[go: up one dir, main page]

WO1990005260A1 - Steuerbarer antrieb mit einem stellglied, und dichtung für einen solchen antrieb - Google Patents

Steuerbarer antrieb mit einem stellglied, und dichtung für einen solchen antrieb Download PDF

Info

Publication number
WO1990005260A1
WO1990005260A1 PCT/EP1989/001318 EP8901318W WO9005260A1 WO 1990005260 A1 WO1990005260 A1 WO 1990005260A1 EP 8901318 W EP8901318 W EP 8901318W WO 9005260 A1 WO9005260 A1 WO 9005260A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
piston
cylinder
input
drive according
valve
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/EP1989/001318
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Reinhard KÖNIG
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of WO1990005260A1 publication Critical patent/WO1990005260A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/12—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid
    • F16K31/36—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor
    • F16K31/363—Actuating devices; Operating means; Releasing devices actuated by fluid in which fluid from the circuit is constantly supplied to the fluid motor the fluid acting on a piston
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
    • F15B15/10—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of diaphragm type

Definitions

  • the invention relates to a controllable drive with an actuator according to the preamble of independent patent claim 1.
  • Such drives have a wide range of uses and are used, for example, in process engineering, in power plant technology or for heating mixers, etc. Many systems are equipped with a large number of such drives, which have to be controlled individually and independently of one another.
  • These known drives have a motor supplied with external energy, for example an electric motor, with which, for example, control valves are moved. In systems with many drives, the installation effort and the energy consumption are very high.
  • the known drives also work with a comparatively large hysteresis, which is further increased by further translation elements.
  • a drive is known from BE-A-523626 which requires little external energy. However, this requires an exit to the environment and is not suitable for a line carrying a liquid medium.
  • the invention has for its object - to create a drive of this type, which avoids the disadvantages mentioned above and which is functionally reliable with a simple structure and is particularly suitable for lines with a liquid medium.
  • the invention uses as a source of energy a media difference, such as is present for example in a valve before and after this in a line.
  • a motor with external energy and the necessary installation is not required for the drive according to the invention.
  • the valve can be moved in the desired direction in a simple manner, for example with digital pulses from a computer.
  • the control command is preferably transmitted to the drive by means of magnetic currents.
  • the tax officer is preferably transmitted to the drive by means of magnetic currents.
  • REPLACEMENT LEAF from the outside in the form of a positive or negative direct current pulse. Signaling with radio, superimposed high-frequency signals or via light guides is also possible.
  • the drive can be moved to any position with just three pulses. Since the principle of the drive is based on an existing pressure difference and a media quantity shift that can be triggered thereby, an accuracy in the range of i / 100 and 1/1000 mm is possible. Accuracy is achieved through an exact metering of the amount of media per unit of time, which flows from one cylinder chamber to the other.
  • the drive can be manufactured in a very compact manner and without external hose connections and the like and can therefore be assembled and disassembled quickly and easily.
  • the drive can be used in a variety of ways, for example as a pressure difference controller, as a flow controller or flow meter and as a constant quantity controller. Since the drive works quietly, it is particularly suitable for a flush valve in a toilet facility. A special measuring device may not be required. With a stop in the cylinder, the drive can be designed in a simple manner so that the stroke is adjustable.
  • the requirements for surface processing, the inside of the cylinder housing are low, so that the cylinder housing can be cast inexpensively for its manufacture.
  • the roll membrane can be made of rubber and is reinforced with a fabric at higher pressure differences.
  • the switch or the hydraulic relay is arranged in the pressure chamber of the cylinder, the housing of the relay is only comparatively small. Exposed to pressure difference and can be manufactured inexpensively from plastic.
  • Fig. 3 seen a view of the changeover part in the direction of arrow III in Fig. 2.
  • REPLACEMENT LEAF 4 is a partial view of the valve body of a pilot valve
  • Fig. 8 shows a drive corresponding to Fig. 6, but with the piston in the other end position.
  • the drive shown in FIG. 1 has two connections 27 and 28 with which it is connected to a line 38.
  • a valve with a valve seat 26 and a valve cone 24 is attached in the flow passage 37 of the line 38.
  • the pressure P * L before the valve seat 26 is greater than the pressure P2 after the valve seat.
  • connection 23 which leads to a cylinder chamber which is only open to the inside of the line 38.
  • This chamber is formed by a connecting part 18, a cylindrical housing 8 and a cover 5. These parts are screwed together and sealed against one another by means of sealing rings 6, 17 and 22.
  • the cylinder housing 8 is detachably connected to the connecting part 18.
  • a piston 25 is arranged in the cylinder housing 8 and divides the chamber into an upper chamber 30 and a lower chamber 40.
  • the piston 25 is on its circumference with a tubular roller membrane 15 against the inside of the
  • REPLACEMENT LEAF Sealed housing 8 A piston rod 16 projecting downwards is attached to the piston 25, through which a channel 33 and a channel 39 lead.
  • the channel 33 opens in the direction of flow 37 in front of the valve seat 26 into the interior of the line 38 and here takes up the higher pressure P 1.
  • Radial connecting bores 31 and 32 lead from the channel 33 to the rolling membrane 15 or to a rolling membrane 19 attached to the piston rod.
  • the higher pressure P prevailing inside the rolling membranes presses the rolling membrane 15 and 19 against the inside of the cylinder housing 8 or the inner side of the connecting part 18.
  • the closed roll membranes 15 and 19 each seal the space in front of the roll membrane against the space behind the roll membrane.
  • roller membranes 15 and 19 combine the advantage of the lowest and therefore the highest differential pressure sensitivity with high insensitivity to the quality and quality of the cylinder, piston and piston rod wall. In this use, their independence from absolute pressure is also advantageous. The local independence to flange connections sw is also advantageous.
  • the channel 33 leads from a lower mouth 29 to a connection 13 to which a flexible hose (not shown here) is connected, which leads to an input E, a hydraulic relay 70 with a valve cone 9 and
  • a switching part 11 leads.
  • the input E leads through a bore in the housing 12 to a valve seat 26 which cooperates with the cone 9a of the valve cone 9.
