DE102019218093A1

DE102019218093A1 - Membranventil

Info

Publication number: DE102019218093A1
Application number: DE102019218093.0A
Authority: DE
Inventors: Andreas Bühler; Tobias Schuster
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2019-11-22
Filing date: 2019-11-22
Publication date: 2021-05-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Membranventil (1), mit einem Ventilgehäuse (3), in dem ein von einem ersten Wandabschnitt (33) und von einem zweiten Wandabschnitt (80) begrenzter Ventilraum (26) ausgebildet ist, wobei am ersten Wandabschnitt (33) ein erster Fluidanschluss (40), ein zweiter Fluidanschluss (41) und/oder ein dritter Fluidanschluss (42) ausgebildet sind, die jeweils fluidisch kommunizierend mit dem Ventilraum (26) verbunden sind, sowie mit einer im Ventilraum (26) aufgenommenen Ventilmembran (65), wobei eine dem ersten Wandabschnitt (33) zugewandte Dichtoberfläche (70) der Ventilmembran (65) zusammen mit dem ersten Wandabschnitt (33) einen Fluidraum (27) begrenzt, wobei die Ventilmembran (65) wahlweise für eine abdichtende Anlage an einem ersten Ventilsitz (47) oder für eine Freigabe des ersten Ventilsitzes (47) ausgebildet ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine der Dichtoberfläche (70) abgewandte Rückenfläche (68) der Ventilmembran (65) zumindest bereichsweise an einem Wandbereich (89) des zweiten Wandabschnitts (80) festgelegt ist, der gegenüberliegend zum ersten Wandabschnitt (33) angeordnet ist

Description

Die Erfindung betrifft ein Membranventil zur Beeinflussung eines Fluidstroms, mit einem Ventilgehäuse, in dem ein von einem ersten und von einem zweiten Wandabschnitt begrenzter Ventilraum ausgebildet ist, wobei am ersten Wandabschnitt ein erster Fluidanschluss, ein zweiter Fluidanschluss und/oder ein dritter Fluidanschluss ausgebildet sind, die jeweils fluidisch kommunizierend mit dem Ventilraum verbunden sind, sowie mit einer im Ventilraum aufgenommenen Ventilmembran aus einem gummielastischen Material, die an einem Außenumfang einen umlaufenden Dichtrand aufweist, der abdichtend mit dem Ventilgehäuse verbunden ist, wobei eine dem ersten Wandabschnitt zugewandte Dichtoberfläche der Ventilmembran zusammen mit dem ersten Wandabschnitt des Ventilgehäuses einen Fluidraum begrenzt, wobei die Ventilmembran in einem ersten Deformationszustand für eine abdichtende Anlage an einem dem ersten Fluidanschluss zugeordneten und im Fluidraum angeordneten ersten Ventilsitz und in einem zweiten Deformationszustand für eine Freigabe des ersten Ventilsitzes ausgebildet ist,.
Aus der EP 2 817 543 B1 ist ein Membranventil bekannt, das über ein Ventilgehäuse und ein diesbezüglich bewegliches Ventilglied verfügt, wobei das Ventilglied einen zur Ausübung einer Umschaltbewegung antreibbaren Membranträger aufweist, der eine an ihm befestigte Dichtmembran trägt, die eine Ventilkammer begrenzt, in der sich ein Ventilsitz befindet, wobei die Dichtmembran einen dem Ventilsitz gegenüberliegenden Dichtabschnitt aufweist, der zumindest partiell zu einem losen Membranabschnitt der Dichtmembran gehört, der zur Verringerung der Beanspruchung der Dichtmembran von dem Membranträger abheben kann, wenn dieser beim Umschalten vom Ventilsitz entfernt wird.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Membranventil bereitzustellen, das einen verringerten Strömungswiderstand sowohl für Überdruckanwendungen wie auch für Unterdruckanwendungen aufweist.
Diese Aufgabe wird für ein Membranventil der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Hierbei ist vorgesehen, dass eine der Dichtoberfläche abgewandte Rückenfläche der Ventilmembran zumindest bereichsweise an einem Wandbereich des zweiten Wandabschnitts festgelegt, insbesondere befestigt, ist, der gegenüberliegend zum ersten Wandabschnitt angeordnet ist. Dementsprechend ist die Ventilmembran zusätzlich zu einer randseitigen Festlegung des umlaufend ausgebildeten Dichtrands, der insbesondere als umlaufender Dichtwulst ausgebildet sein kann, rückseitig am zweiten Wandabschnitt festgelegt, wodurch eine Bewegungsfreiheit für einen zentralen Bereich der Ventilmembran, der sich in radialer Richtung nach innen ausgehend vom Dichtrand erstreckt, beschränkt wird. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass der Dichtrand der Ventilmembran kraftschlüssig oder bei geeigneter Ausgestaltung des ersten Wandabschnitts und/oder des zweiten Wandabschnitts formschlüssig und dadurch auch abdichtend geklemmt ist. Ergänzend oder alternativ kann vorgesehen sein, dass eine Dicke der Ventilmembran über ihre gesamte Oberfläche, zumindest jedoch in denjenigen Membranbereichen, die im ersten Deformationszustand und/oder im zweiten Deformationszustand deformiert werden, konstant ist. Bei einer Ausgestaltung des Dichtrands als Dichtwulst hat dieser eine größere Dicke als die übrige Ventilmembran.
