DE2549830A1

DE2549830A1 - Membranventil

Info

Publication number: DE2549830A1
Application number: DE19752549830
Authority: DE
Inventors: William E Schnittker
Original assignee: Emerson Electric Co
Current assignee: Emerson Electric Co
Priority date: 1974-11-06
Filing date: 1975-11-04
Publication date: 1976-05-13
Also published as: US3943975A

Description

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,BERLIN 33 " ' " 8MÜNCHEN80

Dr. RUSCHKE & PARTNER STAt*

PATENTANWÄLTE

Terribn:oao/!»5Sg BERLIN - MÜNCHEN

Telegramm-Adresse:

SSrSn Qudadratur München

TELEX: 183786 TELEX: 522767

3 529

Bmereon iblectric üomp., Jt. .uouis, Missouri, V. ίΐ. A

Mein b r anv ent i1

Die vorliegende xurfinuung betrifft membranventile und insbesondere elektromagnetisch gesteuerte Membranventile mit Betätigung durch ein dcnaltventil.

Membranventile mit ochaltventilbetätigung sind aus dem Stand der iiecnniic beKannt. Im allgeiueinen weisen sie zynischen dem Ventileinlaü und dem Ventilauslaß eine flexible Membran auf. Die Membran enthält im allgemeinen eine Öffnung, und man ermöglicht dem ventileingangsseitig vorliegenden Strömungsmittel mit hohem Druck, die jeweils auf die aiembranseiten wirkende iCraft auszugieionen. Soll das Hauptventil betätigt vverden, wird ein Schaltventil geöffnet, das schnell eine Druckentlastung einer Seite der Membran nerbeiführt, wodurch das

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.strömungsmittel mit dem honen Druck auf der anderen Seite der Membran diese anheben und damit den Hauptdurchlass für das Strömungsmittel durch das Ventil hindurch freigeben kann.

(i/eiterhin ist es üblich, einen Elektromagneten einzusetzen, um. das Schaltventil der Ventilanordnung zu steuern. Im allgemeinen ist der Elektromagnet betrieblich so mit dem Schaltventil verbunden, daß bei Erregung des Elektromagneten das Scnaltventil öffnet, während beim Abschalten des Elektromagneten das schaltventil schließen kann. Das Druckgefälle zwischen den entgegengesetzten Seiten der Membran infolge der Druckabnahme durch das Schaltventil wird dabei zum Anheben der Membran ausgenutzt.

In Fällen, in denen der Strömungsmitteldruck am Haupteinlaß innerhalb eines verhältnismäßig breiten Bereiches schwankt, können elektromagnetisch betätigte Membranventile unzuverlässig arbeiten. Bei hohem Einlaßdruck kann die Auslegung des Elektromagneten u.U. nicht ausreichen, um unmittelbar auf die Membran wirken und das Ventil öffnen zu können; der Elektromagnet versagt also, vifährend man durch eine Schaltventilsteuerung des Membranventils ein Ausbrennen des Elektromagneten vermeiden will, kann bei geringem Eingangsdruck der Druckunterschied über der Membran unzureichend sein, um die Membran zu öffnen; dann läßt sich über die Strömung durch das Ventil keine sichere Aussage mehr machen.

Eine Lösung dieser allgemeinen Mangel des Standes der Technik

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ist in der US-PS 3 208 716 beschrieben, während die Vorschläge nach dem Stand der Technik und insbesondere die in der genannten US-PS offenbarte für die gedachten .Einsatzfälle hinreichend gut arbeiten, muß in einigen MIlen ein verhältnismäßig hoher Eingangsdruck auf das Schaltventil gelegt werden, um Leckverluste durch das Schaltventil zu reduzieren. Das Vorliegen einer höheren Kraft, die ein Schließen des Schaltventils gewährleisten soll, beeinträchtigt aber oft das Arbeiten des Ventils.

ils ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein billig zu erstellendes schaltventilgesteuertes Membranventil anzugeben, bei dem das Schaltventil zwangsweise geschlossen wird und die Schließkraft für das Schaltventil sich je nach Einsätzfall einstellen läßt.

