DE2820348A1

DE2820348A1 - Einrichtung zur befestigung einer als ventilkoerper dienenden membran

Info

Publication number: DE2820348A1
Application number: DE19782820348
Authority: DE
Inventors: Rudolf Moeller; Detlef Opel
Original assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Current assignee: Wabco Fahrzeugbremsen GmbH
Priority date: 1978-05-10
Filing date: 1978-05-10
Publication date: 1979-11-22
Also published as: FR2425597A1; IT7953240V0; IT1118495B; GB2023258A; IT7967975A0

Description

Hannover, den 13.3.1978 WP18 /78 - Sehr

WABCO WESTINGHOUSE GmbH, HANNOVER

Einrichtung zur Befestigung einer als Ventilkörper dienenden Membran

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Befestigung einer als Ventilkörper dienenden Membran in einem Ventilgehäuse gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Derartige Membranen werden beispielsweise in Mehrwegeventilen anstelle von Kolbenschiebern, Drehschiebern etc. verwendet. Von Vorteil ist dabei u. a., daß keine Gleitflächen und damit keine dem Verschleiß unterliegenden Schieberteile bzw. Gehäuseteile vorhanden sind. Ferner verringert sich

909847/0058

bei Verwendung der erwähnten Membranen der zahlenmäßige Aufwand an Einzelteilen.

Besondere Sorgfalt muß jedoch bei der Einspannung, d. h. bei der Befestigung und der damit verbundenen Führung einer Membran der erwähnten Art im Ventilgehäuse angewendet werden. Dies gilt insbesondere dann, wenn die Membran relativ großflächig und damit relativ dünn im Vergleich zur Längenausdehnung ist und/oder wenn relativ große Kräfte auf die Membran einwirken.

Man könnte im einfachen Fall daran denken, die Membran zwischen zwei Teilen des Ventilgehäuses, z. B. dem inneren Gehäuseteil und einem Ventilgehäusedeckel einzuspannen, deren Innenflächen senkrecht zur Membranfläche verlaufen. Eine solche Lösung wäre zwar konstruktiv einfach und billig. Es hat sich aber gezeigt, daß eine solche Einspannung der Membran schon nach relativ wenigen Lastspielen zu einer Zerstörung der Membran führt.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die auch bei relativ großen auf die Membran einwirkenden Kräften und/oder bei einer relativ dünnen Membran eine ausreichende Lebensdauer der Membran ermöglicht und die mit einfachen konstruktiven Mitteln realisierbar ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Die Erfindung hat u. a. den Vorteil, daß die insbesondere mit ihrem dünnwandigen Teil in den Endlagen an dem Ventilgehäuse anliegende Membran im wesentlichen überall unterstützt wird, wenn jeweils der volle Druck des Steuermediums oder des gesteuerten Arbeitsmediums an der Membran anliegt.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert.

Die Zeichnung zeigt einen Teil eines Mehrwegeventil, das aus einem Ventilgehäuse 10 und zwei Ventilgehäusedeckeln 6 und 12 gebildet wird. Die Ventilgehäusedeckel sind mittels Schrauben, von denen nur die Schraube 5 dargestellt ist, am Ventilgehäuse 10 befestigt.

Das soweit beschriebene Mehrwegeventil enthält einen Doppelventilkörper, der mit zwei Ventilsitzen 21 und 18 zwei Ventile bildet. Der Doppelventilkörper umfaßt einen Bolzen 26, der mittels zweier Muttern 3 und 14 an zwei Membranen 23 und 17 befestigt ist und zwei jeweils zwischen den Muttern 3 und 14 und den Membranen 23 und 17 angeordneten Scheiben 4. Die dichtenden Teile, d. h. die mit den Ventilsitzen 21 und 18 zusammenarbeitenden Ventilteller des beschriebenen Doppelventilkörpers werden von den mittleren Bereichen 1 und 15 der Membranen 23 und 17 gebildet. *