  • This cone 9a is firmly connected to a control plate 9b, which is made of magnetizable but not premagnetized metal. If a control signal in the form of a current pulse is now set in a magnet 1, a magnetic field is generated and the control plate 9b is pulled upward regardless of the polarity of the magnetic field. With the control plate 9b, the valve cone 9a is also moved upward and the flow of the medium through the inlet 1 is thus released.
  • a flow occurs in a chamber 34, which flows through an outlet A.
  • the switching part 11 has a polarized permanent magnet 10, which is attracted or repelled depending on whether it is opposed by the north or south pole generated by the control command.
  • the changeover part 11 is also moved upward into a position not shown here. In this position, input E 1 is connected to output A-.
  • the outlet A 2 leads via the hose 53 into the lower chamber 40. In this case, the lower piston side 42 is thus subjected to the higher pressure P.
  • input E is connected to output A. The liquid displaced from the chamber 30 can thus be discharged through the channel 39 into the line 38.
  • the control command comes from the outside in the form of a positive or negative direct current pulse and goes to an electromagnet 1 attached to the outside of the drive, which in turn generates a polarized magnetic flux generated by the current pulse. Via a core 3 passing through the cover 5, the magnetic current is conducted into the hydraulic relay in the interior of the drive, where the switching functions mentioned above are then carried out. If there is no signal, this means "Step".
  • a stop signal is set, the piston 25 remains exactly where it is.
  • two further signals can be set, which are also magnetically transmitted by magnetic fields with defined north or south poles. These defined magnetic fields move the changeover part 11, which has a polarized permanent magnet 10, upwards or downwards accordingly. If the current pulse in the magnet 1 is interrupted, the magnetic field is reduced and the valve cone 9a is pressed into the closed position by a compression spring 7. The flow through inlet E at the hydraulic pilot valve is thus interrupted, and pressure equalization occurs in chambers 30 and 40, causing piston 25 to stop immediately. The drive can thus be moved into any position with three pulses. Depending on requirements, the drive according to the invention can also be equipped with several stages, ie with several pistons.
  • a hydraulic relay 70 is required for the control function.
  • This has a disc 65 which is rotatably mounted on the cover 5 about an axle 66.
  • Two magnets 63 and 64 are fastened on the disk 66 at a distance from the axle journal 66 and can be displaced by rotating the disk 65 in such a way that a magnet 63 or 64 is located above the hydraulic relay 70.
  • the relay 70 When the disc 65 is in position, the relay 70 is exposed to a magnetic south pole, a magnetic north pole or no influencing magnetic field.
  • Figures 6 to 8 show a variant of the drive, which is even simpler in construction. It is also important here that in a valve body 105, before and after a constriction 130 in the valve seat 120, a higher pressure P ⁇ and a lower pressure P2 of the medium are used to move a piston 103.
  • an open chamber 123 is provided, which is permanently connected to the medium with the lower pressure P2 via a channel 122.
  • a closed chamber 124 can now optionally be connected via a channel 121 to the medium area with the pressure 2 or via the channel 122 to the medium area with the pressure P --_.
  • control valves A and B each of which has an electrical coil 106, a magnetic core housing 108, a compression spring 12, a magnetic core 7 with a rubber seat 113 and a seat shown on a larger scale in FIGS. 7a and 7b 109 have.
  • the two seats 109 are each firmly connected at the upper end with spring washers 115 to an upper housing part 102. With the lower end, the seats 109 engage in bores 123 and 128 of the piston 103 and are slidably sealed against the piston with O-rings 116.
  • the seats 109 each have a through hole 109a which is closed by the rubber seat 113 when the coil 106 is not energized and is continuous for the medium when the coil 106 is excited and the rubber seat 113 is thus lifted off.
  • the medium can flow through the channel 121 or 122, through the bore 123 or 128 and the bore 109a and through lateral recesses 109c in the upper part of the seat 109 into the closed chamber 124.
  • valve body 105 is screwed to the housing body 101 via an adapter 104.
  • the piston 103 has a shaft 124 which, with a lower opening 125 of the channel 121 in each position of the piston 103, projects through the valve seat 120 into the medium with the higher pressure P-j_.
  • the piston 103 is sealed with a roller membrane 110 against the housing cover 101.
  • the roller membrane 110 is open.
  • the tubular membrane 110 is connected at its edges to the piston 103 and the housing body 101 by means of steel spring rings 126.
  • the diaphragm 110 is placed on the piston 103 in a groove in which it is held pressure-tight by the built-in steel spring 126.
  • the membrane 110 is open to the system break P2. It is now essential that the membrane 110 by a large
  • REPLACEMENT LEAF Pressure surface 110a to the wall of the housing body 101 keeps itself in position. This seal is particularly easy to attach and causes only very little resistance when the piston moves.
  • the drive according to the invention is based on using the pressure differences in the medium before and after the constriction 130 in the valve seat 120.
  • the control valve A In order to move the piston 103 upward from the position according to FIG. 6 and thus to open the valve, the control valve A is opened and therefore the closed chamber 124 is connected to the medium region with the lower pressure. Since the higher pressure Pi prevails in the open chamber 123, the piston 103 is moved upward against the force of a compression spring 111. By closing the control valve A, the piston 103 can be held in any intermediate position. If the control valve A remains open, the piston 103 moves into the end position shown in FIG. 8. If this end position has not yet been reached, P2 is connected to the closed chamber 124 and passes through the inner channel of the piston 103, via the bore 109a in the seat 109 and laterally past the seat 109 to the chamber 124. The end position is now this connection
  • REPLACEMENT LEAF interrupted by a rubber pad 117 of the piston 103.
  • a pressure equalization now forms in the closed chamber 124 and thus protects the membrane 110 from excessively high pressure differences. This safety function protects the Membr 110 from damage caused by high pressure differences in the two chambers.
  • the control valve B In order to move the piston 103 from the end position according to FIG. 8, the control valve B is opened when the control valve A is closed.
  • the closed chamber 124 like the open chamber, is now in communication with the pressure * L. The same pressure therefore prevails in both chambers, so that the piston 103 is moved downward by the compression spring 111 in the view according to FIG. 8.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Actuator (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

