DE3900718A1 - Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer druckluftbetriebenen doppelmembranpumpe - Google Patents
Verfahren und vorrichtung zur steuerung einer druckluftbetriebenen doppelmembranpumpeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Steuerung der Bewe
gung des Steuerkolbens eines Luftsteuerventils für eine
druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe, wobei der Steuerkol
ben in einem Steuerzylinder mit Zuluft- und Abluftbohrungen
für die Druckluft zwischen zwei Endstellungen bewegt wird.
Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchfüh
rung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Steuerung einer
druckluftbetriebenen Doppelmembranpumpe.
Druckluftbetriebene Membranpumpen sind besonders geeignet
für die problemlose Förderung von sehr unterschiedlichen
Medien, einschließlich solcher, die wegen ihrer pastösen,
pulvrigen oder abrasiven Eigenschaften von einem anderen
Pumpensystem nur mit Schwierigkeiten gefördert werden kön
nen. Membranpumpen haben eine sehr hohe technische Zuver
lässigkeit im rauhen Pumpenbetrieb. Der Vorteil derartiger
Membranpumpen liegt ferner darin, daß sie keine rotierenden
Teile und keine Wellenabdichtungen benötigen und völlig
trockenlauffest sind. Durch Änderung der Luftmenge der zuge
führten Betriebsdruckluft läßt sich die Pumpe auf einfache
Weise regeln, ohne daß dazu teure oder komplizierte Regler
antriebe notwendig sind. Druckluftbetriebene Membranpumpen
sind wegen ihrer vielen Vorteile bspw. in der Lebensmittel
industrie zur Förderung von Tomatenmark, Tiernahrung, Scho
kolademasse etc. oder in der Kosmetik zur Förderung von
Zahnpasta oder Cremen im Einsatz; sie sind ebenso in den
Bergwerken oder in der Bauindustrie zu finden zur Grubenent
leerung, zur Wasserhaltung, zur Erzaufbereitung bzw. zur
Förderung von Gipsschlämmen, Asbestzementschlämmen etc.
wobei die hier aufgezählten Einsatzbereiche und die geför
derten Medien nur beispielhaft erwähnt sein sollen.
Wesentlich für die technische Zuverlässigkeit und für die
Regelbarkeit der Doppelmembranpumpen ist unter anderem das
Luftsteuerventil, welches nach Maßgabe der Förderleistung
die jeweiligen Kammern der Membranpumpe mit Druckluft beauf
schlagt.
Eine druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe ist aus der
DE-OS 31 50 967 bekannt. Diese Doppelmembranpumpe besteht
aus einem Pumpengehäuse mit zwei mit Abstand nebeneinander
angeordneten Gehäusekammern, die jeweils eine Membranein
richtung aufweisen und von dieser in eine Pumpenkammer und
in eine Luftkammer aufgeteilt sind. Die Luftkammern der
beiden Gehäusekammern sind zueinander ausgerichtet und wei
sen zwischen sich eine Druckluftumsteuereinrichtung auf. Die
Druckluftumsteuereinrichtung führt den beiden Luftkammern
die Druckluft zu und entlastet wechselweise die Luftkammern,
wobei die Pumpenkammer über Ventileinrichtungen mit einem
Saugstutzen und einem Druckstutzen in Verbindung stehen,
über die das zu fördernde pastöse oder pulverförmige Gut in
die Pumpenkammer aufgrund der durch die Druckluft erzeugten
Membranbewegungen angesaugt bzw. aus der Pumpenkammer her
ausgedrückt wird. Die Druckluftumsteuereinrichtung besitzt
einen Ventilsteuerkolben zur Umsteuerung der Luftkammerver
bindungswege.
Der Ventilsteuerkolben verfügt über ein mechanisch arbeiten
des Antriebssystem mit einem mechanischen Energiespeicher,
wobei dieser von der Bewegung der Membraneinrichtungen aus
gelöst wird. Der Energiespeicher wird von einer innerhalb
des Ventilsteuerkolbens angeordneten Druckfeder gebildet.
