attorney D R. - I N G. EDUARD BAUR

KÖLN 1, den 12. 5.COLOGNE 1, May 12th

WerderstraBe 3 ¹^ ·^Β Telefon (0221) 524206-9WerderstraBe 3 ¹ ^ · ^Β Telephone (0221) 524206-9

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Reg.-Nr. bitte angebenRegistration number. please specify

PatentanmeldungPatent application

"Membran und deren Anordnung und Betätigung in zugeordneten Gehäusen""Diaphragm and its arrangement and actuation in assigned housings"

Anmelder: Dr. Lothar WurzerApplicant: Dr. Lothar Wurzer

Kasparstr. HürthKasparstrasse Huerth

Erfinder: wie AnmelderInventor: like applicant

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Pat entanm eldungPatent registration

Anmelder: Dr. Lothar Wurzer
Kasparstraße 34Applicant: Dr. Lothar Wurzer
Kasparstrasse 34

5030 Hürth5030 Huerth

West - DeutschlandWest Germany

Membran und deren Anordnung und Betätigung in zugeordneten GehäusenMembrane and its arrangement and actuation in associated housings

Die Erfindung betrifft eine Membran zum Getrennthalten zweier benachbarter Räume gleichen oder verschiedenen Druckes aus biegeelastischem Material, deren flanschartiger Rand zwischen zwei Gehäuseteilen eingespannt ist, sowie die Anordnung und Betätigung der Membran in zugeordneten Gehäusen.The invention relates to a membrane for keeping two adjacent spaces separate or identical or different Print made of flexible material, the flange-like edge of which is clamped between two housing parts is, as well as the arrangement and actuation of the membrane in associated housings.

Membranen finden bekanntlich vielfache Anwendungen. Beim Einsatz als Regelmembranen verwandeln sie den Stelldruck eines Steuermediums in eine Stangenkraft zur Betätigung eines Schalt-, Regel- oder Anzeigegerätes. Pumpenmembranen haben umgekehrt die Aufgabe, eine Stangenkraft in einen Flüssigkeitsdruck umzu-As is known, membranes have a wide variety of uses. When used as regulating diaphragms, they transform the Control pressure of a control medium in a rod force for actuating a switching, control or display device. Conversely, pump diaphragms have the task of converting rod force into fluid pressure.

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wandeln. In Druckspeichern und Druckausgleichsgefäßen schließlich sollen elastische Trennmembranen eine Volumenänderung zwischen zwei nahezu druckgleichen Räumen bei möglichst geringem Eigenwiderstand ermöglichen. Schließlich sind Membranen Bestandteile von Absperrarmaturen, z. B. Membranventilen und Membranschiebern. walk. Finally, elastic separating membranes should be used in pressure accumulators and pressure equalization vessels Allow volume change between two almost identical rooms with the lowest possible intrinsic resistance. Finally, membranes are part of shut-off valves, e.g. B. Diaphragm valves and diaphragm gate valves.

Jeder Anwendungsfall stellt an die einzusetzende Membran spezifische Anforderungen - an die Form, die Festigkeit, die Flexibilität und den möglichen Hub.Every application makes specific demands on the membrane to be used - on the shape, the Strength, flexibility and possible stroke.

Bei den bisher bekannten Membranen treten bei einem Arbeitshub erhebliche Formänderungen ein, die den Membranwerkstoff stark beanspruchen. Auch ist es bekannt, durch unterschiedliche Formgebung der Membran, z. B. Platten-, Sicken-, Teller- oder Hutform, die besonders schädliche Verformung durch Walken so gering wie möglich zu halten, um eine möglichst hohe Gebrauchsdauer zu erreichen. Diese in ihrer Grundform mehr oder weniger flachen Membranen lassen im allgemeinen nur einen sehr beschränkten Hub zu; bei großen Hüben würde der Werkstoff gedehnt und dadurch zusätzlich beansprucht.In the previously known membranes, significant changes in shape occur during a working stroke, which the Heavily stress the membrane material. It is also known, due to the different shape of the membrane, z. B. plate, bead, plate or hat shape, the particularly harmful deformation caused by fulling is so low as possible in order to achieve the longest possible service life. This in its basic form more or less flat membranes generally allow only a very limited stroke; at large Strokes would stretch the material and thereby put additional stress on it.

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Rollmembranen gestatten demgegenüber einen großen Hub, der Membrandicke und der Festigkeit des verwendbaren Werkstoffs sind jedoch wegen der starken Formänderungen Grenzen gesetzt.Rolling diaphragms, on the other hand, allow a large stroke, the diaphragm thickness and the strength of the usable However, there are limits to the material due to the strong changes in shape.

Andere Membrankonstruktionen weisen eine verhältnismäßig große Dicke auf und zeigen im Querschnitt einen nach einer Richtung hin verlaufenden mehr oder weniger gekrümmten Bogenverlauf. Sie sind derart zwischen Gehäuseteilen eingespannt, daß zwischen der äußeren und der mittleren Einspannstelle in der obersten und untersten Eckstellung der bogenförmige Verlauf erhalten bleibt. Sie leiden aber unter dem Nachteil, daß zur Vermeidung eines Umschlagens der Membran hinsichtlich des Bogenverlaufes sowohl absolut nur ein geringer Hub ausgenutzt werden kann wie auch relativ, d. h. im Vergleich zu maximal möglichen Hub.Other membrane constructions have a relatively large thickness and show a cross-section more or less curved arcuate course running in one direction. They are so between housing parts clamped that between the outer and the middle clamping point in the uppermost and lowest corner position the arched course is retained. But they suffer from the disadvantage that in order to avoid a reversal of the membrane with regard to the arc course both absolutely only one small stroke can be used as well as relatively, d. H. compared to the maximum possible stroke.

Alle bisherigen Membranen, die einen bogenförmigen Querschnitt eines Teils der Membranringfläche oder der gesamten Membranringfläche zwischen äußerer und mittlerer Einspannstelle aufweisen, beschränken den Bewegungsablauf auf diesen Membranbereich; die MitteAll previous diaphragms that have an arcuate cross-section of part of the diaphragm ring surface or have the entire membrane ring area between the outer and central clamping point, limit the Sequence of movements on this membrane area; the middle

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der Membran kann nicht an der Formänderung teilnehmen, da sie starr und zur festen Verbindung der Verstellelemente zur Steuerung der Membran bestimmt ist. Von der gesamten Membranfläche wird also nur ein Teil, ein kreisringförmiger Abschnitt, für den Bewegungsablauf genutzt.the membrane cannot take part in the change in shape because it is rigid and for the fixed connection of the adjustment elements is intended to control the membrane. So only a part of the entire membrane surface becomes one circular section, used for the sequence of movements.

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Membran zu schaffen, die bei einheitlicher Grundform vielfältige Anwendungen zuläßt, bei ihrer Bewegung nur geringen Formänderungen bei Wegfall fremder Bauteile und Abstützungsorgane unterliegt und im Verhältnis zu ihrem Durchmesser und ihrer Oberfläche einen großen, jeweils nach ihrer Verwendung modifizierten Hub ermöglicht. Insbesondere soll sie zum Abdichten von unter hohem Differenzdruck stehenden Medien geeignet und die Druckseite beliebig wählbar sein. Darüber hinaus sollen die die Elastizität und die Festigkeit der Membran herabsetzenden oder die Größe des Membranarbeitsbereiches reduzierenden Durchbrüche für die Verstellelemente zur Steuerung vermieden werden.The present invention is based on the task of creating a membrane which, with a uniform basic shape, allows a wide range of applications, is subject to only minor changes in shape during its movement when foreign components and supporting organs are omitted and, in relation to its diameter and surface area, a large one, each according to its Use modified hub allows. In particular, it should be suitable for sealing media under high differential pressure and the pressure side should be freely selectable. In addition, the openings for the adjustment elements for control, which reduce the elasticity and strength of the membrane or reduce the size of the membrane working area, are to be avoided.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Membran zum Getrennthalten zweier benachbarter Räume gleichen oder ver-To solve this problem, a membrane for keeping two adjacent rooms separate is the same or different.

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schiedenen Druckes aus biegeelastischem Material mit oder ohne Gewebeein- oder -auflage, deren flanschartiger Rand zwischen zwei Gehäuseteilen eingespannt ist, erfindungsgemäß gekennzeichnet durch folgende Merkmale:different print made of flexible material with or without fabric inlay or overlay, the flange-like edge of which is clamped between two housing parts is characterized according to the invention by the following features:

a. Die Unterseite der Membran hat in allen Stellungen ihrer Bewegung im Bereich zwischen ihrem eingespannten Rand und der Mitte die Form eines oberhalb des Einspannrandes der Membran liegenden umlaufenden konkaven Ringgewölbes;a. The underside of the membrane has in all positions its movement in the area between its clamped Edge and the center have the shape of a circumferential lying above the clamping edge of the membrane concave ring vault;

b. die Wanddicke des Ringgewölbes nimmt in Richtung vom eingespannten Rand zur Mitte der Membran hin ständig zu.b. the wall thickness of the ring vault increases in the direction from the clamped edge to the center of the membrane constantly to.

Eine Membran mit diesen Merkmalen ist vielseitig verwendbar. So kann sie angewendet werden als Stabilisator zum Heben, Dämpfen oder Drücken. Auch ist sie anwendbar als Membran in einem Regelantrieb oder als Membran in einem Absperrventil.A membrane with these characteristics can be used in many ways. So it can be used as a stabilizer for lifting, damping or pushing. It can also be used as a diaphragm in a variable speed drive or as a Diaphragm in a shut-off valve.

