DE4432652A1 - Diaphragm drive with two=dish housing - Google Patents
Diaphragm drive with two=dish housingInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft einen Membranantrieb mitThe invention relates to a diaphragm drive
- a) einem Gehäuse, welches zwei gewölbte Membranschalen umfaßt, die jeweils einen flachen, sich radial erstrecken den Randbereich aufweisen;a) a housing, which has two curved membrane shells comprises, each extending a flat, radially have the edge area;
- b) einer Membran, die an ihrem radial äußeren Rand zwischen den sich radial erstreckenden Randbereichen der Membran schalen verklemmt und im radial inneren Bereich an einem Membranteller befestigt ist;b) a membrane which at its radially outer edge between the radially extending edge areas of the membrane shell jammed and in the radially inner area a membrane plate is attached;
- c) einer zumindest einseitig aus dem Gehäuse herausgeführ ten, axial verlaufenden Antriebsspindel, die bewegungs schlüssig mit dem Membranteller verbunden ist.c) one led out of the housing at least on one side th, axially running drive spindle, the moving is connected to the diaphragm plate.
Bei bekannten Membranantrieben der eingangs genannten Art sind die Membranschalen speziell angefertigte Teile, für die jeweils gesonderte Tiefzieh-, Präge- bzw. Druck werkzeuge notwendig sind. Diese sind sehr aufwendig und schlagen sich daher in den Kosten der Membranantriebe deutlich nieder. Bei größeren Membranantrieben ist zudem die große Blechdicke, die insbesondere für Membranschalen mit am Umfang angeordneter Ringnut erforderlich ist, techno logisch nicht mehr beherrschbar.In known membrane drives of the aforementioned Are the membrane shells specially made parts, for the separate deep-drawing, embossing or printing tools are necessary. These are very complex and are therefore reflected in the cost of the membrane drives significantly lower. With larger diaphragm drives is also the large sheet thickness, especially for membrane shells with circumferential groove is required, techno logically no longer manageable.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Membran antrieb der eingangs genannten Art zu schaffen, der einfach und preiswert herzustellen ist.The object of the present invention is a membrane to create the drive of the type mentioned that simple and is inexpensive to manufacture.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daßThis object is achieved in that
- d) die Membranschalen modifizierte Klöpperböden sind, wobei die Bordränder der Klöpperböden radial nach außen zu einer flachen Krempe umgebördelt sind, welche den sich radial erstreckenden Randbereich der zugehörigen Membran schale bilden.d) the membrane shells are modified dished ends, whereby the rims of the bobbin lace radially outwards a flat brim are flanged, which the radially extending edge region of the associated membrane form shell.
Erfindungsgemäß werden also modifizierte "Klöpperböden" als Membranschalen eingesetzt. Klöpperböden sind genormte Teile (DIN 28011), die insbesondere in der chemischen Verfahrenstechnik, bei Druckbehältern, Dampfkesseln etc. als Böden eingesetzt werden. Sie werden mit einem gewölbten Teil als dem eigentlichen Boden hergestellt, an den sich ein zylindrisches Teil, "Bord" genannt, anschließt. Bei der normalen Verwendung der Klöpperböden wird am Bordrand eine zylindrische Behälterwand angeschweißt, so daß sich auf diese Weise ein Druckbehälter, Dampfkessel oder dergleichen bildet. Mit der vorliegenden Erfindung wird die Eignung derartiger Klöpperböden als Membranschalen erkannt, wenn diese in folgender Weise modifiziert werden: Der in der Normfertigung rein zylindrische Bordbereich der Klöpperböden wird flach nach außen umgebördelt, so daß die hierdurch entstehenden Krempen als flache Randbereiche von Membran schalen dienen können. Klöpperböden eignen sich aufgrund ihrer Geometrie besonders gut zur Druckaufnahme und können dünnwandiger als andere Druckgefäße ausgebildet werden. Bei ihnen sind Wölbungsradius und Durchmesser des zylindrischen Bords so aufeinander abgestimmt, daß in beiden Bereichen die Zugspannung bei Druckbelastung gleich ist. Sie können in den unterschiedlichsten Ausführungsformen aus der Groß fertigung bezogen werden; die erfindungsgemäß erforderliche Modifikation kann mit sehr preiswerten Werkzeugen problemlos durchgeführt werden.According to the invention, modified "bobbin bottoms" used as membrane shells. Bobbin flooring is standardized Parts (DIN 28011), particularly in the chemical Process engineering, for pressure vessels, steam boilers etc. be used as floors. They are arched Part made as the actual floor to which it is attached a cylindrical part, called "board", connects. In the Normal use of the bobbin case bottom is a welded cylindrical container wall, so that on this way a pressure vessel, steam boiler or the like forms. With the present invention, suitability such bobbin bottoms recognized as membrane shells if these are modified in the following way: The in the Standard production of purely cylindrical on-board area of the bobbin lace is flanged flat outwards, so that this resulting brims as flat edge areas of membrane bowls can serve. Patterned floors are suitable because of their geometry is particularly good for pressure absorption and can be formed with thinner walls than other pressure vessels. At they are radius of curvature and diameter of the cylindrical Bords so coordinated that in both areas the tensile stress is the same under pressure. You can in a wide variety of designs from the bulk manufacturing related; the required according to the invention Modification can be done easily with very inexpensive tools be performed.
