DE69015488T2

DE69015488T2 - Pneumatisches Relais mit vier Arbeitsweisen.

Info

Publication number: DE69015488T2
Application number: DE69015488T
Authority: DE
Inventors: Steven Burl Pallus; Richard Jay Winkler
Original assignee: Fisher Controls International LLC
Current assignee: Fisher Controls International LLC
Priority date: 1989-07-24
Filing date: 1990-07-23
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2010-07-24
Also published as: JPH0361706A; NO903276L; JP3009710B2; NO903276D0; DE69015488D1; US4974625A; EP0410951A1; EP0410951B1; BR9003558A; CA2021776A1; CA2021776C

Description

Hintergrund der Erfindung und Stand der Technik

Die Erfindung betrifft allgemein pneumatische Relais und insbesondere ein pneumatisches Relais, das rasch und kostenwirksam für multifunktionellen Betrieb rekonfiguriert werden kann. Ein pneumatisches Relais gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus DE-A-2 713 998 bekannt.
Pneumatische Relais werden vielfach verwendet, um Ventile, Stellantriebe und dergleichen zu steuern. Grundsätzlich ist ein pneumatisches Relais eine Einrichtung, die an eine Last oder eine Verbrauchereinrichtung wie etwa einen Stellantrieb oder einen Kolben einen geregelten Ausgangsdruck aufgrund eines Eingangssignals, eines Eingangsdrucks oder einer Eingangskraft abgibt. Pneumatische Relais werden gebraucht, um entweder in einem Proportional-Modus oder einem Auf-Zu-Modus wirksam zu sein. Im Proportional-Modus wird ein Ausgangsdruck entwickelt, der einem Eingangsdruck oder einer Eingangskraft proportional ist. Im Auf-Zu-Modus wird ein konstanter Ausgangsdruck, der gewöhnlich gleich dem Eingangsdruck ist, für einen gegebenen Bereich von Eingangsdrücken oder -kräften geliefert. Der Auf-Zu-Modus wird häufig als "Schnellbetrieb" ("snap action") bezeichnet. In jeder dieser beiden Betriebsarten kann das Relais im Direktbetrieb oder im Rückwärtsbetrieb arbeiten. Im Direktbetrieb nimmt der Ausgangsdruck mit zunehmenden Eingangswert zu, wohingegen im Rückwärtsbetrieb der Relaisausgangsdruck mit zunehmenden Eingangswert abnimmt.
Alle obigen Funktionen werden im Stand der Technik von verschiedenen Relais ausgeführt. Der Unterschied ist, daß bei der vorliegenden Erfindung ein pneumatisches Relais angegeben wird, bei dem die einfache Betätigung eines Paars von mechanischen Bohrungsumschaltern das Relais rekonfiguriiert zum Proportional- oder Schnellbetrieb entweder in einer Direkt-Betriebsart oder einer Rückwärts-Betriebsart. Die beiden einfachen Umschalter vom Stellungstyp befinden sich an dem Relaiskörper und können manuell betätigt werden.

Aufgaben der Erfindung

Eine Hauptaufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines pneumatischen Multifunktions-Relais.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Relais, bei dem Betriebsartänderungen ohne Änderungen der Hardware vorgenommen werden können.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines pneumatischen Viermoden-Relais, das für jede Kombination von Direkt/Auf-Zu-, Direkt/Proportional-, Rückwärts/Auf-Zu- oder Rückwärts/Proportional-Betrieb konfiguriert werden kann.