Eine Membran mit den erfindungsgemäßen Merkmalen hat folgende Eigenschaften:A membrane with the features according to the invention has the following properties:

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1. Bei großem Hubvermögen hat sie bei ihrer Bewegung nur geringe Änderungen ihrer Raumform, so daß keine Abbiegungen oder Walkungen auftreten;1. If it has a large lifting capacity, it has during its movement only slight changes in their spatial shape, so that no bends or flexing occur;

2. bei einer Beaufschlagung von oben werden die auf der Membran ruhenden Steuerdruckkräfte aufgrund der Gewölbeform zu einer außen ringförmig angreifenden Reaktionskraft und in der Mitte der Membran zu einer punktförmig wirkenden Reaktionskraft, so daß bei der Anwendung in einem Regelantrieb oder in einem Absperrventil ein geringfügig größerer Steuerdruck bereits ausreicht, um im Bereich der Membranmitte die notwendigen höheren Druck- und Dichtkräfte zu erzeugen;2. when applied from above, the control pressure forces resting on the diaphragm are due to the vault shape to an externally ring-shaped acting reaction force and in the middle of the membrane to a punctiform acting reaction force, so that when used in a variable speed drive or in a shut-off valve a slightly higher control pressure is already sufficient to be in the range of To generate the necessary higher pressure and sealing forces in the middle of the membrane;

3. die Membran ist bei unmittelbarer pneumatischer oder hydraulischer Beaufschlagung auf ihrer gesamten Oberfläche gleichmäßig beaufschlagt, so daß dadurch die spezifische Beanspruchung pro Flächeneinheit ihr Minimum erreicht und somit eine örtlich starke Belastung wie bei Membranen mit in der Mitte angreifenden Verstelleinrichtungen vermieden wird;3. the diaphragm is on its entire surface when it is subjected to direct pneumatic or hydraulic pressure Surface applied evenly, so that thereby the specific stress per unit area reaches its minimum and thus a locally strong load as with membranes with in the center acting adjustment devices is avoided;

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4. die Membran ist bei einer eingeleiteten Stellungsänderung auf ihrer gesamten Oberfläche abgestützt; 4. the membrane is supported on its entire surface when a change in position is initiated;

5. bei Anwendung einer Flüssigkeit zur Betätigung der Membran tritt bei Wegfall eines Gegendruckes keine weitere oder zusätzliche Beanspruchung des Membranwerkstoffes auf;5. if a liquid is used to actuate the membrane, no counterpressure occurs if there is no counterpressure further or additional stress on the membrane material;

6. der Membranwerkstoff, z. B. Gummi, wird unter Betriebsbeanspruchung in keiner Phase mehr auf Zug, sondern ausschließlich auf Druck beansprucht und somit auf die günstigste und schonenste Weise für ein Elastomer überhaupt;6. the membrane material, e.g. B. rubber, is under operational stress in no phase anymore on tension, but exclusively on pressure and thus in the cheapest and gentlest way for an elastomer at all;

7. es tritt keine Reibung zwischen Membran und Gehäuse auf, wodurch eine mechanische Zerstörung vermieden wird;7. There is no friction between the membrane and the housing, causing mechanical destruction is avoided;

8. die Membran ist wegen der Gewölbewirkung ihrer Bögen geeignet, großem Druck ohne Formänderung standzuhalten; 8. Because of the arching effect of its arches, the membrane is suitable for withstanding great pressure without changing its shape;

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9. ein Festigkeitsabfall des verwendeten Membranwerkstoffes bei höheren Temperaturen wegen der benötigten geringen Druckdifferenz zwischen Steuer- und Betriebsmedium macht sich nicht oder nicht störend bemerkbar;9. A decrease in strength of the membrane material used at higher temperatures because of the required small pressure difference between control and operating medium does not or does not make itself noticeably disturbing;

10. die Membran übernimmt selbst die Führung und Positionierung des Verschlußstückes bzw. der Membranmitte und nicht eine auf der vom Ventilsitz gesehen abgewandten Membranseite liegende besondere bei bisherigen Membranventilen notwendige Führungseinrichtung; 10. The membrane itself takes over the guidance and positioning of the closure piece or the middle of the membrane and not a special one on the side of the membrane facing away from the valve seat previous diaphragm valves necessary guide device;

11. bei einer Beaufschlagung der Membran durch eine inerte Hydraulikflüssigkeit ist gleichzeitig ein hochgradiger AlteruJigsschutz, zum Beispiel gegen atmosphärische Oxydation oder die unter Ozoneinwirkung unter statischer oder dynamischer Beanspruchung verursachte Rissbildung gegeben. Bekanntlich schreitet eine durch Alterung bedingte Zerstörung bei Membranen in Absperrarmaturen regelmäßig von außen nach innen voran, also zum Betriebsmedium hin. Dieser durch die erfindungsgemäße Anwendung der Membran erreichte Alterungsschutz11. when the membrane is acted upon by a Inert hydraulic fluid is also a high level of age protection, for example against atmospheric oxidation or that under the influence of ozone under static or dynamic stress caused cracking. As is well known, one caused by aging progresses Destruction of membranes in shut-off valves regularly from the outside to the inside, i.e. towards the operating medium there. This anti-aging protection achieved through the use of the membrane according to the invention

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ist auch deshalb von besonderer Bedeutung, weil dem Kautschuk beigefügte Alterungsschutzmittel lediglich unter statischer Beanspruchung, nicht aber unter dynamischer dem Gummi einen Schutz gewähren.is also of particular importance because the anti-aging agents added to the rubber are only used provide protection to the rubber under static load, but not under dynamic stress.

In weiterer erfindungsgemäßen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß in allen Stellungen der Bewegung der Membran die obere und äußere Ringgewölbefläche der Membran in der für die Druckbeaufschlagung wirksamen Projektion · um mindestens 20 % größer ist als die untere bzw. innere Ringgewölbefläche. Durch diese Maßgabe wird u. a. erreicht, daß bei einem auf die Membranseite und die Membranunterseite einwirkenden gleichen Druck die Membran schließt und somit die Betätigungskräfte gering sind.In a further embodiment according to the invention it is proposed that the movement of the membrane in all positions the upper and outer annular vault surface of the membrane in the projection effective for the application of pressure is at least 20% larger than the lower or inner ring vault surface. This proves, inter alia. achieved, that with an equal pressure acting on the membrane side and the membrane underside, the membrane closes and thus the actuation forces are low.

Die Membran mit den erfindungsgemäßen Merkmalen läßt verschiedene Abwandlungen zu. So wird als besonders vorteilhaft vorgeschlagen, daß bei der Raumform der hergestellten Membran in einem Schnitt parallel und im Anschluß an den Flansch als Einspannrand die Fläche des Kreisringes und die Fläche des in der Mitte der Membran befindlichen Kreises gleich oder annähernd gleich sind. Diese Form führt zu einer Versteifung des mittleren Membranbereiches und dazu, daß sich die MembranThe membrane with the features according to the invention allows various modifications. So is considered special advantageously proposed that in the three-dimensional shape of the membrane produced in a section parallel and in Connection to the flange as a clamping edge the area of the circular ring and the area of the in the middle of the Diaphragm located circle are the same or approximately the same. This shape leads to a stiffening of the middle Membrane area and that the membrane

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selbst führt. Damit ist auch gewährleistet, daß die Membran hohen Drucken standhält und gegen hohe Drucke abdichtet, insbesondere dann, wenn - nach einem weiteren Merkmal - die Fläche des Kreises in der Mitte der Membran etwas größer ist als die an den Einspannrand angrenzende Fläche des Kreisringes.himself leads. This also ensures that the membrane can withstand high pressures and against high pressures seals, especially if - according to a further feature - the area of the circle in the middle the membrane is slightly larger than the surface of the circular ring adjoining the clamping edge.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß an der Oberseite der Membran die Fläche des Ringgewölbes regelmäßig mehr als 70 % und besonders vorteilhaft mehr als 90 % der gesamten dortigen Oberfläche ausmacht. Durch diese Maßgabe werden die weiteren Vorteile erreicht:In a further embodiment according to the invention, it is proposed that on the upper side of the membrane the area of the annular vault regularly make up more than 70 % and particularly advantageously more than 90 % of the total surface there. With this stipulation, the further advantages are achieved:

12. Die Membran hat bei gegebenem Durchmesser in all ihren Stellungen unter Beibehaltung der Gewölbeform wegen der größtmöglichen Auslegung der Membranbögen einen großen Hub, der nur zu einer sehr geringen Verformung oder Änderung der Raumform führt;12. For a given diameter, the membrane has in all its positions while maintaining the arch shape the largest possible design of the membrane arches a large stroke, which leads to only a very small deformation or change the shape of the room;

13. der Hub ist im Membranzentrum am größten und nimmt nach außen hin ständig ab. Am Hub ist somit die gesamte Membran-13. The stroke is greatest in the center of the membrane and continuously decreases towards the outside. The entire membrane is at the hub

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fläche beteiligt, aber jeder Punkt, der auf einem anderen konzentrisch um den Mittelpunkt der Membran beschriebenen Kreispunkt liegt, nach außen hin mit einem kleineren Weg. Die Membran verdrängt somit bei einem Arbeitshub nur ein verhältnismäßig kleines Volumen, das also auch nur zu einem gleich großen kleinen Verbrauchsvolumen an Steuer- oder Arbeitsmedium führt. In dem Anwendungsfall eines Pneumatikantriebes wird daher weniger Luft verbraucht als bei einem Antrieb bei gleichem Hub, bei dem in bisheriger Weise ein zylindrischer Raum bei einem Arbeitshub gefüllt werden muß.area involved, but each point on another concentric around the center of the diaphragm described circle point is, to the outside with a smaller way. The membrane thus displaces a working stroke only a relatively small volume, so that only to an equally large one leads to a small consumption volume of control or working medium. In the application of a pneumatic drive therefore less air is consumed than with a drive with the same stroke, in which a cylindrical drive in the previous manner Space must be filled with one working stroke.

Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders vorteilhaft angewendet als Ventil, bei dem die Membran durch eine Hydraulikflüssigkeit beaufschlagt wird. Bei diesem Ventil arbeitet ein Verdrängerkolben gegen den oberhalb der Membran liegenden mit einer Flüssigkeit gefüllten Raum. Wegen des zur Mitte der Membran immer größer werdenden Bogenschubes wird bereits durch eine verhältnismäßig kleine Volumenverdrängung ein großer Hub erreicht. Auch sind die benötigten Betätigungskräfte äußerst gering, da die Fläche von Verdrängerkolben und Membran in einem Untersetzungsverhältnis stehen.The solution according to the invention is used particularly advantageously as a valve in which the membrane by a Hydraulic fluid is applied. In this valve, a displacement piston works against the one above the Membrane lying with a liquid-filled space. Because of the increasing size towards the middle of the membrane Bow thrust a large stroke is already achieved by a relatively small volume displacement. Even the required actuation forces are extremely low, since the area of the displacement piston and diaphragm are in one Reduction ratio stand.

