DE8433622U1 - Luftsteuerventil fuer eine druckluftbetriebene doppelmembranpumpe - Google Patents

Description

Almatec Maschinenbau GmbH
Sedanstraße 92-94

4100 Duisburg

Luftsteuerventil für eine druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe

Die Neuerung betrifft ein Luftsteuerventil für eine druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe mit einer im Steuerblock der Membranpumpe angeordneten Büchse mit Luftdurchlaßbohrungen, zwei an beiden Enden der Büchsen angebrachten Kappen, einer in den beiden Kappen axialbeweglich gelagerten Steuerstange und einem auf der Steuerstange zwischen den beiden Kappen axialverschieblich gelagerten Steuerkolben.

Bei einem bekannten Luftsteuerventil dieser Art bestehen die Kappen und ein Teil des Steuerkolbens aus Kunststoff. Der Kunststoff kann sich unter Einwirkung des Druckes auf blähen, was zu Verformungen der Kunststoffbauteile führen kann. In einem solchen Fall kann der Steuerkolben stehenbleiben, bevor er die-Endposition erreicht hat.

Ein anderes bekanntes Luftsteuerventil besteht insgesamt aus Metall, benötigt aber zur Schmierung und Abdichtung öl. Das erforderliche Öl wird von der zugeführten Druckluft aus einem Ölbehälter als Ölnebel aufgenommen und mit der Druckluft in das Luftsteuerventil und die Luftkammern

der DoppelmembranpUmpe mitgenommen. Die mit Ölnebel beladene Drückluft tritt am LUf tails laß aus Und stellt hier eine entsprechende Umweltbelastung dar. Bei einem etwaigen Membranbruch wird durch den in der SteuerlUft enthaltenen Nebel das Fördermedium Verunreinigt, wodurch in den mei= sten Fällen das Fördermedium unbrauchbar wird, nicht nur in der Lebensmittelindustrie.

Der Neuerung liegt die Aufgäbe zugrunde, ein schmierungsünd kunststofffreies Luftsteuerventil für eine druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe der einleitend genannten Art zu schaffen.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist die Neuerung durch Metallkappen und einen einteiligen Steuerkolben aus Metall sowie Kolbenringe aus einem Metall-Kunststoff-Verbund gekennzeichnet.

Hierdurch gelangt man zu einem Luftsteuerventil für eine druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe, das ohne Kunststoffteile und ohne Schmierung funktionstüchtig ist. Wegen der nicht erforderlichen Schmierung hat eine mit einem neuerungsgemäß ausgebildeten Luftsteuerventil ausgerüstete Doppelmembranpumpe keinen Ölverbrauch und stellt somit auch keine Umweltbelastung durch Ölnebel am Luftauslaß dar. Das führt weiterhin dazu, daß sogar bei einem Membranbruch Verunreinigungen des Fördermediums nicht eintreten. Außerdem können wegen des Fehlens von Kunststoff-Bauteilen störende Verformungen nicht auftreten. Des weiteren wird durch die neuerungsgemäße Ausbildung des Luftsteuerventils die Anzahl der Bauteile minimal gehalten.

Eine mit dem neuerungsgemäß ausgebildeten Steuerventil ausgerüstete Doppelmembranpumpe stellt somit einen Trockenläufer dar.

In weiterer Ausgestaltung der Neuerung kann das Luftsteuer-

ventil durch Kolbenringe aus einem Metal1-PTFE-Verbünd bzW. einem Metall-PTFE-Compound gekennzeichnet sein* Hierdurch ist sichergestellt, daß ohne Verwendung eines Schmiermittels die erforderliche Dichtigkeit gegeben ist.

Nach öinem weiteren Merkmal der Neuerung ist vorgesehen, daß die Kolbenringe auf in Nuten angeordneten Ringen aus elastischem Material gelagert sind. - Auf diese Weise sind die Kolbenringe in den Nuten federnd gelagert und sind auch im Stillstand unter Druck dicht. Außerdem läßt sich hierdurch die Antriebsluft optimal ausnutzen, indem Luftverluste durch Bautexltoleranzen nicht eintreten.

In weiterer Ausgestaltung der Neuerung ist vorgesehen, daß die Steuerstange zwei Kolben in festem Abstand voneinander aufweist. - Damit ist es möglich, einmal die eine Luftkammer und anschließend die andere Luftkammer immer im Wechsel mit Druckluft zu beaufschlagen.