Kurze Erläuterung der Zeichnungen

Die genannten sowie weitere Ziele und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung in Verbindung mit den Zeichnungen; die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen Relaiskörper, wobei die Elemente der Erfindung zu sehen sind;
Fig. 2 eine reduzierte Seitenansicht eines Relaiskörpers, wobei die Öffnungs-Umschalter im Querschnitt gezeigt sind;
Fig. 3 eine teilweise geschnittene Perspektivansicht der Drosselwelle der Erfindung;
Fig. 4 eine Draufsicht auf ein äußeres Abstandselement des Membrankäfigs nach der Erfindung;
Fig. 5 einen Schnitt entlang der Linie 5-5 von Fig. 4;
Fig. 6 eine Draufsicht auf ein inneres Abstandselement des Membrankäfigs der Erfindung; und
Fig. 7 einen Schnitt entlang der Linie 7-7 von Fig. 6.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform

In Fig. 1 ist ein Relaiskörper 10 im Querschnitt gezeigt und hat eine Reihe von Eingangs- und Ausgangsbohrungen, die mit entsprechenden Kammern, die in einem Relaiskörper 10 gebildet sind, in Verbindung sind. Eine Eingangsbohrung 11 kommuniziert mit einer Kammer 15, eine Ausgangsbohrung 12 und eine Druckauslaßbohrung 17 kommunizieren mit einer Kammer 16, eine Eingangsbohrung 13 kommuniziert mit einer Kammer 18, und eine Ausgangsbohrung 14 kommuniziert mit einer Kammer 20. Die Druckauslaßbohrung 17 ist mit der Last oder der Verbrauchereinrichtung (nicht gezeigt) verbunden. Eine Membrankäfiganordnung 19 umfaßt eine erste und eine zweite ringförmige Membran 22 und 24 und eine ringförmige Rollmembran 26, die von einem Paar von äußeren Abstandshaltern 23 und 27 und einem Paar von inneren Abstandshaltern 25 und 29 abgestützt sind. Es ist zu beachten, daß die Membranen zwar als allgemein flach gezeigt sind, daß aber plattenförmige Membranen ebenfalls verwendet werden können. Eine Drosselwelle 28 ist in den kreisrunden Öffnungen 47 (siehe Fig. 6) der inneren Abstandshalter 25 und 29 positioniert und weist einen Ventilsitz 30 an einem Ende und einen Ansatz 58 am anderen Ende auf. Der Ansatz 58 ist in ein Loch 57 in einem als runder Körper ausgebildeten Eingangszapfen 56 eingesetzt, der einen abgestuften Bereich hat, der in eine kreisrunde Öffnung in der Rollmembran 26 eingreift. Der Eingangszapfen endet in einem Endzapfen 60, an dem eine Justierkappe 62 befestigt ist. Die Membrankäfiganordnung 19 ist in dem Relaiskörper 10 sandwichartig mittels einer Endabdeckung 35 und Schrauben 21 angeordnet.
Eine Zapfenanordnung 36 hat einen Ventilzapfen 38 am einen Ende und einen Ventilzapfen 40 am anderen Ende. Der Ventilzapfen 38 wirkt mit einem Ventilsitz 42 zusammen, der in dem Relaiskörper 10 abgestützt ist, und der Ventilzapfen 40 wirkt mit dem Ventilsitz 30 an der Drosselwelle 28 zusammen. Eine in der Kammer 15 angeordnete Druckfeder 44 drängt den Ventilzapfen 38 in Eingriff mit dem Ventilsitz 42. Ebenso ist eine in der Kammer 16 angeordnete Druckfeder 48 zwischen dem Relaiskörper 10 und einer Schulter an der Drosselwelle 28 wirksam, um den Ventilsitz 30 der Drosselwelle 28 außer Eingriff mit dem Ventilzapfen 40 an der Zapfenanordnung 36 zu drängen. Eine T-förmige Öffnung ist in einem Bereich der Drosselwelle 28 aufgrund einer axialen Bohrung 32 und einer Querbohrung 34, die einander schneiden, gebildet. Die Querbohrung 34 ist in einer Ausnehmung 33 in der Drosselwelle 28 geformt. Wie noch ersichtlich wird, ermöglichen die Bohrungen und die Ausnehmung eine Verbindung zwischen der Kammer 16 und