DE3320574C2

DE3320574C2 -

Info

Publication number: DE3320574C2
Application number: DE19833320574
Authority: DE
Inventors: Karl 6050 Offenbach De Gruner
Original assignee: Samson AG
Current assignee: Samson AG
Priority date: 1983-06-07
Filing date: 1983-06-07
Publication date: 1993-01-14
Also published as: DE3320574A1; JPH0522082B2; JPS59226704A

Description

Die Erfindung betrifft einen Membranstellmotor für Ventile oder dergleichen nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.The invention relates to a diaphragm actuator for valves or the like according to the preamble of claim 1.

Aus der DE-AS 19 11 002 ist ein Membranstellmotor dieser Art bekannt, bei dem die Verbindungsschrauben für die Ringflansche der Gehäuseschalen infolge der gleichmäßigen Dicke des Außen randes der Rollmembran und des übrigen Teils derselben außeror dentlich stark angezogen werden müssen, um dadurch ein Wandern des Außenrandes der Rollmembran unter dem Einfluß des in das Membrangehäuse eingeleiteten Druckmittels zu verhindern. Damit unter dem Einfluß der diesbezüglichen Schraubenkräfte die Ge häusehälften im Bereich zwischen den Verbindungsschrauben nicht verbogen werden können, müssen die Ringflansche unver hältnismäßig dick ausgebildet werden. Die Montage und Demontage des Membrangehäuses sind wegen des notwendigen starken An ziehens der Verbindungsschrauben für die Ringflansche schwierig und zeitraubend. Außerdem besteht die Gefahr, daß sich bei einem versehentlichen Anschließen der Druckmittelzuleitung auf der falschen Seite des Membrangehäuses die Rollmembran in die verkehrte Richtung stülpt, wobei sie vom Federteller abgezogen werden kann.From DE-AS 19 11 002 is a membrane actuator of this type known, in which the connecting screws for the ring flanges of the housing shells due to the uniform thickness of the outside edge of the rolling membrane and the rest of the same must be strongly tightened in order to make hiking the outer edge of the rolling membrane under the influence of the Prevent diaphragm casing introduced pressure medium. In order to under the influence of the related screw forces the Ge halves in the area between the connecting screws cannot be bent, the ring flanges must not be formed relatively thick. Assembly and disassembly of the diaphragm housing are strong because of the necessary pulling the connecting screws for the ring flanges difficult and time consuming. There is also a risk that an accidental connection of the pressure medium supply line the wrong side of the membrane housing reverse direction, pulling it away from the spring plate can be.

Aus der US-PS 33 46 014 ist es bereits bekannt, im Einspannbe reich einer Membran eine Verdickung vorzusehen, jedoch wird auch dabei keine Sicherung gegen ein unerwünschtes Umstülpen und damit verbundenes Abziehen der Rollmembran angesprochen.From US-PS 33 46 014 it is already known in the Einspannbe to provide a membrane thickening is rich, however there is also no safeguard against undesired turning inside out and the associated pulling off of the rolling membrane.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Membranstellmotor nach der DE-AS 19 11 002 dahingehend weiterzubilden, daß auch ohne sonderlich starkes Anziehen der Ringflansche der Gehäuseschalen eine zuverlässige, dichte Verbindung zwischen den Ringflanschen und damit den beiden Gehäusehälften erzeugt und außerdem die Gefahr eines Umstülpens der Rollmembran in die verkehrte Richtung unter Abziehen vom Federteller bei versehentlichem falschen Abschluß der Druckmittelzuleitung verhindert werden kann.The invention is based, the membrane actuator to further develop according to DE-AS 19 11 002 that also without particularly tightening the ring flanges Housing shells a reliable, tight connection between the ring flanges and thus the two housing halves and also the risk of the roll membrane becoming inverted reverse direction by subtracting from the spring plate Accidental incorrect termination of the pressure medium supply can be prevented.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im Kennzeichen des Patentanspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Die Unteran sprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.According to the invention this object is achieved by the in the characteristic of Features mentioned claim 1 solved. The Unteran sayings relate to advantageous developments of the invention.

