WO2013150035A1 - Membrane valve, in particular for a relay valve - Google Patents

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WO2013150035A1
WO2013150035A1 PCT/EP2013/056952 EP2013056952W WO2013150035A1 WO 2013150035 A1 WO2013150035 A1 WO 2013150035A1 EP 2013056952 W EP2013056952 W EP 2013056952W WO 2013150035 A1 WO2013150035 A1 WO 2013150035A1
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WO
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elastomeric membrane
diaphragm valve
valve according
edge
membrane
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PCT/EP2013/056952
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Inventor
Klaus Amann
Thomas Garten
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Knorr-Bremse Systeme für Schienenfahrzeuge GmbH
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/04—Arrangements of piping, valves in the piping, e.g. cut-off valves, couplings or air hoses
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/12—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm
    • F16K7/14—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat
    • F16K7/16—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with flat, dished, or bowl-shaped diaphragm arranged to be deformed against a flat seat the diaphragm being mechanically actuated, e.g. by screw-spindle or cam
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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    • F16K7/00—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves
    • F16K7/18—Diaphragm valves or cut-off apparatus, e.g. with a member deformed, but not moved bodily, to close the passage ; Pinch valves with diaphragm secured at one side only, e.g. to be laid on the seat by rolling action

Definitions

  • Diaphragm valve in particular for a relay valve
  • the invention relates to a diaphragm valve with a peripherally clamped between two housing parts and two adjacent pressure chambers from each other separating elastomeric membrane which actuates by compressed air a coaxially thereto arranged piston rod axially.
  • the field of application of the invention extends to pneumatic systems, in particular pneumatic brake systems for vehicles, the pressure of which is controlled with such a valve.
  • a diaphragm valve can be used, for example, as a relay valve.
  • a relay valve transmits a pressure profile generated in a pilot chamber in phase to a larger volume.
  • the amount of pressure can be equal or proportional to the pressure in the pilot chamber.
  • Relay valves with two speed- or position-dependent pressure stages are also referred to as pressure intensifiers.
  • the elastomeric membrane can be pressurized on both sides with a pressure.
  • LK kw Elastomeric membrane via a return spring in a defined starting position can be brought when the only pressure chamber is vented. Due to the single-acting or double-acting pressurization of the elastomeric membrane usually a piston rod is moved axially, which actuates a valve mechanism for controlling a flow of compressed air.
  • the diaphragm valve is part of a brake force distributor, which has a split housing in which an elastomeric membrane is clamped.
  • the elastomeric membrane actuates a coaxially arranged thereto differential piston, which switches a valve mechanism.
  • the elastomeric membrane is acted upon either by a constant reservoir pressure of the air generation plant, or directly from a variable, prevailing in spring elements pressure. In the latter case, the position of the switching point of the valve mechanism, ie the beginning of the displacement of the differential piston, depending on the respective load state of the vehicle.
  • the elastomeric membrane is clamped in a housing consisting of two sheet-metal forming parts, and is material-reinforced along the outer-radial clamping point.
  • the material reinforcement is in the form of a bead extending from both side surfaces.
  • the piston rod has a backing pad which comes to rest on one side against the elastomeric membrane.
  • damage may occur due to high cycling and embrittlement of the material after extended periods of operation.
  • a technical solution is apparent in which damage to a flexible elastomeric membrane by cracks and breaks in the transitional or edge region is avoided by the part of a housing part a curved support contour is introduced, on which the upper membrane surface of the Elastomeric membrane in the upper stop position comes to rest flat.
  • the curved support contour begins directly at the transition between an outer radial sealing bead and the membrane surface and extends radially inward edge-free up to the edge of a central connection recess for the control pressure.
  • the lower membrane surface of the elastomeric membrane is supported by a stationary to the housing arranged support ring.
  • the invention includes the technical teaching that the elastomeric membrane of the diaphragm valve is externally radially clamped between two each one of the housing halves associated opposite sealing edges, which are each formed at mutually extending annular Materialanformept the housing halves.
  • the advantage of the solution according to the invention lies in the fact that the outer clamping of the elastomeric membrane takes place only via the two narrow opposing sealing edges, so that the elastomeric membrane obtains sufficient radial freedom of movement in order to compensate for the stresses acting in this direction.
  • the elastomeric membrane is very smooth and has a low deformation on resistance.
  • the sealing of the two opposing pressure chambers preferably adjacent to the elastomeric membrane acts on the two opposite sealing edges pressure amplifying and thus self-reinforcing.
  • the solution according to the invention makes it possible to produce the elastomer membrane as well as its outer clamping with simple geometries with little manufacturing effort.
  • both mutually corresponding annular material configurations have a substantially triangular cross-section on both sides of the housing.
  • the opposing sealing edges form a sealing line and widens from here in the direction of the housing part.
  • stable sealing edges are created, which are preferably provided in the edge region with a flattening, which comes to rest on the elastomeric membrane. This prevents that the sealing edges penetrate into the material of the elastomeric membrane cutting and then could damage them.