Die Druckfeder ist mechanisch mit einer federbelasteten
Kugel gekoppelt, die den Steuerkolben in einer bestimmten
Endstellung arretiert und diesen erst freigibt, wenn die
Druckfeder von der Membraneinrichtung auf eine bestimmte
potentielle Energie vorgespannt wurde. Mit dieser Konstruk
tion wird der Steuerkolben zwischen zwei stabilen Kolben
stellungen hin- und herbewegt, so daß insbesondere ein bis
her als nachteilig empfundenes Hängenbleiben der Umsteuer
einrichtung in einer undefinierten Zwischenstellung weitge
hend vermieden wird.
Aus der DE-AS 27 26 674 ist eine druckgasbetätigte Doppel
membranpumpe mit zwei jeweils in einer Kammer angeordneten,
die Kammer in eine Antriebs- und in eine Pumpkammer unter
teilenden Membranen bekannt, welche durch eine starre Kopp
lung miteinander verbunden sind, die eine synchrone Bewegung
beider Membranen bewirkt. Das Steuerventil enthält einen
Kolbenschieber mit zwei Kugelsperren, wobei der Kolbenschie
ber mechanisch mit der starren Kopplung der Membranen ver
bunden ist. In den Endlagen des Kolbenschiebers wird ein
Antriebsdruckgas jeweils abwechselnd der einen oder anderen
Antriebskammer der Membranpumpe zugeleitet. Die mechanische
Verbindung und der mechanische Antrieb zwischen der starren
Kopplung der Membranen und dem Kolbenschieber des im Pumpen
gehäuse untergebrachten Steuerventils erfolgt durch eine
Stabfeder mit rundem oder auch flachem Querschnitt. Die
Stabfeder greift in eine Seitenöffnung der starren Kopplung
der Membranen und in eine Öffnung des Kolbenschiebers ein
und ist als Drehpunkt in einer Öffnung einer Rippe im Gehäu
se gelagert. Wegen der kurzen mechanischen Kopplung zwischen
der Membrankupplung und dem Kolbenschieber mit Hilfe der
Stabfeder kann das Steuerventil im Pumpengehäuse angeordnet
werden. Die Stabfeder wird dabei so dimensioniert, daß die
Kugelsperren in der Endstellung des Steuerventils überwunden
werden und damit eine Schnappschaltung für den Kolbenschie
ber entsteht.
Aus der DE-AS 14 53 607 ist eine hydraulisch betätigte Dop
pelmembranpumpe mit zwei jeweils in einer Kammer angeordne
ten, die Kammer in eine Pump- und eine Antriebskammer unter
teilenden Membranen bekannt. Die Membranen sind durch eine
starre Kopplung miteinander verbunden, die eine synchrone
Bewegung beider Membranen bewirken. Die Pumpe ist ferner mit
einem als Kolbenschieber ausgebildeten Steuerventil verbun
den, das mechanisch mit der starren Kopplung der Membranen
verbunden ist und dadurch in den Endlagen der Hubstellungen
der Membranen eine Antriebsflüssigkeit jeweils abwechselnd
der einen oder der anderen Antriebskammer zuleitet. Die
mechanische Verbindung zwischen der starren Membrankopplung
und dem Steuerventil wird über einen an der starren Kopplung
befestigten Arm hergestellt, der gleitend auf einer mit dem
Kolbenschieber verbundenen Betätigungsstange geführt ist. Zu
beiden Seiten des Armes ist eine Feder angeordnet, deren
Federhub so bemessen ist, daß beide Federn ständig mit dem
Arm in Wirkverbindung stehen. Der Steuerkolben des Steuer
ventils enthält zwei Kugelsperren als Rastvorrichtung, wel
che bei einer bestimmten, durch eine der beiden Federn aus
geübten Kraft gelöst werden und eine Umschaltung des Ventils
bewirken. Hierdurch wird eine Membranbewegung bis zu einem
gewünschten Punkt erreicht, wo die Membranbewegung rasch
unterbrochen und der Gegenhub eingeleitet wird.
