DE1940780U - Ventil zur steuerung und/oder regelung hydraulischer und pneumatischer servomotoren. - Google Patents

Description

ZH/P-9 Pe/8

Philips PatentVerwaltung GmbH., Hamburg 1, Mönckebergstr. 7

Ventil zur Steuerung und/oder Regelung hydraulischer und pneumatischer Servomotoren.

Die Neuerung bezieht sich auf ein Ventil zur Steuerung und/oder Regelung hydraulischer und pneumatischer Servomotoren.

Es ist ein reibungsloses elektro-magnetisch gesteuertes Ventil bekannt, bei dem in geöffnetem Zustand die Einstellung unterschiedlicher Öffnungsquerschnitte mit Hilfe des Steuerstromes möglich ist. Bei diesem Ventil wird der Durchfluß der Flüssigkeit mittels eines in der Ventilkammer verschiebbaren Ventilteiles geregelt, welches entsprechend seiner Stellung die Größe der Zuströmöffnung zwischen dem Zufluß und der Ventilkammer bestimmt. Das bewegliche Ventilteil ist dabei an einer das Gehäuse abdichtenden und im Gehäuse befestigten federsteifen Membran angeordnet; es ist kegelförmig ausgebildet und wird vom Druck in der Zuströmleitung beaufschlagt. Die Membran besteht aus magnetisierbarem Werkstoff und dient dem Elektromagneten des Ventils als Anker,

Bei geöffnetem Ventil biegt sich die Membran in Abhängigkeit vom Druck in der Zuleitung zusätzlich zur gewünschten elektromagnetisch bedingten Auslenkung durch, womit der Durchströmquerschnitt zusätzlich vom Druck in der Zuleitung abhängig wird. Durch diese zusätzliche einseitige Druckab-

hängigkeit wird das "Ventil für alle Falle unbrauchbar, in denen Druckunabhängigkeit oder nur beschränkte Druckabhängigkeit des Durchströmquerschnittes erforderlich ist. Eine eindeutige Abhängigkeit der Ventilverschiebung vom Steuerstrom ist nämlich nicht gewährleistet. Darüber hinaus und aus dem gleichen Grund ist das Ventil auch in den Fällen unbrauchbar, in denen der Durchströmquerschnitt bei steigendem Zuflußdruck kleiner werden soll.

Je größer die Genauigkeitsanforderungen an das Ventil sind - beispielsweise bei den mehr und mehr an Bedeutung gewinnenden elektrisch besteuerten hydraulischen Servoanlagen - desto störender machen sich solche ungewollte Druckabhängigkeiten bemerkbar und desto weniger ist das bekannte Ventil geeignet, den gestellten Genauigkeitsanforderungen nachzukommen.

Es ist auch ein nicht von einer von außen angreifenden Steuergröße beeinflußbarer Druckregler bekannt, der eine Einrichtung zur Erhöhung des geregelten Druckes bei steigender Durchgangsmenge eines Gases aufweist. Bei diesem Druckregler ist ein verschiebbares Ventilteil vorgesehen, das vom durchströmenden Gas bewegt wird und entsprechend seiner Stellung gegenüber einer Durchflußöffnung im Ventilgehäuse die effektive Größe der Durchflußöffnung bestimmt. Das bewegliche Ventilteil besteht aus einem Teller, der in Durchflußrichtung im erweiterten Abflußkanal hinter dem Ventilsitz angeordnet ist. Der Ventilteller ist an einer Spindel befestigt, die von Membranen gehalten und im Ventilsitz geführt ist. Bei diesem Ventil wird ein Druckausgleich angestrebt, der die Ventiltellerstellung vom Druck des Gases im Ventilarbeitsraum unabhängig machen soll. Zu diesem Zweck ist eine vom Gas im Ventilraum beaufschlagte Oberfläche einer Druckausgleichsmembran genauso groß gewählt wie die wirksame Fläche des Ventiltellers, der die Größe der Durchflußöffnung im Gehäuse entspricht.