Dieses Ziel erreicht man nach der vorliegenden Erfindung mit einer Anordnung, in dem ein Schaltventilglied auf einer Membran und mit dieser bewegbar angeordnet ist, wobei das Schaltventilelement eine Schaltöffnung, die in Strömungsverbindung mit einer Kammer und einem Auslaß steht, einen Ventilstift, der mit einem ersten und einem zweiten Ende in der Schaltöffnung gelagert ist und einen Elektromagneten mit einem zwischen einer ersten Stellung, in der es die Schaltöffnung schließt, und einer zweiten Stellung, in der es die Schaltöffnung öffnet, hin- und herbewegbaren Betätigungsglied aufweist, wobei das zweite Ende des Ventilstifts mit dem Betätigungsglied verbunden ist, so daß der Ventilstift sich mit dem

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Betätigungsglied bewegen kann, in der Kammer ein Federelement angeordnet ist, das auf die Membran eine Schließkraft ausüben kann, und ein zweites Federelement auf der Ausgangsseite der Mambran gelagert ist und diese in mindestens einer Stellung der Jüiembran in die Offenstellung vorspannen kann.

Bevorzugte Aasführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen nun unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen erläutert werden.

Fig. 1 ist eine Schnittdarstellung einer beispielhaften Ausführungsform des elektromagnetisch gesteuerten Membranventils mit Merkmalen nach der vorliegenden Erfindung, wobei das "Ventil in der Schließstellung gezeigt ist;

Fig. 2 ist eine vergrößerte Schnitxansicht im Gebiet 2-2 der Fig. 1j

Fig. 3 ist eine vergrößerte Schnittansicht auf der Linie 3-3 der

Fig. 3; und

Fig. 4 ist eine Schnittansicht einer zweiten beispielhaften Ausführungsform eines elektromagnetisch betätigten Membranventils nach der vorliegenden Erfindung in der Schließstellung.

Wie in Fig. 1 dargestellt, weist das Ventil 1 nach der vorliegenden Erfindung ein Ventilgehäuse 100 mit einem unteren Teil 2 und einem oberen Teil 3 auf. Das untere Teil 2 liegt allgemein als rohrförmiger Abschnitt 75 mit einem Einlaß 4 und

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einem Einlaß 5 vor, die beide mit einem Innengewinde versehen und von einer Trennwand 6 voneinander getrennt sind. Die Trennwand 6 ist vorzugsweise einteilig mit dem rohrförmigen Abschnitt 75 ausgebildet. Jedoch kann man sie auch getrennt fertigen und dann in den Abschnitt 75 einsetzen, falls erwünscht. In der dargestellten Ausführungsform ist die Trennwand 6 in der Draufsicht ringförmig ausgestaltet und weist ein oberes Ende 82 und eine mittige Öffnung 90 auf. Mittels des Einlasses 4- und des Auslasses 5 wird das Ventil 1 in eine bestehende Anlage eingefügt. Dem Fachmann ist einsichtig, daß das Ventil 1 auch auf andere Art und Weise mit den zugehörigen Anlagenteilen verbunden werden kann. Der Abschnitt 75 weist eine Seitenwand 7 mit einer darin befindlichen öffnung 8 auf, die in Strömungsverbindung mit der Öffnung 90 entlang dem oberen Ende 82 der Teilwand 6 steht. Die Seitenwand 7 bildet einen ringförmigen Flansch 9 um die Öffnung 8 herum. Die Trennwand 6 ist relativ zur öffnung 8 im Abschnitt 75 so angeordnet, daß sie eine Einlaßkammer 76 bildet, während die öffnung 90 in der Trennwand 6 mit dem Auslaß 5 in Strömungsverbindung steht und eine Auslaßkammer 77 bildet. Der Flansch 9 weist eine aufwärts vorstehende Lippe 78 sowie eine verhältnismäßig breite Auflagefläche 79 auf. Der Abschnitt 75 hat eine innere schraublinienförmig< gestaltete Wand 81, die von dem einlaßkammerseitigen Teil des Abschnitts 75 bis in die Nähe der Fläche 79 auf der rechten Seite (gem. Fig. 1 und 2) hinauf verläuft. Die »/and 81 ist in den Abschnitt 75 eingeschmiedet und in den Schnittanaichten verdeckt.

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Das obere Ende 62 der Trennwand 6 bildet einen Sitz 83 für die Ventilanordnung 61. Die Ventilanordnung 61 weist - für die Zwecke der vorliegenden Besenreibung - eine flexible Membran 11, ein Schaltventilglied 5'd, eine Feder 36, einen Ventilstift 44, eine Feder 41 und einen elektromagnetisch, betätigten Kolben 19 auf.