  • the solution according to the invention offers the prerequisite that the elastomeric membrane can be produced with a constant thickness. This means that additional sealing beads are dispensable, so that the manufacturing complexity for the production of the elastomeric membrane is low.
  • the elastomeric membrane is provided with a reinforcing insert.
  • a reinforcing insert may be, for example, a textile fabric, which is surrounded by the elastomeric material in order to give the elastomeric membrane a higher strength.
  • the elastomeric membrane projects peripherally in an annular chamber formed between the two housing halves.
  • the radial freedom of movement of the elastomeric membrane is increased.
  • a gap S should remain in the radial direction between the outer edge of the elastomeric membrane and the wall of the annular chamber, a gap S, so that the elastomeric membrane does not come directly to the wall of the annular chamber to the plant. Because in this case the radial freedom of movement would be limited by the end stop formed by the wall.
  • a separate static seal should be provided between the two halves of the housing to seal the pressure chambers. Because the two on the elastomeric membrane opposite acting sealing edges are not used to clamp the elastomeric membrane absolutely firmly between the housing halves, so that the sealing edges could be used as a static housing seal. Rather, the sealing edges should only come to rest on the elastomeric membrane, so that the radial freedom of movement of the elastomeric membrane is maintained.
  • a receiving plate for the elastomeric membrane extending in the radial direction away therefrom be formed, which in cooperation with the two housing parts serves to limit the stroke on both sides.
  • the elastomeric membrane may be formed annular disc-shaped and punched out in the simplest case as a stamped part of a rubber mat.
  • the mounting on the receiving plate of the piston rod is carried out by tying into a peripheral edge of the receiving plate formed circumferential groove.
  • the diameter of the receiving plate is preferably dimensioned so that its outer edge ends in the radial direction spaced apart from the Materialanfor- forming the sealing edges. As a result, the receiving plate does not hinder the function of the sealing edges and the clearance existing between the sealing edges and the outer edge of the receiving plate determines the flexibility of the elastomeric membrane.
  • the diaphragm valve consists essentially of two housing halves 1 and 2, between which an elastomeric membrane 3 is arranged.
  • the first housing part 1 forms with the one side of the elastomeric membrane 3 an upper pressure chamber Do and the second housing part 2 forms with the lower side of the elastomeric membrane 3 a lower pressure chamber Du.
  • the elastomeric membrane 3 is attached to a piston rod 4. If the upper pressure chamber Do is acted upon with compressed air, then the piston rod 4 moves in the direction of the lower housing part 2. If, however, the other pressure chamber Du pressurized with compressed air, the piston rod 4 moves in the direction of the upper housing part first
  • a receiving plate 5 extending away in the radial direction is integrally formed thereon.
  • the receiving plate 5 has a circumferential groove in which the elastomeric membrane 3 is held.
  • the receiving plate 5 also serves a two-sided stroke limitation of the piston rod 4 by the receiving plate 5 comes in pressurization of the lower pressure chamber Du in Endlagenposition on the housing part 1 to the plant.
  • the receiving plate 5 comes in pressurizing the upper pressure chamber Do in the final position on the lower housing part 2 to the plant.
  • the diameter of the receiving plate 5 is dimensioned so that its outer edge ends in the radial direction spaced from the outer clamping of the elastomeric membrane 3.
  • two outer sealing edges 6 and 7 assigned to each of the housing halves 1 and 2 are used for external clamping of the elastomeric membrane 3.
  • the two sealing edges 6 and 7 are formed by annular material projections 8 and 9, respectively, of the housing halves 1 and 2 educated.
  • the annular Materialanfor- ments have substantially a triangular cross-section, of which the spaced edge forms the sealing edge 6 and 7, which is provided with a flattening, so that the sealing edges 6 and 7 penetrate not incisively into the material of the elastomeric membrane 3.
  • the elastomeric membrane 3 has a constant thickness and is provided with a reinforcing insert 10 made of a textile fabric.
  • the elastomeric membrane 3 protrudes on the edge beyond the two sealing edges 6 and 7 into an annular chamber 11, which is formed between the two housing halves 1 and 2. Between the outer edge of the elastomeric membrane 3 and the wall of the annular chamber 11 in this case a gap S remains to guarantee the radial mobility of the elastomeric membrane 3 during operation.
  • the sealing of the two pressure chambers Do and you to the outside does not take place via the elastomeric membrane 3, but via a separate static seal 12, which is arranged between the two housing halves 1 and 2.
  • the static seal 12 is formed in the form of a sealing ring.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

The invention relates to a membrane valve having an elastomer membrane (3), clamped on the edge between two housing parts (1, 2) and separating two adjacent pressure chambers (Do, Du) from each other, which axially actuates a piston rod (4) arranged coaxially thereto, wherein the elastomer membrane (3) is clamped off-radially between two opposite sealing edges (6; 7), each allocated to one of the housing halves (1, 2), which are each formed to ring-shaped material formations (8, 9) of the housing halves (1, 2) extending toward each other.