Die Neuerung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles des näheren erläutert. Es zeigt

Figur i einen Axialschnitt durch eine Doppelmembranpumpe

Figur 2 eine vergrößerte Darstellung des Luftsteuerventils mit dem Steuerkolben, der Steuerstange und der Kolbenstange in der rechten Endlage,

Figur 3 das Steuerventil mit dem Steuerkolben in der linken Endlage sowie der Steuerstange und der Kolbenstange in der rechten Endlage,

Figur 4 das Luftsteuerventil mit dem Stöuerkolben, der Steuerstange und der Kolbenstange in der linken Endlage und

• ■
»
ι · ι

• · * ι * t

■ i * ι

i » ■ · I

i i i

Figur S das Lüftsteuerventil mit dem Steuerkolben in der rechten Endlage sowie der Steüei¹-stange Und der Kolbenstange in der linken Endlage.-

Die in Figur 1 im AxialsGhnitt dargestellte Doppelmembranpumpe hat einen Steuerblock 1 mit einer darin axialver-Bchieblich gelagerten Kolbenstange 2, die an ihren beiden Enden jeweils eine Membran 3 und 4 trägt. Die Membranen 3 und 4 unterteilen die Pumpenkammern 5 und 6 in innen^ zeitige Luftkammern 7 und 8 und in außenseitige Produktkammern 9 Und 10»

In dem Steuerblock 1 ist ein Luftsteuerventil 11 angeordnet, das aus einer Büchse 12, zwei Kappen 13 und 14 sowie aus einem Steuerkolben 15 und einer Steuerstange besteht.

Wie aus der vergrößerten Darstellung gemäß Figur 2 ersichtlich ist, besteht das Luftsteuerventil 11 aus einer im Steuerblock 1 angeordneten Büchse 12 mit Bohrungen 17 für den Druckluftarischluß sowie Bohrungen 1ö und Bohrungen 19 für den Luftdurchtritt zu den innenseitigen Luftkammern 7,8 sowie mit Bohrungen 2 0 und Bohrungen 21 für den Luftaustritt aus den Luftkammern 7,8.

An beiden Seiten der Büchse 12 sind Kappen 13 und 14 angeordnet, die durch Sicherungsringe 22 und 23 gegen Herausfallen gesichert sind. In zwei Bohrungen 24 und 25 der beiden Kappen 13 und 14 ist eine Steuerstange 16 mit zwei Kolben 27 und 28 axial beweglich gelagert.

Auf der Steuerstange 16 ist ein Steuerkolben 15 zwischen den beiden Kappen 13 und 14 axialbeweglich gelagert. Er hat eine Ringnut 3 0 und eine Radialbohrung 31.

Desgleichen haben auch die Kappen 13 und 14 Radial-

■ ft · ■ »«II

c · · « · »■ rillt

it · a »rl

t ■ * · ■ α ■ · ca f

bohrungen 32 und 33. Die Kappe 13 hat eine innere Ring- I

nut 3^l! , in der ein elastischer Ring 35 liegt, auf dem |

ίί ein Kolbenring 36 aus einem Metall-PT.FE-Verbund ange- f

ordnet ist. Im vorliegenden Zusammenhang steht PTFE für |

Polytetrafluoräthylen. ,|

Desgleichen ist in einer weiteren inneren Ringnut 37 ein f|

elastischer Ring 38 angeordnet, auf dem sich ein Kolben- |

ring 39 ebenfalls aus einem Metall-PTFE-Verbund befindet. |

Entsprechendes gilt für die inneren Nuten 40 und 41, in '' denen ebenfalls auf Zwischenringen 42 und 43 Kolbenringe
44 und 45 angeordnet sind. In einer Außennut 46 ist unter

Zwxschenlagerung von zwei elastischen Ringen 47 und 48 '

ein Kolbenring 49 angeordnet. - Ähnliches gilt auch für I

die Außennut der Kappe 14. !'

f Der Steuerkolben 15 hat zu beiden Seiten der Radialbohrung \'. 31 je eine innere Nut 50 und 51, in denen unter Zwischen- ! lagerung von elastischen Ringen 52 und 53 Kolbenringe 54 ί

und 55 angeordnet sind. In der gleichen Weise sind auch in
den beiden Außennuten 56 und 57 unter Zwischenlagerung von
elastischen Ringen 58 und 59 bzw. 60 und 61 Kolbenringe J

62 und 63 angeordnet.

Gemäß der Darstellung in Figur 2 befinden sich der Steuerkolben 15 sowie die Steuerstange 16 und die Kolbenstange
2 mit den Membranen 3 und 4 in ihren rechten Endstellungen.
Der Luftdruck steht in einem Ringkanal 26 an, der über
die Ringnut 30 und eine Vielzahl von Bohrungen 19 über
einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kanal
in die innenseitige Luftkammei? Ί gelangt. Der in dem
Ringkanal 26 anstehende Luftdruck pflanzt sich über die
Ringnut 30, die Radialbohrung 31 und die Einschnürung 64
der Steuerstange 16 in den Raum 6 5 fort und verursacht,
daß der StöUerkolben 15 sich aus seiner in Figur 2 dargestellten Fechten Ehdötellung in seine gegenüberliegende
in Figur 3 gezeigte linke Endstellung bewegt.