Wenn, wie in Anspruch 2 beschrieben, die Membran an ihrem radial äußeren Rand mit einem Haltewulst ausgebildet ist, der an den radial nach außen zeigenden Stirnflächen der Krempen anliegt, ist die Membran zuverlässig gegen Zugbe anspruchung gehaltert.If, as described in claim 2, the membrane on their radially outer edge is formed with a retaining bead, of the radially outward facing end faces of the Brim is applied, the membrane is reliable against Zugbe claim held.
Die Abdichtung der Membran gegen die aus Klöpperböden gefertigten Membranschalen geschieht vorteilhafterweise, wie in Anspruch 3 angegeben, so, daß die Membran in radia lem Abstand von ihrem radial äußersten Rand mit einem ringförmigen Dichtwulst ausgebildet ist, der von dem in dem Gehäuse herrschenden Druck radial nach außen in den von den Krempen der Membranschale gebildeten Spalt gedrückt wird. Bei dieser Art der Abdichtung ist in den relativ dünnwandigen Krempen keine zusätzliche Nut erforderlich. Bei steigendem Druck innerhalb des Gehäuses steigt auch der Anpreßdruck des Dichtwulstes an, so daß also die Dich tung bei allen Innendrucken zuverlässig gewährleistet ist.The sealing of the membrane against that of bobbin lace manufactured membrane shells advantageously happens as indicated in claim 3 so that the membrane in radia distance from its radially outermost edge with a annular sealing bead is formed by the in pressure prevailing radially outward into the housing gap formed by the brims of the membrane shell becomes. This type of sealing is relative in the thin-walled brims no additional groove required. With increasing pressure inside the housing also increases the contact pressure of the sealing bead, so that you reliably guaranteed with all internal pressures is.
Die in Anspruch 5 beschriebene Ausgestaltung des Dicht wulstes mit linsenförmigem Querschnitt kommt der Geometrie im Bereich der umgebördelten Ränder der Klöpperböden be sonders entgegen.The configuration of the seal described in claim 5 bulges with lenticular cross section comes from geometry be in the area of the flanged edges of the lace especially contrary.
In Anspruch 5 ist eine Ausführungsform der Erfindung be schrieben, bei welcher die Krempen mit dem zwischen ihnen liegenden radial äußeren Bereich der Membran durch zwei aneinander befestigte Spannringe verspannt ist.In claim 5 is an embodiment of the invention wrote, in which the brim with the one between them lying radially outer area of the membrane by two attached clamping rings is clamped.
Dabei können entsprechend Anspruch 6 die Spannringe jeweils eine Ausnehmung aufweisen, in der die Krempen der Membran schalen und der zwischen ihnen liegende äußere Bereich der Membran untergebracht sind.According to claim 6, the clamping rings can each have a recess in which the brim of the membrane shell and the outer area between them the membrane are housed.