Description

Membranventil, insbesondere für ein Relaisventil  Diaphragm valve, in particular for a relay valve
Die Erfindung betrifft ein Membranventil mit einer randseitig zwischen zwei Gehäuseteilen eingespannten und zwei benachbarte Druckräume voneinander abtrennenden Elastomermembran, welche per Druckluftbeaufschlagung eine koaxial hieran angeordnete Kolbenstange axial betätigt. The invention relates to a diaphragm valve with a peripherally clamped between two housing parts and two adjacent pressure chambers from each other separating elastomeric membrane which actuates by compressed air a coaxially thereto arranged piston rod axially.
Das Einsatzgebiet der Erfindung erstreckt sich auf pneumatische Systeme, insbesondere pneumatische Bremssysteme für Fahrzeuge, deren Druck mit einem derartigen Ventil gesteuert wird. Im Rahmen pneumatischer Bremssysteme für den Schienenfahrzeugbau kann ein Membranventil beispielsweise als Relaisventil zum Einsatz kommen. The field of application of the invention extends to pneumatic systems, in particular pneumatic brake systems for vehicles, the pressure of which is controlled with such a valve. In the context of pneumatic brake systems for rail vehicle construction, a diaphragm valve can be used, for example, as a relay valve.
Ein Relaisventil überträgt einen in einem Vorsteuerraum erzeugten Druckverlauf phasengleich auf ein größeres Volumen. Die Höhe des Druckes kann dabei gleich oder proportional dem Druck im Vorsteuerraum sein. Relaisventile mit zwei geschwindigkeits- oder stellungsabhängigen Druckstufen werden auch als Druckübersetzer bezeichnet. A relay valve transmits a pressure profile generated in a pilot chamber in phase to a larger volume. The amount of pressure can be equal or proportional to the pressure in the pilot chamber. Relay valves with two speed- or position-dependent pressure stages are also referred to as pressure intensifiers.
Bei einem Membranventil kann die Elastomermembran beidseits mit einem Druck beaufschlagt werden. Es ist jedoch auch möglich, dass nur eine der beiden Druckräume druckluftbeaufschlagt wird, wogegen der gegenüberliegende Raum drucklos ist. In diesem Fall ist dieIn a diaphragm valve, the elastomeric membrane can be pressurized on both sides with a pressure. However, it is also possible that only one of the two pressure chambers is pressurized air, whereas the opposite room is depressurized. In this case, the
LK:kw Elastomermembran über eine Rückstellfeder in eine definierte Ausgangslage bringbar, wenn der einzige Druckraum entlüftet wird. Durch die einfach wirkende oder doppelt wirkende Druckbeaufschlagung der Elastomermembran wird in der Regel eine Kolbenstange axial bewegt, welche eine Ventilmechanik zur Steuerung eines Druckluftflusses betätigt. LK: kw Elastomeric membrane via a return spring in a defined starting position can be brought when the only pressure chamber is vented. Due to the single-acting or double-acting pressurization of the elastomeric membrane usually a piston rod is moved axially, which actuates a valve mechanism for controlling a flow of compressed air.
Aus der DE 1 911 380 AI geht ein gattungsgemäßes Memranventil hervor. Das Membranventil ist Bestandteil eines Bremskraftverteilers, der ein geteiltes Gehäuse aufweist, in welchem eine Elastomermembran eingespannt ist. Die Elastomermembran betätigt einen koaxial hierzu angeordneten Differentialkolben, welcher eine Ventilmechanik schaltet. Die Elastomermembran wird entweder von einem konstanten Vorratsbehälterdruck der Lufterzeugungsanlage beaufschlagt, oder aber direkt von einem veränderlichen, in Federelementen herrschenden Druck. Letzterenfalls ist die Lage des Schaltpunktes der Ventilmechanik, also der Beginn der Verschiebung des Differentialkolbens, vom jeweiligen Beladungszustand des Fahrzeuges abhängig. Die Elastomermembran wird in einem aus zwei Blechumformteilen bestehenden Gehäuse eingespannt, und ist entlang der außenradialen Einspannstelle materialverstärkt. Die Materialverstärkung ist in Form einer sich von beiden Seitenflächen aus erstreckenden Wulst ausgebildet. From DE 1 911 380 AI a generic Memranventil is clear. The diaphragm valve is part of a brake force distributor, which has a split housing in which an elastomeric membrane is clamped. The elastomeric membrane actuates a coaxially arranged thereto differential piston, which switches a valve mechanism. The elastomeric membrane is acted upon either by a constant reservoir pressure of the air generation plant, or directly from a variable, prevailing in spring elements pressure. In the latter case, the position of the switching point of the valve mechanism, ie the beginning of the displacement of the differential piston, depending on the respective load state of the vehicle. The elastomeric membrane is clamped in a housing consisting of two sheet-metal forming parts, and is material-reinforced along the outer-radial clamping point. The material reinforcement is in the form of a bead extending from both side surfaces.