*· · i · I I ·■<I

• · I I if

— R —

Nach der Darstellung in Figur 3 befindet sich der Steuerkolben 15 in seiner linken Endstellung, und die Steuerstange 16 sowie die Kolbenstange 2 stehen in ihren rechten Endstellungen. In dieser Stellung steht der Ringkanal 26 über die Ringnut 30 und eine Vielzahl von in der Büchse 12 angeordnete Luftauslaßbohrungen 18 mit der innenseitigen Luftkaramer 8 in Verbindung, so daß sich die Membranen 3 und 4· nach links bewegen. Bei dieser Bewegung der Membranen 3 und 4 zusammen, mit der Kolbenstange 2 nach links schlägt die Membran 4· gegen das rechte Ende 66 der Steuerstange 16 an und nimmt diese mit nach links in die in Figur 4· gezeigte Stellung. Bei dieser Bewegung wird die in der innenseitigen Luftkammer 7 befindliche Druckluft über einen in der Zeichnung nicht näher dargestellten Kanal durch eine Vielzahl von in der Büchse 12 angeordneten Luftauslaßbohrungen 21 in die umgebende Atmosphäre gedrückt.

In der in Figur 4- veranschaulichten Stellung der beweglichen Bauteile befinden sich der Steuerkolben 15, die Steuerstange 16 und die Kolbenstange 2 in ihren linken Endstellungen. Hierbei steht der Ringkanal 26 über die Ringnut 30, die Radialbohrung 31 und die Einschnürung 64 der Steuerstange 16 mit dem Raum 67 in Verbindung. Dadurch wird der· Steuerkolben 15 aus seiner in Figur 4 dargestellten linken Endlage in seine in Figur 5 veranschaulichte rechte Endlage verschoben.

Gemäß der Darstellung in Figur 5 steht der Steuerkolben 15 f. in seiner rechten Endlage, und die Steuerstange 16 sowie die Kolbenstange 2 stehen in ihren linken Endlagen. Dadurch steht der Ringkanal 26, wie schon in Figur 2 gezeigt, in Verbindung mit der Luftkammer 7 und füllt diese mit Druckluft. Dabei bewegt sich die Kolbenstange 2 mit den Membra- j nen 3 und 4 aus der in Figur U gezeigten Lage nach rechts. \ Bei dieser Bewegung trifft die Membran 3 auf das Ende

I I I I I I I I

• ■ t ·

der Steuerstange 16 und nimmt diese mit, bis die Steuerstange 16 wieder die in Figur 2 dargestellte Position einnimmt.

Von hierab laufen die vorstehend beschriebenen Vorgänge in der gleichen Reihenfolge immer wieder erneut ab.

* · M lilt it

* I » I III·

Claims (4)

(ι -7 i j". p|pfj-!nÖ;Üpsef Funken "■■ r* *"° "* ■" ' Patentanwalt Am Lercherrfeld 14 · 4133 Neuklrchen-Vluyn Anwaltsakte 2183 15. November 1984 Almatec Maschinenfabrik GmbH Sedanstraße 92-94 1IlOO Duisburg Luftsteuerventil für eine druckluftbetrxebene Doppelmembranpumpe Schutzansprüche

1. Luftsteuerventil für eine druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe mit einer im Steuerblock einer Membranpumpe angeordneten Büchse mit Luftdurchlaßbohrungen, zwei an beiden Enden der Büchse angebrachten Kappen, einer in den beiden Kappen axialbeweglich gelagerten Steuerstange und einem auf der Steuerstange zwischen den beiden Kappen axialverschieblich gelagerten Steuerkolben,

gekennzeichnet durch

Metallkappen (13,14) und einen einteiligen Steuerkolben (15) aus Metall sowie Kolbenringe (36,39,54,55,44, 49,62,63) aus einem Metall-Kunststoff-Verbund.

2. Luftsteuerventil nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch

Kolbenringe (36,39,54,55,44,49,62,63) aus einem Metall-PTFE-Verbund bzw. einem Metall-PTFE-Compound,

ί

3 . LUf tsteuer-ventil nach Anspruch 1 oder 2 ,

.· · ' I I I i I ι ι ι ι, Ii , , ··>■<< I lit j j

C ■

dadurch gekennzeichnet,

daß die Kolbenringe (36 ,39 ,54 ,55 ,44,49 ,62 ,63) auf in Nuten (3^,46,50,51,11,56,57) angeordneten Ringen (35, 38,52,53,4-2,47,48,58,59,60,61) aus elastischem Material gelagert sind.

4. Luftsteuerventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß die Steuerstange (16) zwei Kolben (27,28) in festem Abstand voneinander aufweist.

• · ί φ