Durch diese Maßnahmen wird verhindert, dass die Ventilmembran bei einer Verwendung des Membranventils für Unterdruckanwendungen durch elastische Deformation des zentralen Bereichs in eine flächige Anlage zum ersten Wandabschnitt des Ventilgehäuses kommt. Dies würde zu einer unerwünschten Blockierung oder einer Reduzierung einer fluidisch kommunizierenden Verbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem dritten Fluidanschluss oder zwischen dem zweiten Fluidanschluss und/oder dem dritten Fluidanschluss führen, wodurch eine Fehlfunktion des Membranventils eintreten würde. In einer ersten Ausgestaltung des ersten Wandabschnitts ist dieser mit dem ersten Fluidanschluss und einem zweiten Fluidanschluss versehen, wobei das Membranventil in diesem Fall als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. In einer zweiten Ausgestaltung des ersten Wandabschnitts ist dieser mit dem ersten Fluidanschluss und einem dritten Fluidanschluss versehen, wobei das Membranventil in diesem Fall als 2/2-Wegeventil ausgebildet ist. Hierbei dient der Begriff „dritte“ im Zusammenhang mit dem Fluidanschluss lediglich der Unterscheidung und ist hierbei nicht als Zahlwort zu verstehen. In einer dritten Ausgestaltung des ersten Wandabschnitts ist dieser mit dem ersten Fluidanschluss, einem zweiten Fluidanschluss und einem dritten Fluidanschluss versehen, wobei das Membranventil in diesem Fall als 3/2-Wegeventil ausgebildet ist.
Vorzugsweise ist der erste Wandabschnitt als Oberfläche eines ersten Ventilgehäuseteils ausgebildet, das auch als Kanalplatte bezeichnet werden kann und das austauschbar an einem zweiten Ventilgehäuseteil, das den zweiten Wandabschnitt ausbildet, angebracht werden kann. Somit kann durch beispielhaft durch Auswahl eines ersten Ventilgehäuseteils, das neben dem ersten Fluidanschluss noch den zweiten Fluidanschluss oder den dritten Fluidanschluss aufweist, ein 2/2-Wegeventil geschaffen werden, ohne dass hierfür Einfluss auf die Ventilmembran oder das zweite Ventilgehäuseteil oder eine Antriebseinrichtung genommen werden muss. Alternativ kann ein erstes Ventilgehäuseteil gewählt werden, das neben dem ersten Fluidanschluss noch den zweiten Fluidanschluss und den dritten Fluidanschluss aufweist, um dadurch ein 3/2-Wegeventil zu bilden, ohne dass hierfür Einfluss auf die Ventilmembran oder das zweite Ventilgehäuseteil oder eine Antriebseinrichtung genommen werden muss. Hierdurch wird eine modulare Anpassung des Membranventils an unterschiedliche Einsatzfälle durch Austausch des auch als Kanalplatte bezeichneten ersten Ventilgehäuseteils ermöglicht.
Vorzugsweise ist der zur Festlegung am Wandbereich des zweiten Wandabschnitts vorgesehene Bereich der Rückenfläche derart gewählt, dass eine elastische Deformation der Ventilmembran in den ersten Deformationszustand oder in den zweiten Deformationszustand, die für eine abdichtende Anlage der Dichtoberfläche am ersten Ventilsitz oder am zweiten Ventilsitz erforderlich ist, nicht beeinträchtigt wird. Durch die bereichsweise Festlegung der Rückenfläche am Wandbereich des zweiten Wandabschnitts kann ferner im Vergleich zu einer aus dem Stand der Technik bekannten Ventilmembran eine Vergrößerung der Dichtoberfläche sowie eine Vergrößerung des für einen Fluidstrom genutzten Querschnitts des Fluidraums erzielt werden, wodurch die angestrebte Verringerung des Strömungswiderstand im Membranventil erreicht werden kann.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Zweckmäßig ist es, wenn an der Rückenfläche ein, vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildeter, längs einer Zapfenachse erstreckter Befestigungszapfen angeformt ist, der quer zur Dichtfläche ausgerichtet ist. Der Befestigungszapfen dient zur mechanischen Verbindung der Ventilmembran mit dem Wandbereich des zweiten Wandabschnitts. Vorzugsweise ist der Befestigungszapfen aus einem gummielastischen Material hergestellt. Insbesondere ist der Befestigungszapfen einstückig mit der Ventilmembran ausgebildet. Der Befestigungszapfen erstreckt sich längs einer Zapfenachse, die quer zur unverformten Dichtfläche ausgerichtet ist. Bevorzugt ist die unverformte Dichtfläche der Ventilmembran eben ausgebildet, so dass sich durch die hierzu senkrechte Ausrichtung der Zapfenachse ein vorteilhafter Kraftfluss zwischen der Ventilmembran und dem daran angeformten Befestigungszapfen sowie dem zweiten Wandabschnitt erzielen lässt. Beispielsweise erfolgt bei einer Unterdruckbeaufschlagung des Fluidraums eine Einleitung von Zugkräften auf den Befestigungszapfen. Durch die Abstützung dieser Zugkräfte, die von der Dichtoberfläche auf den Befestigungszapfen einwirken, an dem Wandbereich des zweiten Wandabschnitts wird eine lokale Deformation der Ventilmembran im Bereich des Befestigungszapfens verhindert. Hierdurch wird eine unerwünschte Blockierung einer fluidisch kommunizierenden Verbindung zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem dritten Fluidanschluss bzw. dem zweiten Fluidanschluss und dem dritten Fluidanschluss verhindert. Dementsprechend ist auch bei einer Unterdruckbeaufschlagung des Fluidraums die Schaltfunktion des Membranventils jeweils ausschließlich durch die elastische Deformation der Ventilmembran im Bereich des ersten Ventilsitzes bzw. des zweiten Ventilsitzes gewährleistet.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Befestigungszapfen beabstandet zur Rückenfläche einen quer zur Zapfenachse erstreckten Vorsprung, insbesondere einen Ringbund, aufweist, der für eine, insbesondere elastische, Verriegelung des Befestigungszapfens in einem Hinterschnitt des Ventilgehäuses ausgebildet ist und/oder dass eine Projektion des Befestigungszapfens auf die Rückenfläche weniger als 10 Prozent der Rückenfläche bedeckt. Durch eine Verriegelung des am Befestigungszapfen ausgebildeten Vorsprungs in einem Hinterschnitt des Ventilgehäuses wird eine vorteilhafte Kraftübertragung zwischen der Ventilmembran und dem Ventilgehäuse gewährleistet. Dies gilt insbesondere für den Fall, dass der Vorsprung als Ringbund ausgebildet ist, der mit einer Ringfläche, die dem ersten Wandabschnitt zugewandte ist, auf einer korrespondierenden Ringfläche eines im Ventilgehäuse ausgebildeten Hinterschnitt aufliegt. Beispielhaft ist zweiten Wandabschnitt eine, insbesondere kreiszylindrisch ausgebildete, Bohrung vorgesehen, die sich mit zunehmendem Abstand vom Ventilraum, insbesondere sprungartig, erweitert. Vorzugsweise wird hierdurch eine kreisringförmige Auflagefläche gebildet, die als Hinterschnitt für den Befestigungszapfen genutzt werden kann. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass ein Abstand zwischen der Rückenfläche der Ventilmembran und dem Vorsprung am Befestigungszapfen gleich oder geringfügig kleiner als ein Abstand zwischen dem Wandbereich des zweiten Wandabschnitts und dem Durchmessersprung in der Bohrung des Ventilgehäuses gewählt ist. Dementsprechend wird bei einer Montage des Befestigungszapfens in die Bohrung im Ventilgehäuse eine geringfügige elastische Vorspannung für den Befestigungszapfen bewirkt, die für eine exakte vorhersehbare Anlage der Rückenfläche der Ventilmembran am Wandbereich des zweiten Wandabschnitts vorteilhaft ist.