Durch diesen Aufbau läßt sich eine Verringerung der vom Druck in der Ventilkammer auf den Ventilteller verursachten unerwünschten Verschiebung erreichen. Eine exakte Kompensation der durch den Druck in der Ventilkammer auf den Ventilteller bewirkten Verschiebekraft ist bei gleich großen Flächen aber nicht zu erhalten. Eine Kräftebilanz zeigt, daß die Kraft, die sich aus dem Produkt Tellerfläche mal Kammerdruck ergibt, voll auf das verschiebbare Ventilteil einwirkt, während die Kraft, die sich aus dem Produkt Membranfläche mal Kammerdruck ergibt, nur zum einen Teil auf das bewegliche Ventilteil wirkt und zum anderen Teil über die Einspannung in das Gehäuse abgeführt wird. Abgesehen von der somit nicht eindeutigen Zuordnung der Verschiebung des beweglichen Ventilteiles zum Druck in der Zuleitung und der fehlenden Möglichkeit, den bekannten Druckregler mittels einer von außen angreifenden Steuergröße zu beeinflussen, eignet er sich für genaue Regel- und Steuerzwecke auch bereits deshalb nicht, weil er reibungsbehaftet ist.

Zur Lösung der dem bekannten Druckregler gestellten Aufgabe, ohne äußere Steuergröße bei steigender Durchgangsmenge des Gases den geregelten Druck zu erhöhen, mag die Flächengleichheit (in Zusammenhang mit der Reibung) zu einer ausreichenden Arbeitsgenauigkeit führen. Für genaue Regel- und Steuerzwecke ist der Druckregler in seiner bestehenden Form aber nicht brauchbar.

Es ist auch ein Magnetventil zum öffnen und Schließen einer Flüssigkeitsleitung bekannt. Bei diesem Ventil wird die mit dem Ventilteller versehene Ventilspindel von zwei schlaffen Membranen getragen, zwischen denen das Magnetsystem angeordnet ist. Während eine der Membranen das Magnetsystem von der Ventilkammer trennt, hefindet sich oberhalb der anderen Membran ein Raum, der über eine Verbindungsleitung mit der Abfluß-

leitung verbunden ist» Bei diesem Ventil sollen sich., wenn die wirksame Fläche der die Ventilkammer abschließenden Membran etwa dieselbe Oberfläche hat wie der Ventilteller* die Drücke auf die Flächen, falls sie sich entgegengesetzt auswirken, aufheben. Ebenso wie beim Druckregler findet dann aber nur eine unvollkommene Kompensation statt, die für die Anforderungen bei einem Magnetventil genügen mag, bei dem mittels unterschiedlicher Flächenbemessungen vornehmlich eine Schließ- und Öffnungshilfe für das Magnetsystem beabsichtigt ist. Im übrigen gehören bei dem bekannten Magnetventil zu verschiedenen Spinde1stellungen verschieden große wirksame Flächen der vom Druck in der Ventilkammer beaufschlagten Membran, da die Membran-Einspannung mit einer Schulterfläche versehen ist, an die sich die Membran entsprechend der Spindelstellung mehr oder weniger anlegt. Da das Magnetventil im übrigen ausgedehnte Reibungsflächen zwischen einer Führungsbuchse des Ventilsitzes und der Spindel aufweist, ist auch bei ihm eine eindeutige Zuordnung der Stellung des beweglichen Ventilteiles zum Steuerstrom nicht vorhanden.