Der Erfindung liegt die überraschende Erkenntnis zugrunde, daß es gelingt, die gestellte Aufgabe dadurch zu lösen, daß einmal an der Stelle des Übergangs der Rollzone der Rollmembran zu ihrem zwischen den Ringflanschen der Gehäuseschalen eingeklemmten Außenrand in der beanspruchten Weise ein Dichtungswulst vorgesehen ist, der zweckmäßig von einer entsprechenden Verdickung der Wandung der Membran gebildet werden kann, welcher aus einem elastomeren Material, wie z. B. Gummi besteht, und zum anderen die Rollmembran an ihren Innenrand, d. h. in ihrem zylindrischen Einspannbereich mit dem Federteller, eine ringförmige Verdickung erhält, welche in eine entsprechende Nut in der Außenseite des zylindrischen Randes des Federtellers eingreifen kann. Durch das Eingreifen der ringförmigen Verdickung in die Nut wird eine in beiden Bewegungsrichtungen der Rollmembran in axialer Richtung wirksame form- und kraftschlüssige Abstützung der Rollmembran an dem Federteller erreicht, die zuverlässig ein unerwünschtes Umstülpen der Rollmembran bei versehentlich "falschem" Anschluß der Druckmittelzuleitung verhindert.The invention is based on the surprising finding that it succeeds in solving the problem in that once at the point of transition of the roll zone of the roll membrane yours between the ring flanges of the housing shells pinched outer edge in the claimed manner Sealing bead is provided, which is useful from a corresponding thickening of the wall of the membrane is formed can be made of an elastomeric material such. B. There is rubber, and secondly the rolling membrane on theirs Inner edge, d. H. in its cylindrical clamping area with the Spring plate, receives an annular thickening, which in a corresponding groove in the outside of the cylindrical edge of the spring plate can intervene. By the intervention of the annular thickening in the groove becomes one in both Movement directions of the rolling membrane in the axial direction effective positive and non-positive support of the rolling membrane reached on the spring plate, which is reliably an undesirable Inverting the roll membrane in the event of an accidentally "wrong" Connection of the pressure medium supply prevented.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungs beispieles näher veranschaulicht. Es zeigenIn the drawing, the invention is based on an embodiment example illustrated in more detail. Show it

Fig. 1 im vertikalen Längsschnitt einen Membran stellmotor für ein Ventil mit umkehrbarer Druckmittelbetätigung, Fig. 1 in a vertical longitudinal sectional view of a membrane servo motor for a valve with a reversible pressure fluid actuator,

Fig. 2 im größeren Maßstab einen abgebrochenen Schnitt durch die Rollmembran und den Feder teller, Fig. 2 on a larger scale a broken section through the rolling diaphragm and the spring plate,

Fig. 3 die Rollmembran nach Fig. 2 für sich heraus gezeichnet, Fig. 3 marked the rolling diaphragm in FIG. 2 for out,

Fig. 4 eine Variante der Rollmembran nach Fig. 2 und 3, und Fig. 4 shows a variant of the rolling diaphragm according to Fig. 2 and 3, and

Fig. 5 einen Teilschnitt durch den Federteller. Fig. 5 shows a partial section through the spring plate.

Der als Ausführungsbeispiel gewählte Membranstellmotor mit um kehrbarer Druckmittelsteuerung hat eine Arbeitsmembran, die aus einem etwa topfförmigen Federteller 1 und einer Rollmembran 2 besteht, welche am zylindrischen Tellerrand 6 des Federtellers 1 mittels eines Spannbandes 3 befestigt ist. Der Federteller 1 nimmt teilweise die Rückstellfedern 4 auf, welche im Aus führungsbeispiel um die Achse einer zentralen Betätigungsstange 5 herum angeordnet sind. Die Lage der Rückstellfedern 4 kann mittels Zentriervorsprüngen 8 des Federtellers 1 gesichert werden.The diaphragm actuator selected as an exemplary embodiment with reversible pressure medium control has a working diaphragm which consists of an approximately cup-shaped spring plate 1 and a rolling diaphragm 2 which is fastened to the cylindrical plate edge 6 of the spring plate 1 by means of a tensioning band 3 . The spring plate 1 partially receives the return springs 4 , which are arranged in the exemplary embodiment from around the axis of a central actuating rod 5 . The position of the return springs 4 can be secured by means of centering projections 8 of the spring plate 1 .