Die bereits erwähnten Vorteile der unmittelbaren druck-909847/0U8 - 12 -The already mentioned advantages of the immediate druck-909847 / 0U8 - 12 -

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beaufschlagten Membran können nunmehr erstmals bei einem Membranventil genutzt werden. Die üblicherweise mehr oder weniger großen punktuell angreifenden Betätigungskräfte werden ersetzt durch eine über die gesamte Membranfläche sich verteilende Kraft mit pro Flächeneinheit minimaler Beanspruchung; in jeder Betätigungsphase treten im Membranwerkstoff ausschließlich Druckspannungen auf - keine Zugspannungen mehr; durch den zur Mitte hin wirksam werdenden Bogenschub werden alle auf der Membranfläche angreifenden Kräfte, je nach Angriffspunkt, ganz oder teilweise für die Schließbewegung und die erforderlichen Dichtkräfte ausgenutzt; das Membranventil eignet sich als Hochdruckventil, da die Membran ständig auf ihrer gesamten Fläche durch die Hydraulikflüssigkeit abgestützt ist und die Membran aufgrund ihrer Gewölbeform immer so stabil ist, um die Dichtkräfte übertragen zu können.acted upon membrane can now be used for the first time in a membrane valve. Usually more or less large, punctiform actuating forces are replaced by a force that is distributed over the entire membrane surface with a minimal force per unit area Stress; In each actuation phase, only compressive stresses occur in the diaphragm material on - no more tensile stress; by the bow thrust that takes effect towards the middle all forces acting on the membrane surface, depending on the point of application, are wholly or partially used for the closing movement and the required sealing forces; the diaphragm valve is suitable as High pressure valve, as the membrane is constantly supported on its entire surface by the hydraulic fluid and due to its arch shape, the membrane is always stable enough to transmit the sealing forces to be able to.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß sich - im Querschnitt gesehen die die Oberseite der Membran darstellenden Begrenzungskurven des Ringgewölbes in der Mitte der Membran schneiden, insbesondere unter einem spitzen Winkel. Durch diesen Vorschlag besteht somit die ge-In a further embodiment according to the invention suggested that - seen in cross section, the limiting curves representing the upper side of the membrane of the ring vault cut in the middle of the membrane, especially under a pointed one Angle. With this proposal there is thus the

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samte Membranoberseite aus dem Ringgewölbe.the entire top of the membrane from the ring vault.

Bei der Anwendung der Membran als Membranklappenventil wird in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung vorgeschlagen, daß im Bereich in der Mitte der Membran die oberen Begrenzungskurven in einem konkaven Bogen ineinander übergehen.When using the membrane as a membrane flap valve, it is proposed in a further embodiment according to the invention that that in the area in the middle of the membrane, the upper limiting curves in a concave arc into one another pass over.

Besonders vorteilhaft haben in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung die inneren und äußeren Begrenzungskurven des Ringgewölbes eine Spiralabschnittsform. In a further embodiment according to the invention, the inner and outer limiting curves of the annular arch are particularly advantageously in the form of a spiral segment.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist die gesamte Oberseite der Membran als Arbeitsfläche ausgebildet. Sie ist frei von mit der Membran verbundenen Betätigungseinrichtungen oder Teilen davon. Dadurch nimmt die gesamte Oberseite der Membran an der Formänderung teil, so daß sich die Wölbung wirkungsmäßig unbehindert bis zur Mitte der Membran erstreckt und auch zur Betätigung der Membran im mittleren Bereich der Membran wirksam wird.In a further embodiment according to the invention, the entire upper side of the membrane is designed as a work surface. It is free of actuating devices or parts thereof connected to the membrane. This takes the entire Upper side of the membrane part of the change in shape, so that the curvature is effectively unimpeded to the center of the membrane extends and is also effective for actuating the membrane in the central region of the membrane.

Ein weiterer erfindungsgemäßer Vorschlag geht dahin, daß an der Unterseite der Membran die vom Rand ausgehenden Begrenzungskurven der konkaven Wölbungen im mittleren BereichAnother proposal according to the invention is that on the underside of the membrane the limiting curves starting from the edge the concave bulges in the central area

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der Membran in eine Umkehrkurve übergehen und die Membran dort keine konvexe Wölbung hat.the membrane go into an inverse curve and the membrane has no convex curvature there.

In weiterer Ausgestaltung ist an der Unterseite der Membran in deren mittleren Bereich zwischen den Gewölbebögen eine im Querschnitt vorteilhaft annähernd elliptische Verdickung vorhanden, deren äußerer Rand unterhalb oder im Bereich der Einspannebene liegt und längsumlaufend in einen Teil der Wölbung hineinragt. Diese Verdickung kann dann, abhängig von dem Verwendungszweck der Membran, mit einer inneren metallischen Armierung versehen sein. Die Verdickung kann aber auch als Verschlußstück ausgebildet sein, wobei die Verdickung als Verschlußstück auch schräg zum Einspannrand der Membran angeordnet sein kann, um ein klappenartig verschwenkbares Ventil zu bilden.In a further embodiment, the membrane is on the underside in its central area between the arches an approximately elliptical thickening is advantageously present in cross-section, the outer edge of which lies below or in the area of the clamping plane and extends longitudinally into part of the arch. This thickening can then, depending on the intended use of the membrane, with an inner metallic Reinforcement be provided. The thickening can also be designed as a closure piece, the thickening as a closure piece can also be arranged obliquely to the clamping edge of the membrane, around a flap-like to form pivotable valve.

Um eine zusätzliche Verringerung der Verformung der Membran bei ihrer Betätigung zu erreichen, aber auch um diese mit einem kleinen Außendurchmesser durchführen zu können, ferner, um die Membran in Verbindung mit einer hydraulischen Betätigung zwischen Gehäuseoberteil und Gehäuseunterteil verbessert einspannen und abdichten zu können, wird in weiterer erfindungsgemäßer AusgestaltungTo achieve an additional reduction in the deformation of the membrane when it is actuated, but also to to be able to carry out this with a small outer diameter, furthermore to make the membrane in connection with a hydraulic actuation between the upper part of the housing and the lower part of the housing are better clamped and sealed can, is in a further embodiment according to the invention

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vorgeschlagen, daß der flanschartige Einspannrand nach innen eingezogen ist. Besonders vorteilhaft steht dann der flanschartige Einspannrand zusätzlich um ein geringes Maß nach außen vor.suggested that the flange-like clamping edge is drawn inwards. Particularly beneficial then the flange-like clamping edge also projects outwards by a small amount.

In weiterer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, daß die äußeren und inneren Begrenzungskurven des Ringgewölbes den Flansch des Einspannrandes in Bogenform treffen.In a further embodiment it is proposed that the outer and inner limiting curves of the ring vault meet the flange of the clamping edge in an arc shape.

Um ein Hubkissen zu erreichen, wird in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung vorgeschlagen, daß zwei mit ihren konkaven Unterseiten gegenüberliegende Membranen an ihren Flanschen von einem gemeinsamen Tragring gehalten sind und der Tragring mit den beiden Membranen einen Druckraum bildet.In order to achieve a lifting cushion, it is proposed in a further embodiment according to the invention that two with their concave undersides opposing membranes on their flanges by a common support ring are held and the support ring forms a pressure chamber with the two membranes.

In weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung ist die metallische Armierung in der Verdickung der Mitte der Unterseite der Membran mit einem nach außen ragenden Zapfen versehen, der als Stößel ausgebildet oder auch mit einem Gewinde versehen sein kann. Bei letztgenannter Lösung sind in einem gemeinsamen Gehäuse mit ihren Oberseiten gegenüberliegende zwei Membranen angeordnet,In a further embodiment of the invention is the metallic reinforcement in the thickening of the middle of the underside of the membrane with an outwardly protruding Provided pin, which can be designed as a plunger or provided with a thread. With the latter Solution are arranged in a common housing with their upper sides opposite two membranes,

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wobei die beiden Oberseiten der Membranen in Verbindung mit dem Gehäuse einen Druckraum bilden und die nach außen ragenden, mit Gewinde versehenen Zapfen in zugeordneten Befestigungselementen eingeschraubt sind.wherein the two upper sides of the membranes in connection with the housing form a pressure space and the after externally protruding, threaded pins are screwed into associated fastening elements.

Bei einer Membran, die als Ventil zwischen einem vom Medium durchströmten Gehäuseunterteil und einem die Ventilbetätigung aufnehmenden Gehäuseoberteil eingespannt ist, wird in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung vorgeschlagen, daß zwischen der Oberseite der Membran und der Innenfläche des Gehäuseoberteils ein mit einem Druckmittel gefüllter Raum vorhanden ist. Bei diesem Druckmittel kann es sich um Druckluft handeln. Besonders vorteilhaft ist als Druckmittel jedoch eine Flüssigkeit, so beispielsweise Glyzerin, Wasser oder Öl. Bei der Ausübung von Druck wirkt sich dann die Druckflüssigkeit auf die gesamte Membranoberfläche aus und betätigt die Membran. Der Druck kann durch eine druckerzeugende Vorrichtung über eine Leitung in den Raum zwischen Gehäuseoberteil und Oberseite der Membran eingebracht sein. Besonders vorteilhaft ragt in den Raum zwischen Membranoberseite und Innenfläche des Gehäuseoberteils ein axial verschiebbarer Kolben hinein, der bei seiner Bewegung in Richtung zur Membran den Druck der Flüssigkeit erhöht und somit die Membran mittelbar über die Flüssig-In the case of a membrane that acts as a valve between a lower housing part through which the medium flows and a die Valve actuation receiving upper housing part is clamped in a further embodiment according to the invention suggested that between the top of the membrane and the inner surface of the upper housing part with a Pressure medium-filled space is available. This pressure medium can be compressed air. Particularly However, a liquid such as glycerine, water or oil is advantageous as the pressure medium. When exercising of pressure, the hydraulic fluid then affects the entire membrane surface and actuates the Membrane. The pressure can be generated by a pressure-generating device via a line in the space between the upper part of the housing and the top of the membrane. Particularly advantageous protrudes into the space between the upper side of the membrane and inner surface of the upper housing part an axially displaceable piston into it, which during its movement the pressure of the liquid increases in the direction of the diaphragm and thus the diaphragm indirectly via the liquid

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keit betätigt. Diese Lösung ist besonders vorteilhaft, weil der Kolben durch eine Spindel, aber auch durch einen Elektromagneten betätigt sein kann, da die auszuübenden Kräfte nur gering zu sein brauchen. Die Lösung, die Membran über eine Flüssigkeit zu steuern, macht es nunmehr möglich, daß der mit dem Druckmedium gefüllte Raum zwischen Membranoberseite und Innenfläche des Gehäuseoberteils mit einem Manometeranschluß für Druck- und Stellungsanzeige versehen ist.actuated. This solution is particularly advantageous because the piston can be actuated by a spindle, but also by an electromagnet, because the to be exercised Forces need only be small. The solution to control the membrane via a liquid, now makes it possible that the space filled with the pressure medium between the membrane upper side and the inner surface the upper part of the housing is provided with a pressure gauge connection for pressure and position indication.