Zweck der Erfindung ist es, ein Regel- und Steuerventil zu schaffen, bei dem eine eindeutige Zuordnung der jeweiligen Ventilstellung zum jeweiligen Steuerstrom im gesamten Arbeitsbereich gegeben ist, und zwar unabhängig von dem in der Ventilkammer herrschenden Druck, oder bei dem im gesamten Arbeitsbereich eine eindeutige Zuordnung der jeweiligen Ventilstellung zu dem Druck des Mediums in der Ventilkammer gegeben ist. Die Aufgabe der vollständigen Druckunabhängigkeit ist bei einem Regel- und Steuerventil dadurch erfüllt, daß gemäß der Neuerung die vom Druck des Mediums in der Ventilkammer beaufschlagte Fläche der Arbeitsmembran um soviel größer ausgebildet ist als eine Differenzfläche - zwischen dem von diesem

Druck nicht beaufschlagten Querschnitt des beweglichen Ventilteiles unmittelbar gegenüber der Ausströmöffnung der Ventilkammer und dem Querschnitt des beweglichen Ventilteiles an seiner Einspannstelle in die Membran -, daß die auf das bewegliche Ventilteil ausgeübten Kräfte in Schließ- und Öffnungsrichtung einander aufheben., wobei die Kraft in Schließrichtung gleich dem Produkt aus Ventilkammerdruck und Differenzfläche und die Kraft in Öffnungsriehtung der auf das bewegliche Ventilteil wirkende Anteil der aus Ventilkammerdruck und Membranfläche gebildeten Kraft ist.

Soll ausgehend von der Lösung beim Kompensationsfall zusätzlich zur eindeutigen Zuordnung der Ventilverschiebung zum Steuerstrom wieder eine bewußt gesteuerte Druckabhängigkeit eingeführt werden, so wird diese Druckabhängigkeit im bestimmbaren Ausmaß entweder in Schließrichtung oder aber in Öffnungsrichtung wirksam sein. Die Druckabhängigkeit in Schließrichtung wird dadurch herbeigeführt,, daß gemäß der Neuerung das Größenverhältnis der vom Druck in der Ventilkammer beaufschlagten Arbeitsmembranfläche zur Differenzfläche vom Kompensationsfall abweichend kleiner ausgewählt ist, so daß die am beweglichen Ventilteil in Schließrichtung angreifende Kraft größer ist als die in Öffnungsrichtung angreifende Kraft, mit Ausnahme eines Größenverhältnisses gleich eins.

Für den Fall, daß das Ventil nach der Neuerung in Öffnungsrichtung druckabhängig sein soll und zwar wieder neben einer eindeutigen Zuordnung von Ventilverschiebung zum Steuerstrom, ist es derart -aufgebaut, daß das Größenverhältnis der vom Druck in der Ventilkammer beaufschlagten Arbeitsmembran zur Differenzfläche vom Kompensationsfall abweichend größer ausgewählt ist, so daß die am beweglichen Ventilteil in Schließrichtung angreifende Kraft kleiner ist als die in Öffnungsrichtung angreifende Kraft, mit Ausnahme des Fehlens einer Differenzfläche. - 6 -

Es ist schließlich darüber hinaus auch möglich, das Ventil beispielsweise als rein druckgesteuertes Regel-., Kompensationsoder Ausgleichsventil einzusetzen, bei dem die Verschiebung des Ventilkolbens und damit die Veränderung der Größe des Spaltes, der für den Durchfluß der Hydraulikflüssigkeit maßgebend ist, allein von dem in der Ventilkammer herrschenden Druck bestimmt ist, wobei immer eine eindeutige Zuordnung zwischen dem Druck und der Kolbenstellung vorhanden ist.

Als Differenzfläche dient vorzugsweise eine Absatzfläche des an der Schubstange befestigten Kolbens, die sich der Einspannmembran gegenüber befindet.

Gemäß einer Ausführungsform der Neuerung haltern zwei Membranen zwischen sich eine zwei Kolben tragende Schubstange und weisen die Kolben außerdem den zusammen mit Durchflußöffnungen im Gehäuse Spalte bildenden Kolbenstirnflächen den Kolbenquerschnitt überragende Absatzflächen auf. Die Größe der Absatzflächen ist auch in diesem Fall so bemessen, daß die Verschiebung der Schubstange infolge des Druckes des Mediums auf die Membranen mittels der vom Druck auf die Absatzflächen ausgeübten Kräfte wahlweise teilweise aufgehoben, vollkommen aufgehoben oder gegensinnig wird.

Die Neuerung wird an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert.

