CH649609A5

CH649609A5 - BENDING ELASTIC MATERIAL.

Info

Publication number: CH649609A5
Application number: CH3999/79A
Authority: CH
Inventors: Lothar Dr Wurzer
Original assignee: Wurzer Lothar
Priority date: 1978-05-13
Filing date: 1979-04-27
Publication date: 1985-05-31
Also published as: DK193779A; PL215509A1; IT7912588A0; YU108279A; ES252859U; HU184708B; FR2425588B1; PL129656B1; GB2021734A; BR7902923A; ES252859Y; CA1104380A; MX149475A; AR216228A1; AU526663B2; GB2021734B; SE7904119L; ATA270879A; FR2425588A1; CS324979A2

Description

Die vorliegende Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine Membran zu schaffen, die bei einheitlicher Grundform verschiedenartigste Verwendung findet und aus biegeelastischem Material besteht. Weiterhin soll die Membran in jeder Betriebsstellung bei geringen Raumformänderungen ausschliesslich Druckspannungen ausgesetzt sein, wobei die Dicke des Werkstoffes beliebig den jeweiligen Druckverhältnissen angepasst werden kann und somit die Membran mit einer so hohen Eigenfestigkeit ausgestattet ist, dass sie ohne Zuhilfenahme fremder Bauteile abdichtet. The present invention is based on the object of creating a membrane which is used in a wide variety of ways with a uniform basic shape and consists of flexible material. Furthermore, the membrane should only be exposed to compressive stresses in any operating position with slight changes in spatial shape, the thickness of the material being able to be adjusted as required to the respective pressure conditions and the membrane thus being endowed with such a high inherent strength that it seals without the aid of external components.

Die erfindungsgemässe Membran aus biegeelastischem Material der eingangs genannten Art ist durch die Merkmale des ersten Anspruchs gekennzeichnet. The inventive membrane made of flexible material of the type mentioned is characterized by the features of the first claim.

Eine Membran mit diesen Merkmalen hält die vorgenannte Raumform in allen Stellungen ihrer Bewegung bei, so dass sie nur geringen Formänderungen unterliegt. Auch ist sie vielseitig verwendbar. So kann sie angewendet werden als Stabilisator zum Heben, Dämpfen oder Drücken. Auch ist sie verwendbar als Membran in einem Regelantrieb oder als Membran in einem Absperrventil. Sie kann in einem Absperrventil mechanisch oder A membrane with these features maintains the aforementioned spatial shape in all positions of its movement, so that it is only subject to slight changes in shape. It is also very versatile. So it can be used as a stabilizer for lifting, steaming or pressing. It can also be used as a membrane in a control actuator or as a membrane in a shut-off valve. It can be mechanical or in a shut-off valve

2 2nd

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hydraulisch betätigt werden und ist ferner für eine Absperrklappe verwendbar. are operated hydraulically and can also be used for a butterfly valve.

Ein weiterer Vorteil ist, dass sie an jeder ihrer Seiten verwendbar ist. So kann der mittlere Bereich der Membraninnenseite als Dichtfläche dienen. Schliesslich ist es möglich, dass eine Membran als Steuermembran eine damit verbundene andere Membran als Dichtmembran betätigt. Another advantage is that it can be used on each of its sides. The middle area of the inside of the membrane can serve as a sealing surface. Finally, it is possible for a membrane as the control membrane to actuate another membrane connected to it as the sealing membrane.

Eine Membran mit den erfindungsgemässen Merkmalen unterliegt bei ihrer Betätigung nur geringen Formänderungen, auch weil sie nur einen vergleichsweise geringen Hub auszuführen braucht, um beispielsweise im Anwendungsfall eines Ventils einen vollen bzw. ausreichenden Durchflussquerschnitt zu ermöglichen. A membrane with the features according to the invention is subject to only slight changes in shape when it is actuated, also because it only has to carry out a comparatively small stroke, for example in order to enable a full or sufficient flow cross section in the application of a valve.

Weitere Einzelheiten ergeben sich aus den in den Zeichnungen ersichtlichen Ausführungsbeispielen der Membran sowie aus den abhängigen Patentansprüchen. Further details result from the exemplary embodiments of the membrane shown in the drawings and from the dependent claims.