der Kammer 18, wenn der Ventilzapfen 30 von dem Ventilsitz 40 verlagert wird. Die Kammer 18 ist in dem Relaiskörper 10 teilweise durch die Membran 22 und die Membran 24 definiert, die durch den äußeren Abstandshalter 23 und den inneren Abstandshalter 25 in beabstandeter Beziehung gehalten werden. Ebenso ist die Kammer 20 in dem Körper 10 teilweise von der Membran 24 und der Rollmembran 26 definiert, die durch das Zusammenwirken des äußeren Abstandshalters 27 und des inneren Abstandshalters 29 im Abstand gehalten werden.
Die Drosselwelle 28 weist einen Abschnitt mit verringertem Durchmesser auf, in dem ein O-Dichtring 50 positioniert ist, um eine Druckabdichtung mit dem inneren Abstandshalter 29 beizubehalten. Die äußeren Abstandshalter 23 und 27 weisen Umfangsstege oder Lippen 68 auf, die mit O-Dichtringen 52 und 54 und dem Umfangsbereich der Membran 24 zusammenwirken, um die Kammern 18 und 20 voneinander zu trennen.
In Fig. 2 ist ein Paar von allgemein dreieckförmigen Bohrungsumschaltern 70 und 72 zur Schwenkbewegung an dem Relaiskörper 10 mit Hilfe von entsprechenden Zapfen 71 und 73 angebracht. Die Bohrungsumschalter sind im Schnitt dargestellt, um serpentinenförmige Kanäle 74 und 76 zu zeigen, die zum pneumatischen Koppeln verschiedener der Eingangs- und Ausgangsbohrungen mit Eingangs- und Ausgangsdruckquellen (nicht gezeigt) dienen. Beispielsweise ist eine Druckeinlaßbohrung 78 in Verbindung mit dem Kanal 74 gezeigt. In der für den Schalter 70 gezeigten Position ist die Eingangsbohrung 11 in Verbindung mit der Druckeinlaßbohrung 78, wohingegen die Eingangsbohrung 13 zur Atmosphäre geöffnet ist. Wie ersichtlich ist, wird durch eine kleine Winkeldrehumg des Schalters 70 im Gegenuhrzeigersinn die Eingangsbohrung 13 mit der Druckeinlaßbohrung 78 gekoppelt, und die Eingangsbohrung 11 wird entlüftet. Der Schalter 70 hat Arretieranordnungen (nicht gezeigt) und ist durch Betätigung eines daran befestigten Griffs 75 bewegbar. Ebenso ist der Schalter 72 vorgesehen, um die Ausgangsbohrung 14 über den Kanal 76 mit der Ausgangsbohrung 12 zu verbinden. In der gezeigten Position des Schalters 72 ist die Ausgangsbohrung 14 zur Atmosphäre geöffnet. Durch eine kleine Winkelbewegung des Schalters 72 im Uhrzeigersinn werden beide Ausgangsbohrungen 12 und 14 in Kommunikation mit der Druckauslaßbohrung 80 gebracht. Der Schalter 72 ist ebenfalls an dem Relaiskörper 10 durch nicht gezeigte Mittel arretiert und hat einen Griff 77 zu seiner Betätigung. Wie ersichtlich ist, hat der Bohrungsumschalter 70 die Funktion, das Relais von Direktbetrieb auf Rückwärtsbetrieb umzuschalten, und der Bohrungsumschalter 72 hat die Funktion, das Relais von Proportionalbetrieb zu Auf-Zu-Betrieb umzuschalten.
In Fig. 3 zeigt die teilweise weggebrochene Perspektivansicht der Drosselwelle 28 die Anordnung von inneren Bohrungen oder Löchern 32 und 34 und der Ausnehmung 33.
Die Fig. 4 und 5 zeigen die allgemeine Ausbildung des äußeren Abstandshalters 23. Es versteht sich, daß der äußere Abstandshalter 27 gleichartig aufgebaut ist. Der äußere Abstandshalter 23 ist allgemein becherförmig und hat Ausschnittbereiche 66, die um ihn herum gleichbeabstandet sind. Eine Lippe 68 definiert den Außenumfang des Abstandshalters 23. Eine Innenbohrung 64 definiert den effektiven Arbeitsbereich der Membran 22 in Verbindung mit einem Umfangsbereich 69 an dem inneren Abstandshalter 25, wie noch beschrieben wird.