Ergänzend oder alternativ ist vorgesehen, dass eine Projektion des Befestigungszapfens auf die Rückenfläche der Ventilmembran eine Projektionsfläche aufweist, deren Größe weniger als 10 Prozent der Rückenfläche bedeckt. Hierdurch wird die gesamte Elastizität der Ventilmembran nur geringfügig beeinflusst, so dass die Ventilmembran sowohl den ersten Deformationszustand als auch den zweiten Deformationszustand für die abdichtende Anlage am ersten Fluidanschluss bzw. am zweiten Fluidanschluss ausschließlich durch elastische Deformation einnehmen kann.
Vorteilhaft ist es, wenn am ersten Wandabschnitt der erste Fluidanschluss und der zweite Fluidanschluss und der dritte Fluidanschluss ausgebildet sind, die jeweils fluidisch kommunizierend mit dem Ventilraum verbunden sind und dass die Ventilmembran im zweiten Deformationszustand für eine abdichtende Anlage an einem dem zweiten Fluidanschluss zugeordneten und im Fluidraum angeordneten zweiten Ventilsitz ausgebildet ist, wobei der dritte Fluidanschluss zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss angeordnet ist. Bei einer derartigen Ausgestaltung des ersten Ventilgehäuseteils ist das Membranventil als 3/2-Wegeventil konfiguriert. Aufgrund der, insbesondere mittigen, Anordnung des dritten Fluidanschlusses zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss lässt sich ein vorteilhafter Fluidstrom vom ersten oder zweiten Fluidanschluss zum dritten Fluidanschluss oder in umgekehrter Richtung verwirklichen. Vorzugsweise ist die Ventilmembran in einem Raumbereich, der sich zwischen dem ersten Ventilsitz und dem zweiten Ventilsitz erstreckt, mit der Rückenfläche bereichsweise am Wandbereich des zweiten Wandabschnitts festgelegt. Besonders bevorzugt ist die Ventilmembran genau gegenüberliegend zum dritten Fluidanschluss am zweiten Wandabschnitt festgelegt, insbesondere befestigt.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass an der Rückenfläche koaxial und gegenüberliegend zu einer ersten Fluidausnehmung des ersten Ventilsitzes ein, vorzugsweise kreiszylindrisch profilierter, erster Koppelzapfen angeordnet ist und dass an der Rückenfläche koaxial und gegenüberliegend zu einer zweiten Fluidausnehmung des zweiten Ventilsitzes ein, vorzugsweise kreiszylindrisch profilierter, zweiter Koppelzapfen angeformt ist. Der erste Koppelzapfen und der zweite Koppelzapfen dienen zur Stabilisierung der Ventilmembran im Bereich des ersten Ventilsitzes bzw. des zweiten Ventilsitzes. Dies ist insbesondere bei einer Nutzung des Membranventils für Unterdruckanwendungen von Bedeutung, insbesondere um eine lokale Deformation der Ventilmembran im Bereich des ersten Ventilsitzes bzw. des zweiten Ventilsitzes zu vermeiden. Ferner dienen der erste Koppelzapfen und der zweite Koppelzapfen zur lokalen Verbindung eines Bereichs der Rückenfläche der Ventilmembran mit einem ersten Betätigungsstempel bzw. einem zweiten Betätigungsstempel, mit denen Zugkräfte auf die Ventilmembran eingeleitet werden können, um diese vom jeweiligen Ventilsitz abzuheben.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass im ersten Wandabschnitt umlaufend um den, insbesondere als erster Hohlkegelabschnitt ausgebildeten, ersten Ventilsitz eine ringförmige, vorzugsweise kreisringförmige, erste Vertiefung ausgebildet ist und dass im ersten Wandabschnitt umlaufend um den, insbesondere als zweiter Hohlkegelabschnitt ausgebildeten, zweiten Ventilsitz eine ringförmige, vorzugsweise kreisringförmige, zweite Vertiefung ausgebildet ist, wobei im ersten Wandabschnitt zwischen der ersten Vertiefung und der zweiten Vertiefung eine Nut ausgebildet ist, wobei eine Nutbreite der Nut wenigstens 70 Prozent, vorzugsweise wenigstens 80 Prozent, besonders bevorzugt wenigstens 85 Prozent, einer maximalen Ausdehnung der ersten Vertiefung oder der zweiten Vertiefung beträgt. Die dem ersten Ventilsitz zugeordnete erste Vertiefung und die dem zweiten Ventilsitz zugeordnete zweite Vertiefung dienen zunächst zur Schaffung einer exakt definierten Dichtfläche am ersten Ventilsitz bzw. am zweiten Ventilsitz. Vorzugsweise umgibt diese Dichtfläche ringförmig eine Mündungsöffnung des ersten Ventilsitzes bzw. des zweiten Ventilsitzes.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass der erste Ventilsitz und/oder der zweite Ventilsitz als Hohlkegelabschnitt ausgebildet sind, der ausgehend vom ersten Wandabschnitt in Richtung der Ventilmembran verjüngt ist, um eine besonders vorteilhafte Dichtfläche am jeweiligen Ventilsitz für die Ventilmembran zu gewährleisten.