Es zeigen in den Ausführungsbeispielen: The exemplary embodiments show:

Fig. 1A bis IC die Membran in vertikalem Schnitt in verschiedenen Stellungen, 1A to IC the membrane in vertical section in different positions,

Fig. 2 eine Membran im vertikalen Schnitt in einer weiteren Verwendungsstellung, 2 a membrane in vertical section in a further position of use,

Fig. 3 der vertikale Schnitt durch zwei Membrane in einem Gehäuse als Hubkissen, 3 shows the vertical section through two membranes in a housing as a lifting cushion,

Fig. 4 der vertikale Schnitt durch eine Membran mit Gehäuse für einen Schubantrieb, 4 shows the vertical section through a membrane with a housing for a linear actuator,

Fig. 5 einen vertikalen Schnitt durch eine Membran als Ventil in einem Ventilgehäuse, 5 shows a vertical section through a membrane as a valve in a valve housing,

Fig. 6 einen vertikalen Schnitt durch ein weiteres Ventilgehäuse, Steuergehäuse und zugeordneten Membranen, 6 shows a vertical section through a further valve housing, control housing and associated diaphragms,

Fig. 7 einen vertikalen Schnitt durch ein weiteres Ventilgehäuse mit Membran, 7 shows a vertical section through a further valve housing with a membrane,

Fig. 8 einen vertikalen Schnitt durch ein Ventilgehäuse in Schrägsitzausführung mit Membran, 8 shows a vertical section through a valve housing in an inclined seat design with a membrane,

Fig. 9 einen vertikalen Schnitt durch ein weiteres Ventilgehäuse mit Membran, 9 is a vertical section through a further valve housing with a membrane,

Fig. 10 einen vertikalen Schnitt durch eine Membran in einem Rückschlagventil, 10 is a vertical section through a membrane in a check valve,

Fig. 11 einen vertikalen Schnitt durch ein Pumpengehäuse mit Membran und Fig. 11 is a vertical section through a pump housing with a membrane and

Fig. 12 einen vertikalen Schnitt durch einen Ring mit einer Klappe mit Membran. Fig. 12 is a vertical section through a ring with a flap with a membrane.

Nach Fig. 1 besteht die Membran 10 aus Elastomer oder Kunststoff oder auch einem biegeelastischen Metall. According to Fig. 1, the membrane 10 is made of elastomer or plastic or a flexible metal.

Fig. 1A zeigt die obere Stellung. Fig. 1B die Grundstellung bzw. die mittlere Stellung. Diese Grundstellung hat die Raumform der Herstellung und somit die Vulkanisationsform. Fig. IC zeigt die untere Stellung. 1A shows the upper position. Fig. 1B, the basic position or the middle position. This basic position has the spatial form of the production and thus the vulcanization form. Fig. IC shows the lower position.

Die Figuren 1 zeigen, dass die Membran einen Rand 12 hat, der auch die Einspannebene 12a bildet. Die zum Rand 12 gerichtete Seite der Membran wird nachfolgend als Membraninnenseite 11 bezeichnet, während die dem Einspannrand 12 abgekehrte Seite nachfolgend als Membranaussenseite 13 bezeichnet wird. Die Figuren zeigen, dass die Membraninnenseite 11 ein vom Einspannrand 12 ausgehendes einziges umlaufendes Ringgewölbe R hat mit der äusseren Begrenzungskurve 14 an der Membranaussenseite und der inneren Begrenzungskurve 15. Die Wanddicke des Ringgewölbes nimmt in Richtung vom Einspannrand 12 zur Mitte M der Membran hin stetig zu. Die Figuren 1A bis IC zeigen, dass die Membran während ihrer Betätigung nur geringen Formänderungen ausgesetzt ist, insbesondere Walk- und Rollbewegungen vermieden werden. Auch findet keine Abbiegung in der Nähe des Einspannrandes statt. Die Figuren zeigen ebenfalls, dass die Membran trotz geringer Verformung einen vergleichsweise grossen Hub zulässt. Figures 1 show that the membrane has an edge 12 which also forms the clamping plane 12a. The side of the membrane facing the edge 12 is referred to below as the membrane inner side 11, while the side facing away from the clamping edge 12 is referred to below as the membrane outer side 13. The figures show that the inside of the membrane 11 has a single circumferential ring vault R starting from the clamping edge 12 with the outer limiting curve 14 on the outside of the membrane and the inner limiting curve 15. The wall thickness of the ring vault increases steadily in the direction from the clamping edge 12 towards the center M of the membrane . FIGS. 1A to IC show that the membrane is only exposed to slight changes in shape during its actuation, in particular walking and rolling movements are avoided. There is also no turning near the clamping edge. The figures also show that the membrane allows a comparatively large stroke despite the slight deformation.