Die aus dem Federteller 1 und der Rollmembran 2 bestehende Ar beitsmembran und die Rückstellfedern 4 sind wendbar oder um kehrbar in dem Membrangehäuse untergebracht, welches aus einer oberen Gehäuseschale 9 und einer unteren Gehäuseschale 10 zu sammengesetzt ist.The existing from the spring plate 1 and the rolling membrane 2 Ar beitsmembran and the return springs 4 are reversible or reversible housed in the membrane housing, which is composed of an upper housing shell 9 and a lower housing shell 10 to.

Die Verbindung der Gehäuseschalen erfolgt an den Ringflanschen 14 und 15 derselben mittels Schrauben 16. Zwischen den Ring flanschen 14 und 15 ist der äußere Rand 11 der Rollmembran 2 in jeder gewendeten Lage der Arbeitsmembran festklemmbar. Der zylindrische Tellerrand 6 dient zugleich als Hubanschlag für die Bewegungen des Federtellers 1.The housing shells are connected to the ring flanges 14 and 15 by means of screws 16 . Between the ring flanges 14 and 15 , the outer edge 11 of the rolling membrane 2 can be clamped in any turned position of the working membrane. The cylindrical plate edge 6 also serves as a stroke stop for the movements of the spring plate 1 .

Das in die Gehäuseschalen 9, 10 ragende Ende der Betätigungs stange 5 ist mit einem Gewinde versehen. Dadurch kann die mit einer entsprechenden Bohrung versehene Mittelzone des Feder tellers 1 in jeder Wendelage der Arbeitsmembran mittels Muttern 7 auf der Betätigungsstange 5 befestigt werden.The protruding into the housing shells 9, 10 end of the actuating rod 5 is provided with a thread. As a result, the central zone of the spring plate 1 provided with a corresponding bore can be fastened in each turning position of the working diaphragm by means of nuts 7 on the actuating rod 5 .

Die Betätigungsstange 5 ist auf der den zu steuernden Organ, z. B. dem Ventilkegel eines Ventils, benachbarten Seite des Mem brangehäuses durch ein in den Boden der Gehäuseschale 9 einge setzte Durchführungsbuchse 17 unter Einfügung von Dichtungs ringen 18 aus dem Membrangehäuse nach außen geführt. Dort kann die Betätigungsstange 5 durch angedeutete Verbindungsmittel 13 z. B. an die Ventilstange eines Regelventils oder dergleichen angeschlossen werden. Mit Hilfe der Verbindungsmittel 13 kann gleichzeitig auch eine Vorspannung der Rückstellfedern 4 vorge nommen werden, so daß eine besondere, die Bauhöhe vergrößernde Federvorspanneinrichtung nicht benötigt wird.The actuating rod 5 is on the organ to be controlled, for. B. the valve cone of a valve, adjacent side of the membrane housing through a bushing 17 inserted into the bottom of the housing shell 9 with the insertion of sealing rings 18 led out of the membrane housing to the outside. There, the actuating rod 5 by indicated connecting means 13 z. B. connected to the valve rod of a control valve or the like. With the help of the connecting means 13 , a bias of the return springs 4 can be pre-made at the same time, so that a special, the height increasing spring biasing device is not required.

Die obere Gehäuseschale 9 ist mit einem Druckmitteleinlaß stutzen 19 und die untere Gehäuseschale 10 mit einem Druck mitteleinlaßstutzen 20 versehen. Je nach der gewünschten Wirkungsrichtung wird der eine oder der andere Druckmittelein laßstutzen 19 bzw. 20 mit einer Druckmittelleitung oder Impuls leitung verbunden, während der jeweils andere Druckmittelein laßstutzen als Atmungsöffnung dienen kann. In einem Fall wird der Steuerimpuls durch den Druckmitteleinlaßstutzen 19 auf die aus dem Federteller 9 und die Rollmembran 2 bestehende Arbeits membran gegeben, um z. B. das zu betätigende Ventil entgegen der Wirkung der Rückstellfedern 4 zu schließen. Nach Wendung der Arbeitsmembran um 180° und entsprechender Umsetzung der Rückstellfedern 4 erfolgt die Zuführung der Steuerimpulse durch den Durckmitteleinlaßstutzen 20. Bei steigendem Impuls druck wird dann das Ventil entgegen der Wirkung der Rückstell federn 4 geöffnet.The upper housing shell 9 is provided with a pressure medium inlet port 19 and the lower housing shell 10 with a pressure medium inlet port 20 . Depending on the desired direction of action, one or the other Druckmittelein lassstutzen 19 or 20 is connected to a pressure medium line or pulse line, while the other Druckmittelein laßstutzen can serve as a breathing opening. In one case, the control pulse is given by the pressure medium inlet connector 19 on the existing of the spring plate 9 and the rolling membrane 2 working membrane to z. B. to close the valve to be operated against the action of the return springs 4 . After the working diaphragm has been turned through 180 ° and the return springs 4 have been correspondingly implemented, the control pulses are supplied through the pressure medium inlet connector 20 . With increasing pulse pressure, the valve is then opened against the action of the return springs 4 .