In einem Zylinder (5, 8) ist ein Kolben (25) angeordnet, der fest mit einem Ventilkegel (24) verbunden ist. Dieser Ventilkegel (24) arbeitet mit einem Ventilsitz (26) in einer Leitung (38) zusammen. Mit Hilfe eines hydraulischen Relais (70) sind die Seitenflächen (42, 43) des Kolbens (25) wahlweise mit dem vor dem Ventilsitz (26) herrschenden höheren Druck (P1) oder dem nach dem Ventilsitz (26) herrschenden niederen Druck (P2) beaufschlagbar. Entsprechend wird der Kolben (25) nach oben oder nach unten bewegt. Der Steuerbefehl wird mittels magnetischer Ströme auf das Pilotventil übertragen. Der Steuerbefehl kommt in Form eines positiven oder negativen Gleichstromimpulses, der zu einem Elektromagneten (1) geht, welcher wiederum durch den Stromimpuls generiert, einen polarisierten Magnetfluss aufbaut. Über einen Kern (3) wird der Magnetstrom ins Innere des Antriebs geleitet, wo dann durch Verschiebung eines Ventilkegels (9) und eines Umschaltteils (11) die einzelnen Schaltfunktionen ausgeführt werden. Die Abdichtung des Kolbens (25) und der Kolbenstange (26) gegen die Innenseite des Zylinders erfolgt mit geschlossenen Rollmembranen (15, 19). Ihr Innenraum ist mit dem höheren Druck (P1) verbunden, der die Rollmembrane gegen die Zylinderwandung drückt.