Die Figuren 1 zeigen weiterhin, dass die inneren Kurven 15L und 15R des Ringgewölbes R im Bereich der Mitte der Membran in eine Umkehrkurve 16 übergehen und somit in dem Bereich X die Membran an ihrer Innenseite konvex ist. Auch die oberen 1 further shows that the inner curves 15L and 15R of the ring vault R merge into a reversing curve 16 in the region of the center of the membrane and thus in the region X the inside of the membrane is convex. The top ones too

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Begrenzungskurven 14L und 14R gehen im Bereich der Mitte der Membran in eine Umkehrkurve 17 über, so dass der dortige Bereich Y, ebenfalls angegeben durch den Durchmesser, konkav ist, während der Ringbereich Z konvex ist. Limiting curves 14L and 14R merge into a reversing curve 17 in the region of the center of the membrane, so that the region Y there, also indicated by the diameter, is concave, while the ring region Z is convex.

In Fig. 1A ist in Punktlinie dargestellt, dass sich die obere linke Begrenzungskurve 14L und die obere rechte Begrenzungskurve 14R in der Mitte der Membran unter einem spitzen Winkel in dem Punkt MC schneiden. Auch zeigen die Figuren 1, dass die äusseren Begrenzungskurven 14 und die inneren Begrenzungskurven 15 des Ringgewölbes eine Spiralabschnittsform haben. Dies führt dazu, dass in der oberen Endstellung nach Fig. 1A eine Kreisbogenform vorhanden ist, wobei der aufsteigende Membranbogen in der Nähe des Einspannrandes 12 nur geringfügig seine Richtung ändert. Diese der Idealform einer druckbeaufschlagten Fläche entsprechende Form wird sowohl bei einer Druckbeaufschlagung von unten als auch von oben durch die etwas grössere Elastizität des äusseren Bereichs ermöglicht. 1A, the dotted line shows that the upper left boundary curve 14L and the upper right boundary curve 14R intersect at an acute angle at the point MC in the center of the membrane. 1 also shows that the outer boundary curves 14 and the inner boundary curves 15 of the ring vault have a spiral section shape. This leads to the fact that a circular arc shape is present in the upper end position according to FIG. 1A, the ascending membrane arc in the vicinity of the clamping edge 12 changing its direction only slightly. This shape, which corresponds to the ideal shape of a pressurized surface, is made possible both by pressurization from below and from above by the somewhat greater elasticity of the outer area.

Die Figuren zeigen ebenfalls, dass die Membranaussenseite 13 nur eine geringe konkave Fläche mit dem Durchmesser Y im Vergleich zu der konvexen Fläche des Ringes mit der Breite Z hat. Es kann auch dargelegt werden, dass mehr als 70%, insbesondere mehr als 90 % der Membranaussenseite 13 eine konvexe Wölbung hat. An der Membraninnenseite ist ein umgekehrtes Verhältnis vorhanden. Die Fläche mit dem konkaven Kurvenverlauf 15 ist bedeutend grösser als die Fläche mit dem konvexen Kurvenverlauf 16 im mittleren Bereich der Membran. The figures also show that the membrane outside 13 has only a small concave surface with the diameter Y compared to the convex surface of the ring with the width Z. It can also be shown that more than 70%, in particular more than 90%, of the membrane outside 13 has a convex curvature. There is an inverse relationship on the inside of the membrane. The area with the concave curve shape 15 is significantly larger than the area with the convex curve shape 16 in the central region of the membrane.

Die Figuren 1 zeigen weiterhin, dass kein starrer mittlerer Bereich vorhanden ist. Bisherige vorbekannte Membranen haben ein ausgeprägtes formsteifes Mittelstück, so dass deren mittlerer Bereich nicht an der den Membranhub ermöglichenden Formänderung mitwirken kann, sondern die Formänderungen sich ausschliesslich in dem kleineren kreisringförmigen Membranarbeitsbereich des Aussenrandes abspielt. Bei der vorliegenden Membran ist die gesamte Kreisfläche Fl der Membran Arbeitsbereich. Jede Stellungsänderung der Membran führt somit zu einer gleichzeitigen Formänderung der gesamten Membranfläche. Den grössten Hub führt dabei das Membranzentrum MC aus, während sich der Hub nach aussen hin ständig weiter verkleinert. Nach der vorliegenden Lösung wird somit ein grosser Hub des Membranzentrums bei kleinem Verdrängungsvolumen erreicht. Diese besondere Eigenschaft der erfindungsgemässen Membran führt zu deren vielseitiger Anwendung. Figures 1 further show that there is no rigid central area. Previously known membranes have a pronounced dimensionally stable center piece, so that their central region cannot participate in the change in shape that enables the membrane stroke, but rather the changes in shape take place exclusively in the smaller circular membrane working area of the outer edge. In the present membrane, the entire circular area Fl of the membrane is the working area. Each change in position of the membrane thus leads to a simultaneous change in shape of the entire membrane surface. The largest stroke is carried out by the MC membrane center, while the outward stroke continues to decrease. According to the present solution, a large stroke of the membrane center is thus achieved with a small displacement volume. This particular property of the membrane according to the invention leads to its versatile use.