Die Erfindung ist in der Zeichnung anhand einiger Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:The invention is shown in the drawing on the basis of some exemplary embodiments explained in more detail. Show it:

Fig. 1 A bis 1 D die Membran im vertikalen SchnittFig. 1 A to 1 D the membrane in vertical section

in verschiedenen Stellungen,in different positions,

Fig. 2 einen horizontalen Schnitt durchFig. 2 is a horizontal section through

die Membran nach Fig. 1 B entsprechend der dortigen Linie II - II,the membrane according to Fig. 1 B corresponding to the local line II - II,

Fig. 3 einen vertikalen Schnitt durch eineFig. 3 is a vertical section through a

abgewandelte, als klappenartig wirkendes Ventil ausgebildete Membran,modified membrane designed as a flap-like acting valve,

909847/0U8909847 / 0U8

- 18 -- 18 -

afc 282116?afc 282116?

Fig. 3 A die Oberansicht der Membran nachFig. 3 A shows the top view of the membrane

Fig. 3,Fig. 3,

Fig. 4 eine Membran nach Fig. 1 als TeilFig. 4 shows a membrane according to Fig. 1 as part

eines Regelantriebes,a variable speed drive,

Fig. 5 zwei Membranen nach Fig. 1 als Hubkissen, 5 shows two membranes according to FIG. 1 as lifting cushions,

Fig. 6 eine Membran in Verbindung mit einem6 shows a membrane in connection with a

Schubantrieb,Thrust actuator,

Fig. 7 einen vertikalen Schnitt durch eineFig. 7 is a vertical section through a

Membran in Verbindung mit einem Hubkissen, Membrane in connection with a lifting cushion,

Fig. 8 einen vertikalen Schnitt durch zweiFig. 8 is a vertical section through two

Membraneials Hubkissen,Membraneials lifting cushions,

Fig. 9 einen vertikalen Schnitt durch zweiFig. 9 is a vertical section through two

Membraneiebenfalls als Hubkissen,Membrane also as lifting cushion,

Fig. 10 im vertikalen Schnitt eine Membran10 shows a membrane in vertical section

als Ventil in einem Ventilgehäuse,as a valve in a valve housing,

Fig. 11 einen vertikalen Schnitt durch eineFig. 11 is a vertical section through a

909847/0148 " ¹⁹ "909847/0148 " ¹⁹ "

Membran als Ventil in einem Ventilgehäuse, Diaphragm as a valve in a valve housing,

Fig. 12 einen vertikalen Schnitt durch eineFig. 12 is a vertical section through a

Membran als Ventil mit Regelkegel in einem Ventilgehäuse.Diaphragm as a valve with a regulating cone in a valve housing.

Nach Fig. 1 A besteht die Membran 10 aus Elastomeren, insbesondere Gummi. Die Fig. 1 A zeigt die obere Stellung, Fig. 1 B die Grundstellung. Die Grundstellung hat die Raumform der Herstellung und somit die Vulkanisationsform. Fig. 1 C zeigt die untere Stellung. Fig. 1 D zeigt in voll ausgezogenen Linien die obere Stellung nach Fig. 1 A und in gestrichelter Linie die untere Stellung nach Fig. 1 C. Aus den Figuren 1 A und 1 D geht hervor, daß die Unterseite 11 der Membran in allen Stellungen ihrer Bewegung in dem Bereich zwischen ihrem Einspannrand 12 und der Mitte 11 ein oberhalb des Einspannrandes liegendes umlaufendes konkaves Ringgewölbe R hat und die Wanddicke des Ringgewölbes in Richtung vom Einspannrand 12 zur Mitte M der Membran hin auf dem Weg zunimmt. Aus der Darstellung in den Fig. 1 A bis 1 D geht hervor, daß die Membran 10 während ihrer Betätigung nur geringen Formänderungen ausgesetzt ist, insbesondere Walkoder Rollbewegungen vermieden werden. Auch findet keine Abbiegung in der Nähe des Einspannrandes statt. Dies zeigtAccording to Fig. 1A, the membrane 10 consists of elastomers, in particular Rubber. Fig. 1 A shows the upper position, Fig. 1 B the basic position. The basic position has the spatial shape of the Production and thus the form of vulcanization. Fig. 1 C shows the lower position. Fig. 1 D shows in full extension Lines the upper position according to FIG. 1 A and in dashed lines the lower position according to FIG. 1 C. From the figures 1 A and 1 D it can be seen that the underside 11 of the membrane in all positions of its movement in the area between its clamping edge 12 and the center 11 a circumferential concave ring vault located above the clamping edge R and the wall thickness of the ring vault in the direction from the clamping edge 12 to the center M of the membrane on the Way increases. From the illustration in FIGS. 1 A to 1 D it can be seen that the membrane 10 only during its actuation is exposed to slight changes in shape, in particular flexing or rolling movements are avoided. There is also no turn in the vicinity of the clamping edge. this shows

909847/0148909847/0148

- 20 -- 20 -

30 282116?30 282116?

besonders deutlich Fig. 1 D mit der Darstellung der beiden Extremstellungen. Fig. 1 D zeigt ebenfalls, daß die Membran trotz geringer Verformung bei ihrer Betätigung einen großen Hub zuläßt.particularly clearly Fig. 1 D with the representation of the two extreme positions. Fig. 1 D also shows that the Membrane allows a large stroke in spite of slight deformation when actuated.

In Fig. 1 C ist dargestellt, daß die obere äußere Ringgewölbefläche F 1, deren Durchmesser eingezeichnet ist, in der Projektion um mehr als 20 96 größer ist als die untere bzw. innere Ringgewölbefläche F 2, deren Durchmesser ebenfalls dargestellt ist.In Fig. 1C it is shown that the upper outer annular arch surface F 1, the diameter of which is shown, is larger than that in the projection by more than 2096 lower or inner annular arch surface F 2, the diameter of which is also shown.

Fig. 2 zeigt, daß bei der Raumform der hergestellten Membran nach Fig. 1 B in einem Schnitt II - II parallel und im Anschluß an den Flansch 12 als Einspannrand die Fläche F 3 des Kreisringes mit der Fläche F 4 des in der Mitte M der Membran 10 befindlichen Kreises gleich oder annähernd gleich ist. Durch diese Maßgabe wird erreicht, daß die Membran bei ihren Bewegungen sich selbst stabilisiert und keine besondere Führung der Membran notwendig ist.Fig. 2 shows that in the three-dimensional shape of the membrane produced according to FIG. 1B in a section II-II parallel and following the flange 12 as a clamping edge, the surface F 3 of the circular ring with the surface F 4 of the in the Center M of the membrane 10 located circle is the same or approximately the same. This proves that that the membrane stabilizes itself in its movements and no special guidance of the membrane is necessary is.

Die Figuren 1 A bis 1 D zeigen, daß an der Oberseite 13 der Membran die gekrümmte Fläche 14 des Ringgewölbes RFigures 1 A to 1 D show that on the upper side 13 of the membrane, the curved surface 14 of the annular vault R

809847/0148 " ²¹. "809847/0148 " ^21. "

- rc - - rc -

282116?282116?

nahezu 100 % der gesamten Oberfläche der Oberseite ausmacht. Die Figuren 1 zeigen, daß sich in dem dort dargestellten Querschnitt gesehen, die obere linke Begrenzungskurve 14 L und die obere rechte Begrenzungskurve 14 R in der Mitte der Membran unter einem spitzen Winkel schneiden. Die Figuren 1 A bis 1 D zeigen weiterhin, daß die äußeren Begrenzungskurven 14 und die inneren Begrenzungskurven 15 des Ringgewölbes eine Spiralabschnittsform haben. Dies führt dazu, daß in der oberen Endstellung nach Fig. 1 A eine Kreisbogenform vorhanden ist, wobei der aufsteigende Membranbogen in der Nähe des Einspannrandes 12 nur geringfügig seine Richtung ändert. Diese der Idealform einer druckbeaufschlagten Fläche entsprechende Form wird sowohl bei einer Druckbeaufschlagung von unten als auch von oben durch die etwas größere Elastizität des äußeren Bereiches ermöglicht. Beim Übergang in die untere Endstellung verhindert der steilere Ast des Membranbogens auch umgekehrt ein stärkeres Abbiegen, weil die Länge des steilen Bogenastes zu einer örtlichen geringeren Richtungsänderung führt, insgesamt aber die zulässige Bewegung des Membranzentrums ermöglichen wird. Die wiederum entweder unterhalb oder oberhalb der Membran bestehende Druckbelastung wirkt weiterhin einem Abbiegen entgegen, weil auch bei diesem Hub nach unten die Membran im äußeren Bereich eine Kreisform einzunehmen bestrebt ist, der mittlere Teil demgegenüber aufgrund seiner größeren Dicke undmakes up almost 100 % of the total surface of the top. Figures 1 show that seen in the cross section shown there, the upper left limiting curve 14 L and the upper right limiting curve 14 R intersect in the center of the membrane at an acute angle. Figures 1 A to 1 D further show that the outer limiting curves 14 and the inner limiting curves 15 of the annular vault have a spiral segment shape. This leads to the fact that in the upper end position according to FIG. 1A there is a circular arc shape, the ascending membrane arc in the vicinity of the clamping edge 12 changing its direction only slightly. This shape, which corresponds to the ideal shape of a pressurized surface, is made possible by the somewhat greater elasticity of the outer area both when pressure is applied from below and from above. When transitioning to the lower end position, the steeper branch of the membrane arch prevents a stronger turning, because the length of the steep arch branch leads to a localized lower change of direction, but overall it will allow the permissible movement of the membrane center. The pressure load existing either below or above the membrane continues to counteract bending, because even with this downward stroke the membrane strives to assume a circular shape in the outer area, whereas the middle part due to its greater thickness and

909847/OU8 " ²² "909847 / OU8 " ²² "

- 22. ■■ - 22. ■■

damit größeren Steifigkeit die Beibehaltung einer flacheren Form begünstigt.thus greater rigidity favors the maintenance of a flatter shape.

Gegenüber einer Formgebung des Membranbogens als Halbkreis oder Kreisabschnitt in der Vulkanisationsstellung ist durch den Vorschlag der Spiralform mit steilem äußeren Ast der Kurven 14 und 15, die in Bogenform in den oberen Teil 16 des Einspannrandes 12 übergehen, die Formänderung in diesem Ubergangsbereich, der bekanntlich bei anderen Lösungen einer besonderen Beanspruchung unterliegt, auf ein Minimum beschränkt.Compared to a shape of the membrane arch as a semicircle or a segment of a circle in the vulcanization position is by the suggestion of the spiral shape with a steep outer branch of the curves 14 and 15, which merge in the form of an arc in the upper part 16 of the clamping edge 12, the Change in shape in this transition area, which is known to occur in other solutions of special stress subject to a minimum.