Description

Steuerbarer Antrieb mit einem Stellglied, und Dichtung für einen solchen Antrieb
Die Erfindung betrifft einen steuerbaren Antrieb mit einem Stellglied nach dem Oberbegriff des unabhängigen Patentan¬ spruchs 1. Solche Antriebe haben eine weite Anwendung und werden beispielsweise in der Verfahrenstechnik, in der Kraft¬ werkstechnik oder für Heizungsmischer usw. verwendet. Viele Anlagen sind mit einer grossen Anzahl solcher Antriebe be¬ stückt, die einzeln und unabhängig voneinander gesteuert werden müssen. Diese bekannten Antriebe weisen einen mit Fremdenergie versorgten Motor, beispielsweise einen Elektro¬ motor auf, mit dem beispielsweise Stellventile bewegt werden. Bei Anlagen mit vielen Antrieben ist der Installationsauf¬ wand und der Energieverbrauch sehr hoch. Die bekannten An¬ triebe arbeiten zudem mit vergleichsweise grosser Hysterese, die durch weitere Uebersetzungsglieder noch vergrössert wird. Da diese Antriebe vergleichsweise viel Fremdenergie benöti¬ gen, hat dies zur Folge, dass beispielsweise ein Regler eine Leistungsausgangsstufe benötigt oder über Relais höhere Leistungen ein- und ausgeschaltet werden müssen. Ist ein Digitalsystem zur Regelung und Steuerung eingesetzt, so müsse Digital-Analog-Umwandler als Anpassglieder eingesetzt werden, um den Antrieb in seinem Leistungsbedarf befriedigen zu könne
Durch die BE-A-523626 ist ein Antrieb bekannt der wenig Fremd energie benötigt. Dieser benötigt jedoch einen Ausgang zur Umgebung und eignet sich nicht für eine ein flüssiges Medium führende Leitung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde,- einen Antrieb diese Gattung zu schaffen, der die oben genannten Nachteile vermeid und der bei einfachem Aufbau funktionssicher ist und sich ins besondere für Leitungen mit einem flüssigen Medium eignet.
Die Erfindung benutzt als Energiequelle einen Mediendifferenz druck, wie er beispielsweise bei einem Ventil vor und nach diesem in einer Leitung vorhanden ist. Ein Motor mit Frem- energie und die dazu notwendige Installation ist biem er- findungsgemässen Antrieb nicht erforderlich. In einfacher Weise kann beispielsweise mit Digitalimpulsen eines Computers das Ventil in der gewünschten Richtung bewegt werden. Der Steuerbefehl wird vorzugsweise mittels magnetischer Strö¬ me auf den Antrieb übertragen. Insbesondere kann der Steuerbe
ERSATZBLATT fehl von aussen in Form eines positiven oder negativen Gleich¬ stromimpulses erfolgen. Möglich ist auch eine Signalgebung mit Funk, überlagerten Hochfrequenzsignalen oder über Licht¬ leiter. Mit lediglich drei Impulsen kann der Antrieb in jede beliebige Stellung gefahren werden. Da das Prinzip des Antriebes auf eine anstehende Druckdifferenz und eine dadurch auslösbare Medienmengenverschiebung aufbaut, ist eine Genauigkeit im Bereich von i/100 und 1/1000 mm möglich. Die Genauigkeit wird erreicht durch eine exakte Dosierung der Medienmenge pro Zeiteinheit, die von einer zur anderen Zylinderkammer fliesst.
Wesentlich ist, dass der Antrieb sehr kompakt und ohne äussere Schlauchanschlüsse und dgl. hergestellt werden kann und deshalb in einfacher Weise und schnell montiert sowie demontiert werden kann. Der Antrieb ist vielfältig einsetz¬ bar, beispielsweise als Druckdifferenzregler, als Durch¬ flussregler oder Durchflussmesser und als Konstantmengen- regler. Da der Antrieb ruhig arbeitet, eignet er sich beson¬ ders für einen Druckspüler einer WC-Anlage. Gegebenenfalls ist ein spezielles Messgerät nicht erforderlich. Mit einem Anschlag im Zylinder kann der Antrieb in einfacher Weise so ausgebildet werden, dass der Hub einstellbar ist.
Besonders kleine Reibungskräfte zwischen Kolben und Zylinder¬ gehäuse werden durch die Weiterbildung nach Anspruch 2
ERSATZBLATT .
erreicht. Die Anforderungen an die Oberflächenbearbeitung, der Innenseite des Zylindergehäuses sind gering, so dass das Zylindergehäuse zu seiner Herstellung kostengünstig gegossen werden kann. Die Rollmembran kann aus Gummi sein und wird bei höheren Druckdifferenzen mit einem Gewebe verstärkt.
Ist gemäss einer Weiterbildung der Schalter bzw. das hydrau¬ lische Relais im Druckraum des Zylinders angeordnet, so ist das Gehäuse des Relais lediglich einer vergleichweise klei¬ nen. Druckdifferenz ausgesetzt und kann kostengünstig aus Kunststoff hergestellt werden.
Eine vorteilhafte Dichtung ist Gegenstand des Anspruchs 10. Diese ist für den erfindungsgemässen Antrieb besonders ge¬ eignet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemässen Antrieb,
Fig. 2 einen Schnitt durch ein Umschaltteil,
Fig. 3 eine Ansicht des ümschaltteils in Richtung des Pfeils III in Fig. 2 gesehen.
ERSATZBLATT Fig. 4 eine Teilansicht des Ventilkörpers eines Pilotventils,
Fig. 5 eine Draufsicht auf einen Antrieb,
Fig. 6 einen Schnitt durch eine Variante des Antriebs,
Fig. 7a und 7b Ansichten eines Ventilsitzes der Ausführung nach Fig. 6, und
Fig. 8 ein Antrieb entsprechend Fig. 6, jedoch mit dem Kolben in der anderen Endstellung.
Der in Fig. 1 gezeigte Antrieb weist zwei Anschlüsse 27 und 28 auf, mit denen er an eine Leitung 38 angeschlossen ist. Im Strömungsgang 37 der Leitung 38, die eine Flüssigkeit oder ein Gas führt, ist ein Ventil mit Ventilsitz 26 und ein Venti kegel 24 angebracht. In Strömungsrichtung 37 gesehen ist der Druck P*L vor dem Ventilsitz 26 grösser als der Druck P2 nach dem Ventilsitz.
Ueber dem Ventilsitz 26 ist ein Anschluss 23 angebracht, der zu einer Zylinderkammer führt, welche nur zum Innern der Leitung 38 offen ist. Diese Kammer wird durch einen Verbindung teil 18, ein zylindrisches Gehäuse 8 und einen Deckel 5 ge¬ bildet. Diese Teile sind miteinander verschraubt und mittels Dichtungsringen 6, 17 und 22 gegeneinander abgedichtet. Mit
ERSATZBLATT (,
einer Ueberwurfmutter 20 ist das Zylindergehäuse 8 lösbar mit dem Verbindungsteil 18 verbunden.