Fig. 2 zeigt, dass der konvex gewölbte Kreisring 14 der Membranaussenseite einen Umfangswinkel R1 von mehr als 90° hat, während der konkav gewölbte kugelschalenförmige Abschnitt in der Mitte der Membran einen Umfangswinkel R2 von weniger als 90° hat. Die Figuren 1 und 2 zeigen weiterhin, dass das Verhältnis von Durchmesser D zur Höhe H grösser als 2,5 und kleiner als 3,5 ist. 2 shows that the convexly curved circular ring 14 on the outside of the membrane has a circumferential angle R1 of more than 90 °, while the concavely curved spherical shell-shaped section in the middle of the membrane has a circumferential angle R2 of less than 90 °. FIGS. 1 and 2 also show that the ratio of diameter D to height H is greater than 2.5 and less than 3.5.

Die Membran hat einen nach innen vorstehenden Flansch 18, gegebenenfalls mit einer Armierung 19 und einem nach aussen vorstehenden Flansch 20 geringer Erstreckung. Vom Einspannrand 12 aus beginnen die Wandungen 14 und 15 des Ringgewölbes mit steilem Winkel. The membrane has an inwardly projecting flange 18, optionally with a reinforcement 19 and an outwardly projecting flange 20 with a small extension. The walls 14 and 15 of the ring vault start at a steep angle from the clamping edge 12.

Fig. 3 zeigt die Anordnung von zwei Membranen 10, deren Innenseiten gegenüberliegen. Beide Membranen sind durch einen gemeinsamen Ring 21 verbunden, wobei einer jeden Membran zugeordnet Rohrschellen 22 und 23 die notwendige Sicherung geben. In dem Raum zwischen den beiden Membranen wird über den Anschluss 24 ein Druckmedium eingefüllt. Die Anordnung nach Fig. 3 kann dazu dienen, dass ein auf der oberen Membran 10 aufliegender Gegenstand 25 angehoben wird oder dessen Schwingungen gedämpft werden. Die untere Membran stützt sich an einem Höcker 26 ab, der über ein Flacheisen 27 mit einem Fundament 28 verbunden ist. Fig. 3 shows the arrangement of two membranes 10, the inner sides of which are opposite. Both membranes are connected by a common ring 21, with each membrane associated pipe clips 22 and 23 give the necessary security. A pressure medium is filled in via the connection 24 in the space between the two membranes. The arrangement according to FIG. 3 can be used to lift an object 25 resting on the upper membrane 10 or to dampen its vibrations. The lower membrane is supported on a hump 26 which is connected to a foundation 28 via a flat iron 27.

Fig. 4 zeigt einen Regelantrieb. Dazu hat die Membran lOan ihrer Innenseite in ihrer Mitte unterhalb des Wirkungsbereiches der Gewölbebögen R eine im Querschnitt annähernd elliptische Fig. 4 shows a variable speed drive. For this purpose, the membrane 10 on its inside in the middle below the area of action of the arched arches R has an approximately elliptical cross section

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Verdickung 29, deren äusserer Rand 30 im Bereich oder unterhalb des Einspannrandes 12 liegt und ringsumlaufend seitlich in einen Teil der Wölbung R hineinragt, so dass eine Hinterschnei-dung vorhanden ist. Die Verdickung 29 ist mit einer inneren metallischen Armierung 31 versehen, die einstückig mit einem Stössel 32 ist. Die Einspannung der Membran erfolgt zwischen den beiden Gehäuseteilen 33 und 34. Es sind zwei Druckräume 35 und 36 vorhanden, die wahlweise mit einem Druckmedium über zugeordnete Anschlüsse 37 und 38 beaufschlagt werden. Thickening 29, the outer edge 30 of which lies in the region or below the clamping edge 12 and extends all around laterally into a part of the curvature R, so that an undercut is present. The thickening 29 is provided with an inner metallic reinforcement 31 which is integral with a plunger 32. The membrane is clamped between the two housing parts 33 and 34. There are two pressure chambers 35 and 36, which are optionally supplied with a pressure medium via assigned connections 37 and 38.