Fig. 1 B mit der Darstellung der Vulkanisationsstellung der Membran zeigt, daß sich die oberen Begrenzungskurven 14 L und 14 R in der Höhe der Oberseite 16 des Einspannrandes 12 schneiden. Dieser Schnittpunkt soll bei der nachfolgenden Betrachtung als Membranzentrum angegeben werden. Fig. 1 A mit der oberen Stellung der Membran zeigt, daß der vorgenannte Schnittpunkt 2/3 höher liegt als der Schnittpunkt bei der Darstellung in Fig. 1 C. Die beiden Endstellungen werden auch aus Fig. 1 D deutlich. Durch die Maßgabe, daß sich der Hub des Membranzentrums in bezug auf die durch den inneren Einspannrand bestimmte Einspannebene bei der SchließbewegungFig. 1B with the representation of the vulcanization position of the membrane shows that the upper limit curves Cut 14 L and 14 R at the level of the top 16 of the clamping edge 12. This intersection should be at the can be specified as the membrane center below. Fig. 1 A with the upper position of the membrane shows that the aforementioned point of intersection is 2/3 higher than the point of intersection in the illustration in FIG. 1 C. The two end positions are also clear from FIG. 1D. By the proviso that the stroke of the membrane center in relation to the clamping plane determined by the inner clamping edge during the closing movement

909847/0148 "²³~909847/0148 " ²³ ~

nach Fig. 1 C zu einem Drittel unterhalb der Einspannebene und bei der oberen Endstellung nach Fig. 1 A zu zwei Dritteln oberhalb der Einspannebene verteilt, werden zusätzlich die Biegespannungen im Membranwerstoff, insbesondere im äußeren Bereich, stärker reduziert als bei einem Hub, der sich hälftig oberhalb und hälftig unterhalb der Einspannebene abspielen würde.1 C to a third below the clamping plane and in the upper end position according to FIG. 1 A Distributed two thirds above the clamping level, the bending stresses in the membrane especially in the outer area, more strongly reduced than with a stroke that is halfway above and would play halfway below the clamping level.

Die Figuren 1 A bis 1 D zeigen ebenfalls, daß kein starrer mittlerer Bereich vorhanden ist. Bisherige vorbekannte Membranen haben ein ausgeprägtes formsteifes Mittelstück, so daß deren mittlerer Bereich nicht an der den Membranhub ermöglichenden Formänderung mitwirken kann, sondern die Formänderung sich ausschließlich in dem kleineren kreisringförmigen Membranarbeitsbereich abspielt.Figures 1A to 1D also show that there is no rigid central area. Previous known Diaphragms have a pronounced, dimensionally stable center piece so that their central area does not adhere to the change in shape that enables the diaphragm stroke can participate, but the change in shape is exclusively plays in the smaller circular diaphragm working area.

Bei der vorliegenden Membran ist die gesamte Fläche der Membran Membranarbeitsbereich. Jede Stellungsänderung der Membran führt somit zu einer gleichzeitigen Formänderung der gesamten Membranfläche. Den größten Hub führt dabei das Membranzentrum aus, während sich der Hub nach außen hin ständig weiter verkleinert. Nach der vorliegenden Lösung wird somit ein großer Hub des Membranzentrums bei kleinem Hubvolumen erreicht. DieseIn the present membrane, the entire area of the membrane is the membrane working area. Every change of position the membrane thus leads to a simultaneous change in shape of the entire membrane surface. The biggest The membrane center executes the stroke, while the stroke continues to decrease towards the outside. To the present solution thus achieves a large stroke of the membrane center with a small stroke volume. These

909847/0148 _£4 909847/0148 _{£ 4}

- iih -- iih -

282116?282116?

besondere Eigenschaft der erfindungsgemäßen Membran führt zu deren vielseitigen Anwendung, so beispielsweise für einen Membranstellantrieb. Auch wird beispielsweise bei einer pneumatischen Betätigung für einen Hub wesentlich weniger Luft benötigt als bei bisherigen Membranantrieben, bei denen der mittlere Teil der Membran als starrer Teller ausgebildet ist und damit eine Verdrängung eines zylindrischen Raumes stattfinden muß.special property of the membrane according to the invention leads to its versatile use, for example for a diaphragm actuator. Also, for example, with a pneumatic actuation for one stroke requires significantly less air than with previous diaphragm actuators, in which the middle one Part of the membrane is designed as a rigid plate and thus a displacement of a cylindrical space must take place.

Die erfindungsgemäße Membran, bei der in jeder Betriebsstellung die Bogenform bzw. das Ringgewölbe erhalten bleibt, läßt auch Druckbelastungen von mehr als 10 bar zu. Es sei bemerkt, daß bei bisherigen Membranen regelmäßig 10 bar die oberste Druckbelastung darstellen.The membrane according to the invention, in which the arch shape or the annular vault in every operating position is retained, allows pressure loads of more than 10 bar. It should be noted that with previous Diaphragms regularly represent the top pressure load of 10 bar.

Fig. 3 zeigt eine abgewandelte Membran, bei der im Bereich der Mitte der Membran die oberen Begrenzungskurven 14 L und 14 R in einen konkaven Bogen 17 übergehen. Bei dieser Lösung ergibt sich, daß die äußere gekrümmte Fläche des Ringgewölbes des größten Teil der Oberfläche der Membran ausmacht und die Fläche F 6, die die durch die Kurve 17 entgegengesetzter Neigung bestimmt wird, im Vergleich zur Fläche F 53 shows a modified membrane in which the upper limiting curves 14 L and 14 R merge into a concave curve 17 in the region of the middle of the membrane. In this solution it is found that the outer curved surface of the ring vault of the largest part the surface of the membrane and the area F 6, which is the opposite of the curve 17 Inclination is determined in comparison to the area F 5

909847/0148909847/0148

- 25 -- 25 -

sehr gering ist. In Fig. 3 A sind, um dies gegenüberzustellen, in gestrichelter Linie die Kurven 14 L und 14 R sowie die Kurve 17 dargestellt. Auch bei der Membran nach Fig. 3 ergeben sich die zu der Membran nach den Figuren 1 A bis 1 D angegebenen Eigenschaften und Wirkungen, weil die Verstärkung 18 selbst in Verbindung mit der eingelagerten Innenarmierung 19 unterhalb des Membranwirkungsbereiches angeordnet ist und somit in einer neutralen Zone, weil die Verformung der Membran durch das bei jeder Stellung der Betätigung oberhalb des Einspannrandes vorhandene Ringgewölbe erfolgt mit der weiteren Maßgabe, daß die Wanddicke des Ringgewölbes in Richtung vom Einspannrand zur Mitte der Membran hin ständig zunimmt.is very low. In Fig. 3 A, in order to contrast this, Curves 14 L and 14 R and curve 17 are shown in dashed lines. Even with the The membrane according to FIG. 3 results in the properties given for the membrane according to FIGS. 1A to 1D and effects because the reinforcement 18 itself in connection with the embedded inner reinforcement 19 below of the membrane effective area is arranged and thus in a neutral zone, because the deformation the membrane is carried out by the ring vault that is present above the clamping edge in every position of the actuation with the further proviso that the wall thickness of the ring vault in the direction from the clamping edge to the center the membrane increases steadily.

Die Fig. 1 zeigen weiterhin, daß an der Unterseite der Membran die vom Rand ausgehenden Begrenzungskurven 15 L und 15 R im mittleren Bereich der Membran in eine Umkehrkurve 20 übergehen, die im mittleren Bereich der Membran einen Kreisabschnitt darstellt. Weiterhin zeigen die Fig. 1 wie auch alle anderen Figuren, daß der flanschartige Einspannrand 12 nach innen eingezogen ist und zusätzlich um ein geringes Maß nach außen vorsteht. Auch ist, wie Fig. 1 B zeigt, der flanschartige Rand 12 mit einem eingebetteten ArmierungsringFig. 1 also show that on the underside of the membrane, the limiting curves emanating from the edge 15 L and 15 R in the middle area of the membrane merge into a reversal curve 20, which in the middle area the membrane represents a segment of a circle. Furthermore, FIG. 1, as well as all the other figures, show that the flange-like clamping edge 12 is drawn inwards and additionally by a small amount to the outside protrudes. Also, as FIG. 1B shows, the flange-like edge 12 has an embedded reinforcing ring

909847/0148 " ^2& " 909847/0148 " ^{2 &} "

31p 282116?31p 282116?

versehen.Mistake.

Fig. 4 zeigt, daß die Membran nach Fig. 1 Anwendung findet als Regelantrieb. Dazu ist die Membran eingespannt zwischen einem oberen Gehäuse 21 und einem unteren Gehäuse 22 mit der Maßgabe, daß die beiden Gehäuse 21 und 22 den flanschartigen Rand 12 der Membran an vier Seiten umgreifen, so daß eine besonders gute Einspannung und Abdichtung des Einspannrandes stattfindet. Zwischen der Membranoberseite und dem Gehäuse 21 wird über den Anschluß 23 ein Druckmedium eingeleitet, das die Membran betätigt, so daß über eine an der Membranunterseite anliegenden Schuh 24 gegen den Druck einer Schraubenlinienfeder 25 der Stößel 26 betätigt wird. Mit 27 ist eine Entlüftungsöffnung bezeichnet.Fig. 4 shows that the membrane of Fig. 1 is used as a variable speed drive. The membrane is clamped in for this purpose between an upper housing 21 and a lower housing 22 with the proviso that the two Housing 21 and 22 encompass the flange-like edge 12 of the membrane on four sides, so that a special good clamping and sealing of the clamping edge takes place. Between the top of the membrane and the Housing 21, a pressure medium is introduced via the connection 23, which actuates the membrane, so that over a shoe 24 resting on the underside of the membrane against the pressure of a helical spring 25 of the Plunger 26 is actuated. With a vent opening is designated.

Fig. 5 zeigt die Anordnung von zwei Membranen 10, deren Unterseiten gegenüberliegen. Beide Membranen 10 sind durch einen gemeinsamen Ring 28 gehalten, wobei einer jeder Membran zugeordneter Rohrschellen 29 und 30 die notwendige Sicherung geben. In dem Raum zwischen den beiden Membranen wird über den Anschluß 31 ein Druckmedium eingefüllt. Dies kann auch Druck-Fig. 5 shows the arrangement of two membranes 10, the undersides of which are opposite. Both membranes 10 are held by a common ring 28, with pipe clamps 29 assigned to each membrane and 30 give the necessary backup. In the space between the two membranes, the connection 31 is filled with a printing medium. This can also include pressure

- 27 909847/0148 - 27 909847/0148

- ar 3"* 282116?- ar 3 "* 282116?

luft sein. Die Anordnung nach Fig. 5 kann dazu dienen, daß ein auf der oberen Membran 10 aufliegender Gegenstand 32 angehoben wird oder dessen Schwingungen gedämpft werden. Die untere Membran 10 stützt sich an einem Hocker 32 ab, der über ein Flacheisen 33 mit einem Fundament 34 verbunden ist.be air. The arrangement according to FIG. 5 can serve to ensure that an object resting on the upper membrane 10 32 is raised or its vibrations are damped. The lower membrane 10 is supported a stool 32 which is connected to a foundation 34 via a flat iron 33.