Figur 1 zeigt ein Ventil gemäß der Neuerung im Schnitt.

Figur 2 zeigt schematisch den Kräfteausgleich im Ventil nach Fig. 1.

Figur 5 zeigt die Dämpfung der Kolbenstange des Ventils nach Fig. 1.

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Figur 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Ventils gemäß der Neuerung.

Das in Fig. 1 dargestellte Gehäuse 1 eines Ventils gemäß der Neuerung ist mit zwei Öffnungen 2, 3 versehen. Durch eine der öffnungen 2 wird das Betriebsmedium, beispielsweise Öl, in die Ventilkammer 4 eingeführt. An die andere öffnung 3 ist eine Hydraulikleitung 5 angeschlossen, durch die das in das Ventil eingeführte Öl abfließt. Die Ausströmöffnung 3 ist dabei an einer Stirnseite β des Ventilgehäuses 1 angeordnet. Vor dieser Ausströmöffnung 3 befindet sich zentrisch die Stirnfläche 7 eines an einer Kolbenstange 8 gehalterten Kolbens 9· Zwischen dem Rand der Ausströmöffnung 3 und dem Rand der Kolbenstirnfläche 7 bildet sich dabei ein Ringspalt 11 aus, der die Menge des durch das Ventil strömenden Öles bestimmt .

Die der Gehäusestirnseite 6 mit der Ausströmöffnung 3 gegenüberliegende Stirnfläche 13 wird von einer im Gehäuse 1 eingespannten Arbeitsmembran 15 gebildet, die die Ventilkammer abgrenzt und in ihrem Zentrum die Kolbenstange 8 haltert. Die Achse 16 der Kolbenstange fällt dadurch mit der Achse der Aus strömöffnung 3 zusammen. Die aus dem Ventil herausragende Kol benstange 8 trägt an ihrem freien Ende 17 einen Magnetanker 1 Die genaue Zentrierung der Kolbenstange 8 wird mittels einer zweiten Halterungsmembran 20 erreicht, die zwischen dem Magnetanker 19 und der Arbeitsmembran 15 im Ventilgehäuse 1 eingespannt ist. Durch die Abmessungen der Membran 15 und 20 kann die Federsteifigkeit der Kolbenanordnung wahlweise bestimmt werden.

Die Betätigung des Ventils erfolgt beispielsweise mit Hilfe eines Elektromagneten 22, durch dessen Wicklung 23 ein Steuerstrom geschickt wird. Der Elektromagnet 22 zieht den Magnet-

anker 19 entsprechend dem durch die Wicklung 23 fließenden Steuerstrom mehr oder weniger stark an. Dabei entfernt sich die Kolbenstirnfläche 7 mehr oder weniger von der Ausströmöffnung 3, wodurch sich der Ringspalt 11 zwischen dem Bohrungsrand 24 der Öffnung 3 und der Kolbenstirnfläche 7 entsprechend mehr oder weniger vergrößert und damit die ausströmende Ö1-menge bzw. Öldruck geändert wird.

Mittels eines in die Gehäusestirnseite β eingeführten Stellrohres 25., das in Richtung auf die Kolbenstirnfläche 7 verschoben werden kann., ist die Große des Ringspaltes 11 bei der Nullstellung des Kolbens 9 einstellbar. Unter Nullstellung des Kolbens soll dabei die Kolbenstellung bei unerregten Magneten 22 verstanden werden. Es ist aber auch möglich, die Nullstellung in die Mitte des linearen Teiles der Steuerkennlinie Strom-Ventilverschiebung - zu legen. Während des Betriebs wird das Stellrohr nicht mehr verstellt.