Zum Schutz der Elastomermembran vor Beschädigungen durch Risse und Brüche weist die Kolbenstange einen Stützteller auf, der zu einer Seite an der Elastomermembran zur Anlage kommt. Da derartige Mittel jedoch in den Übergangs- und Randzonen der Elastomermembran fehlen, kann aufgrund einer hohen Wechselbeanspruchung und Versprödung des Materials nach längerer Betriebszeit eine Beschädigung eintreten. To protect the elastomeric membrane from damage caused by cracks and breaks, the piston rod has a backing pad which comes to rest on one side against the elastomeric membrane. However, since such agents are lacking in the transition and edge zones of the elastomeric membrane, damage may occur due to high cycling and embrittlement of the material after extended periods of operation.
Aus der WO 2010/0012425 AI geht eine technische Lösung hervor, bei welcher eine Beschädigung einer biegsamen Elastomermembran durch Risse und Brüche im Übergangs- oder Randbereich dadurch vermieden wird, dass seitens des einen Gehäuseteils eine gewölbte Stützkontur eingebracht ist, an welcher die obere Membranfläche der Elastomermembran in der oberen Anschlagposition flächig zur Anlage kommt. Die gewölbte Stützkontur beginnt dabei direkt am Übergang zwischen einer außenradialen Dichtwulst und der Membranfläche und erstreckt sich nach radial innen hin kantenfrei bis zum Rand einer zentralen Anschluss- ausnehmung für den Steuerdruck. Die untere Membranfläche der Elastomermembran ist durch einen ortsfest zum Gehäuse angeordneten Stützring abgestützt. Trotz der aufwändig geformten Stützkontur besteht eine eingeschränkte radiale Bewegungsfreiheit der Elastomermembran, da diese außenradial über eine Dichtwulst fest im Gehäuse eingespannt ist, so dass der Kolbenstangenhub durch diese Einspannstelle limitiert ist und die in Radialrichtung wirkenden Materialbeanspruchungen die Lebensdauer der Elastomermembran beeinträchtigen. From WO 2010/0012425 AI, a technical solution is apparent in which damage to a flexible elastomeric membrane by cracks and breaks in the transitional or edge region is avoided by the part of a housing part a curved support contour is introduced, on which the upper membrane surface of the Elastomeric membrane in the upper stop position comes to rest flat. The curved support contour begins directly at the transition between an outer radial sealing bead and the membrane surface and extends radially inward edge-free up to the edge of a central connection recess for the control pressure. The lower membrane surface of the elastomeric membrane is supported by a stationary to the housing arranged support ring. Despite the elaborately shaped support contour there is a limited radial freedom of movement of the elastomeric membrane, as this is radially externally clamped tightly in the housing via a sealing bead, so that the Kolbenstangenhub is limited by this clamping and acting in the radial direction material stresses affect the life of the elastomeric membrane.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Memranventil mit einer gehäusesei- tig eingespannten Elastomermembran zu schaffen, das eine einfache konstruktive Gestaltung aufweist und den radialen Materialbeanspruchungen widersteht. It is therefore an object of the present invention to provide a Memranventil with a housing-side clamped elastomeric membrane, which has a simple structural design and resists the radial material stresses.
Die Aufgabe wird ausgehend von einem Membranventil gemäß dem Oberbegriff gemäß dem Anspruch 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die nachfolgenden abhängigen Ansprüche geben vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. The object is achieved on the basis of a diaphragm valve according to the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. The following dependent claims give advantageous developments of the invention.
Die Erfindung schließt die technische Lehre ein, dass die Elastomermembran des Membranventils außenradial zwischen zwei je einer der Gehäusehälften zugeordneten gegenüberliegenden Dichtkanten eingespannt ist, welche jeweils an sich zueinander streckenden ringförmigen Materialanformungen der Gehäusehälften angeformt sind. The invention includes the technical teaching that the elastomeric membrane of the diaphragm valve is externally radially clamped between two each one of the housing halves associated opposite sealing edges, which are each formed at mutually extending annular Materialanformungen the housing halves.
Der Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung liegt insbesondere darin, dass die äußere Ein- spannung der Elastomermembran lediglich über die beiden schmalen einander gegenüberliegenden Dichtkanten erfolgt, so dass die Elastomermembran eine hinreichende radiale Bewegungsfreiheit erhält, um die in dieser Richtung wirkenden Beanspruchungen zu kompensieren. Hierdurch ist die Elastomermembran sehr leichtgängig und weist einen geringen Verfor- mungswiderstand auf. Die Abdichtung der beiden gegenüberliegend an der Elastomermembran vorzugsweise angrenzenden Druckräume wirkt an den beiden gegenüberliegenden Dichtkanten druckverstärkend und damit selbstverstärkend. Durch die erfindungsgemäße Lösung lässt sich die Elastomermembran als auch deren äußere Einspannung mit einfachen Geometrien unter geringem fertigungstechnischen Aufwand herstellen. The advantage of the solution according to the invention lies in the fact that the outer clamping of the elastomeric membrane takes place only via the two narrow opposing sealing edges, so that the elastomeric membrane obtains sufficient radial freedom of movement in order to compensate for the stresses acting in this direction. As a result, the elastomeric membrane is very smooth and has a low deformation on resistance. The sealing of the two opposing pressure chambers preferably adjacent to the elastomeric membrane acts on the two opposite sealing edges pressure amplifying and thus self-reinforcing. The solution according to the invention makes it possible to produce the elastomer membrane as well as its outer clamping with simple geometries with little manufacturing effort.