Die Rollmembran 2 weist am Übergang ihrer Rollzone 21 zu ihrem zwischen den Ringflanschen 14, 15 der Gehäuseschalen 9, 10 einklemmbaren Rand 11 einen dem Innendruck im druckmittelbeauf schlagten Gehäuseinnenraum ausgesetzten Dichtungswulst 22 auf, der von einer Verdickung der Membranwand bzw. des elastomeren Membranmaterials gebildet ist. Es ist dabei vorteilhaft, daß der vorspringende Dichtungswulst 22 eine der inneren Flansch krümmung 23 angepaßte Abrundung 24 hat. Der Dichtungswulst 22 wird auf diese Weise von dem in den Gehäuseraum eingelassenen Druckmittel stark gegen den abgerundeten Teil des Ringflansches 15 gepreßt, während der gegenüberliegende Teil des Ring flansches 14 gedrückt wird. Auf diese Weise entsteht beim Be trieb des Membranstellmotors durch die Wirkung des Druckmittels automatisch eine vollkommene Abdichtung der Gehäuseschalen 9, 10 gegeneinander, und es genügt durchaus, die Ringflanschen 14, 15 mittels der Schrauben 16 ohne große Kraft zusammenzuhalten.At the transition from its rolling zone 21 to its edge 11 which can be clamped between the ring flanges 14 , 15 of the housing shells 9 , 10, the rolling membrane 2 has a sealing bead 22 which is exposed to the internal pressure in the pressure medium-loaded housing interior and is formed by a thickening of the membrane wall or the elastomeric membrane material . It is advantageous that the projecting sealing bead 22 has a curve 23 adapted to the inner flange curvature 24 . The sealing bead 22 is in this way strongly pressed by the pressure medium let into the housing space against the rounded part of the ring flange 15 , while the opposite part of the ring flange 14 is pressed. In this way, when the diaphragm actuator is operated, the action of the pressure medium automatically seals the housing shells 9 , 10 against one another, and it is sufficient to hold the ring flanges 14 , 15 together by means of the screws 16 without great force.

Vorzugsweise wird eine Rollmembran aus elastomerem Material mit einer Textileinlage 25 aus Textilmaterial oder dergleichen kom biniert. Die Textileinlage 25 befindet sich im allgemeinen auf der druckabgewandten Seite der Rollmembran 2. Der Dichtungs wulst 22 springt dann auf der gegenüberliegenden Seite der Rollmembran vor, wie z. B. aus Fig. 2 gut ersichtlich ist.Preferably, a rolling membrane made of elastomeric material is combined with a textile insert 25 made of textile material or the like. The textile insert 25 is generally located on the side of the roller membrane 2 facing away from the pressure. The sealing bead 22 then protrudes on the opposite side of the rolling membrane, such as. B. from Fig. 2 is clearly visible.

Der äußere Abschnitt 25′ der Textileinlage 25 wird erfindungsgemäß mit Vorteil so angeordnet, daß der in der Querschnittsmitte der Membranwand verläuft, wie in Fig. 4 angedeutet ist.The outer portion 25 'of the textile insert 25 is advantageously arranged according to the invention so that it runs in the cross-sectional center of the membrane wall, as indicated in Fig. 4.