Da das öl in der Ventilkammer unter Überdruck steht, drückt dieses auf alle Gehäusewände, sowie die Kolbenstange 8 und den Kolben 9· Außer dem Druck, der auf die Arbeitsmembran 15 einwirkt, braucht diesem Überdruck keine besondere Beachtung geschenkt zu werden. Die Arbeitsmembran I5 jedoch wird von diesem Überdruck nach außen durchgebogen, wodurch sich über die Kolbenstange 8 eine Verstellung des Ventilkolbens 9 ergibt. Die Stellung des Ventilkolbens 9 und die Größe des Spaltes sind somit vom Öldruck in der Ventilkammer 4 abhängig. Diese Öldruckabhängigkeit der Spaltgröße, also die Druck-Rückwirkung, kann aus regeltechnischen Gründen erwünscht seinj je nach dem Verwendungszweck des Ventiles kann diese aber auch unerwünscht sein. Durch entsprechende Dimensionierung des Ventiles gemäß der Neuerung läßt sich jede gewünschte Druck-Rückwirkung sogar bis über den Druckausgleich hinaus erreichen. Im folgenden wird die Druck-Rückwirkungsbeeinflussung gemäß der Neuerung am Beispiel des vollkommenen Druckausgleiches beschrieben. _Q

Die Durchbieglang der Membran 15, die in der Membranmitte 30 (Fig. 2) ihr Maximum erreicht, ist dem Öldruck in der Ventilkammer proportional. Um diese Durchbiegung rückgängig zu machen, ist es nötig, in der Membranmitte 30 eine Kraft A anzubringen, die der Durchbiegungskraft auf die Membran 15 entgegenwirkt und ebenfalls vom Öldruck abhängig ist. Die entgegenwirkende öldruckabhängige Kraft A wird dadurch gebildet, daß - wie in Fig. 2 schematisch dargestellt ist - der Ventilkolben eine absatzartige rückwärtige Stirnfläche 31 erhält. Der Durchmesser der Kolbenstange 8 ist zu diesem Zweck kleiner gewählt als der Durchmesser des Kolbens 9· Bei einer geeigneten gegenseitigen Dimensionierung von Kolbendurchmesser, Kolbenstangendurchmesser und Membrandurchmesser ist die Durchbiegung der Membran 15 für jeden beliebigen Öldruck rückgängig gemacht, womit die Unabhängigkeit des Kolbenstandes und damit die Größe des Durchströmquerschnittes vom Öldruck in der Ventil kammer garantiert ist.

Die Fläche der Membran 15 und die Absatzfläche 31 sind dabei nicht gleich. Die Durchbiegung der Membran 15 nach Fig. 2 an der Stelle 30 infolge des gleichmäßig auf ihre ganze Fläche einwirkenden Druckes ρ wird nämlich durch eine in ihrem Mittelpunkt eingreifende Kraft A bereits dann aufgehoben, wenn diese Kraft A, die gleich dem Produkt aus Öldruck und Absatzfläche ist, kleiner ist als die auf die Membran einwirkende Gesamtkraft, die gleich dem Produkt aus Öldruck und Membranfläche ist. Da der auf die Membran 15 und die Absatzfläche 31 einwirkende Öldruck aber der gleiche ist, muß demnach die Absatzfläche 31 kleiner sein als die dem Öldruck ausgesetzte Membranfläche 13.

Um zu einer sehr genauen Dimensionierung der Ventilteile zu gelangen, sind ein Teil des Gehäuses 1, die Arbeitsmembran

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und die Kolbenstange 8 aus einem Werkstück herausgearbeitet. An der Kolbenstange 8 sind der Kolben 9* die Membran 20 und der Magnetanker 19 als Einzelteile befestigt.

Wenn das Ventil wie im in Pig. I dargestellten Ausführungsbeispiel mittels eines Elektromagneten 22, 23 angetrieben wird, so entsteht ein schwach gedämpftes, schwingungsfähiges System, welches eine große Resonanzüberhöhung hat. Diese Resonanzüberhöhung ist in vielen Fällen unerwünscht. Entsprechend dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel wird der Elektromagnet 22, 2J deshalb zusammen mit dem Magnetanker 19 und dem aus dem Ventil herausragenden Teil der Kolbenstange 8 in einem Dämpfungsmedium 35 untergebracht. Als Dämpfungsmedium dient beispielsweise öl. Zur Unterstützung der Dämpfung des Systems durch das öl kann zwischen dem als Dämpfungsglied wirkenden Magnetanker 19 und der Halterungsmembran 20 noch ein in Fig. 3 dargestelltes Dämpfungsglied 37 vorgesehen sein.