Im Zylindergehäuse 8 ist ein Kolben 25 angeordnet, der die Kammer in eine obere Kammer 30 und eine untere Kammer 40 unterteilt. Der Kolben 25 ist an seinem Umfang mit einer schlauchförmigen Rollmembran 15 gegen die Innenseite des
Figure imgf000008_0001
ERSATZBLATT Gehäuses 8 abgedichtet. Am Kolben 25 ist eine nach unten ragende Kolbenstange 16 angebracht, durch welche ein Kanal 33 und ein Kanal 39 führt. Der Kanal 33 mündet in Strömungs¬ richtung 37 gesehen vor dem Ventilsitz 26 in das Innere der Leitung 38 und nimmt hier den höheren Druck P, auf. Vom Kanal 33 führen radiale Verbindungsbohrungen 31 und 32 zur Rollmembran 15 bzw. zu einer an der Kolbenstange angebrach¬ ten Rollmembran 19. Der im Inneren der Rollmembranen herr¬ schende höhere Druck P, drückt die Rollmembran 15 bzw. 19 gegen die Innenseite des Zylindergehäuses 8 bzw. die Innen¬ seite des Verbindungsteils 18. Die geschlossenen Rollπiembra- nen 15 und 19 dichten jeweils den Raum vor der Rollmembran gegen den Raum hinter der Rollmembran ab. Die Rollmembranen 15 und 19 vereinigen den Vorteil geringster und damit höchster Differenzdruckempfindlichkeit mit hoher Unempfind- lichkeit gegenüber der Güte und Qualität der Zylinder-, Kolben- und Kolbenstangenwandung. Vorteilhaft ist in dieser Verwendung auch ihre Unabhängigkeit vom absoluten Druck. Vor¬ teilhaft ist ferner die örtliche Unabhängigkeit zu Flansch¬ verbindungen sw.
Der Kanal 33 führt von einer unteren Mündung 29 zu einem Anschluss 13, an dem ein hier nicht gezeigter flexibler Schlauch angeschlossen ist, welcher zu einem Eingang E, eines hydraulischen Relais 70 mit einem Ventilkegel 9 und
ERSATZBLATT 3
einem Schaltteil 11 führt. Der Eingang E, führt durch eine Bohrung im Gehäuse 12 zu einem Ventilsitz 26, der mit dem Kegel 9a des Ventilkegels 9 zusammenarbeitet. Dieser Kegel 9a ist fest mit einer Steuerplatte 9b verbunden, die aus magnetisierbarem, jedoch nicht vormagnetisiertem Metall her¬ gestellt ist. Wird nun in einem Magnet 1 ein Steuersignal in Form eines Stromimpulses gesetzt, wird ein Magnetfeld er- zeugt und die Steuerplatte 9b wird unabhängig von der Polari¬ tät des Magnetfeldes nach oben gezogen. Mit der Steuerplatte 9b wird auch der Ventilkegel 9a nach oben bewegt und damit der Fluss des Mediums durch den Eingang 1 freigegeben. Bei offenem Ventil kommt in einer Kammer 34 ein Durchfluss zu¬ stande, der durch einen Ausgang A. in die obere Zylinderkam¬ mer 30 fliesst und in dieser Kammer einen Druck aufbaut, der höher ist als der Druck in der unteren Zylinderkammer 40. Als Folge davon bewegt sich der Kolben 25 und damit auch der Ventilkegel 24 nach unten. Durch diese Positions eränderung verändert sich entsprechend der Durchfluss am Ventilsitz 26. Die aus der Kammer 40 verdrängte Flüssigkeit fliesst durch einen hier nur teilweise gezeigten flexiblen Schlauch 53, der an einem Ausgang A~ mit dem Relais 70 verbunden ist. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, führt der Ausgang A über eine Kam¬ mer 36 zu einem Eingang E2, der über einen hier nicht gezeig¬ ten Schlauch über das Mündungsstück 14 mit dem Kanal 39 ver¬ bunden ist. Dieser Kanal 39 ist ebenfalls zur Leitung 38 hin offen.
ERSATZBLATT Soll der Kolben 25 nach oben bewegt werden, so werden mit dem Umschaltteil 11 die Wege umgeschaltet. Das Umschaltteil 11 besitzt einen polarisierten Permanentmagneten 10, der je nachdem, ob ihm durch den Steuerbefehl erzeugter Nord- bzw. Südpol gegenübersteht, angezogen oder abgestossen wird. Um den Kolben nach oben zu bewegen, wird das Umschaltteil 11 ebenfalls nach oben in eine hier nicht gezeigte Position bewegt. In dieser Position ist der Eingang E1 mit dem Aug¬ gang A- verbunden. Der Ausgang A2 führt wie bereits erwähnt über den Schlauch 53 in die untere Kammer 40. In diesem Fall wird somit die untere Kolbenseite 42 mit dem höheren Druck P., beaufschlagt. Gleichzeitig ist der Eingang E, mit dem Ausgang A,verbunden. Somit kann die aus der Kammer 30 verdrängte Flüssigkeit damit durch den Kanal 39 in die Lei¬ tung 38 abgeführt werden. Die Position des Umschaltteils 11 entscheidet aber darüber, in welcher Richtung sich der An¬ trie bewegt. Eine- Richtungsänderung kann nur durch Umschal¬ tung des Umschaltteils 11 erzielt werden. Der Steuerbefehl kommt von aussen in Form eines positiven oder negativen Gleichstromimpulses und geht zu einem aussen am Antrieb befestigten Elektromagneten 1, der wiederum durch den Strom¬ impuls generiert einen polarisierten Magnetfluss aufbaut. Ueber einen den Deckel 5.durchsetzenden Kern 3 wird der Magnetstrom in das hydraulische Relais im Innern des Antriebs geleitet, wo dann die oben erwähnten Schaltfunktionen ausge¬ führt werden. Steht kein Signal an, so bedeutet dies "Step".
ERSATZBLATT Wird ein Stop-Signal gesetzt, so bleibt der Kolben 25 genau da stehen, wo er sich gerade befindet. Ausser diesem Stop- Signal können noch zwei weitere Signale gesetzt werden, die durch Magnetfelder mit definierten Nord- bzw. Südpolen eben¬ falls magnetisch übertragen werden. Diese definierten Magnet¬ felder bewegen den Umschaltteil 11, der einen polarisierten Permanentmagneten 10 aufweist, entsprechend nach oben oder nach unten. Wird der Stromimpuls im Magnet 1 unterbrochen, so baut sich das Magnetfeld ab und der Ventilkegel 9a wird durch eine Druckfeder 7 in die Schlieεsstellung gedrückt. Damit wird der Durchfluss durch den Eingang E. am hydrauli¬ schen Pilotventil unterbrochen, und in den Kammern 30 und 40 stellt sich ein Druckausgleich ein, worauf der Kolben 25 sofort stehen bleibt. Somit kann mit drei Impulsen der An¬ trieb in jede beliebige Stellung gefahren werden. Je nach Bedarf kann der erfindungεgemässe Antrieb auch mehrstufig, d.h. -mit mehreren -Kolben ausgerüstet werden. Auch bei dieser Ausführung ist jedoch lediglich ein hydraulisches Relais 70 für die Steuerfunktion erforderlich. Denkbar sind auch Aus¬ führungen mit der in Fig. 5 dargestellten Vorrichtung zur HandverStellung. Diese weist eine Scheibe 65 auf, die auf dem Deckel 5 um einen Achszapfen 66 drehbar gelagert ist. Auf der Scheibe 66 sind im Abstand zum Achszapfen 66 zwei Magnete 63 und 64 befestigt, die durch Drehen der Scheibe 65 so verschoben werden können, dass ein Magnet 63 bzw.64 sich über dem hvdraulischen Relais 70 befindet. Je nach Darstel-