Die Fig. 6 und 7 sind eine Draufsicht und eine Schnittansicht des inneren Abstandshalters 25, wobei es sich versteht, daß der innere Abstandshalter 29 gleichartig ausgebildet ist. Die beiden Umfangsbereiche 67 und 69 des Abstandshalters 23 bestimmen im Zusammenwirken mit dem äußeren Abstandshalter 23 die effektiven Arbeitsbereiche der Membranen. Der Abstandshalter 25 ist allgemein zylindrisch und hat eine ihn durchsetzende axiale Öffnung 47 zum Durchtritt der Drosselwelle 28 sowie eine Querbohrung 46, die mit der Querbohrung 34 in der Drosselwelle 28 ausgefluchtet ist.
Im Betrieb sind die Bohrungsumschalter 70 und 72 positioniert, um den jeweils gewünschten Modus und die gewünschte Betriebsart zu ermöglichen. Die erste zu beschreibende Betriebsart ist der Proportional/Direkt-Betrieb. Dieser Betrieb entspricht den Positionen der Bohrungsumschalter gemäß Fig. 2, wobei also Eingangsdruck von der Druckeinlaßbohrung 78 auf die Eingangsbohrung 11 aufgebracht wird und die Ausgangsbohrung 12 mit der Verbrauchereinrichtung (nicht gezeigt) über die Kammer 16 und die Druckauslaßbohrung 17 verbunden ist (siehe Fig. 1). Der Eingangsdruck wird in der Kammer 15 gehalten, da der Ventilsitz 42 von dem Ventilzapfen 38 an der Zapfenanordnung 36 dicht abgesperrt ist, wobei angenommen wird, daß auf die Justiermutter 62 keine Kraft aufgebracht wird. Aufgrund der dichten Absperrung gibt es keinen Ausgangsdruck in der Kammer 16 und kein Ausgangssignal zu der Ausgangsbohrung 12. Wenn auf den Eingangszapfen 56 über die Justiermutter 62 Kraft aufgebracht wird, bleibt der Ventilzapfen 38 in Kontakt mit dem Ventilsitz 42, bis die Kraft ausreichend groß ist, um das Druckungleichgewicht zwischen dem Eingangsdruck und dem Ausgangsdruck und die von den Federn 44 und 48 aufgebrachte Kraft zu überwinden. Der Grund hierfür ist, daß die Drosselwelle 28 durch die auf den Eingangszapfen 56 (von der Justiermutter 62) aufgebrachte Kraft beaufschlagt wird (nach oben in der Zeichnung). Der Ausgangsdruck in der Ausgangsbohrung 12 wird von der Membran 22, die als Rückkopplungsmembran wirkt, in eine Kraft umgewandelt und hat die Tendenz, die angelegte Eingangskraft auszugleichen. Ausgangsdruck wird dadurch erzeugt, daß die Eingangskraft die vorgenannten Federkräfte und das Druckungleichgewicht überwindet und es ermöglicht, daß ein Teil des Eingangsdrucks aus der Kammer 15 in die Kammer 16 gelangt, wenn der Ventilzapfen 38 von dem Ventilsitz 42 weg verlagert wird. Im Gleichgewichtszustand sind sämtliche Ventilzapfen an ihren jeweiligen Ventilsitzen geschlossen, und ein der Eingangskraft proportionaler Ausgangsdruck ist in der Kammer 16 enthalten und wird durch die Druckauslaßbohrung 17 an die gesteuerte Einrichtung (nicht gezeigt) geleitet. Wenn die Eingangskraft abnimmt, so daß die von dem Ausgangsdruck an der Membran 22 erzeugte Kraft größer ist, werden der Ventilsitz 30 und der Ventilzapfen 40 getrennt, um die Kammer 16 durch Öffnungen 32 und 34 in der Drosselwelle 28 zu der Eingangsbohrung 13 zu entlüften, die, wie gesagt wurde, zur Atmosphäre offen ist. Änderungen der Eingangskraft resultieren in einem neuen Gleichgewichts zustand für das Relais, wobei der Ausgangsdruck der Eingangskraft direkt proportional ist. Der Fachmann erkennt, daß eine Eingangskraft auf die Justiermutter 62 von einer Reihe wohlbekannter Mittel einschließlich Drucksignalen und direkten mechanischen Kräften abgeleitet werden kann.