Der zylindrische Tellerrand 6 des Federtellers 1 ist an seiner Außenseite mit einer Nut 26 versehen, in die ein innerer Ring vorsprung 27 des Innenrandes 12 der Rollmembran 2 eingreifen kann. Wenn die Herstellungstoleranzen der Nut 26 und des Ring vorsprunges 27 ziemlich groß sind, ist es erfindungsgemäß vor teilhaft, zusätzlich noch an dem Innenrand 12 der Rollenmembran 2 eine innere, ringförmige Dichtleiste 28 vorzusehen, die sich gegen die Außenseite des Tellerrandes 6 legen kann. Dadurch wird eine noch bessere Dichtung gewährleistet.The cylindrical plate edge 6 of the spring plate 1 is provided on its outside with a groove 26 into which an inner ring projection 27 of the inner edge 12 of the rolling membrane 2 can engage. If the manufacturing tolerances of the groove 26 and the ring projection 27 are quite large, it is advantageous according to the invention to additionally provide an inner, annular sealing strip 28 on the inner edge 12 of the roller membrane 2 , which can lie against the outside of the plate edge 6 . This ensures an even better seal.

Um die Lage des Spannbandes 3 gegen eine axiale Verschiebung zu sichern, ist es erfindungsgemäß zwischen zwei äußeren, ring förmigen Vorsprüngen 29 und 30 des Innenrandes 12 der Rollmem bran 2 geführt. Das Spannband 3 selbst kann, wie in Fig. 1 angedeutet ist, mit Hilfe einer Spannschraube 31 angezogen werden.In order to secure the position of the strap 3 against axial displacement, it is inventively between two outer, ring-shaped projections 29 and 30 of the inner edge 12 of the Rollmem bran 2 out. The tensioning strap 3 itself, as indicated in FIG. 1, can be tightened with the aid of a tensioning screw 31 .

Claims

1. Membrane actuator for valves or the like with a pressurizable from a pressure medium such as compressed air, with its outer edge between the ring flanges of shell-shaped housing halves of a membrane housing clampable and with its inner edge on the cylindrical plate edge of one under the action of at least one return spring, connected to a valve actuating rod Spring plate fixed roller diaphragm, in particular for valves with reversible pressure medium actuation, in which the roller diaphragm with its spring plate can be turned through 180 ° in a membrane housing provided with two pressure medium inlet ports that can optionally be connected to a pressure medium line, characterized in that the roller membrane ( 2 ) at the transition of its rolling zone ( 21 ) to its outer edge ( 11 ) which can be clamped between the ring flanges ( 14 , 15 ) of the housing shells ( 9 , 10 ) and which is exposed to the internal pressure in the pressure medium-loaded housing space, by a Verd ickung the membrane wall formed sealing bead ( 22 ); and that the cylindrical plate edge ( 6 ) of the spring plate ( 1 ) is provided on its outside with a groove ( 26 ) which serves to receive an inner annular projection ( 27 ) of the inner edge ( 12 ) of the rolling membrane ( 2 ).

2. Membrane actuator according to claim 1, characterized in that the projecting sealing bead ( 22 ) has a rounding ( 24 ) adapted to the inner flange curvature ( 23 ).

3. Membrane actuator according to claim 1 or 2, the rolling membrane is provided with an insert made of textile material or the like, characterized in that the sealing bead ( 22 ) on the side facing away from the pressure, the textile insert ( 25 , 25 ') containing the rolling membrane ( 2nd ) protrudes on the opposite side of the roll membrane.

4. Membrane actuator according to claim 3, characterized in that the textile insert ( 25 ') in the clampable outer edge ( 11 ) of the rolling membrane ( 2 ) in the cross-sectional center of the membrane wall ( Fig. 4).

5. Membrane actuator according to one of the preceding and workman surface, characterized in that the inner edge ( 12 ) of the rolling diaphragm ( 2 ) is provided with an additional inner, annular sealing strip ( 28 ), which is against the outside of the plate edge ( 6 ) of the spring plate ( 1 ) sets.

6. Membrane actuator according to one of the preceding claims, with a clamping band that holds the inner edge of the rolling membrane on the cylindrical plate edge of the spring plate, characterized in that the clamping band ( 3 ) between two outer, annular projections ( 29 , 30 ) of the inner edge ( 12 ) the rolling membrane ( 2 ) is guided.