Eine andere Ausführungsform des Ventiles gemäß der Neuerung ist in Fig. 4 dargestellt. Die durch eine öffnung 40 in das Ventil einströmende Hydraulikflüssigkeit fließt in einen Kanal 42, wird in diesem in zwei Ströme aufgeteilt, und strömt durch die an den Kanalenden vorgesehenen Ventilkammern 4 in die Abflußleitungen 52. Durch den Kanal 42 ist gleichzeitig eine Kolbenstange 8 geführt, die durch die Ventilkammern 4 hindurchgreift und an den den Kanalmündungen 44 gegenüberliegenden Venti!kammerwanden 45 gehaltert ist. Diese Ventilkammerwände 45 sind als Membranen ausgebildet, die im Ventilgehäuse 1 eingespannt sind. Die Kolbenstange 8 kann somit innerhalb des Ventiles bei sich durchbiegenden Membranen 45 hin- und hergeschoben werden. In den Ventilkammern 4 sind auf die Kolbenstange 8 Kolben 9 aufgesetzt, die zwischen den Kanalmündungen 44 und den diesen gegenüberliegenden Stirnflächen 7 Ringspalte 11 bilden, die die Durchflußmenge der Hydraulikflüssigkeit regeln.

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Der Antrieb dieses Ventiles ist beispielsweise in das Ventil eingebaut und zwar zwischen den Ventilkammern 4 im Kanalbereich. Zu diesem Zweck ist an der Kolbenstange 8 im Kanalbereich ein Magnetanker 19 angeordnet, der in eine Aussparung 46 des Ventilgehäuses 1 hineinragt. In dieser Aussparung befindet sich außerdem ein Elektromagnet 48, dessen Pole 50 auf den Magnetanker 19 gerichtet sind und diesen nach Maßgabe eines Steuerstromes anziehen oder loslassen. Der Anker 19 dient gleichzeitig als Dämpfungsglied.

Die Hydraulikflüssigkeit wird von diesem Ventil entsprechend der Größe des Spaltes 11 in die Ventilkammern 4 und durch Ausströmöffnungen 52 der Ventilkammern in Hydraulikleitungen weitergeführt. Es ist allerdings auch möglich, die Flüssigkeit in der durch die gestrichelten Pfeile 54 angegebenen umgekehrten Richtung durch das Ventil zu fördern. Dieses Ventil kann ebenso wie das in Pig. I dargestellte Ventil so konstruiert sein, daß die auf die Membran 45 einwirkenden Verstellkräfte zufolge des Öldrucks mittels der auf die Absatzflächen 31 einwirkenden Kräfte A kompensiert werden. Mit den Ventilen gemäß der Neuerung ist damit darüber hinaus aber der Weg geebnet, abweichend von dem völlig kompensierenden Ventil auch über- oder unterkompensierte Ventile zu schaffen, wozu nur ein anderes Verhältnis zwischen der Membran- und der Absatzfläche sowie dem Kolbenstangendurchmesser gewählt zu werden braucht.

Die Vorteile dieser Ventile gemäß der Neuerung äußern sich auch nicht nur, wenn diese mittels einer Magnetanordnung angetrieben werden,sondern auch dann, wenn diese mit irgend einer anderen nachgiebigen Anordnung, wie beispielsweise mittels einer pneumatischen oder hydraulischen Stellkolbenanordnung betätigt werden. Bei entsprechender Dimensionierung der Kolben-, Membran- und Kolbenstangendurchmesser an den Ventilen

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nach Pig. 1 und 4 kann auch jede gewünschte eindeutige Abhängigkeit des Ventilkolbenstandes und damit jede Größe der Durchströmquerschnitte von den Drücken in den Ventilkammern erreicht werden. Die Ventile können damit mit einer an der Kolbenstange angreifenden, beispielsweise auf einem Elektromagneten bewirkten Kraft allein., mit einer an der Kolbenstange eingreifenden Kraft und einer zusätzlichen Beeinflussung des Ventilstandes durch den Öldruck, sowie durch den Öldruck allein gesteuert werden.