Ferner dienen die erste Vertiefung und die zweite Vertiefung sowie die zwischen der ersten und der zweiten Vertiefung ausgebildete Nut zur Bereitstellung eines vorteilhaften Querschnitts für das Fluid, das zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem dritten Fluidanschluss bzw. dem zweiten Fluidanschluss und dem dritten Fluidanschluss strömen soll. Aufgrund der Abstützung der Ventilmembran an der Rückenfläche wird insbesondere bei einer Verwendung des Membranventils für Unterdruckanwendungen ein Verschließen der Nut durch eine elastische Deformation der Ventilmembran verhindert. Dementsprechend kann die Nut bezogen auf die maximale Ausdehnung der ersten Vertiefung oder der zweiten Vertiefung eine große Breite aufweisen, da abweichend vom Stand der Technik keine Abstützung der Ventilmembran durch an die Nut angrenzende Bereiche des ersten Wandabschnitts erforderlich ist. Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die erste Vertiefung und/oder die zweite Vertiefung jeweils kreisringförmig ausgebildet sind, so dass die Nutbreite im Verhältnis zu einem Durchmesser der ersten Vertiefung oder der zweiten Vertiefung ermittelt werden kann.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass ein erster Bodenbereich der ersten Vertiefung und ein zweiter Bodenbereich der zweiten Vertiefung und ein Nutgrund der Nut in einer gemeinsamen Bodenebene angeordnet sind. Vorzugsweise ist die Bodenebene parallel zu einer dem zweiten Wandabschnitt zugewandten Oberfläche des ersten Wandabschnitts ausgerichtet. Die Anordnung des ersten und zweiten Bodenbereichs sowie des Nutgrunds in der gemeinsamen Bodenebene ermöglicht eine vorteilhafte Fluidströmung zwischen den Fluidanschlüssen. Insbesondere können unerwünschte Wirbel und Turbulenzen vermieden werden und ein geringer Strömungswiderstand für das Fluid verwirklicht wird.
Vorzugsweise ist vorgesehen, dass ein Mittenzentrum einer Anschlussbohrung des dritten Fluidanschlusses mit einem Abstand quer zu einer Verbindungsgeraden zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss angeordnet ist, der wenigstens 50 Prozent eines Durchmessers der Anschlussbohrung beträgt. Bei einer derartigen Anordnung der Anschlussbohrung erfolgt ein Platzgewinn für die Anordnung von Schlauchkupplungen, wie sie üblicherweise an den Fluidanschlüssen angebracht werden, um daran Fluidschläuche anbringbar und abnehmbar zu machen. Während bei einer Anordnung aller Schlauchkupplungen auf der Verbindungsgeraden gelegentlich Platzprobleme entstehen können, wird durch die seitliche Verschiebung des dritten Fluidanschlusses bezogen auf die Verbindungsgerade zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss eine Vergrößerung des Abstands zwischen benachbarten Schlauchkupplungen erzielt, wodurch die Betätigung der Schlauchkupplungen am Membranventil vereinfacht wird.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der zweite Wandabschnitt des Ventilgehäuses von einer gegenüberliegend zum ersten Ventilsitz angeordneten ersten Führungsausnehmung und von einer gegenüberliegend zum zweiten Ventilsitz angeordneten zweiten Führungsausnehmung durchsetzt ist, wobei in der ersten Führungsausnehmung ein erster Betätigungsstempel linearbeweglich aufgenommen ist und wobei in der zweiten Führungsausnehmung ein zweiter Betätigungsstempel linearbeweglich aufgenommen ist und wobei eine Koppelwippe, die mit einem ersten Endbereich auf einer der Ventilmembran abgewandten ersten Stirnfläche des ersten Betätigungsstempels aufliegt und die mit einem zweiten Endbereich auf einer der Ventilmembran abgewandten zweiten Stirnfläche des zweiten Betätigungsstempels aufliegt, schwenkbeweglich am Ventilgehäuse gelagert ist, und wobei im Ventilgehäuse eine Antriebseinrichtung angeordnet ist, die zur Einleitung einer linearen Antriebsbewegung auf den ersten Endbereich oder den zweiten Endbereich der Koppelwippe ausgebildet ist. Die beiden Führungsausnehmungen dienen jeweils zur linearbeweglichen Führung des zugeordneten Betätigungsstempels, der mit einer der Ventilmembran zugewandten ersten bzw. zweiten Kontaktfläche auf der Rückenfläche der Ventilmembran anliegt. Die Betätigungsstempel dienen zur Übertragung von Betätigungskräften von der Antriebseinrichtung über die Koppelwippe auf die Ventilmembran. Vorzugsweise umgreift der jeweilige Betätigungsstempelzapfen den jeweiligen an der Rückenfläche angeordneten Befestigungszapfen, um eine vorteilhafte Aufbringung sowohl von Zugkräften als auch von Zugkräften auf die Ventilmembran zu ermöglichen.