Fig. 6 zeigt einen weiteren Regelantrieb vergleichbar mit dem nach Fig.4, jedoch mit der Maßgabe, daß die untere Seite der Membran 10 im Bereich ihrer Mitte zwischen den Gewölbebögen R eine im Querschnitt annähernd elliptische Verdickung 35 hat, deren äußerer Rand 36 im Bereich oder unterhalb des Einspannrandes liegt und ringsumlaufend seitlich in einen Teil der Wölbung R hineinragt, so daß eine Hinters chneidung vorhanden ist. Die Verdickung 35 ist mit einer inneren metallischen Armierung 37 versehen, die linsenförmig ausgebildet ist und nach der Darstellung in Fig. 6 einstückig mit einem Stößel 38 ist. Die Einspannung der Membran erfolgt zwischen den beiden Gehäuseteilen 21 und 22 in prinzipiell gleicher Weise, wie das zu Fig. beschrieben worden ist. Auch bei der Anordnung nach Fig. 6 sind zwei Druckräume 39 und 40 vorhanden, die wahlweiseUit einem Druckmedium über zugeordnete Anschlüsse 23 und 27 beaufschlagt werden.Fig. 6 shows a further control drive comparable to that of Figure 4, but with the proviso that the lower side of the membrane 10 in the region of its center between the arches R an approximately in cross section has elliptical thickening 35, the outer edge 36 of which is in the area or below the clamping edge lies and protrudes all around laterally into part of the bulge R, so that an undercut is available. The thickening 35 is provided with an inner metallic reinforcement 37 which is lens-shaped and, as shown in FIG. 6, is in one piece with a plunger 38. The clamping of the The membrane takes place between the two housing parts 21 and 22 in basically the same way as that of FIG. has been described. In the arrangement according to FIG. 6, too, there are two pressure chambers 39 and 40 which Optionally, a pressure medium can be acted upon via associated connections 23 and 27.

- 28 909847/0H8 - 28 909847 / 0H8

2Ä2Ä

Pig. 6 zeigt besonders deutlich, daß die Verdickung 35, in der die Armierung 37 vorhanden ist, in einem Bereich außerhalb des Wirkungsbereiches des Ringgewölbes R liegt, so daß die Membran die Eigenschaften hat, die zu Fig. 1 beschrieben worden sind.Pig. 6 shows particularly clearly that the thickening 35, in which the reinforcement 37 is present, is in an area outside of the range of action of the annular vault R, so that the membrane has the properties that have been described for FIG are.

Fig. 7 zeigt, daß die Membran als Schubkissen ausgebildet ist und innerhalb des Gehäuses 21 in Verbindung mit einem Ring 41 befestigt ist. Die linsenförmige Armierung 37 ist mit einem nach außen vorstehenden, mit Gewinde versehenen Zapfen 42 versehen, der in einen am Fundament 34 aufliegenden Tragkörper 43 eingeschraubt ist. Durch Einleiten eines Druckmediums über den Anschluß 23 in den Raum 39 kann der Gegenstand 32 angehoben oder entsprechend abgesenkt werden. Aber auch ohne Anordnung eines Druckmediums im Raum 39 kann die Membran als Dämpfer dienen.Fig. 7 shows that the membrane is designed as a push pad and is fastened within the housing 21 in connection with a ring 41. The lenticular reinforcement 37 is provided with an outwardly projecting, threaded pin 42, which is in a resting on the foundation 34 Support body 43 is screwed. By introducing a pressure medium via the connection 23 into the space 39, the object 32 can be raised or lowered accordingly. But even without the arrangement of a print medium in space 39, the Membrane serve as a damper.

Fig. 8 zeigt, daß in Abwandlung von Fig. 5 zwei mit ihren Unterseiten gegenüberliegende Membranen 10 in einer Verdikkung 35» wie das zu Fig. 6 beschrieben worden ist, linsenförmige Armierung 37 haben, die allseitig vom Werkstoff der Membran umgeben sind. Somit können die Verdickungen einander anstoßen.Fig. 8 shows that in a modification of FIG. 5, two with their Diaphragms 10 lying opposite the underside in a thickening 35 "as that has been described for FIG. 6, lenticular Have reinforcement 37, which are surrounded on all sides by the material of the membrane. Thus, the thickenings can be mutually exclusive nudge.

Fig. 9 zeigt, daß - abweichend von der Darstellung in Fig 8 die beiden Membranen zu ihrer Funktion als Schubkissen oderFig. 9 shows that - deviating from the representation in Fig. 8, the two membranes to their function as push cushions or

909847/0148 ~²⁹~909847/0148 ~ ²⁹ ~

Dämpferkissen mit ihren Oberseiten einander gegenüberliegen. Sie sind gehalten von dem gemeinsamen Ringgehäuse 28 in Verbindung mit einem jeder Membran zugeordneten Ring 41, der außen eine umlaufende Nut hat, die den nach innen vorstehenden Plansch 12 der Membran sowie die urtere Ringfläche 44 der Membran untergreift. Das Ringgehäuse 28 ist an den beiden Stirnseiten mit einer nach innen gerichteten Umbordelung 45 versehen. In gleicher Weise, wie zu Pig. 7 beschrieben, haben die Verstärkungen 37 in der Verdickung unterhalb des Einspannrandes eine linsenförmige Armierung 37, die sich nach außen hin in ein mit Gewinde versehenen Zapfen 42 fortsetzt und in einen Puß 43 eingeschraubt ist.The upper sides of the damper cushions face each other. They are held by the common ring housing 28 in connection with a ring 41 assigned to each membrane, the has a circumferential groove on the outside, which has the inwardly protruding plan 12 of the membrane and the earlier annular surface 44 reaches under the membrane. The ring housing 28 has an inwardly directed bordering 45 on the two end faces Mistake. In the same way as to Pig. 7, the reinforcements 37 have in the thickening below the clamping edge a lenticular reinforcement 37 which continues outwardly into a threaded pin 42 and is screwed into a foot 43.

Pig. 10 zeigt die Membran 10 in dem Anwendungsfall eines Ventils mit dem Ventilgehäuse, bestehend aus dem vom Medium durchflossenen Gehäuse 45 und dem Gehäuseoberteil 46, das die Betätigung mit dem Handrad 47 trägt. Die Verbindung mit dem Gehäuseoberteil erfolgt in übli her, in der Zeichnung nicht dargestellten Weise. Das Gehäuse 45 hat einen Ringteil 48 mit einer nach außen offenen Nut 49, die den nach innen vorstehenden Plansch 12 der Membran sowie deren Unterseite 44 umgreift. Der untere innere Rand 50 des Gehäuseoberteiles 46 umgreift den um ein geringes Maß nach außen über die Membran vorstehenden Planschteil 5¹. Der nach innen hineinragende Befestigungsflansch der Membran führt zunächst zu geringen Baumaßen des Gehäuses.Pig. 10 shows the membrane 10 in the application of a valve with the valve housing, consisting of the housing 45 through which the medium flows, and the upper housing part 46 which is actuated by the handwheel 47. The connection with the upper part of the housing takes place in the usual manner, not shown in the drawing. The housing 45 has an annular part 48 with an outwardly open groove 49 which engages around the inwardly protruding plan 12 of the membrane and its underside 44. The lower inner edge 50 of the upper housing part 46 engages around the flat part 5 ¹ protruding slightly outward beyond the membrane. The inwardly protruding fastening flange of the membrane initially leads to small dimensions of the housing.

- 30 909847/0148 - 30 909847/0148

MOMO

Auch leidet Gummi unter der Erscheinung des Kriechens, d. h. es verformt sich unter Druck- oder Zugbeanspruchung in Abhängigkeit von der Zeit. Bei einer Außenkammerung fallen die Zugrichtung der vom Medium beaufschlagten Membran und Kriechrichtung zusammen. Bei der dargestellten Innenkammerung dagegen nicht. Hier muß das Medium gewissermaßen erst um eine Ecke herumkriechen, was durch die erheblich größeren Reibungskräfte stark vermindert wird. Die mit dem nach innen vorstehenden Flansch erreichbare Innenkammerung hat somit große Vorteile.Also, rubber suffers from the phenomenon of creep; H. it deforms under compressive or tensile stress as a function from the time. In the case of external chambers, the direction of pull of the membrane acted upon by the medium and the direction of creep fall together. In the case of the interior chambering shown, however, this is not the case. Here the medium has to crawl around a corner, so to speak, which is greatly reduced by the considerably greater frictional forces. The one with the one protruding inwards Flange-accessible inner chambers therefore have great advantages.

Das Ventil hat in seiner Mitte die zu Fig. 8 beschriebene Verdickung linsenförmigen Querschnitts 35 mit der inneren linsenförmigen Armierung 37, wobei jedoch bemerkt wird, daß - abweichend von der Membranform in Fig. 8 - diese Verdickung in Höhe des Flansches 12 der Membran 10 vorhanden ist. Auch bei dieser Ausbildung wird die Funktionsfähigkeit der Membran nicht beeinträchtigt, da das Ringgewölbe nur einen Teilhub, nämlich den Hub nach oben, ermöglichen muß, und die Verdickung 35 mit der Armierung 37 die Verformung des Ringgewölbes nicht beeinträchtigt, da es bei dem limitierten Hub außer dessen Wirkungsbereich ist. Das Ventil 10 ist als Teilhubventil ausgebildet. Um hier eine optimale Lösung zu schaffen, ist die in Fig. 10 dargestellte Schließstellung mit der Anlage des als Verdickung ausgebildeten Verschlußstückes 35 an dem Ventilsitzring 52 die Vulkanisierstellung der Membran entsprechend der Darstellung in Fig. 1 B. Da ausgehend von dieser VulkanisierstellungThe valve has the thickening described for FIG. 8 in its center Lenticular cross-section 35 with the inner lenticular reinforcement 37, although it should be noted that - different of the diaphragm shape in Fig. 8 - this thickening at the level of the flange 12 of the diaphragm 10 is present. Even with this one Training, the functionality of the membrane is not impaired, since the ring vault only part of the stroke, namely the Upward stroke, must allow, and the thickening 35 with the reinforcement 37 does not affect the deformation of the ring vault, because with the limited stroke it is out of its range of action. The valve 10 is designed as a partial lift valve. In order to create an optimal solution here, the closed position shown in FIG. 10 is with the abutment as a thickening formed closure piece 35 on the valve seat ring 52 the vulcanizing position of the membrane as shown in FIG. 1 B. Since starting from this vulcanizing position

- 31 909847/0148 - 31 909847/0148

die Hubbewegung nach oben zwei Drittel der gesamten Bewegung ausmachen kann, und zur Freigabe des Strömungsquerschnittes eines Ventils nur ein Hub von D/4 benötigt wird, ist die Verformung der Membran von der Schließstellung, wie sie in Fig. 10 dargestellt ist, in die Offenstellung sehr gering.the upward stroke movement can make up two thirds of the total movement, and to release the flow cross-section a valve only needs a stroke of D / 4, the deformation of the diaphragm is reduced by the The closed position, as shown in FIG. 10, is very small in the open position.