Der obere Teil 3 ist am unteren Teil 2 des Ventilgehäuses 100 am Flansch 9 entlang auf irgendeine geeignete Weise befestigt bspw. mit nerkömmlichen Gewindebolzen 10 -. Bevor man den oberen und den unteren Teil 2 bzw. 3 zusammensetzt, wird die Ventilanordnung 61 in der Öffnung 8 so in Lage gebracht, daß die äußere Kante der Membran 11 auf der Auflagefläche 79 aufliegt. Durch die gegenseitige Verbindung der Teile 2 und 3 wird die Membran 11 im Ventil 1 festgelegt. Ein O-Ring 12 dichtet am Flansch 9 den oberen Teil 3 gegen den unteren Teil 2 des Gehäuses 100 ab.

Der obere Teil 3 des Ventils 1 weist eine verhältnismäßig flache Grundfläche 13 und einen mittig gelegenen Nabenteil 14 auf, der von der Grundfläche 13 aus aufwärts verläuft. Es ist herkömmliche Praxis, die Grundfläche 13 zum Einsetzen der Bolzen 10 zur gegenseitigen Verbindung der Teile 2 und 3 zu verwenden. Ein Elektromagnet (Solenoid) 15 ist entlang dem Nabenteil 14 auf irgendeine geeignete Weise am Ventilgehäuse montiert. Bspw. kann man eine Lippe 29 entlang eines Rohrs 18 vorsehen, die auf einen Sitz 28 aufliegt, der sich in der Wand 27 des Teils 3 befindet. Eine Dichtung 30 ist zwischen

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der Lippe 29 und dem oberen Teil 3 vorgesehen. Danach wird durch Aufsetzen einer Spanneinrichtung 62 der Elektromagnet 15 auf dem itfabenteil 14 und auch die Lippe 29 des Rohrs 18 auf der Sitzfläche 28 festgehalten. Andere Verbindungamethoden sind ebenfalls geeignet. Bspw. kann man die Lippe 29 des Rohrs

18 im Nabenteil 14 feststecken ("stake")» so daß sie Teil des oberen Teils 3 wird. Mit dieser Konstruktion hält die Spanneinrichtung 62 das Rohr nicht auf der Sitzfläche 28 fest. Andere Konstruktionen sind mit der Erfindung in ihren allgemeineren Aspekten kompatibel. Der Elektromagnet 15 ist herkömmlich ausgeführt und weist üblicherweise eine elektrische Erregereinrichtung 16 auf, die über einen Transformator 17 an eine nicht gezeigte Quelle elektrischer Energie angeschlossen ist. Das mittig zur elektrisch erregbaren Einrichtung angeordnete Rohr 18 umschließt den Kolben 19. Der obere Teil des Rohrs 18 enthält einen Stopfen 20, der die Bewegung des Kolbens 19 bei Erregung des Elektromagneten 15 begrenzt. Da der Elektromagnet 15 und das Rohr 18 herkömmlich aufgebaut sind, sollen, sie hier nicht im einzelnen beschrieben werden.

Der Kolben 19 ist ein zylindrischer Körper mit einem ersten Ende 21 und einem zweiten Ende 2z. In das Ende 21 ist ein offener Kanal 23 eingeformt, der in Längsrichtung des Kolbens

19 verläuft. Eine Öffnung 24 mit reduziertem Durchmesser bildet eine Fortsetzung des Kanals 23 und verläuft vom Boden des Kanals 23 zum Ende 22 des Kolbens 19. Das zweite Ende des Kolbens 22 enthält eine Fassung 25, die so bemessen ist, daß

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sie das Ventilglied 26 aufnehmen kann. Das Ventilglied 26 ist vorzugsweise aus elastischem Material gefertigt. Bspw. ist Neopren geeignet. Andere Materialien sind geeignet, sofern sie in der beabsichtigten Anwendung und Umgebung nicht korrodieren. Das Ventilglied 26 weist eine Öffnung auf, die eine Fortsetzung der Öffnung 24 darstellt. Das Bezugszeichen 24 soll dabei sowohl die oben beschriebene Öffnung im Kolben als auch die Öffnung im Ventilglied 26 bezeichnen.

Das Ventilglied 26 icann eine Vielzahl von Formen annehmen. Die Anbringung des Gliedes 26 und des Kolbens 19 wird durch eine Feder-Nut-Anordnung 65 in der Kombination erleichtert.