Vorzugsweise weisen beide miteinander korrespondierenden ringförmigen Materialanfor- mungen seitens beider Gehäuseteile einen im Wesentlichen dreieckförmigen Querschnitt auf. Dies bedeutet, dass die einander gegenüberliegenden Dichtkanten eine Dichtlinie bilden und sich von hier aus in Richtung des Gehäuseteils erweitert. Hierdurch werden stabile Dichtkanten geschaffen, welche vorzugsweise im Kantenbereich mit einer Abflachung versehen sind, die an der Elastomermembran zur Anlage kommt. Hierdurch wird verhindert, dass sich die Dichtkanten in das Material der Elastomermembran schneidend eindrücken und diese dann beschädigen könnten. Preferably both mutually corresponding annular material configurations have a substantially triangular cross-section on both sides of the housing. This means that the opposing sealing edges form a sealing line and widens from here in the direction of the housing part. As a result, stable sealing edges are created, which are preferably provided in the edge region with a flattening, which comes to rest on the elastomeric membrane. This prevents that the sealing edges penetrate into the material of the elastomeric membrane cutting and then could damage them.
Die erfindungsgemäße Lösung bietet die Voraussetzung dafür, dass die Elastomermembran mit einer konstanten Dicke hergestellt werden kann. Dies bedeutet, dass zusätzliche Dichtwulste entbehrlich sind, so dass der fertigungstechnische Aufwand zur Herstellung der Elastomermembran gering ist. The solution according to the invention offers the prerequisite that the elastomeric membrane can be produced with a constant thickness. This means that additional sealing beads are dispensable, so that the manufacturing complexity for the production of the elastomeric membrane is low.
Gemäß einer die Erfindung verbessernden Maßnahme wird vorgeschlagen, dass die Elastomermembran mit einer Verstärkungseinlage versehen ist. Eine derartige Verstärkungseinlage kann beispielsweise ein textiles Gewebe sein, welches vom Elastomermaterial umgössen ist, um der Elastomermembran eine höhere Festigkeit zu verleihen. According to a measure improving the invention, it is proposed that the elastomeric membrane is provided with a reinforcing insert. Such a reinforcing insert may be, for example, a textile fabric, which is surrounded by the elastomeric material in order to give the elastomeric membrane a higher strength.
Gemäß einer anderen die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, dass die Elastomermembran randseitig in einer zwischen den beiden Gehäusehälften gebildeten Ringkammer hineinragt. Dies bedeutet, dass die beiden im Randbereich auf die Elastomer- membran einwirkenden Dichtkanten in einem geringfügigen Abstand zum Rand angeordnet werden, so dass das verbleibende freie Ende in die besagte Ringkammer hineinragt. Hierdurch wird die radiale Bewegungsfreiheit der Elastomermembran erhöht. Zusätzlich sollte in Radialrichtung zwischen dem äußeren Rand der Elastomermembran und der Wandung der Ringkammer ein Spalt S verbleiben, so dass die Elastomermembran nicht direkt an der Wandung der Ringkammer zur Anlage kommt. Denn hierbei wäre die radiale Bewegungsfreiheit über den durch die Wandung gebildeten Endanschlag eingeschränkt. According to another measure improving the invention, it is provided that the elastomeric membrane projects peripherally in an annular chamber formed between the two housing halves. This means that the two in the edge area on the elastomeric Membrane acting sealing edges are arranged at a slight distance from the edge, so that the remaining free end protrudes into said annular chamber. As a result, the radial freedom of movement of the elastomeric membrane is increased. In addition, should remain in the radial direction between the outer edge of the elastomeric membrane and the wall of the annular chamber, a gap S, so that the elastomeric membrane does not come directly to the wall of the annular chamber to the plant. Because in this case the radial freedom of movement would be limited by the end stop formed by the wall.
Zusätzlich zu den auf die Elastomermembran einwirkenden Dichtkanten sollte eine separate statische Dichtung zwischen beiden Gehäusehälften vorgesehen werden, welche zur Abdichtung der Druckräume dient. Denn die beiden auf die Elastomermembran gegenüberliegend einwirkenden Dichtkanten dienen nicht dazu, die Elastomermembran absolut fest zwischen den Gehäusehälften einzuspannen, so dass die Dichtkanten auch als statische Gehäusedichtung genutzt werden könnten. Vielmehr sollen die Dichtkanten nur an der Elastomermembran zur Anlage kommen, damit die radiale Bewegungsfreiheit der Elastomermembran gewahrt bleibt. In addition to the sealing edges acting on the elastomeric membrane, a separate static seal should be provided between the two halves of the housing to seal the pressure chambers. Because the two on the elastomeric membrane opposite acting sealing edges are not used to clamp the elastomeric membrane absolutely firmly between the housing halves, so that the sealing edges could be used as a static housing seal. Rather, the sealing edges should only come to rest on the elastomeric membrane, so that the radial freedom of movement of the elastomeric membrane is maintained.