Zweckmäßig hierbei ist wiederum die Ausgestaltung nach Anspruch 7, bei welcher die Ausnehmungen der Spannringe an ihrem radial innenliegenden Rand eine Abrundung auf weisen, deren Radius dem Biegeradius entspricht, mit dem die Krempen aus dem zylindrisch verlaufenden Bord der Klöpperböden, aus denen die Membranschalen gebildet sind, herausgebogen sind.The configuration according to is again expedient here Claim 7, in which the recesses of the clamping rings a rounding on its radially inner edge point, the radius of which corresponds to the bending radius, with the the brims from the cylindrical board of the Bobbin bottoms from which the membrane shells are formed are bent out.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert; es zeigenAn embodiment of the invention is as follows explained in more detail with reference to the drawing; show it
Fig. 1 einen Axialschnitt durch einen Membranantrieb; FIG. 1 is an axial section through a diaphragm actuator;
Fig. 2 einen vergrößerten Teilschnitt durch den Umfangs bereich der beiden Membranschalen sowie der zwischen diesen eingeklemmten Membran. Fig. 2 is an enlarged partial section through the circumferential area of the two membrane shells and the membrane clamped between them.
In Fig. 1 ist ein Axialschnitt durch einen Membranantrieb dargestellt, der weitgehend konventionelle Bauweise auf weist. Er umfaßt ein Gehäuse, welches insgesamt mit dem Bezugszeichen 1 gekennzeichnet ist. Das Gehäuse 1 setzt sich zusammen aus zwei Membranschalen 2, 3, einem unteren, in eine mittige Öffnung 4 der unteren Membranschale 3 eingesetzten Deckel 5 und einem in einer mittigen Öffnung 6 der oberen Membranschale 2 befestigten zylindrischen Ansatz 7, der von einem oberen Deckel 8 nach oben abgeschlossen wird.In Fig. 1 an axial section through a diaphragm drive is shown, which has largely conventional design. It comprises a housing which is identified overall by the reference number 1 . The housing 1 is composed of two membrane shells 2 , 3 , a lower cover 5 inserted into a central opening 4 of the lower membrane shell 3 and a cylindrical extension 7 fastened in a central opening 6 of the upper membrane shell 2 , which is supported by an upper cover 8 is completed upwards.
Das Gehäuse 1 wird von oben bis unten von einer einstückigen Antriebsspindel 9 durchsetzt, die durch den oberen Deckel 8 und den unteren Deckel 5 abgedichtet ausgeführt ist. Der über den oberen Deckel 8 herausragende Bereich der Antriebs spindel 9 ist in an und für sich bekannter Weise unterhalb einer Kappe 10 angeordnet, die am oberen Deckel 8 festge schraubt ist. The housing 1 is penetrated from top to bottom by a one-piece drive spindle 9 , which is designed to be sealed by the upper cover 8 and the lower cover 5 . The area of the drive spindle 9 projecting above the upper cover 8 is arranged in a manner known per se below a cap 10 which is screwed to the upper cover 8 .
Die Antriebsspindel 9 steht in einer hier nicht näher interessierenden Weise in Mitnahmeverbindung mit einem Membranteller 11, derart, daß eine axiale Bewegung des Membrantellers 11 von einer entsprechenden Axialbewegung der Antriebsspindel 9 begleitet wird.The drive spindle 9 is in driving connection with a diaphragm plate 11 in a manner not of interest here, such that an axial movement of the diaphragm plate 11 is accompanied by a corresponding axial movement of the drive spindle 9 .
Zwischen dem Membranteller 11 und einer Tellerscheibe 12, die gemeinsam mit Membranteller 11 und Antriebsspin del 9 axial bewegbar ist, ist der Innenrand einer kreis ringförmigen Membran 13 verspannt. Details dieser Verspan nung sind vorliegend ebenfalls nicht von Interesse.Between the diaphragm plate 11 and a plate disk 12 , which is axially movable together with diaphragm plate 11 and drive pin 9 , the inner edge of an annular membrane 13 is clamped. Details of this tension are not of interest here either.
Der Außenrand der Membran 13 ist in einer weiter unten genauer beschriebenen Weise zwischen den Rändern der Mem branschalen 2 dicht eingeklemmt, derart, daß die Membran 13 gemeinsam mit dem Membranteller 13 und dem Federteller 12 den Raum innerhalb des Gehäuses 1 in zwei gegeneinander druckdicht getrennte Kammern 14, 15 unterteilt.The outer edge of the membrane 13 is tightly clamped in a manner described in more detail below between the edges of the membrane shell 2 , such that the membrane 13 together with the membrane plate 13 and the spring plate 12, the space within the housing 1 in two mutually pressure-tight separate chambers 14 , 15 divided.