Im Auf-Zu/Direkt-Betrieb bleibt der Bohrungsumschalter 70 in der soeben beschriebenen Position, aber der Bohrungsumschalter 72 wird im Uhrzeigersinn gedreht, so daß die Ausgangsbohrungen 12 und 14 miteinander durch den Kanal 76 in Verbindung sind und durch die Kammer 16 mit der Druckauslaßbohrung 17 in Verbindung sind. Erneut wird unter der Annahme, daß auf den Eingangszapfen 56 keine Kraft aufgebracht wird, der Eingangsdruck in der Kammer 15 gehalten, und zwischen dem Ventilzapfen 38 und dem Ventilsitz 42 besteht eine dichte Absperrung. Der Ventilzapfen 38 bleibt in Anlage an dem Ventilsitz 42 geschlossen, bis auf den Eingangszapfen 56 eine ausreichende Kraft aufgebracht wird, um das Druckungleichgewicht auf den Ventilzapfen 38 und die Federkraft der Federn 44 und 48 zu überwinden. Wenn die Eingangskraft ausreichend groß ist, um den Ventilzapfen 38 von dem Ventilsitz 42 weg zu verlagern, steigt der Ausgangsdruck in beiden Kammern 16 und 20, weil die Ausgangsbohrungen 12 und 14 miteinander in Verbindung sind. Der Arbeitsbereich der Membran 24 ist größer als der Arbeitsbereich der Membran 22, so daß eine positive Nettorückkopplungskraft erzeugt wird, um den Zapfen 38 rasch von dem Ventilsitz 42 wegzutreiben und den Durchgang zwischen den Kammern 15 und 16 vollständig zu öffnen. Der effektive Arbeitsbereich der Membran 24 ist von dem äußeren Umfangsbereich 67 des inneren Abstandshalters 25 und dem Innendurchmesser 65 des äußeren Abstandshalters 23 definiert. Der effektive Durchmesser der Membran 22 ist von dem Umfangsbereich 69 des inneren Abstandshalters 25 und dem Durchmesser der Öffnung 64 in dem äußeren Abstandshalter 23 definiert. Der Unterschied der effektiven Durchmesser ist leicht ersichtlich, wobei der effektive Durchmesser der Membran 24 viel größer als derjenige der Membran 22 ist. Wenn die Eingangskraft auf den Eingangszapfen 56 zunimmt, erlauben die von den Federn 44 und 48 erzeugten Kräfte das Schließen des Ventilzapfens 38 und des Ventilsitzes 42. Wenn die Eingangskraft weiter abnimmt, erlaubt die von der Feder 48 erzeugte Kraft dem Ventilsitz 30 in der Drosselwelle 28, sich von dem Ventilzapfen 40 an der Zapfenanordnung 36 wegzubewegen und den Ausgangsdruck zu entlüften. Das erfolgt durch Bohrungen 32 und 34 und die Ausnehmung 33 der Drosselwelle 28 und die Eingangsbohrung 13, die zur Atmosphäre offen ist. Die Differenz der Arbeitsbereiche der Membranen 22 und 24 ergibt nun eine positive Rückkopplung in der anderen Richtung, um ein rasches Entlüften des Ausgangsdrucks zuzulassen. Es ist ersichtlich, daß es einen Bereich von Eingangskräften gibt, die dem Relais ermöglichen, den vollen Eingangsdruck zum Ausgang zu liefern.
Für den Proportional/Rückwärts-Betrieb wird der Bohrungsumschalter 70 positioniert, um der Eingangsbohrung 13 Eingangsdruck zuzuführen und die Eingangsbohrung 11 zu entlüften. Der Bohrungsumschalter 72 ist positioniert, wie es für den Auf-Zu/Direkt-Betrieb gezeigt ist, wobei die Ausgangsbohrungen 12 und 14 in Verbindung miteinander sind. Der angelegte Druck ist in der Kammer 18 enthalten, die mit der Eingangsbohrung 13 in Verbindung ist. Ohne Kraftaufbringung auf den Eingangszapfen 56 ist der Ventilzapfen 40 vollständig von dem Ventilsitz 30 entfernt, und der Ventilzapfen 38 ist vollständig in Anlage an dem Ventilsitz 42. Somit ist der gesamte Eingangsdruck in der Kammer 16 und über die miteinander verbundenen Ausgangsöffnungen 12 und 14 in der Kammer 20 verfügbar. Um den Ausgangsdruck auf Null zu bringen, muß eine Eingangskraft am Eingangszapfen 56 die Kraft