Die Strömungsrichtung des Mediums im Gehäuse 45 ist in Pfeilrichtung 53 angegeben mit dem Ergebnis, daß der Druck des Mediums in allen Stellungen der Membran auf die Unterseite der Membran gerichtet ist. Zwischen der Oberseite der Membran und der Innenfläche 53 des Gehäuseoberteils 46 ist eine Flüssigkeit 54 vorhanden. Hier kann es sich um eine beliebige inerte Flüssigkeit handeln. Es kommen auch sonstige inkompressible Flüssigkeiten infrage. Das Handrad 47 ist mit einer Spindel versehen, die an ihren vorderen Enden den Verdrängerkolben 56 hat, der über die Dichtung 57, 57a im Gehäuseoberteil 46 abgedichtet ist. Weiterhin ist zwischen den Dichtungen 57, 57a ein Leckagering 58 vorhanden, über den die Flüssigkeit 54, sofern sie durch die Dichtungen 57, 57a hindurchtritt, abgezogen werden kann. Dies wird noch im einzelnen zu Fig. 12 beschrieben werden.The direction of flow of the medium in the housing 45 is indicated in the direction of arrow 53 with the result that the pressure of the medium in all positions of the diaphragm is directed towards the underside of the diaphragm. Between A liquid 54 is present on the upper side of the membrane and the inner surface 53 of the upper housing part 46. This can be any inert liquid. There are also other incompressible liquids in question. The handwheel 47 is provided with a spindle which has the displacement piston at its front ends 56, which has the seal 57, 57a in the upper part of the housing 46 is sealed. Furthermore, a leakage ring 58 is present between the seals 57, 57a, over which the liquid 54, provided it passes through the seals 57, 57a, can be drawn off. this will will be described in detail with reference to FIG.

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Sofern der Kolben 56 nach unten bewegt wird, übt dieser auf die Flüssigkeit 54 einen Druck aus, der sich auf die gesamte Oberfläche der Membran verteilt und die Membran nach unten bewegt. Da der Druck des in Pfeilrichtung 53 fließenden Mediums auf die Unterseite der Membran drückt und diese somit vom Ventilsitz 52 abhebt, ist die Membran 10 in Offenstellung, wenn der Kolben 56 angehoben ist. Durch Herunterbewegen des Kolbens 56 über das Handrad 47 und die Spindel 55 ist der Druck auf die Steuerflüssigkeit 54 größer. Sobald der Druck der Flüssigkeit 54 größer ist als der Druck des im Gehäuse 45 vorhandenen Mediums, gelangt die Membran 10 in Schließstellung. Fig. 10 zeigt somit, daß die Membran 10 beidseitig hydraulisch abgestützt ist. Um das Ventil zu betätigen, ist es nur notwendig, daß der Druck der Flüssigkeit 54 um ein geringes Maß größer ist als der Druck des Mediums oder der Flüssigkeit, die im Gehäuse 45 fließt bzw. dort vorhanden ist. Daher braucht der in die Hydraulikflüssigkeit tauchende Kolben nur wenig Volumen zu verdrängen. Entsprechend kann er verhältnismäßig klein gehalten werden. Auch sind die benötigten Betätigungskrafte durch die daraus folgende kleinere Untersetzung äußerst gering. Da zugleich die äußere Fläche des Ringgewölbes in der für die Druckbe-If the piston 56 is moved downwards, this exerts a pressure on the liquid 54 that spreads over the entire surface of the membrane and moves the membrane downwards. Since the pressure of the The medium flowing in the direction of arrow 53 presses the underside of the membrane and thus removes it from the valve seat 52 lifts off, the membrane 10 is in the open position when the piston 56 is raised. By moving down of the piston 56 via the handwheel 47 and the spindle 55, the pressure on the control fluid 54 is greater. As soon as the pressure of the liquid 54 is greater than the pressure of the medium present in the housing 45, occurs the membrane 10 in the closed position. Fig. 10 thus shows that the membrane 10 is hydraulically supported on both sides. In order to operate the valve it is only necessary that the pressure of the liquid 54 be greater by a small amount than the pressure of the medium or the liquid that flows in the housing 45 or is present there. Hence needs the piston immersed in the hydraulic fluid to displace only a small volume. Accordingly, he can be proportionate can be kept small. The actuation forces required are also due to the resulting smaller reduction extremely low. Since at the same time the outer surface of the ring vault in the

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MoMon

aufschlagung wirksamen Projektion größer ist als die innere Fläche, kann der Druck der Flüssigkeit sogar geringer sein als der des Mediums im Gehäuse 45.Throwing effective projection is larger than the inner area, the pressure of the liquid can even less than that of the medium in the housing 45.

Fig. 11 zeigt die Membran 10 entsprechend den Figuren 3 und 3 A in einem Ventilgehäuse angeordnet, das in gleicher Weise wie in Fig. 10 dargestellt, aus dem Unterteil 45 und dem Oberteil 46 besteht. Das im Ventilgehäuse vorhandene Medium strömt ebenfalls in angegebener Pfeilrichtung 53· Die Membran 10 ist in angegebener Doppelpfeilrichtung 59 von der Offenstellung in die Schließstellung schwenkbar. Fig. 11 zeigt eine Mittelstellung. In gleicher Weise, wie zu Fig. 10 beschrieben, steht die Membran beidseitig unter Druckbeaufschlagung. Sofern durch den Verdrängerkolben 56, der an seinem vorderen Ende angespitzt ist, damit er keine unmittelbare Anlage an der Oberseite der Membran hat, die von der Flüssigkeit 54 ausgeübte Kraft größer ist als die Kraft des in Pfeilrichtung 53 strömenden Mediums, dann wird das Ventil geschlossen. Auch in Schließstellung ist die Membran 10 an ihrer Unterseite hydraulisch abgestützt. Zur Betätigung der Membran ist somit lediglich ein geringer Druckunterschied zwischen dem auf der Membranoberseite wirkenden Druck und dem auf die UnterseiteFig. 11 shows the membrane 10 according to Figures 3 and 3A arranged in a valve housing, which in in the same way as shown in FIG. 10, consists of the lower part 45 and the upper part 46. That in the valve body Any medium present also flows in the indicated arrow direction 53 · The membrane 10 is indicated in the indicated Double arrow direction 59 pivotable from the open position into the closed position. Fig. 11 shows a middle position. In the same way as described for FIG. 10, the membrane is pressurized on both sides. If by the displacement piston 56, which is pointed at its front end, so that it does not have any immediate Has abutment on the upper side of the membrane, the force exerted by the liquid 54 is greater than that Force of the medium flowing in the direction of arrow 53, then the valve is closed. Is also in the closed position the membrane 10 is hydraulically supported on its underside. To actuate the membrane is therefore only a small one Pressure difference between the pressure acting on the top of the membrane and the pressure on the bottom

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wirkenden Druck notwendig. Da die gesamte Membranoberseite vom Steuerdruck beaufschlagt wird, wird nicht nur auf die Membran ein gleichmäßiger Druck ausgeübt, sondern auch zur Verstellung der Membran sind nur geringe Kräfte nötig. Sofern bei der Betätigung über die Spindel 47, 55 und den Kolben ein Druck von z. B. 5 kp ausgeübt wird, dann wird bei den gegebenen Flächenverhältnissen zwischen Kolben und Membranoberfläche auf die Membran eine Kraft von etwa 150 kp ausgeübt. Sofern der Kolben zurückgezogen wird, läßt der Druck der Steuerflüssigkeit 54 nach und wird aufgehoben, so daß der Druck des in Pfeilrichtung 53 strömenden Mediums das Ventil öffnet.effective pressure necessary. Since the entire upper side of the diaphragm is acted upon by the control pressure, not only exerted an even pressure on the diaphragm, but also to adjust the diaphragm only small forces are required. If during actuation via the spindle 47, 55 and the piston a pressure of e.g. B. 5 kp is exercised, then with the given area ratios between Piston and diaphragm surface exerted a force of about 150 kp on the diaphragm. Unless the piston is withdrawn, the pressure of the control fluid 54 decreases and is released, so that the pressure of the medium flowing in the direction of arrow 53 opens the valve.

Das Ventil öffnet auch bei Einsatz gegen Vakuum, da das vom Verdrängerkolben 56 erzeugte Vakuum in Verbindung mit der größeren Fläche auf der Oberseite der Membran 10 zu einem größeren Unterdruck führt.The valve also opens when used against a vacuum, since the vacuum generated by the displacement piston 56 is in connection with the larger area on the top of the membrane 10 leads to a greater negative pressure.

Die beiderseitige hydraulische Abstützung der Membran und der zur Betätigung der Membran lediglich notwendige Differenzdruck bzw. die Differenzkraft zwischen Membran-The two-sided hydraulic support of the membrane and that only necessary to actuate the membrane Differential pressure or the differential force between membrane

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Oberseite und Membranunterseite bewirkt, daß jede Ventilstellung der Membran und somit der gewünschte Durchflußquerschnitt einfach einzustellen ist.The top and bottom of the membrane causes each Valve position of the membrane and thus the desired flow area can be easily adjusted.

Die Membran nach Fig. 11 ist für Drücke bis 25 bar anwendbar.The membrane according to FIG. 11 can be used for pressures up to 25 bar.