Den oben beschriebenen Doppelmembranpumpen ist gemeinsam,
daß die Bewegung des Ventilsteuerkolbens mechanisch von den
starr miteinander gekoppelten Membranen gesteuert wird und
daß durch Ausnutzung von potentieller Federenergie eine
Schnappvorrichtung gebildet wird, die den Steuerkolben des
Ventils zwischen zwei Endstellungen hin- und herbewegt. Den
Steuerventilen ist allerdings auch der hohe konstruktive
Aufwand gemeinsam sowie der Umstand, daß bei sehr geringer
Pumpenleistung das Steuerventil zum Hängenbleiben in einer
Zwischenstellung neigt und bei sehr hoher Pumpenleistung
infolge eines sogenannten Flatterns des Federmechanismus
keine genaue Ventilsteuerung möglich ist.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die
Steuerung und den Steuermechanismus des Luftsteuerventils
für eine druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe konstruktiv
zu vereinfachen und die Bewegung des Steuerkolbens ohne
mechanische Kopplung mit der Pumpenmembran zu steuern, damit
auch in extremen Betriebsbedingungen der Membranpumpe, bspw.
wenn die Pumpe sehr langsam oder mit sehr hoher Leistung
fahren wird, ein sicheres und exaktes Umschalten des Steuer
ventils gewährleistet wird.
Diese Aufgabe wird verfahrenstechnisch dadurch gelöst, daß
der Steuerkolben von einem Steuermedium, vorzugsweise von
Steuerluft, verstellt wird und zunächst in seiner jeweiligen
End- bzw. Umsteuerstellung von einer Haltevorrichtung gegen
den Druck der Steuerluft während einer vorgegebenen Zeit
dauer bzw. bis zu einem Gegendruck mit vorgegebener Druck
höhe gehalten wird und anschließend mit einer solchen Schub
kraft bewegt wird, die stets größer als die maximal auftre
tenden Reibungskräfte ist, wobei die Haltevorrichtung unab
hängig von der Bewegung der Pumpenmembran arbeitet, vor
zugsweise mit elastisch, magnetisch oder elektromagnetisch
wirkenden Bauelementen. Konstruktiv wird die Aufgabe dadurch
gelöst, daß am Steuerzylinder des Luftsteuerventils separate
Anschlüsse für ein Steuermedium, vorzugsweise für Steuerluft
zum Verstellen des Steuerkolbens vorgesehen sind sowie eine
von der Pumpenmembran entkoppelt betriebenen Haltevorrich
tung, die in Wirkverbindung mit dem Steuerkolben steht,
wobei die Haltevorrichtung dem Druck der Steuerluft zumin
dest während einer definierten Zeit und/oder bis zu einem
definierten Druck entgegenwirkt.
Die erfindungsgemäße Lösung hat den Vorteil, daß auf die
komplizierte, teure und anfällige Feinwerktechnik bisher
bekannter Ventilkonstruktionen verzichtet werden kann. Die
Steuerung des Ventils kann von der Bewegung der Pumpenmem
branen weitgehend entkoppelt werden, so daß eine bessere
Anpassung der Ventilsteuerung an die jeweiligen Betriebs
punkte der Pumpe ermöglicht wird. Insbesondere kann bei sehr
langsamer Pumpenfahrweise durch genau dosierte Zuführung der
Steuerluft in Verbindung mit der eingestellten Haltezeit der
Haltevorrichtung bzw. in Verbindung mit dem eingestellten
Gegendruck der Haltevorrichtung die Umsteuerung des Ventils
so lange verzögert werden, bis die jeweilige Membrankammer
der Pumpe vollständig mit der Arbeitsdruckluft gefüllt ist.
Wird dann durch gezielte Zuführung von Steuerluft die Halte
kraft der Haltevorrichtung überwunden, ist die von der Steu
erluft auf den Steuerkolben ausgeübte Schubkraft auf Werte
einstellbar, die immer größer als die im Ventil auftretenden
Reibungskräfte sind. Ein Hängenbleiben des Steuerkolbens in
einer Mittelstellung und ein davon ausgelöster Pumpenstill
stand wird mit Sicherheit vermieden. Die erfindungsgemäßen
Maßnahmen ermöglichen auch bei sehr hoher Pumpenleistung
eine außerordentlich exakte Steuerung des Ventils, so daß
die beiden Luftkammern der Membranpumpe auch bei wechselnden
und extrem hohen Fördermengen und Förderhöhen mit der abver
langten Arbeitsdruckluft optimal versorgt sind.
In Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die
Haltezeit oder der Gegendruck der Haltevorrichtung variabel
einstellbar ist, so daß mit diesen Maßnahmen noch besser die
Betriebsbedingungen der Pumpe und die Reibungsverhältnisse
im Ventil berücksichtigt werden können.
Nach einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfin
dung wird in jeder End- bzw. Umsteuerstellung des Steuerkol
bens mindestens ein Permanentmagnet als Haltevorrichtung
angeordnet. Hierdurch wird eine besonders einfache Konstruk
tion für die verzögernde Arretierung des Steuerkolbens in
seiner jeweiligen Endstellung geschaffen. Zweckmäßig ist
auch, daß bspw. ein Permanentmagnet mit der Steuerfläche des
Kolbens und der andere Permanentmagnet mit der stirnseitigen
Innenfläche des Steuerzylinders verbunden ist, wenn bspw.
das Zylindergehäuse aus einem Kunststoff gefertigt ist.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorge
schlagen, daß in jeder End- bzw. Umsteuerstellung des Steu
erkolbens eine elektromagnetische Haltevorrichtung angeord
net ist, die vorzugsweise aus einer in oder an dem Steuerzy
linder eingelassenen stromdurchflossenen Spule besteht, die
mit einem am Steuerkolben eingelassenen ferromagnetischen
Ring magnetisch zusammenwirkt. Durch diese Maßnahmen wird
die Haltezeit bzw. der Gegendruck der Haltevorrichtung in
weiten Bereichen variabel und regelbar. Die Funktion des
Steuerventils ist auf diese Weise optimal auf die Betriebs
bedingungen der Membranpumpe anpaßbar, insbesondere dann,
wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung der magne
tische Fluß der Spule mittels einer freiprogrammierbaren
Regeleinrichtung veränderbar ist.
Eine bevorzugte und konstruktiv besonders kostengünstige
Ausbildung des Luftsteuerventils sieht vor, daß der Steuer
kolben aus einer Kolbenstange mit einem mittleren Führungs
kolben und zwei äußeren Kolbenflächen mit dazwischenliegen
den Ringräumen besteht, daß der Steuerkolben von dem Steuer
zylinder umschlossen ist, daß die stirnseitigen Flächen des
Steuerzylinders die Anschlüsse für die Steuerluft aufnehmen,
die ihrerseits mit Magnetventilen verbunden sind, daß der
Druckluftanschluß am Außenumfang des Steuerzylinders ange
ordnet ist und daß zwei zu der Doppelmembranpumpe führende
Druckluftableitungen am Außenumfang des Steuerzylinders
angeordnet sind und daß der Steuerkolben so bewegbar ist,
daß mittels der Ringräume jeweils eine Druckluftleitung und
eine Druckluftableitung miteinander verbindbar sind und daß
zumindest ein Permanentmagnet jeweils auf der mit der Steu
erluft beaufschlagten Kolbenfläche angeordnet ist.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels näher
beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 in einer Schnittansicht eine druckluftbetriebene
Doppelmembranpumpe bekannter Bauart,
Fig. 2 das Steuerventil der Doppelmembranpumpe in sche
matischer Darstellung mit Permanentmagneten als
Haltevorrichtung,
Fig. 3 das Steuerventil mit einer elektromagnetischen
Haltevorrichtung in vergrößerter Darstellung,
Fig. 4 das Steuerventil mit einem elastischen Lippenring
als Haltevorrichtung in vergrößerter Darstel
lung.
In Fig. 1 ist in einer schematisierten Schnittansicht eine
druckluftbetriebene Doppelmembranpumpe dargestellt. Die
Doppelmembranpumpe besteht aus einem Pumpengehäuse 1 mit
zwei im Abstand nebeneinander angeordneten Gehäusekammern 2,
die jeweils eine Membran 3 aufweisen und von dieser in eine
Pumpenkammer 4 und in eine Luftkammer 5 aufgeteilt sind. Die
beiden Luftkammern 5, 5′ stehen sich gegenüber und zwischen
den Außenwänden 6 der Luftkammern 5, 5′ ist ein Druckluftum
steuerventil 7 mit einer Druckluftzuleitung 12 angeordnet,
welches die Arbeitsdruckluft auf die beiden Luftkammern 5, 5′
aufteilt.