ERSATZBLATT lung der Scheibe 65 ist das Relais 70 einem magnetischen Südpol, einem magnetischen Nordpol oder keinem einfluss- nehmenden magnetischen Feld ausgesetzt.
Die Figuren 6 bis 8 zeigen eine Variante des Antriebs, die im Aufbau noch einfacher ist. Wesentlich ist auch hier, dass in einem Ventilkörper 105, vor und nach einer Verengung 130 im Ventilsitz 120 ein höherer Druck P-^ und ein niedriger Druck P2 des Mediums zur Bewegung eines Kolbens 103 verwendet wird. In dieser Ausführung ist eine offene Kammer 123 vorge¬ sehen, die über einen Kanal 122 permanent mit dem Medium mit dem niedrigeren Druck P2 in Verbindung steht. Eine ge¬ schlossene Kammer 124 kann nun wahlweise über einen Kanal 121 mit dem Mediumbereich mit dem Druck 2 oder über den Kanal 122 mit dem Mediumbereich mit dem Druck P--_ verbunden werden.
Gesteuert wird dies mit zwei Steuerventilen A und B, die je¬ weils eine elektrische Spule 106, ein Magnetkern-Gehäuse 108, eine Druckfeder 12, einen Magnetkern 7 mit einem Gummisitz 113 sowie einen in den Fig. 7a und 7b in grösserem Massstab gezeigten Sitz 109 aufweisen. Die beiden Sitze 109 sind je¬ weils am oberen Ende mit Federringen 115 fest mit einem Ge¬ häuseoberteil 102 verbunden. Mit dem unteren Ende greifen die Sitze 109 in Bohrungen 123 und 128 des Kolbens 103 ein und sind mit O-Ringen 116 verschiebbar gegen den Kolben abge¬ dichtet.
ERSATZBLATT i λ
Wie die Figuren 7a und 7b zeigen, besitzen die Sitze 109 je¬ weils eine durchgehende Bohrung 109a, die bei nicht erregter Spule 106 durch den Gummisitz 113 verschlossen ist und bei er regter Spule 106 und somit abgehobenem Gummisitz 113 für das Medium durchgängig ist. Bei abgehobenem Gummisitz 113 kann das Medium durch den Kanal 121 bzw. 122, durch die Bohru 123 bzw. 128 und die Bohrung 109a sowie durch seitliche Ausnehmungen 109c im oberen Teil des Sitzes 109 in die ge¬ schlossene Kammer 124 fliessen.
Wie die Figuren 6 und 8 zeigen, ist der Ventiklörper 105 über einen Adapter 104 mit dem Gehäusekörper 101 verschraubt. Der Kolben 103 besitzt einen Schaft 124, der mit einer untere Oeffnung 125 des Kanals 121 in jeder Stellung des Kolbens 103 durch den Ventilsitz 120 hindurch in das Medium mit dem höheren Druck P-j_ ragt.
Der Kolben 103 wird mit einer Rollmembrane 110 gegen den Ge¬ häusedeckel 101 abgedichtet. Die Rollmembrane 110 ist im Unterschied zur Membrane der ersten Ausführung offen. Mit Stahlfederringen 126 ist die schlauchförmige Membrane 110 an ihren Rändern mit dem Kolben 103 und dem Gehäusekörper 101 verbunden. Am Kolben 103 ist die Membrane 110 in eine Nute plaziert, in der sie druckdicht durch die eingebaute Stahlfeder 126 gehalten ist. Die Membrane 110 ist wie aus den Fig. 6 und 8 ersichtlich gegenüber dem Systembruch P2 offen. Wesentlich ist nun, dass die Membrane 110 durch eine grosse
ERSATZBLATT Andruckfläche 110a zur Wandung des Gehäusekörpers 101 sich diese selbst in ihrer Stellung hält. Diese Dichtung ist be¬ sonders einfach zu befestigen und verursacht bei einer Be¬ wegung des Kolbens einen nur sehr kleinen Widerstand.
Nachfolgend wird die Arbeitsweise des Antriebs nach den Figuren 6 bis 8 erläutert:
Wie bereits aus den obigen Ausführungen hervorgeht, beruht de erfindungsgemässe Antrieb auf einer Nutzung der Druckdifferen im Medium vor und nach der Verengung 130 im Ventilsitz 120.
Um den Kolben 103 aus der Stellung nach Fig. 6 nach oben zu bewegen und damit das Ventil zu öffnen, wird das Steuerventil A geöffnet und daudrch die geschlossene Kammer 124 mit dem Mediumbereich mit dem niedrigeren Druck verbunden. Da in der offenen Kammer 123 der höhere Druck Pi herrscht, wird der Kolben 103 gegen die Kraft einer Druckfeder 111 nach oben bewegt. Durch schliessen des Steuerventils A kann der Kolben 103 in jeder Zwischenstellung gehalten werden. Bleibt das Steuerventil A offen, so fährt der Kolben 103 in die in Fig. 8 gezeigte Endstellung. Ist diese Endstellung noch nicht er¬ reicht, so ist P2 mit der geschlossenen Kammer 124 verbunden und gelangt durch den inneren Kanal des Kolbens 103, über die Bohrung 109a im Sitz 109 und seitlich am Sitz 109 vorbei zur Kammer 124. In der Endstellung nun ist diese Verbindung
ERSATZBLATT durch eine Gummiauflage 117 des Kolbens 103 unterbrochen. In der geschlossenen Kammer 124 bildet sich nun ein Druckaus¬ gleich und schützt damit die Membrane 110 vor zu hohen Druck¬ unterschieden. Durch diese Sicherheitsfunktion wird die Membr 110 vor einer Beschädigung durch hohe Druckunterschiede in den beiden Kammern geschützt.
Um den Kolben 103 ausder Endstellung nach Fig. 8 zu bewegen, wird bei geschlossenem Steuerventil A das Steuerventil B ge¬ öffnet. Die geschlossene Kammer 124 ist nun wie die offene Kammer mit dem Druck *L in Verbindung. In beiden Kammern herrscht somit der gleiche Druck, so dass der Kolben 103 durc die Druckfeder 111 in der Sicht nach Fig. 8 nach unten bewegt wird.
Trotz erheblicher Vorteile des erfindungsgemässen Antriebs ist dieses mit wenigen einfachen und robusten Bauteilen realisierbar. Erfindungsgemäss wird somit ein Antrieb ge¬ schaffen, welcher nicht nur den regeltechnischen Anforderunge in hervorragender Weise Rechnung trägt, sondern aufgrund seines geringen Energieverbrauches im Betrieb äusserst günsti und vielfältig einsetzbar ist.
ERSATZBLATT