Fig. 5 zeigt eine Membran 10, bei der sich ebenfalls die äusseren Begrenzungskurven 14R und 14L in der Mitte MC der Membran 10 schneiden, und zwar in einem schräg zum Einspannrand angeordneten Verschlussstück 29 mit innerer Armierung 31. Die Membranaussenseite hat ebenfalls die konkave Kurve 17. Mit ihrem Einspannrand 12 ist sie eingespannt zwischen einem unteren Gehäuseteil 39 und einem die VerStelleinrichtung für das Ventil tragende oberen Gehäuseteil 40. Die Gehäuseteile sind miteinander verschraubt. Im Gehäuseteil 39 strömt das Medium in angegebener Pfeilrichtung 41. Zwischen der Membranaussenseite und der Innenfläche 42 des Gehäuseoberteils 40 ist eine Flüssigkeit 43 vorhanden. Das Gehäuseoberteil trägt ein Handrad 44 mit einer Spindel 45, die an ihrem vorderen Ende den Verdrängerkolben 46 hat, der über die Dichtungen 47 und 48 im Gehäuseoberteil abgedichtet ist. Zur Sicherung ist ein Leka-gering 49 vorhanden. 5 shows a membrane 10 in which the outer limiting curves 14R and 14L also intersect in the center MC of the membrane 10, specifically in a closure piece 29 with an inner reinforcement 31 arranged obliquely to the clamping edge. The membrane outside also has the concave curve 17 With its clamping edge 12, it is clamped between a lower housing part 39 and an upper housing part 40 which carries the adjusting device for the valve. The housing parts are screwed together. The medium flows in the housing part 39 in the arrow direction 41 indicated. A liquid 43 is present between the outside of the membrane and the inner surface 42 of the upper housing part 40. The upper housing part carries a handwheel 44 with a spindle 45, which has at its front end the displacement piston 46, which is sealed via the seals 47 and 48 in the upper housing part. To secure a Leka-49 is available.

Sofern der Kolben 46 nach unten bewegt wird, übt er auf die Flüssigkeit 43 einen Druck aus, der sich auf die gesamte Oberfläche der Membranaussenseite verteilt und die Membran nach unten in die Schliessstellung bringt, sobald der über den Kolben auf die Flüssigkeit 43 ausgeübte Druck grösser ist als der Gegendruck des im Ventilgehäuse fliessenden Mediums. Sobald der Druck der Steuerflüssigkeit 43 mit dem Anheben des Kolbens über das Handrad geringer wird als der Druck des im Ventilgehäuse fliessenden Mediums, dann wird die Membran selbsttätig wieder angehoben. Da die Membran auf beiden Seiten hydraulisch abgestützt ist, lässt sich jede Ventilstellung einfach einstellen. Die Membran ist für Drücke bis 25 bar anwendbar. If the piston 46 is moved downward, it exerts a pressure on the liquid 43 which is distributed over the entire surface of the outside of the membrane and brings the membrane down into the closed position as soon as the pressure exerted on the liquid 43 via the piston is greater is the back pressure of the medium flowing in the valve housing. As soon as the pressure of the control liquid 43 with the lifting of the piston via the handwheel becomes lower than the pressure of the medium flowing in the valve housing, the membrane is automatically raised again. Since the membrane is hydraulically supported on both sides, each valve position can be easily adjusted. The membrane can be used for pressures up to 25 bar.