Die Wand 27 des oberen Teils 3 bildet auch eine Kammer 31. Nimmt die Membran 11 die in Fig. 1 gezeigte Lage ein, sind die Einlaßkammer 76 und die Auslaßkammer 77 voneinander und der Kammer 31 durch die Membran 11 und die Trennwand 6 getrennt. Wie oben ausgeführt, besteht die Membran 11 aus einem geeigneten flexiblen Material. Die Membran 11 enthält eine nicht gezeigte Öffnung, die die Einlaßkammer 76 mit der Kammer 31 verbindet. Das Schaltventilglied 32 ist an der Membran 11 entlang einer mittigen Öffnung in derselben befestigt. Bei dem Ventilglied 32 handelt es sich um eine einteilige Konstruktion, die mit einem oberen Teil 33 auf der der Kammer 31 zugewandten Seite der Membran 11 und mit ihrem unteren Teil 34 auf der Auslaßseite 5 der Membran angeordnet ist. Vorzugsweise nimmt eine Nut 72 die Membran 11 dicht einsitzend auf und erlaubt eine Anbringung der Membran 11 am Schaltventilglied 32.

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Der Teil 33 weist eine mittige Nabe 35 auf, die eine Öffnung 36 umgibt und umgrenzt. Die Öffnung 36 verläuft durch das Schaltventilglied 32 hindurch. Die Öffnung 36 ist axial mit der öffnung 24 im Kolben 19 ausgerichtet und bildet im Ventil 1 eine Schaltventilöffnung, die zwischen der Kammer 31 und der Kammer 77 verläuft. Die Nabe 35 bildet einen Sitz für das Ventilglied 26, aas die Öffnung 36 in mindestens einer Stellung des Kolbens 19 schließen soll. Das Teil 33 bildet auch einen Sitz 37 für eine Feder 38. Die Feder 38 ist zwischen der Lippe 29 der Auflagefläche 28 und dem Sitz 37 eingespannt, so daß sie auf das Schaltventilglied 32 eine abwärts gerichtete Kraft ausübt, die das Glied 32 auf die Membran 11 überträgt. Von der Nabe 35 aus verläuft eine breite ringförmige Fläche auswärts. Diese Fläche 64 ist so bemessen, daß sie den Sitz 83 überlappt, den das obere finde 82 der Trennwand 6 bildet, und erlaubt der Feder 38, die Membran auf die Sitzfläche 83 zu drücicen.

Der Teil 34 ist so bemessen, daß er durch die Öffnung 90 in der Trennwand 6 paßt, und weist eine mittige Nabe 39 mit einer eingeformten Fassung b6 auf. Die öffnung 36 steht mit der Fassung 66 in Strömungsverbindung. Die Fassung 66 ist zur Aufnahme eines Endes einer Feder 41 konstruiert, deren zweites .rinde auf einer Haltescheibe 42 an einem Ende 43 des Ventilstifts 44 aufsitzt.

Beim Ventilstift 44 handelt es sich um einen zylindrischen Körper, der in die Enden 43 und 45 ausläuft. Der Stift 44 wird

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durch den Kanal 23 im Kolben 19 eingeführt und ist in der Öffnung 24 und der Öffnung 36 des Kolbens 19 bzw. des Schaltventilelements 32 gelagert. Beide Enden 43 und 45 sind im Durchmesser vergrößert, um die richtige Lage des Ventilstifts 44 gewährleisten zu helfen.

vvie in den Fig. 2 und 3 dargestellt, lassen die Enden 43, 45 sich durch einen einfachen Preßvorgang vergrößern, der das betreffende Ende des Stifts 44 verformt. Die Haltescheibe 42, die am besten aus den Pig. 2 und 3 hervorgeht, weist ein ringförmiges Glied 73 mit einer mittigen Nabe 46 auf, die aus ihm aufwärts vorsteht. Die Nabe 46 hat eine Öffnung 47, die den Stift 44 gleitend verschiebbar aufnimmt. Das Ende 43 des Stifts 44 ist so bemessen, daß es an der Scheibe 42 anliegt und eine Aufwärtsbewegung des Stifts (in der Darstellung der Zeichnungen) verhindert, ,vie dargestellt, befindet die Feder 41 sich im gespannten Zustand zwischen der Scheibe 42 und der Nabe 39 des Schaltventilelements 32.