Die Aufgabe der Koppelwippe besteht in einer Zwangskopplung der Bewegungen des ersten Betätigungsstempels und des zweiten Betätigungsstempels, so dass ein überströmen von Fluid zwischen dem ersten Fluidanschluss und dem zweiten Fluidanschluss zumindest weitgehend ausgeschlossen werden kann. Damit gewährleistet die Koppelwippe, dass die Ventilmembran entweder den ersten Deformationszustand einnimmt, bei dem die Dichtoberfläche der Ventilmembran abdichtend am ersten Ventilsitz anliegt oder dass die Ventilmembran den zweiten Deformationszustand einnimmt, bei dem die Dichtoberfläche der Ventilmembran abdichtend am zweiten Ventilsitz anliegt. Die Antriebseinrichtung ist vorzugsweise als Magnetantrieb mit einer Magnetspule, einem Magnetjoch und einem relativbeweglich in der Magnetspule angeordneten Ankerteil ausgebildet, wobei das Ankerteil vorzugsweise durch Einwirkungen einer vorgespannten Feder in einer Vorzugsstellung gehalten wird und durch Einwirkung eines magnetischen Flusses, der von der Magnetspule bereitgestellt wird, längs einer Spulenachse verlagert wird. Durch die Verlagerung des Ankerteils kann beispielsweise eine auf den ersten Endbereich der Koppelwippe ausgeübte Betätigungskraft reduziert werden, so dass der zugeordnete erste Betätigungsstempel eine Linearbewegung durchführt und die Ventilmembran vom ersten Ventilsitz abgehoben wird. Zeitgleich erfolgt eine Krafteinleitung auf den zweiten Betätigungsstempel, so dass die Ventilmembran in abdichtende Anlage mit dem zweiten Ventilsitz gelangt. Vorzugsweise ist das Ankerteil koaxial zum Ventilsitz des ersten Fluidanschlusses angeordnet.
Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass dem ersten und/oder dem zweiten Betätigungsstempel eine Rückstellfeder zugeordnet ist, um eine entfernt vom ersten oder zweiten Ventilsitz angeordnete Vorzugsstellung für den ersten oder zweiten Betätigungsstempel zu bestimmen und/oder dass die Antriebseinrichtung als Magnetspulenantrieb ausgebildet ist. Die Aufgabe der Rückstellfeder besteht darin, eine Vorzugsstellung für den jeweiligen Betätigungsstempel festzulegen, wobei sowohl die Rückstellfeder, die dem ersten Betätigungsstempel zugeordnet ist als auch die Rückstellfeder, die dem zweiten Betätigungsstempel zugeordnet ist, derart ausgebildet ist, das der jeweilige Betätigungsstempel in eine entfernt vom ersten oder vom zweiten Ventilsitz angeordneten Vorzugsstellung gehalten werden kann.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt. Hierbei zeigt:

1 eine perspektivische Darstellung eines Membranventils,
2 eine Längsschnittdarstellung des Membranventils gemäß der 1,
3 eine Ausschnittdarstellung eines Querschnitts des Membranventils gemäß der 1,
4 eine Draufsicht auf eine Ventilmembran für das Membranventil gemäß der 1,
5 eine perspektivische Darstellung eines ersten Ventilgehäuseteils
6 eine Schnittdarstellung des ersten Ventilgehäuseteils gemäß der 5,
7 eine Draufsicht auf eine erste Variante des ersten Ventilgehäuseteils,
8 eine Schnittdarstellung einer zweiten Variante des ersten Ventilgehäuseteils, und
9 eine Schnittdarstellung einer dritten Variante des ersten Ventilgehäuseteils.

Ein in der 1 schematisch dargestelltes Membranventil 1 umfasst ein im Wesentlichen quaderförmig ausgebildetes Antriebsgehäuse 2 sowie ein Ventilgehäuse 3, das rein exemplarisch aus dem ersten Ventilgehäuseteil 4 und einem zweiten Ventilgehäuseteil 5 zusammengesetzt ist. Dabei ist das erste Ventilgehäuseteil 4 an einer Unterseite des zweiten Ventilgehäuseteils 5 angebracht, während das zweite Ventilgehäuseteil 5 mit dem Antriebsgehäuse 2 verbunden ist. Das erste Ventilgehäuseteil 4 sowie ein Teilbereich des zweiten Ventilgehäuseteils 5 erstreckten sich seitlich über ein Querschnittsprofil des Antriebsgehäuses 2 hinaus und bilden dadurch Befestigungszungen 6, jeweils von Befestigungsbohrungen 7 durchsetzt sind, womit eine nicht dargestellte Schraubbefestigung des Membranventils 1 an einem nicht dargestellten Ventilträger ermöglicht wird.
Wie der Darstellung der 2 entnommen werden kann, ist im Antriebsgehäuse 2 eine Antriebseinrichtung 10 aufgenommen, die rein exemplarisch als Magnetspulenantrieb ausgebildet ist. Dementsprechend umfasst die Antriebseinrichtung 10 eine Magnetspule 11, die auf einem rotationssymmetrisch zu einer Mittelachse 12 ausgebildeten Wickelkörper 15 gewickelt ist.
Eine beispielhaft kreiszylindrisch ausgebildete Ausnehmung 16 des Wickelkörpers 15 ist zur Aufnahme eines ortsfest angeordneten Spulenkerns 17 sowie eines linearbeweglich längs der Wickelachse 12 gelagerten Ankerteils 18 vorgesehen. Dabei ist das Ankerteil 18 mittels einer Wendelfeder 19 elastisch am Ankerteil 18 abgestützt. Ein dem Ankerteil 18 entgegengesetzter Endbereich des Spulenkerns 17 ist mit einem rein exemplarisch C-förmig ausgebildeten Joch 20 magnetisch leitend verbunden, das sich von einer ersten Axialfläche 21 der Magnetspule 11 bis zu einer zweiten Axialfläche 22 der Magnetspule 11 erstreckt und das von einer koaxial zur Mittelachse 12 ausgebildeten Ausnehmung 23 durchsetzt ist, durch die das Ankerteil 18 über das Joch 20 hinausragt.