Die Membran 10 nach der Darstellung in Fig. 6 hat in gleicher Weise wie nach Fig. 2 in seiner Mitte einen sich in Richtung der Symmetrieachse erstreckenden Zapfen 50, der über die zum Einspannrand 12 gerichtete Membraninnenseite 11 hinaus nach aussen vorsteht. Anstelle des Zapfens, dessen Bereich ausserhalb der Membran mit einem Aussengewinde 51 versehen ist, kann auch eine mit Innengewinde versehene Hülse in der Membran eingebettet sein, die auch einen verdickten Kopf 52 haben kann. An dem konvexen Abschnitt 16 der Membraninnenseite liegt ein Druckstück 53 an, dessen zur Membran 10 gerichteten Seite 54 eine konkave, kugelschalenförmige Form hat und die Membran bis in den Beginn des an dieser Seite konkaven Ringbereiches abstützt. Der Radius der konkaven Ausnehmung des Druckstückes 53 ist etwas grösser als der Radius der konvexen Wölbung des Mittelteils der Membran. Dies geschieht, um Reibung zu vermeiden, weil mit dem Herunterdrücken der Membran die konvexe Wölbung des mittleren Abschnittes 16 etwas flacher wird. An dem Druckstück liegt der Schaft 55 der VerStelleinrichtung an, die ebenfalls aus einer Membran 10a besteht, die in gleicher Weise wie die Membran für das Ventilgehäuse 39 ausgebildet, aber im Durchmesser etwas grösser ist. Diese Membran 10a ist zwischen dem Gehäuseteil 56 und dem Gehäuse 57 mit dem Ring 58 eingespannt. Der Zapfen hat ebenfalls ein Druckstück 53a, das den Zapfen 50 umgibt, der in den Schaft 55 eingeschraubt ist. Die Membranaussenseite 13a kann über ein durch die Öffnung 59 eintretendes Druckmedium, die Membraninnenseite 11 über ein durch die Öffnung 60 eintretendes Druckmedium gesteuert werden. The membrane 10 as shown in FIG. 6 has, in the same way as in FIG. 2, in its center a pin 50 which extends in the direction of the axis of symmetry and which projects outwards beyond the membrane inner side 11 directed towards the clamping edge 12. Instead of the pin, the area outside the membrane of which is provided with an external thread 51, an internally threaded sleeve can also be embedded in the membrane, which can also have a thickened head 52. A pressure piece 53 bears against the convex section 16 of the inside of the membrane, the side 54 of the membrane facing the membrane 10 has a concave, spherical-shell-shaped shape and supports the membrane up to the beginning of the ring region concave on this side. The radius of the concave recess of the pressure piece 53 is somewhat larger than the radius of the convex curvature of the central part of the membrane. This is done in order to avoid friction because the convex curvature of the central section 16 becomes somewhat flatter as the membrane is pressed down. The shaft 55 of the adjusting device rests on the pressure piece, which also consists of a membrane 10a, which is constructed in the same way as the membrane for the valve housing 39, but is somewhat larger in diameter. This membrane 10a is clamped between the housing part 56 and the housing 57 with the ring 58. The pin also has a pressure piece 53a which surrounds the pin 50 which is screwed into the shaft 55. The membrane outside 13a can be controlled via a pressure medium entering through the opening 59, the membrane inside 11 via a pressure medium entering through the opening 60.

Fig. 7 zeigt ein Ventil mit dem Gehäuse 39 und dem angeschraubten Deckel 40, dessen zur Membran gerichtete Seite in gleicher Weise wie das Druckstück 53 nach Fig. 6 konkav ausgebildet ist. Die Membran wird von oben zu ihrer Steuerung über die Zuleitung 59 mit Druckluft oder Druckwasser beaufschlagt. FIG. 7 shows a valve with the housing 39 and the screwed-on cover 40, the side facing the membrane of which is concave in the same way as the pressure piece 53 according to FIG. 6. Compressed air or pressurized water is applied to the membrane from above to control it via feed line 59.

Fig. 8 zeigt die Membran nach Fig. 2 in einem Ventilgehäuse 39 mit zum Strömungskanal schräger Anordnung des Ventilsitzes 61. Bei dieser Ausführung dichtet die Membran im Bereich der Scheitellinie 62 des äusseren konvex gewölbten Kreisringes 14 als Dichtfläche ab, die mit einem umlaufenden Vorsprung 63 versehen sein kann. Die Membran wird betätigt über ein Handrad 44 mit Spindel 45, die an ihrem unteren Ende eine Bohrung 64 hat, in die der Zapfen 50 der Membran eingeschraubt ist. FIG. 8 shows the membrane according to FIG. 2 in a valve housing 39 with the valve seat 61 arranged at an angle to the flow channel. In this embodiment, the membrane seals in the area of the apex line 62 of the outer convexly curved circular ring 14 as a sealing surface, which has a circumferential projection 63 can be provided. The membrane is actuated via a handwheel 44 with a spindle 45, which has a bore 64 at its lower end, into which the pin 50 of the membrane is screwed.

Fig. 9 zeigt eine Membran 10, die in einem Ventilgehäuse 65 aus PTFE (Teflon) angeordnet ist. Der Block aus Teflon ist z. B. mechanisch bearbeitet. Er ist von einem aus zwei Hälften bestehenden metallischem Gehäuse umgeben. Die Hälften sind über Bolzen 66 und 67 verbunden. Das an der Membran anliegende Druckstück 53 besteht ebenfalls aus zwei Hälften, die durch Bolzen 68 und 68a miteinander verschraubt sind. Die Membran 10 hat an ihrer Innenseite 13 einen Fortsatz 69 mit einer Hinterschneidung 70, damit zusätzlich zu dem Stift 71, der mit der Spindelbuchse 72 verbunden ist, über das Druckstück 53 eine ausreichende Verbindung gewährleistet ist. Die Verstellung der Membran 10 erfolgt über das Handrad 44. Fig. 9 shows a membrane 10 which is arranged in a valve housing 65 made of PTFE (Teflon). The block made of Teflon is e.g. B. machined. It is surrounded by a metallic casing consisting of two halves. The halves are connected by bolts 66 and 67. The pressure piece 53 lying against the membrane likewise consists of two halves which are screwed together by bolts 68 and 68a. The membrane 10 has on its inside 13 an extension 69 with an undercut 70, so that in addition to the pin 71, which is connected to the spindle bush 72, an adequate connection is ensured via the pressure piece 53. The membrane 10 is adjusted via the handwheel 44.