Gemäß eines anderen Aspekts der Erfindung wird vorgeschlagen, dass an der Kolbenstange ein sich in Radialrichtung hiervon weg erstreckender Aufnahmeteller für die Elastomermembran angeformt ist, der in Zusammenwirkung mit den beiden Gehäuseteilen zur beidseitigen Hubbegrenzung dient. In Kombination mit diesem Aufnahmeteller kann die Elastomermembran ringscheibenförmig ausgebildet sein und im einfachsten Falle als Stanzteil aus einer Gummimatte ausgestanzt werden. Die Montage am Aufnahmeteller der Kolbenstange erfolgt durch Einknüpfen in eine randseitig des Aufnahmetellers ausgebildeten Umfangsnut. According to another aspect of the invention, it is proposed that on the piston rod, a receiving plate for the elastomeric membrane extending in the radial direction away therefrom be formed, which in cooperation with the two housing parts serves to limit the stroke on both sides. In combination with this receiving plate, the elastomeric membrane may be formed annular disc-shaped and punched out in the simplest case as a stamped part of a rubber mat. The mounting on the receiving plate of the piston rod is carried out by tying into a peripheral edge of the receiving plate formed circumferential groove.
Der Durchmesser des Aufnahmetellers ist vorzugsweise so bemessen, dass dessen äußerer Rand in Radialrichtung beabstandet von den die Dichtkanten ausbildenden Materialanfor- mungen endet. Hierdurch behindert der Aufnahmeteller nicht die Funktion der Dichtkanten und der zwischen den Dichtkanten und dem äußeren Rand des Aufnahmetellers bestehende Abstand bestimmt die Flexibilität der Elastomermembran. The diameter of the receiving plate is preferably dimensioned so that its outer edge ends in the radial direction spaced apart from the Materialanfor- forming the sealing edges. As a result, the receiving plate does not hinder the function of the sealing edges and the clearance existing between the sealing edges and the outer edge of the receiving plate determines the flexibility of the elastomeric membrane.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der Zeichnung näher dargestellt. Die einzige Figur zeigt einen teilweise Längsschnitt durch das Gehäuse eines Membranventils. Further measures improving the invention will be described in more detail below together with the description of a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing. The single figure shows a partial longitudinal section through the housing of a diaphragm valve.
Gemäß Figur besteht das Membranventil im Wesentlichen aus zwei Gehäusehälften 1 und 2, zwischen denen eine Elastomermembran 3 angeordnet ist. Das erste Gehäuseteil 1 bildet mit der einen Seite der Elastomermembran 3 einen oberen Druckraum Do und das zweite Gehäuseteil 2 bildet mit der unteren Seite der Elastomermembran 3 einen unteren Druckraum Du. Die Elastomermembran 3 ist an einer Kolbenstange 4 befestigt. Wird der obere Druckraum Do mit Druckluft beaufschlagt, so bewegt sich die Kolbenstange 4 in Richtung des unteren Gehäuseteils 2. Wird dagegen der andere Druckraum Du mit Druckluft beaufschlagt, so bewegt sich die Kolbenstange 4 in Richtung des oberen Gehäuseteils 1. According to Figure, the diaphragm valve consists essentially of two housing halves 1 and 2, between which an elastomeric membrane 3 is arranged. The first housing part 1 forms with the one side of the elastomeric membrane 3 an upper pressure chamber Do and the second housing part 2 forms with the lower side of the elastomeric membrane 3 a lower pressure chamber Du. The elastomeric membrane 3 is attached to a piston rod 4. If the upper pressure chamber Do is acted upon with compressed air, then the piston rod 4 moves in the direction of the lower housing part 2. If, however, the other pressure chamber Du pressurized with compressed air, the piston rod 4 moves in the direction of the upper housing part first