Die Punktion der Anordnung nach Pig. 1 ist gegenüber anderen Anordnungen des Sxandes der Technik verhältnismäßig einfach. An den Einlaß 4 ist eine Quelle eines Strömungsmittels angeschlossen. Das Strömungsmittel in der Binlaßkammer 4 strömt durch die nicht gezeigte Öffnung in der Membran 11 und füllt die Kammer 31 aus, wo es dazu beiträgt, die Membran in der Schließstellung des Ventils 1 zu halten; diese Lage ist in der Pig. 1 dargestellt. Die Feder 37 wirkt dabei durch das Schaltventilglied 32, indem sie die Membran auf den Sitz 83 aufdrückt.

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Der Kolben 19, der in einer die Öffnung 36 verschließenden Lage dargestellt ist, wird zwangsweise von der Feder 41 auf der wabe 35 des Scnaltventilglieds 32 festgehalten, ,vird der Elektromagnet 15 erregt, bewegt der Kolben sich aufwärts und zieht den Ventilstift 44 mit. Wenn der Stift 44 seine Aufwärtsbewegung beginnt, drückt er die Feder 41 zwischen der Scheibe 42 und der Nabe 39 zusammen. Durch die Bewegung des Kolbens wird das Ventilglied 26 von der Nabe 35 abgehoben und kann das Strömungsmittel mit verhältnismäßig hohem Druck aus der Kammer 31 durch die Öffnung 36 des Schaltventils in die Auslaßkammer 77 einfließen. Der Strömungsmitteldruckverlust auf der der Kammer 31 zugewandten Seite der Membran 11 erlaubt es dem verhältnismäßig hohen Druck in der Einlaßkammer 76, die Vorspannkraft der Feder 3Ö zu überwinden. Die Bewegung der Membran 11 vom Sitz 83 hinweg öffnet den Hauptströmungsdurchlaß des Ventils 1, wodurch das Strömungsmittel aus der Einlaßkammer 76 über die Trennwand 6 zur Auslaßkammer 77 fließen kann.

Das Zusammendrücken der Feder 41 bei der Aufwärtsbewegung des Kolbens 19 erzeugt auch eine Kraft auf die Membran 11, die diese anhebt. Diese Kraft ist wichtig, wenn der Druck im Einlaß 4 verhältnismäßig gering ist. Die von der Feder 41 ausgeübte Vorspannkraft 41 gewährleistet, daß die Membran 11 zuverlässig jedesmal öffnet, wenn der Elektromagnet 15 erregt wird. Die Feder 41 wird jedoch so gewählt, daß der Kolben 19 bei jedesmaligem Erregen des Elektromagneten 15 einen vollständigen Hub ausführt. Folglich kann der Elektromagnet 15 weniger

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leicht überlastet werden, als wenn der Kolben bei Erregung des Elektromagneten keinen vollständigen Hub durchführt.

Beim Abschalten des Elektromagneten 15 sinkt die Kraft, die die Feder 41 auf die Membran 11 ausübt. Die Feder 41 bewirkt nun ein Schließen des Ventilglieds 26 gegen die Nabe 35, wodurch die Strömung durch die Öffnung 36 gedrosselt wird. Der Strömungsmitteldruck in der Kammer 31 baut sich schnell auf und diese Kraft drückt zusammen mit der von der Feder 38 ausgeübten Vorspannung die Membran 11 auf die Auflagefläche 83 und verhindert so einen Strömungsmitteldurchgang durch das Ventil 1.

In einigen Anwendungsfällen erweist sich die von der Feder 41 ausgeübte Vorspannkraft, die das Ventilglied 26 auf der Nabe 35 hält, als unzureicnend^ ctaiS exne Seckströmung durch die Schaltventilöffnung 36 möglich ist. Um gegen diese Leckströmung zu schützen, kann aas Ventil der Fig. 1 modifiziert werden. *i/ie in der Fig. 4 gezeigt, in der gleiche Bezugszeichen wie in Fig. 1 gleiche Elemente bezeichnen, bezeichnet das Bezugszeichen 50 eine zwischen dem Stopfen 20 und einem Ende 67 des Ventilstifts 51 gespannte-Feder. Der Ventilstift 51 weist ein zweites Ende 52 auf. Das Ende 52 ist mit einer zylindrischen Federhalterung 53 versehen, bei der es sich vorzugsweise um einen zylindrischen Abschnitt handelt, den man bei 54 auf das Ende 52 hart auf- bzw. tauchlötet. Ein Schaltventilglied 68 entspricht dem Schaltventilglied 32 mit der Ausnahme, daß das Schaltventil 68 eine einteilig in es eingeformte Feder-