überwinden, die sich aufgrund des aufgebrachten Drucks in der Kammer 18, multipliziert mit den Differentialbereichen der Membranen 22 und 24, und der Kraft der Federn 44 und 48 ergibt. Der Ausgangsdruck in den Kammern 16 und 20 nimmt mit zunehmender Kraft auf den Eingangszapfen 56 ab. Bei einer Abnahme der Eingangskraft veranlaßt das Kraftungleichgewicht, das durch die Differenz der Arbeitsbereiche der Membranen 22 und 24 erzeugt ist, den Sitz 30 an der Drosselwelle 28, sich von dem Ventilzapfen 40 wegzubewegen und einen Ausgangsdruck zu liefern, der zu der Kammer 20 durch die miteinander verbundenen Ausgangsbohrungen 12 und 14 rückgekoppelt wird. Der Ausgangsdruck in der Kammer 20 und der Membran 24 entwickelt eine Kraft, die den Ventilsitz 30 veranlaßt, sich in Anlage an dem Ventilzapfen 40 zurückzubewegen. Daher erzeugt eine abnehmende Eingangskraft eine proportionale Erhöhung des Ausgangsdrucks.
Zum Auf-Zu/Rückwärtsbetrieb bleibt der Bohrungsumschalter 70 in der Position, die für den Proportional/Rückwärts-Betrieb gezeigt ist, aber der Bohrungsumschalter 72 wird so positioniert, daß die Eingangsbohrung 12 nicht mehr in Verbindung mit der Ausgangsbohrung 14 ist, die entlüftet wird. Ohne Kraftaufbringung auf den Eingangszapfen 56 sind Ventilzapfen 40 und Ventilsitz 30 vollständig geöffnet, und der Ventilzapfen 38 und der Ventilsitz 42 sind vollständig geschlossen. Um den Ausgangsdruck auf Null zu bringen, muß eine Eingangskraft die Kraft überwinden, die sich aus dem Eingangsdruck, multipliziert mit dem Arbeitsbereich der Membran 24, und der Kraft der Federn 44 und 48 ergibt. Wenn die erforderliche Eingangskraft erreicht ist, gelangt der Ventilzapfen 40 erneut in Anlage an dem Ventilsitz 30, und der Ausgangsdruck wird durch die Eingangsbohrung 11 über die Kammer 15 entlüftet, weil die Zapfenanordnung 36 den Ventilzapfen 38 von dem Ventilsitz 42 wegbewegt. Die Verringerung des Drucks in der Kammer 16 bewirkt eine positive Ruckkopplung und treibt den Ventilzapfen 38 in die ganz geöffnete Stellung, so daß der Ausgangsdruck über die Kammer 15 in der Eingangsöffnung 11 auf Null geht. Die entsprechende Abnahme der Eingangskraft erlaubt dem Ventilzapfen 38 die erneute Anlage an seinem Sitz und dem Ventilzapfen 40 das Öffnen, während der Ventilsitz 30 in der Drosselwelle 28 davon wegbewegt wird. Diese abnehmende Eingangskraft bewirkt eine Zunahme des Ausgangsdrucks in der Kammer 16, wodurch der Ventilsitz 30 in die weit offene Stellung getrieben wird, um zuzulassen, daß der Ausgangsdruck mit dem Eingangsdruck ausgeglichen wird. Somit gibt es eine Eingangskraft, bei deren Überschreiten der Ausgang auf Atmosphärendruck ist. Bei kleineren Eingangskräften ist der Ausgang auf Eingangsdruck. Infolgedessen wird ein Rückwärts/Auf-Zu-Betrieb erhalten.
Es ist ersichtlich, daß die Anordnung der Membranbereiche eine Funktion der Betriebsumgebung ist und daß verschiedene Größen pneumatischer Relais verwendet werden können, um eine Anpassung an verschiedene Betriebsbedingungen vorzusehen. Die Prinzipien der Erfindung bleiben jedoch die gleichen bei einem pneumatischen Relais, das auf der Basis der einfachen Bewegung eines Paars von Bohrungsumschaltern leicht auf vier Betriebsarten umschaltbar ist.
Es ist offensichtlich, daß sich für den Fachmann zahlreiche Änderungen der beschriebenen Ausführungsform der Erfindung ergeben, ohne daß dies eine Abweichung vom Umfang der Erfindung gemäß der Definition in den Ansprüchen darstellt.