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
Steuerbarer Antrieb mit einem Stellglied (24,26,114,120), der an eine ein Medium führende Leitung (38) anschliessbar ist, mit einem Zylinder (5,8,101) einem in Zylinder verschieb bar gelagerten Kolben (25,103), der mit dem Stellglied (24, 26,114,120) wirkverbunden ist und den Zylinderraum in eine erste Zylinderkammer (30,124) und eine zweite Zylinderkammer (40,113) unterteilt, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Kanäle (33,39,121,122) vorgesehen sind, mit denen zur Bewegung des Kolbens (25,103) unterschiedliche Drücke (P*L,P2) im Bereich des Stellgliedes (24,26,114,120) vor und nach einer Ver¬ engung (130) in die Kammern (30,124;40,123) übertragbar sind.
ERSATZBLATT It
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (25) mit Rollmembranen (15, 19) gegen das Zylindergehäuse abgedichtet ist, wobei die Rollmembranen (15, 19) am Kolben (25) oder am Zylindergehäuse (8) be¬ festigt sind und je einen mit dem Medium füllbaren Ring¬ raum umschliessen.
3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (25) Verbindungskanäle (31, 32) aufweist, über die die Innenflächen der Rollmembranen (15, 19) mit dem höheren Mediendruck (P,) beaufschlagbar sind.
4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass der Schalter (70) einen Ventilkegeϊ (9) aufweist, der mit einem von aussen kommenden Steuerbe¬ fehl mittels eines Elektromagneten (1) schaltbar ist.
5. Antrieb nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Steuerbefehl in Form eines positiven oder negativen Gleichstromimpulses oder pulsierenden Gleichstromimpulses auftritt und dass ein Umschaltteil (11) vorgesehen ist, das einen polarisierten Permanentmagneten (10) aufweist, der je nachdem ob ihm ein durch den Steuerbefehl erzeug¬ ter Nord- bzw. Südpol gegenübersteht, angezogen oder ab- gestossen wird.
ERSATZBLATT
6. Antrieb nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schalter (1-12, A,, A2, E.., E2) sich im Druck¬ raum des Zylinders befindet.
7. Antrieb nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Umschaltteil (11) zwei Positionen aufweist, wobei in einer ersten Position ein Eingang (E,) mit einem Ausgang (A, ) verbunden ist und in einer zweiten Position der Ein¬ gang (E,) mit einem zweiten Ausgang (A2) verbunden ist, dass ein zweiter Eingang (E2) vorgesehen ist, der sich genau umgekehrt wie der erste Eingang (E,) schaltet, so dass immer dann, wenn der erste Eingang (E,) mit dem zweiten Ausgang (A2) verbunden ist, der zweite Eingang ' (E2) mit dem ersten Ausgang (A1) verbunden ist und ist der erste Eingang (E. ) mit dem ersten Ausgang (A.. ) ver¬ bunden, so ist parallel dazu der zweite Eingang (E~) mit dem zweiten Ausgang (A_) verbunden, wobei der erste Ein¬ gang (E,) mit dem einen Kanal (33) und der zweite Ein¬ gang (E_) mit dem anderen Kanal (39) verbunden sind und der erste Ausgang (A,) mit der einen Zylinderkammer (30) und der zweite Ausgang (A2) mit der anderen Zylinderkam¬ mer (40) verbunden sind.
8. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn¬ zeichnet, dass er ein hydraulischer Antrieb und der Schal¬ ter ein hydraulisches Relais ist.
ERSATZBLATT ιδ
9. Antrieb nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine offene Kammer (123) , die über einen Kanal (122) permanent mit dem niedrigeren Druckbereich des Mediums verbunden ist und eine geschlossene Kammer (124), die über Kanäle (122,121) und Steuerventile (A,B) wahlweise mit dem niedrigeren oder dem höheren Druckbereich des Mediums verbindbar ist.
10. Rollmembran, insbesondere für einen Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese offen ist und eine An¬ druckfläche besitzt, die durch einen permanent höheren Druck gegen eine Wandung des Zylindergehäuses oder des Kolbens ge¬ drückt wird.
ERSATZBLATT
PCT/EP1989/001318 1988-11-03 1989-11-03 Steuerbarer antrieb mit einem stellglied, und dichtung für einen solchen antrieb Ceased WO1990005260A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CH4094/88-6 1988-11-03
CH409488 1988-11-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO1990005260A1 true WO1990005260A1 (de) 1990-05-17