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ülammer 55 aufweist, die außerhalb des mittigen Nabenbereiches 69 liegt. Die Klammer 55 hat einen größeren Durchmesser an der Bodenfläche 56 als an der offenen Mündung 57. Sine Feder 58 ist in die Klammer 55 eingesetzt und liegt reibschlüssig in ihr fest. Die axiale Zuordnung der Feder 58, des Ventilstifts 51, des Ventilgliedes 26 und des Schaltventilgliedes 68 ist derart getroffen, daß ein vorbestiinmter Abstand 59 zwischen einem .rinde 60 der Feder 58 und der Federhalterung 53 in der Schließstellung des Ventils, wie in Fig. 4 dargestellt, vorliegt. Vorzugsweise hat dieser Abstand 59 eine G-rößenordnung von 0,508 mm (20 mils), obgleich auch andere Abstände vom Grundgedanken der Erfindung umfaßt werden. Die anderen Bauteile des Ventils nach Fig. 4 entsprechen denen der Fig. 1 und brauchen nicht erläutert zu werden.

Der Betrieb des in Fig. 4 gezeigten Ventils verläuft im wesentlichen entsprechend der bereits gegebenen Beschreibung, denn das Ventil 26 ist auf der Nabe 35 des Schaltventilglieds 68 festgelegt. Die Feder 50 kann jedoch in der Ausführungsform der Fig. 4 eine etwas stärkere Kraft ausüben, um eine Leckströmung durch das Schaltventil zu verhindern, tfird der Elektromagnet 15 erregt, erlaubt der Abstand 59 dem Kolben 19, anfänglich gegen eine verhältnismäßig geringe Last zu arbeiten. Läuft der Kolben 19 dann zum Stopfen 20 und nimmt dabei an Schwung zu, nimmt er die Feder 58 mit, die dabei zwischen der Halterung 53 und der Klammer 55 zusammengedrückt wird und auf die Membran eine aufwärtsgerichtete Kraft ausübt. Danach ist

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die .Punktion des ochaltventils die gleiche, wie sie oben bereits beschrieben wurde.

Bei Abscnalten des Elektromagneten 15 kann das Ventil sich dann schließen. Die Feder 50 drückt das Ventilglied 26 auf die üiabe 35» wonach das Ventil für den nächsten Arbeitszyklus betriebsbereit ist. Während die Ausführungsformen nach den Fig. 1 und 4 beide die zugrundeliegende Aufgabe erfüllen, erlaubt die Aufnahme der Feder 50 einen Sicherheitsfaktor für die Ventilkonstruktion, der Leckverluste durch die Öffnung 36 verhindert.

Dem Fachmann sind nach der obigen Beschreibung und aus den Zeichnungen zahlreiche Änderungen innerhalb des Umfangs der folgenden Ansprüche ersichtlich. Bspw. kann man in anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die Konstruktion des Schaltventilglieds 32 ändern. Auch der Umriß des oberen und des unteren '.Teils 2 bzw. 3 kann anders gewählt werden, wie auch der Aufbau des Elektromagneten 15. Anstelle der angegebenen Materialien lassen sich auch andere einsetzen und können im Einzelfall vorzuziehen sein, vfeiterhin lassen sich zum Befestigen der Feder 58 oder der Feder 41 an den zugehörigen Ventilelementen andere Mittel verwenden. Auch sind andere Abschlußkonstruktionen für die Ventilstifte 41 und 51 für den Fachmann denkbar. Diese Variationen sind nur beispielhaft.

Patentansprüche

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Claims

E 529

Patentansprüche

Membranventil mit einem Ventilkörper mit einem Einlaß und einem Auslaß sowie einer !zwischen Ein- und Auslaß liegenden Hauptströmungsöffnung, einer die Hauptströmungsöffnung auf deren Einlaßseite umgebenden Kammer, einer in der Kammer zwischen einer ersten Lage, in der sie die Hauptströmungsöffnung schließt, und einer zweiten Lage, in der sie die Hauptströmungsöffnung öffnet, hin- und herbewegbaren flexiblen Membran, die eine Öffnung aufweist, durch die hindurch eine Strömung zwischen dem Einlaß und der Kammer stattfinden kann, und mit einem Schaltventilglied, das von einem Elektromagneten betätigbar ist und die Strömungsmittelströmung durch den Ventilkörper steuert, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventilglied (32) auf der Membran (11) und mit dieser bewegbar gelagert ist, wobei das Schaltventilglied eine Schaltöffnung (36) aufweist, die in Strömungsverbindung mit der Kammer (31) und dem Auslaß (5) steht, daß ein Ventilstift (44) mit einem ersten und einem zweiten Ende (43 bzw. 45) in der Schaltöffnung gelagert ist, der Elektromagnet (15) ein Betätigungsglied (19)