Zur Befestigung der Elastomermembran 3 an der Kolbenstange 4 ist hieran ein sich in Radialrichtung weg erstreckender Aufnahmeteller 5 angeformt. Der Aufnahmeteller 5 besitzt eine Umfangsnut, in welcher die Elastomermembran 3 gehalten ist. Der Aufnahmeteller 5 dient daneben auch einer beidseitigen Hubbegrenzung der Kolbenstange 4, indem der Aufnahmeteller 5 bei Druckbeaufschlagung des unteren Druckraums Du in Endlagenposition am Gehäuseteil 1 zur Anlage kommt. Analog hierzu kommt der Aufnahmeteller 5 bei Druckbeaufschlagung des oberen Druckraums Do in der Endposition am unteren Gehäuseteil 2 zur Anlage. Dabei ist der Durchmesser des Aufnahmetellers 5 so bemessen, dass dessen äußerer Rand in Radialrichtung beabstandet von der äußeren Einspannung der Elastomermembran 3 endet. Zur äußeren Einspannung der Elastomermembran 3 dienen erfindungsgemäß zwei je einer der Gehäusehälften 1 und 2 zugeordnete gegenüberliegende Dichtkanten 6 bzw. 7. Die beiden Dichtkanten 6 und 7 sind durch jeweils an sich zueinander erstreckende ringförmige Material- anformungen 8 bzw. 9 der Gehäusehälften 1 und 2 gebildet. Die ringförmigen Materialanfor- mungen weisen im Wesentlichen einen dreieckförmigen Querschnitt auf, wovon die beabstandete Kante die Dichtkante 6 bzw. 7 bildet, welche mit einer Abflachung versehen ist, damit die Dichtkanten 6 und 7 nicht schneidend in das Material der Elastomermembran 3 eindringen. Die Elastomermembran 3 weist eine konstante Dicke auf und ist mit einer Verstärkungseinlage 10 aus einem textilen Gewebe versehen. To attach the elastomeric membrane 3 to the piston rod 4, a receiving plate 5 extending away in the radial direction is integrally formed thereon. The receiving plate 5 has a circumferential groove in which the elastomeric membrane 3 is held. The receiving plate 5 also serves a two-sided stroke limitation of the piston rod 4 by the receiving plate 5 comes in pressurization of the lower pressure chamber Du in Endlagenposition on the housing part 1 to the plant. Analogously, the receiving plate 5 comes in pressurizing the upper pressure chamber Do in the final position on the lower housing part 2 to the plant. In this case, the diameter of the receiving plate 5 is dimensioned so that its outer edge ends in the radial direction spaced from the outer clamping of the elastomeric membrane 3. According to the invention, two outer sealing edges 6 and 7 assigned to each of the housing halves 1 and 2 are used for external clamping of the elastomeric membrane 3. The two sealing edges 6 and 7 are formed by annular material projections 8 and 9, respectively, of the housing halves 1 and 2 educated. The annular Materialanfor- ments have substantially a triangular cross-section, of which the spaced edge forms the sealing edge 6 and 7, which is provided with a flattening, so that the sealing edges 6 and 7 penetrate not incisively into the material of the elastomeric membrane 3. The elastomeric membrane 3 has a constant thickness and is provided with a reinforcing insert 10 made of a textile fabric.
Die Elastomermembran 3 ragt randseitig jenseits der beiden Dichtkanten 6 und 7 in eine Ringkammer 11 hinein, welche zwischen den beiden Gehäusehälften 1 und 2 gebildet ist. Zwischen dem äußeren Rand der Elastomermembran 3 und der Wandung der Ringkammer 11 verbleibt hierbei ein Spalt S, um die radiale Bewegbarkeit der Elastomermembran 3 während des Betriebes zu garantieren. The elastomeric membrane 3 protrudes on the edge beyond the two sealing edges 6 and 7 into an annular chamber 11, which is formed between the two housing halves 1 and 2. Between the outer edge of the elastomeric membrane 3 and the wall of the annular chamber 11 in this case a gap S remains to guarantee the radial mobility of the elastomeric membrane 3 during operation.
Die Abdichtung der beiden Druckräume Do und Du nach außen hin erfolgt nicht über die Elastomermembran 3, sondern über eine separate statische Dichtung 12, welche zwischen den beiden Gehäusehälften 1 und 2 angeordnet ist. Die statische Dichtung 12 ist in Form eines Dichtrings ausgebildet. The sealing of the two pressure chambers Do and you to the outside does not take place via the elastomeric membrane 3, but via a separate static seal 12, which is arranged between the two housing halves 1 and 2. The static seal 12 is formed in the form of a sealing ring.