In der oberhalb der Membran 13 liegenden Kammer 14 ist eine Rückstell-Federeinrichtung 16 angeordnet, die beim darge stellten Beispiel aus zwei koaxial zueinander verlaufenden Druckfedern 16a und 16b zusammengesetzt ist. Die Druckfedern 16a und 16b sind zwischen der oberen Fläche des Membrantel lers 11 und der nach innen zeigenden Fläche des oberen Deckels 8 verspannt.In the chamber 14 located above the membrane 13 , a return spring device 16 is arranged, which in the example shown is composed of two coaxial compression springs 16 a and 16 b. The compression springs 16 a and 16 b are braced between the upper surface of the membrane lers 11 and the inwardly facing surface of the upper cover 8 .
Soweit oben beschrieben, stimmt der Aufbau des in Fig. 1 dargestellten Membranantriebes im wesentlichen mit dem bisher Bekannten überein. Die Besonderheiten dieses Membran antriebes liegen in folgendem:As far as described above, the structure of the diaphragm drive shown in Fig. 1 essentially corresponds to what is known so far. The special features of this diaphragm drive are as follows:
Bei den Membranschalen 2 und 3 handelt es sich um modifi zierte Klöpperböden, also um handelsübliche Normteile, die preiswert bezogen werden können und zur Aufnahme hoher Drücke bestens geeignet sind. Diese Klöpperböden 2, 3 wurden zur Verwendung als Membranschalen wie folgt abge wandelt:The membrane shells 2 and 3 are modified dished ends, i.e. commercially available standard parts that can be purchased inexpensively and are ideally suited for absorbing high pressures. These dished ends 2 , 3 were modified as follows for use as membrane shells:
Wie insbesondere Fig. 2 zu entnehmen ist, wird der Bord, der bei Klöpperböden zylindrisch ausläuft, radial nach außen jeweils zu einer flachen Krempe 17 bzw. 18 umgebör delt. Dies geschieht mit einem bestimmten Radius 19, bei welchem die relativ dünnwandigen Klöpperböden 2, 3 noch nicht überbeansprucht werden.As can be seen in particular in FIG. 2, the board, which ends cylindrically in the case of bobbin-case bottoms, is knurled radially outwards into a flat brim 17 and 18, respectively. This happens with a certain radius 19 , at which the relatively thin-walled bobbin ends 2 , 3 are not yet overused.
Zwischen den Krempen 17 und 18 der aus Klöpperböden herge stellten Membranschalen 2, 3 erstreckt sich der Außenrand der Membran 13 hindurch. Am äußersten Umfang der Membran 13 ist ein Haltewulst 20 angeformt. Dieser liegt von außen her an den nach außen zeigenden Stirnflächen der Krempen 17, 18 der Membranschalen 2, 3 an.The outer edge of the membrane 13 extends between the brims 17 and 18 of the membrane shells 2 , 3 produced from beater bottom. A holding bead 20 is formed on the outermost circumference of the membrane 13 . This lies from the outside on the outwardly facing end faces of the brim 17 , 18 of the membrane shells 2 , 3 .
Radial nach innen gegenüber dem Haltewulst 20 versetzt, ist an die Membran 13 ein im Querschnitt linsenförmiger Dichtwulst 21 angeformt. Der Dichtwulst 21 wird von dem innerhalb der Kammern 14, 15 herrschenden Druck von innen her radial nach außen in den Spalt gedrückt, den die Krem pen 17, 18 der Membranschalen 2, 3 bilden. Auf diese Weise erfolgt eine zuverlässige Abdichtung zwischen den Membran schalen 2, 3 und dem Außenumfang der Membran 13.Offset radially inwards with respect to the holding bead 20 , a sealing bead 21 with a cross-section in the form of a lens is integrally formed on the membrane 13 . The sealing bead 21 is pressed from the inside of the chambers 14 , 15 pressure from the inside radially outward into the gap that the Krem pen 17 , 18 of the membrane shells 2 , 3 form. In this way, a reliable seal between the membrane shells 2 , 3 and the outer periphery of the membrane 13th