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aufweist, das zwischen einer ersten Juage, in der es die JchaltÖffnung schlieft, und einer zweiten öffnung, in der es die ochaltoffnung öffnet, hin- und herbewegbar ist, wobei das zweite Ende (45r) des Ventilstifts (44) mit dem Betätigungsglied (19) verbunden ist, so daß der Yentilstift sich mit dem Betätigungsglied bewegen kann, daß weiterhin ein erstes i'e der element (3b) in der K.ammer angeordnet ist und eine öchließkraft auf die Membran (11) ausüben kann und daß ein zweites Federelement (41) auf der Auslaßseite der Membran angeordnet ist und die Membran in mindestens einer Lage der Membran in deren Offenstellung vorspannen kann.
2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federglied (41) so gespannt ist, daß es in der Schließstellung der Membran (11) eine Schließkraft auf das Betätigungsglied (19) des Elektromagneten ausübt.
3. Ventil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federglied (41) zwischen dem Schaltventilglied (32) und dem ersten Ende (43) des Ventilstifts (44) gespannt ist.
4. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federglied (41) zwischen dem ersxen Ende (43) des Ventilstifts (44) und dem üchaltventilglied (32) auf der Auslaßseite der flexiblen Membran (11) angeordnet ist und eine Kraft im Sinne eines öchließens des Betätigungsglieds (19) in der Offenstellung der flexiblen

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Membran und des üffnens der Membran nach Erregung des Elektromagneten (15) ausübt.
5. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Federglied (38) in der Kammer (31) angeordnet und zwischen dem Ventilkörper (100) und dem cichaltventilglied (32) vorgespannt ist, um die Membran (11) in die Schließstellung zu drücken.
6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Schaltventilglied (32) eine mittige Wabe (35) mit einer eingeformten Passung (37) aufweist, die zur Aufnahme eines Endes der ersten Feder (3ö) bemessen ist.
7. ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Federglied (58) am Schaltventilglied (68) angebracht und in der Schließstellung der Membran (11) ungespannt ist.
8. Ventil nach Anspruch 7» gekennzeichnet durch ein weiteres Federglied (50), aas zwiscnen dem Elektromagnet (15) und dem Betätigungsglied (19) vorgespannt ist, um das Betätigungsglied in seine Schließstellung zu drücken.
9. Ventil nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen einem freien Ende des zweiten Federgliedes (58) und des ersten Endes (52) des Ventilstifts (51) in der Größenordnung von 0,508 mm (0,020") liegt.

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10. Ventile nach Anspruch 1, 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Ende (52) des Ventilstifts (51) eine tfederhalterung (53) aufweist, die am freien Ende des zweiten Pedergliedes (58) angreift, wenn das Betätigungsglied (19) sich bei Erregung des Elektromagneten (15) bewegt.
11. Ventil nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß aas Schaltventilglied (68) auf der Auslaßöffnungsseite der Membran (11) eine mittige ITabenkonstruktion sowie eine außerhalb dieser iNabenkonstruktion in es eingeformte klammer (55) aufweist, die eine offene Kammer (57) bildet, die mindestens einen ersten Durchmesser an der Öffnung und einen zweiten Durchmesser aufweist, wooei der erste Durchmesser kleiner als der zweite Durchmesser ist.
12. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Betätigungsglied (19) eingeformt einen Kanal (23) und der Elektromagnet (15) ein rohrförmiges Element (18) aufweisen, das das Betätigungsglied beweglich aufnimmt, wobei das rohrförmige Glied einen Stopfen (20) enthält, der in einem Ende desselben angeordnet ist, und eine Feder (50) in dem Kanal angeordnet und zwischen dem Stopfen und dem Betätigungsglied eingespannt ist, um das Betätigungsglied in die Schließstellung der behaltöffnung (36) vorzuspannen.

Gl/Iia

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