Die Magnetspule 11 ist in nicht näher dargestellter Weise mit einer elektrischen Stromquelle verbindbaren, wobei durch Bereitstellung eines Spulenstroms an die Magnetspule 11 ein magnetischer Fluss ausgehend von der Magnetspule 11 in den Spulenkern 17 und das Joch 20 sowie das Ankerteil 18 eingekoppelt wird. In einem Luftspalt 24 zwischen dem Ankerteil 18 und dem Spulenkern 17 liegt zunächst ein hoher magnetischer Flusswiderstand darstellt, wodurch Magnetfeldkräfte zwischen dem Ankerteil 18 und dem Spulenkern 17 auftreten. Diese Magnetfeldkräfte führen zu einer elastischen Deformation der Wendelfeder 19 sowie zu einer Annäherung des Ankerteils 18 an den Spulenkern 17. Bei Reduzierung bzw. Abschaltung des Spulenstroms für die Magnetspule 11 nehmen auch die Magnetfeldkräfte im Luftspalt 24 ab, so dass die Wendelfeder 19 das Ankerteil 18 aus der nicht dargestellten Annäherungsposition in die in der 2 sind dargestellte Entfernungsposition verlagern kann.
Das erste Ventilgehäuseteil 4 ist rein exemplarisch als Planparallelplatte ausgebildet, wobei zusätzlich zu den Befestigungsbohrungen 7 insgesamt drei Fluidausnehmungen 30, 31 und 32 das erste Ventilgehäuseteil 4 durchsetzen. Jede der Fluidausnehmungen 30 bis 32 weist eine Mittelachse auf, die normal zu einer auch als erster Wandabschnitt bezeichneten, beispielhaft eben ausgebildeten Oberseite 33 des ersten Ventilgehäuseteils 4 ausgerichtet ist. Die Mittelachse der ersten Fluidausnehmung 30 ist identisch mit der Wickelachse 12. Die zweite Fluidausnehmung 31 weist eine Mittelachse 34 auf. Die dritte Fluidausnehmung 32 weist eine Mittelachse 35 auf.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass an einer Unterseite 36 des ersten Ventilgehäuseteils 4 eine Mündungsöffnung der ersten Fluidausnehmung 30 einen ersten Fluidanschluss 40 bildet. Ferner bildet eine Mündungsöffnung der zweiten Fluidausnehmung 31 einen zweiten Fluidanschluss 41. Eine Mündungsöffnung der dritten Fluidausnehmung 32 bildet einen dritten Fluidanschluss 42.
Eine der Oberseite 33 des ersten Ventilgehäuseteils 4 zugehörige Mündungsöffnung der ersten Fluidausnehmung 30 wird von einem ersten Hohlkegelabschnitt 45 gebildet, der sich mit zunehmendem Abstand von der Unterseite 36 des ersten Ventilgehäuseteils 4 verjüngt und an einer der Unterseite 36 abgewandten, ringförmig ausgebildeten Stirnseite einen ersten Ventilsitz 47 bildet. Beispielhaft ist vorgesehen, dass der zweiten Fluidausnehmung 31 ein identischer zweiter Hohlkegelabschnitt 46 zugeordnet ist, der einen zweiten Ventilsitz 47 bildet. Der erste Hohlkegelabschnitt 45 ist von einer rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildeten ersten Vertiefung 49 umgeben, der zweite Hohlkegelabschnitt 46 ist rein exemplarisch von einer kreiszylindrisch ausgebildeten zweiten Vertiefung 50 umgeben. Zwischen der ersten Vertiefung 49 und der zweiten Vertiefung 50 erstreckt sich eine rein exemplarisch rechteckig profilierte Nut 51, die an einem der ersten Vertiefung 49 zugewandten ersten Endbereich 52 und an einem der zweiten Vertiefung 50 zugewandten zweiten Endbereich 53 jeweils keilförmig aufgeweitet ausgebildet ist.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass die in den 2, 3, 5 und 6 gezeigte dritte Fluidausnehmung 32 mittig auf einer Verbindungsgeraden 54 zwischen der ersten Fluidausnehmung 30 und der zweiten Fluidausnehmung 31 angeordnet ist. Beispielhaft weist die zunächst kreiszylindrisch ausgebildete dritte Fluidausnehmung 32 einen mit zunehmendem Abstand von der Unterseite 36 des ersten Ventilgehäuseteils 4 aufgeweiteten, kegelabschnittsförmigen Mündungsbereich 55 auf. Beispielhaft ist vorgesehen, dass ein erster Bodenbereich 56 der ersten Vertiefung 49, ein zweiter Bodenbereich 57 der zweiten Vertiefung 50 sowie ein Nutgrund 58 der Nut 50 in einer gemeinsamen Ebene angeordnet sind, die parallel beabstandet zur Oberseite 33 des ersten Ventilgehäuseteils 4 angeordnet ist. Ferner ist vorgesehen, dass sich der erste Hohlkegelabschnitt 45 und der zweite Hohlkegelabschnitt 46 über die Oberseite 33 des ersten Ventilgehäuseteils 4 hinaus erstrecken, was im Zusammenhang mit der Funktionsweise der nachstehend näher beschriebenen Ventilmembran 65 steht.
Beispielhaft ist vorgesehen, dass ein erster Durchmesser 59 der ersten Vertiefung 49 und ein zweiter Durchmesser 60 der zweiten Vertiefung 50 identisch sind. Ferner ist vorgesehen, dass eine Nutbreite 61 der Nut 51 ungefähr 85 Prozent des ersten Durchmessers 59 sowie des zweiten Durchmessers 60 beträgt.