Unter Zugrundelegung der beschriebenen Anordnungen lassen sich die verschiedensten Ventilausführungen herstellen und zwar mit einem oder mehreren, mit verschiedenen oder mit gleichen Durchtrittsquerschnitten (Ringspalten), deren Größen von dem herrschenden Öldruck entweder nicht, zusätzlich, mehr oder minder oder auch allein bestimmt werden.

Schutzansprüche

Claims (16)

Schutzansprüches

1. Ventil zum Steuern und/oder Regeln hydraulischer oder pneumatischer Servomotoren, bei dem der Durchfluß des Mediums mit Hilfe eines in der Ventilkammer verschiebbaren Ventilteiles geregelt wird, das die Größe einer oder mehrerer Öffnungen zwischen den beweglichen Ventilteilen und dem Gehäuse bestimmt, und bei dem das bewegliche Ventilteil von einer das Gehäuse abdichtenden und in dem Gehäuse eingespannten federsteifen Membran gehalten ist und mit keinem anderen Ventilteil gemeinsame Reibungsflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die vom Druck des Mediums in der Ventilkammer (4) beaufschlagte Fläche (13) der Arbeitsmembran (15) um soviel größer ausgebildet ist als eine Differenzfläehe (Jl) - zwischen dem von diesem Druck nicht beaufschlagten Querschnitt (7) des beweglichen Ventilteiles (8, 9) unmittelbar gegenüber der Ausströmöffnung (^) der Ventilkammer und dem Querschnitt des beweglichen Ventilteiles an seiner Einspannstelle in die Membran - daß die auf das bewegliche Ventilteil ausgeübten Kräfte in Schließ- und Öffnungsrichtung einander aufheben, wobei die Kraft in Schließrichtung gleich dem Produkt aus Ventilkammerdruck und Differenzfläehe und die Kraft in Öffnungsrichtung der auf das bewegliche Ventilteil wirkende Anteil der aus Ventilkammerdruck und Membranfläche gebildeten Kraft ist. (Kompensationsfall)

2. Ventil zum Steuern und/oder Regeln hydraulischer oder pneumatischer Servomotoren, bei dem der Durchfluß des Mediums mit Hilfe eines in der Ventilkammer verschiebbaren Ventilteiles geregelt wird, das die Größe einer oder mehrerer öffnungen zwischen den beweglichen Ventilteilen und dem Gehäuse bestimmt, und bei dem das bewegliche Ventilteil von einer das Gehäuse abdichtenden und in dem Gehäuse eingespannten federsteifen Membran gehalten ist und mit keinem anderen Ventilteil gemeinsame Reibungsflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Größenverhältnis der vom Druck in der Ventilkammer (4) beaufschlagten

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Arbeitsmembranfläche (lj5) zur Differenzfläche (j5l) vom Kompensationsfall abweichend kleiner ausgewählt ist, so daß die am beweglichen Ventilteil in Schließrichtung angreifende Kraft größer ist als die in Öffnungsrichtung angreifende Kraft, mit Ausnahme eines Größenverhältnisses gleich eins (Druckabhängigkeit in Schließrichtung).

3· Ventil zum Steuern und/oder Regeln hydraulischer oder pneumatischer Servomotoren, bei dem der Durchfluß des Mediums mit Hilfe eines in der Ventilkammer verschiebbaren Ventilteiles geregelt wird, das die Größe einer oder mehrerer öffnungen zwischen den beweglichen Ventilteilen und dem Gehäuse bestimmt, und bei dem das bewegliche Ventilteil von einer das Gehäuse abdichtenden und in dem Gehäuse eingespannten federsteifen Membran gehalten ist und mit keinem anderen Ventilteil gemeinsame Reibungsflächen aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das Größenverhältnis der vom Druck in der Ventilkammer (4) beaufschlagten Arbeitsmembranfläche (Ij?) zur Differenzfläche vom Kompensationsfall abweichend größer ausgewählt ist, so daß die am beweglichen Ventilteil in Schließrichtung angreifende Kraft kleiner ist als die in Öffnungsrichtung angreifende Kraft, mit Ausnahme des Fehlens einer Differenzfläche.