In Fig. 2 ist das erfindungsgemäße Luftsteuerventil schema
tisch dargestellt. Es besteht aus einem Steuerzylinder 11
mit einem am Außenumfang des Steuerzylinders angeordneten
Druckluftanschluß 8 mit einer Druckluftzuleitung 12 und mit
zwei ebenfalls am Außenumfang angeordneten Abluftbohrungen
9, 10 mit Druckluftableitungen 13, 14, die zu der linken
bzw. rechten Luftkammer 5, 5′ der Membranpumpe führen. An
den stirnseitigen Flächen 15 des Steuerzylinders 11 sind
Anschlüsse 16, 17 für die Steuerluft vorgesehen, die über
eine Zuluftleitung 18, 19 mit einem Pilotventil 20, 21 ver
bunden sind.
Der Steuerkolben 22 im Steuerzylinder 11 besteht aus einer
Kolbenstange 23 mit einem mittleren Führungskolben 24 und
zwei äußeren Kolben 25, 26 mit Kolbenflächen 27, 28. Zwi
schen den äußeren Kolbenflächen und dem mittleren Führungs
kolben bestehen zwei Ringräume 29, 30. Aus der zeichneri
schen Darstellung ist erkennbar, daß der Druckluftanschluß 8
über den Ringraum 30 mit der Druckluftableitung 14 zur
Luftkammer 5′ der Membranpumpe verbunden ist, wenn der Steu
erkolben 22 im Steuerzylinder 11 in der linken Endstellung
steht. Es ist auch ohne weiteres erkennbar, daß in der rech
ten Endstellung des Steuerkolbens 22 der Druckluftanschluß 8
über den zweiten Ringraum 29 mit der Druckluftableitung 13
verbunden ist, die zur Luftkammer 5 der Membranpumpe führt.
Auf der jeweils mit Steuerluft beaufschlagten Kolbenfläche
des Steuerkolbens 27, 28 ist ein Permanentmagnet 31, 32
angeordnet, der mit dem Zylindergehäuse 11 aus einem magne
tisierbaren Material magnetisch zusammenwirkt. Ferner weist
der Steuerzylinder 11 die beiden entlastenden Abluftleitun
gen 38, 39 auf.
Wird nun das Pilotventil 20 angesteuert und für die Steuer
luft geöffnet, wird die Kolbenfläche 27 des Steuerkolbens 22
so lange druckbeaufschlagt, bis die magnetische Kraft zwi
schen Kolbenfläche 27 und stirnseitiger Fläche 15 des Steu
erzylinders überwunden ist und der Kolben von der Steuerluft
derart beschleunigt wird, daß er schlagartig in die andere
Endstellung bewegt wird. Infolge des hohen Bewegungsimpulses
werden in jedem Fall die Reibungskräfte zwischen Kolben und
Zylinder überwunden und der Steuerkolben wird keine Zwi
schenstellung im Steuerzylinder annehmen. Der Steuerkolben
22 wird anschließend in seiner anderen Endstellung mit Hilfe
des Permanentmagneten 32 fest arretiert. Wird nun durch
Ansteuerung des Pilotventils 21 die Kolbenfläche 28 des
Steuerkolbens mit Steuerluft beaufschlagt, wird der Kolben
von dem Permanentmagneten 32 zunächst in seiner Stellung
während einer bestimmten Zeitspanne gehalten bis der Druck
der Steuerluft auch hier die magnetischen Kräfte überwindet,
so daß der Steuerkolben schlagartig in seine erste Endstel
lung zurückbewegt wird und dort von dem Permanentmagneten 31
arretiert wird. Dieser Bewegungsimpuls ist so hoch, daß die
Reibungskräfte zwischen Steuerkolben und Steuerzylinder in
jedem Fall überwunden werden. Der Steuerkolben wird also
zwischen zwei definierten Endstellungen sehr schnell und
sehr exakt hin- und herbewegt, so daß eine sehr genaue Fül
lung der Luftkammern 5, 5′ der Membranpumpe mit Arbeits
druckluft auch dann gewährleistet ist, wenn die Membranpumpe
unter extremen Betriebsbedingungen arbeitet, bspw. sehr
langsam gefahren wird oder sehr hohe Förderleistungen er
bringen muß.