Claims

1. Kraftausgeglichenes pneumatisches Vielfachmodus-Relais, das aufweist: einen Relaiskörper (10) mit einer ersten und einer zweiten Eingangsbohrung (11, 13) sowie einer ersten und einer zweiten Ausgangsbohrung (12, 14) und eine Membraneinrichtung (22, 24), die mit der zweiten Eingangsbohrung sowie mit der ersten und der zweiten Ausgangsbohrung in Verbindung ist;

einen Ventilzapfen (36), um einen ersten Ventilsitz (42) und einen zweiten Ventilsitz (30) zu öffnen und zu schließen, wobei der erste Ventilsitz (42) zwischen der ersten Eingangsbohrung (11) und ersten Ausgangsbohrung (12) liegt;

gekennzeichnet durch eine Drosselwelle (28), die aufgrund einer auf sie aufgebrachten Eingangskraft bewegbar ist, wobei die Membraneinrichtung (22, 24) mit der Drosselwelle (28) gekoppelt ist;

wobei der Ventilzapfen (36) mit der Drosselwelle (28) in Eingriff ist, um den zweiten Ventilsitz (30), der in der Drosselwelle (28) angeordnet ist, zu öffnen und zu schließen;

wobei die Drosselwelle (28) Mittel (32, 34) aufweist, die eine Verbindung zwischen der ersten Ausgangsbohrung und der zweiten Eingangsbohrung herstellen;

Federelemente (44, 48), die Krafte auf die Drosselwelle (28) und auf den Ventilzapfen (36) entgegengesetzt zu der genannten Eingangskraft aufbringen; und

eine mechanische Schalteinrichtung (70, 71), um selektiv die Verbindung von Eingangs- und Ausgangsdrücken mit verschiedenen der Bohrungen zu ermöglichen, um selektiv den Arbeitsmodus des Relais umzuschalten zwischen Direkt/Auf-Zu-Modus, Direkt/Proportional-Modus, Rückwärts/Auf-Zu-Modus und Rückwärts/Proportional-Modus.

2. Relais nach Anspruch 1, wobei die Membraneinrichtung (22, 24) Membranen mit verschiedenen effektiven Oberflächen aufweist.

3. Relais nach Anspruch 2, wobei die Drosselwelle (28) einen Eingangszapfen (56) aufweist, der mit der Membraneinrichtung gekoppelt ist, und außerdem eine einstellbare Kappe (62) auf dem Eingangszapfen aufweist, um Eingangskräfte mit der Drosselwelle zu koppeln.