Die Erfindung ist nicht beschränkt auf das vorstehend beschriebene bevorzugte Ausführungsbeispiel. Es sind vielmehr auch Abwandlungen hiervon denkbar, welche vom Schutzbereich der nachfolgenden Ansprüche mit umfasst sind. So ist es beispielsweise auch möglich, dass das Membranventil mit nur einem Druckmittel betätigbaren Druckraum Do oder Du ausgeführt ist, wogegen der andere Druckraum Du bzw. Do entweder drucklos ist, oder mit einer mechanischen Rückstellfeder eine Rückstellung der Kolbenstange 4 in eine definierte Ausgangslage gewährleistet. Bezugszeichenliste erste Gehäusehälfte The invention is not limited to the preferred embodiment described above. On the contrary, modifications are conceivable which are included in the scope of protection of the following claims. Thus, for example, it is also possible that the diaphragm valve with only one pressure medium operable pressure chamber Do or you is running, whereas the other pressure chamber Du or Do is either depressurized, or ensures a provision of the piston rod 4 in a defined starting position with a mechanical return spring. Reference numeral list first housing half
zweite Gehäusehälfte second housing half
Elastomermembran  elastomeric membrane
Kolbenstange  piston rod
Aufnahmeteller  Shot plate
erste Dichtkante first sealing edge
zweite Dichtkante second sealing edge
erste Materialanformung first Materialanformung
zweite Materialanformung second Materialanformung
Verstärkungseinlage  reinforcing insert
Ringkammer  annular chamber
statische Dichtung Spalt static seal gap

Claims

A n s p r ü c h e Claims
1. Membranventil mit einer randseitig zwischen zwei Gehäuseteilen (1, 2) eingespannten und zwei benachbarte Druckräume (Do, Du) voneinander abtrennenden Elastomermembran (3), welche eine koaxial hieran angeordnete Kolbenstange (4) axial betätigt, 1. diaphragm valve with an edge side between two housing parts (1, 2) clamped and two adjacent pressure chambers (Do, Du) separating elastomeric membrane (3) which axially actuates a coaxially thereto arranged piston rod (4),
dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomermembran (3) außenradial zwischen zwei je einer der Gehäusehälften (1, 2) zugeordneten gegenüberliegenden Dichtkanten (6; 7) eingespannt ist, die jeweils an sich zueinander erstreckenden ringförmigen Materialanformungen (8, 9) der Gehäusehälften (1, 2) angeformt sind. characterized in that the elastomeric membrane (3) is externally radially clamped between two respective opposing sealing edges (6, 7) associated with the housing halves (1, 2), each of which has annular material projections (8, 9) of the housing halves (1, 2) are formed.
2. Membranventil nach Anspruch 1 , 2. Diaphragm valve according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmigen Materialanformungen (8, 9) einen dreieck- förmigen Querschnitt aufweisen. characterized in that the annular material projections (8, 9) have a triangular cross-section.
3. Membranventil nach Anspruch 1 , 3. Diaphragm valve according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass jede Dichtkante (6; 7) mit einer Abflachung versehen ist, die an der Elastomermembran (3) zur Anlage kommt. characterized in that each sealing edge (6; 7) is provided with a flattening which comes to bear on the elastomeric membrane (3).
4. Membranventil nach Anspruch 1 , 4. Diaphragm valve according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomermembran (3) eine konstante Dicke aufweist. characterized in that the elastomeric membrane (3) has a constant thickness.
5. Membranventil nach Anspruch 1 , 5. Diaphragm valve according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomermembran (3) mit einer Verstärkungseinlage (10) versehen ist. characterized in that the elastomeric membrane (3) is provided with a reinforcing insert (10).
6. Membranventil nach Anspruch 1 , 6. Diaphragm valve according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Elastomermembran (3) randseitig in einer zwischen den beiden Gehäusehälften (1, 2) gebildeten Ringkammer (11) hineinragt. characterized in that the elastomeric membrane (3) protrudes at the edge in an annular chamber (11) formed between the two housing halves (1, 2).
7. Membranventil nach Anspruch 6, 7. Diaphragm valve according to claim 6,
dadurch gekennzeichnet, dass in Radialrichtung zwischen dem Rand der Elastomermembran (3) und der Wandung der Ringkammer (11) ein Spalt (S) verbleibt. characterized in that in the radial direction between the edge of the elastomeric membrane (3) and the wall of the annular chamber (11), a gap (S) remains.
8. Membranventil nach Anspruch 1 , 8. Diaphragm valve according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass zur Abdichtung der Druckräume (Do, Du) nach außen zwischen den beiden Gehäusehälften (1, 2) eine separate statische Dichtung (12) angeordnet ist. characterized in that for sealing the pressure chambers (Do, Du) to the outside between the two housing halves (1, 2) a separate static seal (12) is arranged.
9. Membranventil nach Anspruch 1 , 9. Diaphragm valve according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet, dass an der Kolbenstange (4) ein sich in Radialrichtung hiervon weg erstreckender Aufnahmeteller (5) für die Elastomermembran (3) angeformt ist, der im Zusammenwirken mit den beiden Gehäuseteilen (1, 2) zur beidseitigen Hubbegrenzumg der Kolbenstange (4) dient. characterized in that on the piston rod (4) in the radial direction thereof away receiving plate (5) for the elastomeric membrane (3) is formed, in cooperation with the two housing parts (1, 2) for bilateral Hubbegrenzumg the piston rod (4) serves.
10. Membranventil nach Anspruch 9 , 10. Diaphragm valve according to claim 9,
dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser des Aufnahmetellers (5) derart bemessen ist, dass dessen äußerer Rand in Radialrichtung beabstandet von den die Dichtkanten (6, 7) ausbildenden Materialanformungen (8, 9) endet. characterized in that the diameter of the receiving plate (5) is dimensioned such that its outer edge in the radial direction spaced from the sealing edges (6, 7) forming Materialanformungen (8, 9) ends.
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