Sollte aus bestimmten Gründen der Steuerzylinder 11 aus
einem Kunststoff bestehen, so ist es zweckmäßig, daß ein
Permanentmagnet mit der Steuerfläche des Kolbens und ein
anderer Permanentmagnet 32′ mit der stirnseitigen Innenflä
che 15 des Steuerzylinders verbunden ist. Hierdurch ist eine
Haltevorrichtung geschaffen, die die gleichen vorteilhaften
Eigenschaften besitzt, wie die oben beschriebene Haltevor
richtung, bei der der Steuerzylinder 11 aus einem metalli
schen Werkstoff besteht.
Fig. 3 zeigt eine elektromagnetische Haltevorrichtung mit
einem am Steuerkolben 22 eingelassenen ferromagnetischen
Ring 33 und einer am Steuerzylinder 11 angeordneten strom
durchflossenen Spule 34, deren magnetischer Fluß mit Hilfe
einer nicht näher dargestellten jedoch mit üblichen Bautei
len ausgestatteten Regelvorrichtung veränderbar ist. Die dem
Druck der Steuerluft entgegenwirkende Haltekraft dieser
Haltevorrichtung ist der Zeit und der Größe nach in Abhän
gigkeit von der Pumpenfahrweise frei einstellbar, so daß
eine hervorragend genaue Steuerung des Ventils und damit
eine optimale Zuführung der Arbeitsdruckluft in die Luftkam
mern 5, 5′ der Pumpe gewährleistet ist. Bei einem Steuerzy
linder aus ferromagnetischem Werkstoff sollte die strom
durchflossene Spule in der Zylinderwandung so angeordnet
sein, daß die Wirbelstromverluste möglichst klein bleiben.
Fig. 4 zeigt eine Haltevorrichtung für den Steuerkolben 22,
die aus einem elastischen Lippenring 35 im Steuerzylinder
besteht, der mit einer entsprechend ausgebildeten Ringnut 36
am Kolbenumfang zusammenwirkt. Diese Haltevorrichtung genügt
ebenfalls sehr zuverlässig den aufgabegemäß vorgegebenen
Bedingungen, nämlich die Bewegung des Steuerkolbens trotz
der Beaufschlagung mit Steuerluft zunächst zu verhindern und
den Kolben erst dann freizugeben, wenn die Steuerluft einen
bestimmten Druck erreicht hat. Der Steuerkolben wird dann
- wie zuvor beschrieben - sehr schnell und mit großer Sicher
heit von der leicht expandierenden Steuerluft in die andere
Endstellung bewegt. Der Lippenring 35 sollte entsprechend
der schematischen Zeichnung vorteilhafterweise so ausgebil
det sein, daß die elastische Lippe 37 dem Steuerkolben bei
seiner Bewegung in die Endstellung nur einen geringen Wider
stand bietet; bei der Bewegung des Steuerkolbens aus seiner
Endstellung heraus muß die elastische Lippe 37 jedoch die
entsprechenden Haltekräfte dem Druck der Steuerluft entge
gensetzen. Dies läßt sich durch eine entsprechende Anfasung
von Kolbenfläche und Ringnut bewirken.
Der Gegenstand der Erfindung ist verständlicherweise nicht
auf die Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfaßt auch
solche weiteren Ausbildungen, die den beanspruchten Maßnah
men genügen.
Claims (10)
1. Verfahren zur Steuerung der Bewegung des Steuerkolbens
eines Luftsteuerventils für eine druckluftbetriebene
Doppelmembranpumpe, wobei der Steuerkolben in einem Steu
erzylinder mit Zuluft- und Abluftbohrungen für die Druck
luft zwischen zwei Endstellungen bewegt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkolben von einem Steuermedium vorzugsweise
von Steuerluft bewegt wird und zunächst in seiner jewei
ligen End- bzw. Umsteuerstellung von einer Haltevorrich
tung gegen den Druck der Steuerluft während einer vorge
gebenen Zeitdauer bzw. bis zu einem Gegendruck mit vorge
gebener Druckhöhe gehalten wird und anschließend mit
einer solchen Schubkraft bewegt wird, die stets größer
als die maximal auftretenden Reibungskräfte ist, wobei
die Haltevorrichtung unabhängig von der Bewegung der
Pumpenmembran arbeitet, vorzugsweise mit elastisch, mag
netisch oder elektromagnetisch wirkenden Bauelementen.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Haltezeit der Haltevorrichtung variabel einstell
bar ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Gegendruck der Haltevorrichtung variabel ein
stellbar ist.