Die beschriebene Anordnung aus den beiden Krempen 17, 18 und dem zwischen diesen hindurchgeführten Außenrand bereich der Membran 13 wird durch zwei Spannringe 22, 23 gegeneinander verklemmt. Dies geschieht mit Hilfe von Schrauben 24 und Muttern 25, die in gleichmäßigen Abstän den über den Umfang der Spannringe 22, 23 verteilt sind. Die Spannringe 22, 23 sind auf der nach innen zeigenden Seite jeweils mit einer Ausnehmung 26, 27 versehen, welche die beiden Krempen 17, 18 sowie den Haltewulst 20 der Membran 13 aufnehmen. Am nach innen zeigenden, also dem Übergangsbereich zwischen den Krempen 17 und 18 und den unverformten Membranschalen 2 und 3 zugewandten Rand sind die Ausnehmungen 26, 27 der Spannringe 22, 23 mit einem Radius abgerundet, welcher dem Krümmungsradius 19 der Membranteller 2, 3 entspricht.The arrangement described from the two brims 17 , 18 and the outer edge region of the membrane 13 passed between them is clamped against one another by two clamping rings 22 , 23 . This is done with the help of screws 24 and nuts 25 , which are evenly distributed over the circumference of the clamping rings 22 , 23 . The clamping rings 22 , 23 are each provided on the inward-facing side with a recess 26 , 27 which receive the two brims 17 , 18 and the retaining bead 20 of the membrane 13 . At the inward-facing edge, that is to say the transition area between the brims 17 and 18 and the undeformed membrane shells 2 and 3 , the recesses 26 , 27 of the clamping rings 22 , 23 are rounded off with a radius which corresponds to the radius of curvature 19 of the membrane plates 2 , 3 .
Claims (8)
- a) einem Gehäuse, welches zwei gewölbte Membranschalen umfaßt, die jeweils einen flachen, sich radial erstrecken den Randbereich aufweisen;
- b) einer Membran, die an ihrem radial äußeren Rand zwischen den sich radial erstreckenden Randbereichen der Membran schalen verklemmt und im radial inneren Bereich an einem Membranteller befestigt ist;
- c) einer zumindest einseitig aus dem Gehäuse herausgeführ ten, axial verlaufenden Antriebsspindel, die bewegungs schlüssig mit dem Membranteller verbunden ist,
- a) a housing which comprises two curved membrane shells, each of which has a flat, radially extending edge region;
- b) a membrane which is jammed at its radially outer edge between the radially extending edge regions of the membrane and is fastened to a membrane plate in the radially inner region;
- c) an axially extending drive spindle which is led out of the housing at least on one side and is connected to the diaphragm plate in a rotationally locking manner,
- d) die Membranschalen (2, 3) modifizierte Klöpperböden sind, wobei die Bordränder der Klöpperböden radial nach außen zu einer flachen Krempe (17, 18) umgebördelt sind, welche den sich radial erstreckenden Randbereich der zugehörigen Membranschale (2, 3) bilden.
- d) the membrane shells ( 2 , 3 ) are modified dished ends, the edges of the dished ends being flanged radially outwards to form a flat brim ( 17 , 18 ) which form the radially extending edge region of the associated membrane shell ( 2 , 3 ).
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944432652 DE4432652A1 (en) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | Diaphragm drive with two=dish housing |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19944432652 DE4432652A1 (en) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | Diaphragm drive with two=dish housing |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE4432652A1 true DE4432652A1 (en) | 1996-03-21 |
Family
ID=6528147
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE19944432652 Withdrawn DE4432652A1 (en) | 1994-09-14 | 1994-09-14 | Diaphragm drive with two=dish housing |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE4432652A1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0969235A2 (en) * | 1998-07-02 | 2000-01-05 | Rafael Magofim (1975) Ltd. | Hydraulic diaphragm-actuated valve |
| CN114104140A (en) * | 2021-11-18 | 2022-03-01 | 杭州电子科技大学 | Quadruped robot driven by rotary rolling diaphragm and multi-modal driving method thereof |
-
1994
- 1994-09-14 DE DE19944432652 patent/DE4432652A1/en not_active Withdrawn
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| EP0969235A3 (en) * | 1998-07-02 | 2000-12-06 | Rafael Magofim (1975) Ltd. | Hydraulic diaphragm-actuated valve |
| CN114104140A (en) * | 2021-11-18 | 2022-03-01 | 杭州电子科技大学 | Quadruped robot driven by rotary rolling diaphragm and multi-modal driving method thereof |
| CN114104140B (en) * | 2021-11-18 | 2022-08-26 | 杭州电子科技大学 | Quadruped robot driven by rotary rolling diaphragm and multi-modal driving method thereof |
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