(Druckabhängigkeit in Öffnungsrichtung.)

4. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis J>, dadurch gekennzeichnet, daß das bewegliche Ventilteil aus einer von der Membran getragenen Schubstange (8) besteht, an der ein Ventilkolben (9) und Antriebsglieder (19) angeordnet sind.

5. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenzfläche (3I) zwischen dem Schubstangenquerschnitt und der nicht vom Druck in der Ventilkammer beauf-

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schlagten Kolbenstirnfläche (7) als der Membranfläche (IJ) gegenüber befindliche Absatzfläche des Ventilkolbens ausgebildet ist.

6. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet., daß die Arbeitsmembran (15), der die Membran einspannende Gehäuseteil (l) und die Schubstange (8) aus einem Werkstück gefertigt sind.

7. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis β, dadurch gekennzeichnet, daß der dem beweglichen Ventilteil (9) gegenüberliegende Teil (25) des Ventilgehäuses (1), der gehäuseseitig den Ausströmquerschnitt (11) begrenzt, die Größe des Ausströmquerschnittes zusätzlich beeinflussend relativ zum Ventilgehäuse verschiebbar ist.

8. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 7* dadurch gekennzeichnet, daß in die Ausströmöffnung (J>) in an sich bekannter Weise ein Stellrohr (25) eingesetzt ist, das in der Kolbenbewegungsachse (ΐβ) mit seinem in die Ventilkammer (4) weisenden Rand (24) gegenüber der Kolbenstirnfläche (7) verschiebbar ist.

9. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die den Ventilkolben (9) und die Antriebsglieder (19) tragende, in der Membran (15) eingespannte Schubstange (8) mittels einer außerhalb der Ventilkammer (4) im Gehäuse (1) eingespannten Membran (20) zentriert ist.

10. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Antriebsglieder (19) innerhalb oder außerhalb der Ventilkammer (4) in einem dämpfenden Medium befinden.

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11. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventil mittels eines Elektromagneten (22, 23) antreibbar ist, der auf einen am außerhalb des Ventils befindlichen Schubstangenende angeordneten Magnetanker (19) einwirkt.

12. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Elektromagnet (22) und der Magnetanker (19) in einem die Schubstangenbewegung dämpfenden Medium (35) angeordnet sind.

13. Ventil nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß an dem aus dem Ventil herausragenden Teil der Schubstange (8) zusätzlich zu dem die Schubstangenbewegung dämpfenden Magnetanker (19) im Dämpfungsmedium ein Dämpfungsglied (37) angeordnet ist.

14. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 5* dadurch gekennzeichnet, daß in dem Ventilgehäuse (l) mehrere Ventilkammern (4) vorgesehen sind, die mittels eines mit einer Zufluß- bzw. Abflußöffnung (4o) versehenen Kanals (42) verbunden sind.

15. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 14, dadurch gekennzeichnet, daß die den Kanalmündungen (44) in den Ventilkammern (4) gegenüberliegenden Ventilkammerwände (45) als Membranen ausgebildet sind, die eine sie verbindende Schubstange (8) tragen, auf der jeweils in den Ventilkammern befindliche Kolben (9) angeordnet sind.

16. Ventil nach den Ansprüchen 1 bis 5 und 14 und I5, dadurch gekennzeichnet, daß im Kanalbereich an der Schubstange (8) ein Magnetanker (19) angeordnet ist, der in eine Aussparung (46) des Gehäuses (1) hineinragt und der mittels eines ebenfalls in der Aussparung vorgesehenen Elektromagneten (48) in Bewegung versetzbar ist.

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