4. Luftsteuerventil für eine druckluftbetriebene Doppelmem
branpumpe zur Durchführung des Steuerverfahrens nach den
Ansprüchen 1 bis 3, mit einem in einem Steuerzylinder
(11) beweglich zwischen zwei Endstellungen angeordneten
Steuerkolben (22) und mit Zuluft- (8) und Abluftbohrungen
(9, 10) für die Druckluft,
gekennzeichnet durch
Anschlüsse (16, 17) für ein Steuermedium, vorzugsweise
für Steuerluft zum Verstellen des Steuerkolbens (22) und
durch Anordnung einer von der Pumpenmembran (4) entkop
pelt betriebenen, in Wirkverbindung mit dem Steuerkolben
(22) stehenden Haltevorrichtung (31, 32; 33, 34; 35, 36),
welche dem Druck der Steuerluft zumindest während einer
definierten Zeit und/oder bis zu einem definierten Druck
entgegenwirkt.
5. Luftsteuerventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder End- bzw. Umsteuerstellung des Steuerkolbens
(22) mindestens ein Permanentmagnet (31, 32) als Halte
vorrichtung angeordnet ist.
6. Luftsteuerventil nach Anspruch 4 oder 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Permanentmagnet (31, 32) mit der Steuerfläche
(27, 28) des Kolbens (22) und der andere Permanentmagnet
(32′) mit der stirnseitigen Innenfläche (15) des Steuer
zylinders (11) verbunden ist.
7. Luftsteuerventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder End- bzw. Umsteuerstellung des Steuerkolbens
(22) eine elektromagnetische Haltevorrichtung angeordnet
ist, die vorzugsweise aus einer in oder an dem Steuerzy
linder (11) eingelassenen stromdurchflossenen Spule (34)
besteht, die mit einem am Steuerkolben (22) eingelassenen
ferromagnetischen Ring (33) magnetisch zusammenwirkt.
8. Luftsteuerventil nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spule (34) mit einer den magnetischen Fluß verän
dernden, vorzugsweise frei programmierbaren Regeleinrich
tung verbunden ist.
9. Luftsteuerventil nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß in jeder End- bzw. Umsteuerstellung des Steuerkolbens
(22) eine elastische Haltevorrichtung angeordnet ist,
die vorzugsweise aus einem elastischen Lippenring (35) im
Steuerzylinder (11) besteht, der mit einer entsprechend
ausgebildeten Ringnut (36) am Kolbenumfang zusammen
wirkt.
10. Luftsteuerventil nach Anspruch 4 und 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Steuerkolben (22) aus einer Kolbenstange (23) mit
einem mittleren Führungskolben (24) und zwei äußeren
Kolbenflächen (27, 28) mit dazwischenliegenden Ringräu
men (29, 30) besteht, daß der Steuerkolben (22) von dem
Steuerzylinder (11) umschlossen ist, daß die stirnseiti
gen Flächen (15) des Steuerzylinders (11) die Anschlüsse
(16, 17) für die Steuerluft aufnehmen, die ihrerseits
mit Magnetventilen (20, 21) verbunden sind, daß der
Druckluftanschluß (8) am Außenumfang des Steuerzylinders
(11) angeordnet ist und daß zwei zu der Doppelmembranpumpe
führende Druckluftableitungen (13, 14) am Außenumfang des
Steuerzylinders (11) angeordnet sind und daß der Steuer
kolben (22) so bewegbar ist, daß mittels der Ringräume
(29, 30) jeweils eine Druckluftzuleitung (12) und eine
Druckluftableitung (13, 14) miteinander verbindbar sind
und daß zumindest ein Permanentmagnet (31, 32) jeweils
auf der mit Steuerluft beaufschlagten Kolbenfläche (27,
28) angeordnet ist.
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