Family

ID=4269712

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP1989/001318 Ceased WO1990005260A1 (de) 1988-11-03 1989-11-03 Steuerbarer antrieb mit einem stellglied, und dichtung für einen solchen antrieb

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0404892A1 (de)
JP (1) JPH04500996A (de)
AU (1) AU4629889A (de)
WO (1) WO1990005260A1 (de)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5563258A (en) * 1990-08-31 1996-10-08 Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha Sucralfate aqueous suspension and its method of preparation
EP3679282B1 (de) 2017-09-07 2022-01-26 Neoperl GmbH Ventilanordnung

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE523626A (de) *
FR719992A (fr) * 1931-07-11 1932-02-13 Alex Turnbull & Company Ltd So Perfectionnements aux soupapes d'arrêt à fermeture rapide
US2634754A (en) * 1948-12-27 1953-04-14 Oil Ct Tool Company Pilot controlled fluid pressure operated valve
CH328195A (fr) * 1955-05-13 1958-02-28 Renault Vérin pneumatique différentiel
US3373694A (en) * 1965-10-21 1968-03-19 John F. Taplin Cylinder and piston unit having noncollapsible dual rolling diaphragm
US3410518A (en) * 1966-05-11 1968-11-12 Aquamation Inc Fluid motor operated valve with manually adjustable cylinder

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE523626A (de) *
FR719992A (fr) * 1931-07-11 1932-02-13 Alex Turnbull & Company Ltd So Perfectionnements aux soupapes d'arrêt à fermeture rapide
US2634754A (en) * 1948-12-27 1953-04-14 Oil Ct Tool Company Pilot controlled fluid pressure operated valve
CH328195A (fr) * 1955-05-13 1958-02-28 Renault Vérin pneumatique différentiel
US3373694A (en) * 1965-10-21 1968-03-19 John F. Taplin Cylinder and piston unit having noncollapsible dual rolling diaphragm
US3410518A (en) * 1966-05-11 1968-11-12 Aquamation Inc Fluid motor operated valve with manually adjustable cylinder

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5563258A (en) * 1990-08-31 1996-10-08 Chugai Seiyaku Kabushiki Kaisha Sucralfate aqueous suspension and its method of preparation
EP3679282B1 (de) 2017-09-07 2022-01-26 Neoperl GmbH Ventilanordnung

Also Published As

Publication number Publication date
EP0404892A1 (de) 1991-01-02
AU4629889A (en) 1990-05-28
JPH04500996A (ja) 1992-02-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE60117219T2 (de) Elektromagnetisches Ventil
DE3515499C2 (de) Elektropneumatischer Wandler
DE3410795C2 (de) elektropneumatischer Wandler
DE19710636C1 (de) Proportional-Drosselventil
DE2540599C2 (de) Magnet-Ventil
DE69509622T2 (de) Elektromagnetventil für Bewässersteuerungseinheiten
DE2450094A1 (de) Schieber
EP0884511B1 (de) Miniaturisierte Ventileinrichtung
DE29706717U1 (de) Breitbandventil
DE3802648A1 (de) Elektromagnetisch betaetigtes, hydraulisches schnellschaltventil
DE1550316B2 (de) Druckmittelbetaetigtes membranventil mit einer durch einen stift gereinigten drosselstelle
DE2942886C2 (de) Elektrohydraulisches Servoventil
DE2435256C3 (de) Servogesteuertes Ventil
DE602004005533T2 (de) Elektropneumatischer Luftdruckregler
DE3739337A1 (de) Ventilanordnung
EP0846902B1 (de) Elektropneumatisches Ventil
DE3224189A1 (de) Hydraulisches system mit elektrischer proportionalsteuerung
WO1990005260A1 (de) Steuerbarer antrieb mit einem stellglied, und dichtung für einen solchen antrieb
EP0439433B1 (de) Pneumatisches Schieberventil
DE3020918A1 (de) Vorgesteuerte vorrichtung zur lastunabhaengigen volumenstromregelung
DE2712491C2 (de) Elektromagnetisch betätigtes, druckgesteuertes Ventil
DE3822830A1 (de) Eigenmediumbetaetigtes, durch ein bistabiles magnetventil servogesteuertes ventil fuer fluessige medien
DE2347061C2 (de) Elektrohydraulische Stellvorrichtung
DE3940180A1 (de) Bremsdruck-regelsystem fuer bremsanlagen
DE3707353C2 (de) Zwei Ventilanordnungen zur Aufrechterhaltung eines konstanten Druckbereiches in einem Drucksystem

Legal Events

Date Code Title Description
AK Designated states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AU BB BG BR DK FI HU JP KP KR LK MC MG MW NO RO SD SU US

AL Designated countries for regional patents

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BF BJ CF CG CH CM DE FR GA GB IT LU ML MR NL SE SN TD TG

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1989913113

Country of ref document: EP

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 1989913113

Country of ref document: EP

WWW Wipo information: withdrawn in national office

Ref document number: 1989913113

Country of ref document: EP