Die die eigentlichen Ventilkörper bildenden mittleren Bereiche 1 und 15 der Membranen 23 und 17 sind dicker ausgebildet als die übrigen Teile der Membranen 23 und 17· Die die mittleren Bereiche 1 und 15 der

§09847/0050

Membranen 23 und 17 unterstützenden gelochten Scheiben 4 sind in ihrem inneren und äußeren Durchmesser den entsprechenden Maßen der mittleren Bereiche der Membranen angepaßt. Die Membranen 23 und 17 sind zwischen dem Ventilgehäuse 10 und den Ventilgehäusedeckeln 6 und 12 eingespannt. Der Rand 8 der Membran 23 ist dabei vorteilhaft als Dichtung ausgebildet. Entsprechend ist die Membran 17 ausgebildet.

Die beschriebene Einrichtung bildet ein mit einem Druckmittel steuerbares Doppelventil. Im dargestellten Zustand des Mehrwegeventils ist die Membran 23 über eine Kammer 2 mit einem Steuerdruck beaufschlagt, während die entsprechende, der Membran 17 zugeordnete Kammer 16 drucklos ist. Auf diese Weise liegt die Membran mit ihrem mittleren Bereich 1 am Ventilsitz 21 an. Die zwischen den Ventilsitzen 21 und 18 liegende Kammer 19 ist somit mit der in der Zeichnung rechts und oben liegenden Kammer 2o verbunden.

Wir dagegen die Kammer 16 mit einem Steuerdruck beaufschlagt und die Kammer 2 drucklos gemacht, so schaltet das Doppelventil um und der mittlere Bereich 15 der Membran 17 legt sich an den Ventilsitz 18 an. Damit ist die Kammer 19 dann mit der in der Zeichnung links und unten angeordneten Kammer 9 verbunden.

Bei relativ großen Abmessungen der Membranen 23 und 17 und/oder bei relativ großen Steuer- und gesteuerten Drücken besteht die Gefahr, daß die zwischen den Einspannstellen der vorzugsweise gewebefreien Membranen 23 und 17 und den mittleren Bereichen 1 und 15 befindlichen Membranteile, die elastisch und deshalb relativ dünn sind, eine nur geringe Lebensdauer wegen der dann großen Belastung besitzen.

909847/0058

Um die sich daraus ergebende Gefahr zu vermeiden, ist der Raum 7 zwischen dem Gehäusedeckel 6 und dem Ventilgehäuse 10, der den zwischen der Einspannung und dem mittleren Bereich 1 der Membran 23 liegenden dünnwandigen Teil der Membran 23 aufnimmt, so ausgebildet, daß er einen keilförmigen Querschnitt aufweist. Auf diese Weise kann sich die Membran 23 in ihren durch ihren Hub festgelegten Endlagen an die keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen 25 und 24 anlegen. Der von den keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen gebildete Winkel ist zur Unterstützung des vorerwähnten Anlegens so bemessen und so bezüglich der Ebene des Ventilgehäusedeckels 6 ausgerichtet, daß die Membran 23 in ihren Endlagen völlig oder nahezu vorspannungslos an den schräg aufeinander zulaufenden Flächen 24 und 25 des Raumes 7 anliegt. Die auf die Membran an den beschriebenen Stellen wirkenden Kräfte werden somit von den schräg aufeinander zulaufenden Flächen 24 und 25 aufgenommen. Die Membran ist dann also an diesen Stellen entlastet.

Um die Membran 23 in ihren Endlagen möglichst vollständig zu entlasten, sind die schräg aufeinander zulaufenden Flächen 25 und 24 so bemessen, daß sie den dünnwandigen Teil der Membran 23 vollständig, insbesondere ganz zwischen der Einspannstelle und der Scheibe 4 unterstützen.