Fig. 12 zeigt ein Ventil mit einem Regelkegel, das den vollen Hub von der Offenstellung in die Schließstellung ausübt. An der Unterseite der Membran ist in deren Mitte ein Regelkegel 60 mit einer Armierung 61 vorhanden. Die Membran ist in der unteren Verschlußstellung dargestellt mit einer Verformung der Membranbögen entsprechend Fig. 1 C. Da Regelkegel einen vollen Hub ausführen müssen, ist die Membran auch in die obere Stellung entsprechend Fig. 1 A verstellbar. Das Anheben der Membran erfolgt durch den Druck des in der angegebenen Pfeilrichtung 53 strömenden und zu regelnden Mediums bzw. durch den vom Verdrängerkolben erzeugten Unterdruck. Die Einspannung der Membran geschieht in der zu Fig. 10 und 11 dargestellten Weise. Zusätzlich zu den Figuren 10 und 11 wird die Steuerflüssigkeit 54 über eine Öffnung 62 eingefüllt, die nach der Darstellung in Fig. 12 mit einer Schraube 63 ver-Fig. 12 shows a valve with a regulating cone, which the full stroke from the open position to the closed position exercises. A regulating cone 60 with a reinforcement 61 is provided on the underside of the membrane in its center. the The membrane is shown in the lower closed position with a deformation of the membrane arches according to Fig. 1C. Since control cones have to perform a full stroke, the membrane is also in the upper position according to FIG. 1A adjustable. The membrane is raised by the pressure of the flowing in the indicated arrow direction 53 and the medium to be controlled or by the negative pressure generated by the displacement piston. The clamping of the membrane happens in the manner shown in FIGS. 10 and 11. In addition to Figures 10 and 11, the control fluid 54 is filled via an opening 62 which, as shown in FIG. 12, is connected with a screw 63

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schlossen ist. In den Anschluß 63 kann ein Manometer für die Druck- und Stellungsanzeige eingeschraubt sein, weil die Stellung des Regelventils abhängig ist von dem Druck des Mediums 54 unter der Voraussetzung, daß im Ventilgehäuse 45 das Medium bei gleichbleibendem Betriebsdruck strömt. So ist auch über den Anschluß eine Fernanzeige möglich.is closed. A pressure gauge can be installed in connection 63 must be screwed in for the pressure and position indicator, because the position of the control valve is dependent of the pressure of the medium 54, provided that the medium in the valve housing 45 remains constant Operating pressure flows. Remote display is also possible via the connection.

Nach Fig. 12 wird der Kolben 56 über die Kolbenstange durch einen Elektromagneten 65 bewegt in der Weise, daß der Elektromagnet den Kolben 56 herunterbewegt, wobei die Stellung des Kolbens und davon abhängig der Druck der Steuerflüssigkeit 54 den Hub der Membran bestimmt. Auch bei der Darstellung in Fig. 12 wird bei zurückgehendem Kolben 56 die Membran durch den Betriebsdruck des im Ventilgehäuse 45 strömenden Mediums bzw. den entstehenden Unterdruck geöffnet. Es sei bemerkt, daß anstelle des Elektromagneten auch eine sonstige Betätigung des Kolbens 56 erfolgen kann, es bleibt aber zu betonen, daß die beidseitig hydraulisch beaufschlagte erfindungsgemäße Membran nur geringe Verstellkräfte benötigt, obwohl die Membran nach Fig. 12 bei Betriebsdrücken bis zu 64 bar, also bei außergewöhnlich hohen, bisher durch Membranen nicht zu bewältigenden Betriebsdrücken einsetzbar ist.According to Fig. 12, the piston 56 is moved over the piston rod by an electromagnet 65 in such a way that the electromagnet moves the piston 56 down, the position of the piston and the pressure of the Control fluid 54 determines the stroke of the membrane. Also in the illustration in FIG. 12, when decreasing Piston 56 pushes the membrane through the operating pressure of the medium flowing in the valve housing 45 or the resulting medium Vacuum opened. It should be noted that instead of the electromagnet, other actuation of the piston 56 can take place, but it remains to be emphasized that the hydraulically actuated on both sides according to the invention Diaphragm requires only small adjustment forces, although the diaphragm according to Fig. 12 at operating pressures of up to 64 bar, can therefore be used at extraordinarily high operating pressures that were previously not manageable by membranes.

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Fig. 12 zeigt weiterhin, daß an den Leckagering 58 eine Absaugleitung 66 angeschlossen ist, die als Sicherheitsleitung dient. Sofern die Membran einen Schaden erleiden sollte, wird das Medium, das aus dem Gehäuse 45 in den Bereich oberhalb der Membran gelangen sollte und die Kolbendichtung 57a überwunden hat, über die Leitung 66 abgesaugt. Diese Sicherung ist bei der Anwendung der Membran in Atomkraftwerken erforderlich; sie kann auch als Vakuumschloß ausgebildet sein.Fig. 12 also shows that the leakage ring 58 a suction line 66 is connected, which serves as a safety line. If the membrane has a Should suffer damage, the medium that flows from the housing 45 into the area above the membrane should reach and the piston seal 57a has passed, sucked off via the line 66. This backup is required when using the membrane in nuclear power plants; it can also be designed as a vacuum lock be.

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Claims

1. Membrane to keep two neighboring rooms separate same or different print made of flexible material, with or without fabric inlay or overlay, their flange-like edge is clamped between two housing parts, characterized by the following characteristics;

a) the underside (11) of the membrane (10) has in all positions its movement in the area between its clamping edge (12) and the center (M) a circumferential above the clamping edge (12) concave ring vault (R),

b) the wall thickness of the ring vault (R) increases in the direction from the clamping edge (12) to the center (M) of the membrane constantly to.

2. Membrane according to claim 1, characterized in that in all positions of their movement the upper and outer ring vault surface (P) in the for the

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ORIGINAL INSPECTED

Pressurization effective projection is at least about 20 % larger than the lower or inner annular vault surface (F).

* Membrane according to claims 1 and 2 _f, characterized in that, in the three-dimensional shape of the membrane produced, the surface (F3) of the circular ring and the surface (F4) of the in the circle located in the center of the membrane are equal or approximately equal.

4. Membrane according to claim 3, characterized in that the surface (F4) of the circle in the The center of the membrane is slightly larger than the surface (F?) Of the circular ring adjoining the clamping edge (12).

5. Membrane according to claim 1, characterized in that on the upper side (13) of the membrane (10) the bow-shaped surface of the convex ring vault (R) makes up more than about 70% of the total surface there,

909847/0148 ~ ³ "909847/0148 ~ ³ "

6. Membrane according to claim 5, characterized in that on the upper side (13) of the membrane, the arcuate convex surface of the annular vault makes up more than 90% of the total surface there.

7 · Membrane according to claims 1, 5 and 6, characterized characterized in that seen in cross section, the upper side of the membrane representing the arcuate convex limiting curves (141, 14R) of the ring vault intersect in the middle (M) of the membrane (10).

8. Membrane according to claims 1 to 5 »thereby characterized in that in the area of the center of the membrane the upper arcuate convex limiting curves (14Ij, 14R) into one another in a concave arc (17) pass over.

9. Membrane according to claim 1 and one or more of claims 2 to 8, characterized net that the inner and outer limiting curves (14, 15) of the annular vault (R) have a spiral section shape to have.

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10. Membrane according to claims 1 to 9, characterized in that the entire top (13) of the membrane (1O) is designed as a work surface.

11. Membrane according to spoke 1 to 10, characterized in that on the underside (11) of the membrane (10) the limiting curves (151 », 15R) of the annular vault (R) in the the middle area of the membrane merge into a reversal curve (20) and the membrane has a convex curvature there,

12. Membrane according to claim 11, characterized shows that the contour of the convex bulge (20) in the central area of the underside of the membrane represents a segment of a circle.

13. Membrane according to claims 1 and 2, and 7 »characterized in that on the Underside (13) of the membrane in its middle area between the annular vault (R) has a cross-section

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approximately elliptical thickening (35) is present, the outer edge (36) below or in the area of the Clamping edge (12) lies and protrudes all around into part of the bulge (R).

14. Membrane according to claim 13, characterized that the thickening (35) is provided with an inner metallic reinforcement (37).

15. Membrane according to claims 13 and 14, characterized characterized in that the reinforcement (37) in the thickening (35) is lens-shaped.

16. Membrane according to claims 13 and 14, characterized characterized in that the thickening is designed as a closure piece.

17. Membrane according to claim 13, characterized in that the thickening (35) as a Yerschlußstück is arranged obliquely to the clamping edge (12) of the membrane.

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18. Membrane according to claim 1 and one or more of the Claims 2 to 17, characterized in that the flange-like clamping edge (12) is drawn inwards.

19. Membrane according to claim 18, characterized that the flange-like clamping edge (12) also protrudes to the outside by a small amount.

20. Membrane according to claim 1 and one or more of claims 2 to 19, characterized net that the outer and inner limiting curves (H, 15) of the annular vault (R) the flange (12) of the clamping edge meet in arc shape.

21. Membrane according to claims 18 and 19, characterized in that the flange-like The clamping edge (12) is provided with an embedded reinforcement ring (21).

22. Membrane according to claim 1 and one or more of claims 2 to 21, characterized in that

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draw.net that two with their concave undersides (11) opposing diaphragms (10) on their planes (12) from a common housing ring (28) are held and the housing ring (28) forms a pressure space with the two membranes (10) (Pig. 8).

23. Membrane according to claim 1 and one or more of claims 2 to 22, characterized that the metallic reinforcement (37) in the thickening (35) of the middle (M) of the underside (13) the membrane (10) with an outwardly protruding pin (38, 42) is provided.

24. Membrane according to claim 19, which is clamped between two housing parts, characterized in that that the pin (38) is designed as a plunger and is mounted in the one housing part (22) and from this protrudes and the two housing parts (21, 22) on both sides of the membrane form pressure spaces (39, 40) (Pig. 6).

25. Membrane with housing according to claim 23, characterized in that the pin (42) with is provided with a thread, and in a common

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housing (28) with their tops (13) opposite one another two membranes (10) are arranged, the two upper sides (13) of the membranes (10) in connection with the Housing (28) form a pressure chamber and the outwardly projecting, threaded pins (42) in associated Fastening elements (43) are screwed in.

26. Membrane according to claim 1 and one or more of claims 2 to 25, which is used as a valve between one of the The housing part through which the medium flows and an upper housing part accommodating the valve actuation is clamped, characterized in that between the top (13) of the membrane (10) and the Inside surface (53) of the housing part (46) there is a space filled with a pressure medium (54).

27. Shut-off valve according to claim 26, characterized in that in the space between The upper side of the membrane (13) and the inner surface (53) of the upper part of the housing (46) an axially displaceable piston (56) protrudes.

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28. Shut-off valve according to claim 27, characterized in that the piston (56) at his front, to the membrane (10) directed free end is pointed.

29. Stop valve according to claims 27 and 28, d a d u r c "h characterized in that the piston (56) is actuated by a spindle (47, 55).

30. Stop valve according to claims 27 and 28, characterized characterized in that the piston (56) is actuated by an electromagnet (65).

31. Shut-off valve according to claims 26 to 30, characterized characterized in that the space filled with the pressure medium (54) between the membrane upper side (13) and the inner surface (53) of the upper housing part (46) is provided with a pressure gauge connection (62) for a pressure and position indicator is.

32. Shut-off valve according to claims 22 to 26, characterized in that the sliding guide of the Piston (56) is connected to a suction line (66).

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