Das zweite Ventilgehäuseteil 5 weist eine rein exemplarisch eben ausgebildete und dem ersten Ventilgehäuseteil 4 zugewandten Unterseite 80 auf, die auch als zweiter Wandabschnitt bezeichnet wird. In die Unterseite 80 ist eine Vertiefung 81 eingebracht, deren Bodenbereich 82 einen vorgebbaren Abstand zur Unterseite 80 aufweist. Die Vertiefung 81 wird von einer umlaufenden Nut 83 berandet, die einen größeren Abstand zur Unterseite 80 als der Bodenbereich 82 aufweist und die rein exemplarisch eine rechteckige Profilierung aufweist, wie dies in der 2 zu erkennen ist. Die rechteckige Profilierung der Nut 83 erstreckt sich entlang einer nicht näher dargestellten Profillinie, die jedoch identisch mit einer in der 4 in der Draufsicht auf die Ventilmembran 65 eingezeichneten Profillinie 66 eines umlaufenden Dichtwulstes 67 ist.
Ausgehend vom Bodenbereich 82 der Vertiefung 81 ist das zweite Ventilgehäuseteil 5 beispielhaft von insgesamt drei Ausnehmungen durchsetzt. Dabei kann die erste Ausnehmung auch als erste Führungsausnehmung 84 bezeichnet werden. Die zweite Ausnehmung kann als zweite Führungsausnehmung 85 bezeichnet werden. Sowohl die erste Führungsausnehmung 84 als auch die zweite Ausnehmung 85 erstrecken sich jeweils durch einen an den Bodenbereich 82 angrenzenden, kreishülsenförmig ausgebildeten Führungsabschnitt 87 bzw. 88, wobei die Führungsabschnitte 87 und 88 Bestandteile des zweiten Ventilgehäuseteils 5 sind. Die dritte Ausnehmung 86 erstreckt sich ausgehend vom Bodenbereich 82 durch einen Wandbereich 89, der sich plattenförmig zwischen dem ersten Führungsabschnitt 87 und dem zweiten Führungsabschnitt 88 erstreckt und der eine Oberseite 90 aufweist, die als Hinterschnitt für die nachstehend näher beschriebene Ventilmembran 65 genutzt werden kann.
In der ersten Führungsausnehmung 84 des ersten Führungsabschnitt 87 ist ein erster Betätigungsstempelzapfen 93 linearbeweglich aufgenommen, der an einem der Ventilmembran 65 abgewandten Endbereich einen ersten umlaufenden Ringbund 95 aufweist. Der in der zweiten Führungsausnehmung 85 des zweiten Führungsabschnitts 88 aufgenommene zweite Betätigungsstempel 94 weist einen zweiten Ringbund 96 auf. Zwischen einer ersten Axialfläche 97 des ersten Ringbunds 95, die dem ersten Ventilgehäuseteil 4 zugewandt ist und der Oberseite 90 ist eine erste Federeinrichtung 99 angeordnet, die rein exemplarisch als vorgespannte Wendelfeder ausgebildet ist und eine gemäß der Darstellung der 2 in vertikaler Richtung nach oben gerichtete Druckkraft auf die Axialfläche 97 ausübt. In gleicher Weise ist einer Axialfläche 98 des zweiten Betätigungsstempels 94 eine zweite Federeinrichtung 100 zugeordnet.
Um eine Zwangskopplung von Bewegungen des ersten Betätigungsstempels 93 und des zweiten Betätigungsstempels 94 zu gewährleisten, ist am zweiten Gehäuseteil 5 rein exemplarisch ein Schneidenlager 105 ausgebildet, dessen nicht Lagerschneide 111 in Richtung des ersten Ventilgehäuseteils 4 weist. An dem Schneidenlager 105 ist eine Koppelwippe 106 schwenkbeweglich gelagert, die mit einem ersten Endbereich 107 auf einer ersten Stirnfläche 101 des ersten Betätigungsstempels 93 und mit einem zweiten Endbereich 108 auf einer zweiten Stirnfläche 102 des zweiten Betätigungsstempels 94 aufliegt. Durch die Wechselwirkung zwischen der Koppelwippe 106 und den Betätigungsstempeln 93 und 94 ist die gewünschte Zwangskopplung für die Bewegungen der beiden Betätigungsstempel 90 und 94 gewährleistet. Eine Bewegungseinleitung auf die beiden Betätigungsstempel 93 und 94 erfolgt mit Hilfe des Ankerteils 18, das auf dem ersten Endbereich 107 der Koppelwippe 106 aufliegt und ohne eine Bestromung der Magnetspule 11 drückt das Ankerteil 18 aufgrund der Federwirkung der Wendelfeder 19 den ersten Endbereich 107 und damit den ersten Betätigungsstempel 93 in Richtung des ersten Ventilgehäuseteils 4, wodurch auch eine Kompression der ersten Federeinrichtung 99 erfolgt. Für den Fall einer Bestromung der Magnetspule 11 findet eine Annäherung des Ankerteils 18 an den Spulenkern 17 statt, wodurch die Druckkraft des Ankerteils 18 auf den ersten Endbereich 107 der Koppelwippe 106 reduziert wird. Die in der ersten Federeinrichtung 99 gespeicherte Federkraft bewirkt eine lineare Aufwärtsbewegung des ersten Betätigungsstempels 93 sowie aufgrund der Zwangskopplung mittels der Koppelwippe 106 eine Abwärtsbewegung des zweiten Betätigungsstempels 94.
Die Bewegungen des ersten Betätigungsstempels 93 und des zweiten Betätigungsstempels 94 erfolgen aufgrund der Koppelwirkung der Koppelwippe 106 gegenläufig, wobei jeder der Betätigungsstempel 93, 94 mit einer ersten Kontaktfläche 103 bzw. einer zweiten Kontaktfläche 104 an einer Rückenfläche 68 der Ventilmembran 65 anliegt. Hiermit kann eine Übertragung von Druckkräften vom jeweiligen Betätigungsstempel 93 bzw. 94 auf die Ventilmembran 65 vorgenommen werden.