Fig. 10 zeigt die Membran 10 als Rückschlagventil in einem Gehäuse 39 mit Schrägsitz entsprechend Fig. 8. In der Seitenwandung sind an den gegenüberliegenden Seiten Durchbrechungen 73,74 vorhanden. Die Rückschlagklappe nach Fig. 10 dichtet auch auf einer Kreisringlinie ab, wie das zu Fig. 8 beschrieben worden ist. Sie hat eine innere Armierung 31, die auch der Wölbung des mittleren Teiles angepasst sein kann, insbesondere dann, in Oberansicht gesehen, sternförmig sein soll. FIG. 10 shows the diaphragm 10 as a check valve in a housing 39 with an inclined seat corresponding to FIG. 8. Openings 73, 74 are provided in the side wall on the opposite sides. The check valve according to FIG. 10 also seals on a circular ring line, as has been described for FIG. 8. It has an inner reinforcement 31, which can also be adapted to the curvature of the central part, in particular when viewed from above, it should be star-shaped.

Fig. 11 zeigt die Membran 10 als Teil einer Pumpe. Dazu ist sie in der aus den vorhergehenden Figuren ersichtlichen Weise zwischen demunteren Gehäuse 39 und dem oberen Gehäuse 40 an ihrem Rand eingespannt. Der nach innen vorstehende Wulst oder Flansch 12 wird umgriffen an drei Seiten durch entsprechende Formgebung des Deckelgehäuses 40, wie das auch in den vorhergehenden Figuren dargestellt ist. An dem mit Gewinde versehenen Zapfen 50 ist die Gabel 75 angeschraubt, die mit einem Bolzen 76 versehen ist, an dem die Stange 77 angreift, die mit einem exzentrischen Zapfen 78 eines Antriebes 79 verbunden ist. Der Einlauf der Pumpe ist mit Pfeilrichtung 80, der Ausgang mit Pfeilrichtung 81 angegeben. Zwischen beiden sind Rückschlagventile angeordnet. Die Membran 10 ist zu hohen Drük-ken, z. B. 10 bar, befähigt. 11 shows the membrane 10 as part of a pump. For this purpose, it is clamped at its edge between the lower housing 39 and the upper housing 40, as can be seen from the previous figures. The inwardly protruding bead or flange 12 is encompassed on three sides by appropriate shaping of the cover housing 40, as is also shown in the previous figures. The fork 75 is screwed to the threaded pin 50 and is provided with a bolt 76 on which the rod 77 engages, which is connected to an eccentric pin 78 of a drive 79. The inlet of the pump is indicated with arrow direction 80, the outlet with arrow direction 81. Check valves are arranged between the two. The membrane 10 is too high pressures, for. B. 10 bar.

Nach Fig. 12 ist die Membran nach den Figuren 1 auch anwendbar als Abdichtelement einer Absperrklappe. Durch die exzentrische Lagerung der Klappenscheibe 82 zur Drehachse 83 in dem Gehäuse 84 haben Absperrklappen eine auf dem ganzen Umfang nicht unterbrochene Dichtfläche und sperren in beiden Strömungsrichtungen absolut dicht ab. Die Klappenscheibe 82 hat an ihrem Aussenumfang eine umlaufende Nut 85, in die der nach innen flanschartig vorstehende Einspannrand 18 der Membran 10 eingreift, wobei der Aussenrand 20 die Dichtfläche ist. Die Mitte der Membran ist an der Klappenscheibe 82 befestigt. According to FIG. 12, the membrane according to FIGS. 1 can also be used as a sealing element of a butterfly valve. Due to the eccentric mounting of the valve disc 82 to the axis of rotation 83 in the housing 84, butterfly valves have a sealing surface that is not interrupted over the entire circumference and shut off absolutely tightly in both flow directions. The valve disc 82 has on its outer circumference a circumferential groove 85 into which the clamping edge 18 of the diaphragm 10 protruding inward flange-like manner engages, the outer edge 20 being the sealing surface. The center of the membrane is attached to the valve disc 82.