Zu dem genannten Zweck sind die schräg aufeinander zulaufenden Flächen 25 und 24 der Kontur der Membran angepaßt. Bei der im übrigen genauso ausgebildeten und abgestützten Membran 17 ist dies die Kontur der Membran 17 im Übergangsbereich 13 zwischen dem mittleren Bereich 15 und dem dünnwandigen Teil der

909847/OOSd

Membran 17· Insbesondere zeigen die schräg aufeinander zulaufenden Flächen in diesem Bereich einen kontinuierlichen, also nicht eckigen Verlauf.

Um das soweit beschriebene Mehrwegeventil insbesondere im inneren Bereich einfach herstellen zu können, wird die innen liegende Fläche 24 der beiden schräg aufeinander zulaufenden Flächen 25 und 24 von der äußeren Oberfläche eines in das Ventilgehäuse 10 einlegbaren Ringes 22 gebildet. Entsprechend ist auf der rechten Seite des dargestellten Ventils ein Ring 11 vorgesehen.

Durch die Verwendung der Ringe 22 und 11 können die im Inneren des Ventilgehäuses 10 liegenden Kammern und Räume billig durch Bohren oder Spritzgießen hergestellt werden.

909847/0056

-40-

Leerseite

Claims

Patentansprüche

iJ Einrichtung zur Befestigung einer als Ventilkörper dienenden Membran in einem Ventilgehäuse, wobei die einen mittleren, als Ventilkörper ausgebildeten Bereich aufweisende Membran an ihrem äußeren Rand zwischen Teilen des Ventilgehäuses eingespannt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilgehäuse (6, 10,12) so ausgebildet ist, daß der zwischen den die Membran (17, 23) einspannenden Teilen (6, 10) des Ventilgehäuses und dem mittleren Bereich (15, 1) der Membran (17, 23) liegende, die Membran (17, 23) aufnehmende Raum (7) einen keilförmigen Querschnitt aufweist.

909847/005Ö

!NSPECTED
2. Einrichtung nach. Anspruch. 1, dadurch gekennz eichnet, daß der Winkel zwischen den keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen (24, 25) des Ventilgehäuses (6, 10, 12) so bemessen und so gerichtet ist, daß die Membran (17, 23) in ihren durch den vorgegebenen Membranhub bestimmten Endlagen an den keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen (24, 25) des Ventilgehäuses (6, 10, 12, 11, 23) anliegt.
3· Einrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen (24, 25) des Ventilgehäuses (6, 10, 12) so groß bemessen sind, daß die Membran (17, 23) in der entsprechenden Endlage mit der gesamten zwischen der Einspannung und dem mittleren Bereich (15, 1) der Membran (17, 23) liegenden Fläche an dem Ventilgehäuse (6, 10, 12, 23, 11) anliegt.
4. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der mittlere Bereich (1, 15) der Membran (23,

17) auf seiner dem Ventilsitz (21, 18) gegenüberliegenden Fläche von einer starren Scheibe (4) unterstützt ist.
5. Einrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß diejenige (25) der beiden keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen (24, 25) des Venti^gehäuses (6, 10, 12), die auf der dem Ventilsitz (21,

18) abgewandten Seite der Membran (23, 17) liegt, in der Endlage der Membran (23, 17) die gesamte zwischen der Einspannung und der Scheibe (4) liegende Fläche der Membran (23, 17) berührt.

909847/0058
6. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen (24, 25) des Ventilgehäuses (6, 10, 12) von der Oberfläche eines in das Ventilgehäuse einbringbaren Ringes (22, 11) gebildet ist.
7. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der keilförmig aufeinander zulaufenden Flächen (24, 25) des Ventilgehäuses (6, 10, 12) an ihrem inneren Rand einen kontinuierlichen Übergangsbereich aufweist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die einen kontinuierlichen Übergangsbereich aufweisende Fläche (24) des Ventilgehäuses (6, 10, 12) im Übergangsbereich der Form (13) der in der entsprechenden Endlage am Übergangsbereich anliegenden Membran (17) angepaßt ist.
9. Einrichtung nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere, eingespannte Teil der Membran als Dichtung (8) ausgebildet ist.

909847/0058