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4 Blatt Zeichnungen 4 sheets of drawings

Claims

649 609 PATENT CLAIMS

1.Diaphragm made of flexible material, the flange-like edge of which is provided for clamping on a support, the section directly adjoining the clamping edge forming a circumferential ring vault, characterized in that the ring vault is designed to be rotationally symmetrical, the wall thickness of the membrane (10 ) in the direction from the clamping edge (12) to the center (M) increases continuously, and that the ring vault on one side, the membrane outer side (13), adjacent to the clamping edge (12), has a convex boundary surface (14) all around has, which merges into the surface of a concave recess (17) in the central region of the membrane, and the other side of the membrane, the inside of the membrane (11), adjacent to the clamping edge (12), has a concave boundary surface (15) all around, which in Center area of the membrane merges into the surface of a convex elevation (16).

2. Membrane according to claim 1, characterized in that - seen in cross-section - the imaginary continuations of the arcuate, convex boundary curves (14L and 14R) of the boundary surface (14) of the ring vault of the membrane outer side (13) in the central axis (MC) Cut the membrane (10).

3. Membrane according to claim 1, characterized in that the ratio of diameter (D) to height (H) is greater than 2.5 and less than 3.5.

4. Membrane according to claims 2 and 3, characterized in that the convex boundary surface (14) of the ring vault makes up more than 70%, preferably more than 90% of the entire surface of the membrane outside (13).

5. Membrane according to claim 4, characterized in that - seen in cross section - the boundary curves of the inside of the membrane (11) and the outside of the membrane (13) of the ring arch (14) from the clamping edge (12) with a steep,

angles starting from more than 45 ° and in particular more than 70 °.

6. Membrane according to one of claims 2 to 5, characterized in that the flange-like clamping edge (12) is drawn inwards.

7. Membrane according to claim 6, characterized in that the flange-like clamping edge (12) additionally protrudes outwards.

8. Membrane according to claim 1, characterized in that it can be actuated from the inside (Fig. 2).

9. Membrane according to claim 8, characterized in that it has in the middle a pin (50) extending along its axis of symmetry for fastening an adjusting device, which protrudes outwards beyond the inside (FIG. 2).

All known membranes with a free passage have in common that they change from a convex spatial shape to a concave spatial shape when moving from the open position to the closed position, or that the membrane in the open or closed position or in between Area is stretched, or that the membrane rolls.

The transition from the convex to the concave spatial form is illustrated by the diaphragm valve known from US Pat. No. 3,310,282, which has a symmetrically formed diaphragm which is opened and closed in the form of a spindle via an actuating device which is moved at right angles to the direction of flow of the valve housing. As a result of this change in the spatial shape, the membrane in the area of its encircling clamping edge is subjected to great stress, so that it is subject to excessive stress and rapid wear and tear due to the constant opening and bending.

The US-PS 3020020 describes a rotationally symmetrical membrane that seals in the middle. It has an operating spindle, which is located in the middle of the membrane in its concave area. The membrane has a loop of constant thickness all around, which changes its spatial shape completely from the open position to the closed position. DE-OS15 00037 also shows a membrane which has a loop of constant thickness in the area between its clamping edge and the central thickened zone with which it seals. This loop is subject to strong fluctuations when it is actuated from the open position to the closed position. The movement of the membrane takes place from the outside of the membrane, in which the central region is concave or flat. The US-PS4014514 shows a membrane flat design with a circumferential ring vault of constant thickness. It seals in the area of its center. US Pat. No. 3,310,282 describes a flat membrane which essentially has a constant wall thickness except for a thickening in the middle. In the open position it is arched upwards, in the closed position downwards, so that it is bent in the area of its clamping edge each time it is actuated. It also seals in the middle.

The US-PS 3207472 shows a membrane that seals in the middle. An all-round loop is present between the clamping edge and the middle, very thick, closure body. The loop has a constant thickness in its area of effect. Starting from the clamping edge, the thickness of the membrane initially decreases towards the center. The thickness of the membrane is the same in the area of the loop. DE-OS 2711678 shows a membrane that seals in the middle. The actuation is on the side in which the central region is concave. There is also an all-round loop with a constant wall thickness.

From DE-AS 2510428 and DE-OS 2606033 a membrane made of flexible material is known, the flange-like edge of which is clamped on a support, preferably between a housing part through which a medium flows and a housing upper part receiving the actuating device, the directly adjoining it Section on the side facing the clamping edge forms a circumferential ring vault in all positions of movement. The membrane is of asymmetrical design. It has a constant wall thickness in the area of the circumferential ring vault. When used in a valve housing, it also seals in the middle. It is actuated from the side that lies opposite the closure piece and is concave in the middle.