Die Ventilmembran 65 weist vor einer Montage in das Membranventil 1 eine vom Dichtwulst 67 umgebene, rein exemplarisch eben ausgebildete Dichtoberfläche 70 auf. Die Dichtoberfläche 70 kann geometrisch als Kombination zweier beabstandet zueinander angeordneter Kreisflächen mit einem zwischen angeordneten Rechteck angenähert werden. Die Dichtoberfläche 70 ist gemäß der Darstellung der 2 und 3 dem ersten Ventilsitz 47 und dem zweiten Ventilsitz 48 zugewandt und kann durch elastische Deformation mit Hilfe der zugeordneten Betätigungsstempel 93 und 94 in der ersten bzw. zweiten Deformationsstellung abdichtend gegen den jeweiligen Ventilsitz 47 bzw. 48 gedrückt werden, so dass ein Ausströmen von Fluid aus der jeweiligen Fluidausnehmung 30 bzw. 31 unterbunden werden kann.
Beispielhaft weist die Rückenfläche 68 eine ähnliche Geometrie wie die Dichtoberfläche 70 auf, ist jedoch mit einem mittig angeordneten, in der Einbausituation gemäß der 2 koaxial zur Mittelachse 34 der dritten Fluidausnehmung 32 ausgerichteten Befestigungszapfen 71 versehen, der rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildet ist. Der Befestigungszapfen 71 dient zur Festlegung eines Bereichs der Rückenfläche 68 an dem Wandbereich 89 des zweiten Ventilgehäuseteils 5, dementsprechend ist ein Durchmesser des Befestigungszapfens 71 auf einen Durchmesser der dritten Ausnehmung 86 angepasst, die den Wandbereich 89 durchsetzt. Ferner ist der Befestigungszapfen 71 mit einem als Vorsprung dienenden Ringbund 72 versehen, der zur flächigen Anlage an der Oberseite 90 des Wandbereichs 89 ausgebildet ist und hiermit eine formschlüssige Festlegung des Befestigungszapfens 71 am zweiten Ventilgehäuseteil 5 ermöglicht.
Wie der Einbausituation gemäß der 2 ferner entnommen werden kann, weist die Ventilmembran 65 jeweils koaxial zur Mittelachse 12 bzw. zur Mittelachse 35 der zweiten Fluidausnehmung 31 angeordnete, rein exemplarisch kreiszylindrisch ausgebildete erste und zweite Koppelzapfen 73, 74 auf, die zur Aufnahme in einer ersten bzw. zweiten Axialbohrung 109, 110 des ersten bzw. zweiten Betätigungsstempels 93, 94 vorgesehen sind. Die Aufgabe des ersten Koppelzapfens 73 und des zweiten Koppelzapfens 74 besteht einerseits in einer Stabilisierung der Ventilmembran 65 im Bereich des jeweiligen Ventilsitzes 47 bzw. 48. Ferner dienen die ersten und zweiten Koppelzapfen 73, 74 zur Einleitung von Zugkräften, die von den ersten und zweiten Betätigungsstempeln 93 und 94 in Abhängigkeit von der jeweiligen Funktionsstellung, die durch die Koppelwippe 106 sowie die axiale Position des Ankerteils 18 bestimmt wird, aufgebracht werden können.
Wie der Einbausituation gemäß der 2 entnommen werden kann, begrenzen das erste Ventilgehäuseteil 4 und das zweite Ventilgehäuseteil 5 einen Ventilraum 26, wobei der Ventilraum 26 von der Ventilmembran 65 in einen fluidfreien Bereich, der gemäß der Darstellung der 2 oberhalb der Ventilmembran 65 anzusiedeln ist und in einen fluidführenden Bereich, der gemäß der Darstellung der 2 unterhalb der Ventilmembran 65 anzusiedeln ist, unterteilt wird. Dabei wird der fluidführende Bereich des Ventilraums 26, der durch das erste Ventilgehäuseteil 4 und die Dichtoberfläche 70 der Ventilmembran 65 begrenzt wird, auch als Fluidraum 27 bezeichnet.
Wie bereits vorstehend beschrieben wurde, ist das erste Ventilgehäuseteil 4 von den insgesamt drei Fluidausnehmungen 30 bis 32 durchsetzt, die jeweils in den Fluidraum 27 münden. In Abhängigkeit von einer Deformation der Ventilmembran 65, die wahlweise durch den ersten Betätigungsstempel 93 auf den ersten Ventilsitz 47 oder mit Hilfe des zweiten Betätigungsstempels 94 auf den zweiten Ventilsitz 48 abdichtend angepresst wird, wird eine fluidisch kommunizierende Verbindung zwischen der zweiten Fluidausnehmung 30 und der dritten Fluidausnehmung 32 oder zwischen der ersten Fluidausnehmung 30 und der dritten Fluidausnehmung 32 blockiert bzw. freigegeben.
Das in der 7 dargestellte Ventilgehäuseteil 114 ist eine Variante des in den 2, 5 und 5 näher dargestellten ersten Ventilgehäuseteils 4 und unterscheidet sich lediglich in der Anordnung der dritten Fluidausnehmung 32. Die dritte Fluidausnehmung 32 ist hier mit einem Abstand 115 gegenüber der Verbindungsgeraden 54 angeordnet. Hierdurch wird eine Bedienung von nicht dargestellten Schlauchkupplungen von Fluidschläuchen, die an einer Unterseite des ersten Ventilgehäuseteils 114 an den jeweiligen Fluidanschlüssen 40 bis 42 angebracht werden können, gegenüber dem ersten Ventilgehäuseteil 4 aufgrund des größeren Abstands zwischen den Fluidanschlüssen 40 bis 42 vereinfacht.
Das in der 8 dargestellte Ventilgehäuseteil 204 ist eine weitere Variante des in den 2, 5 und 5 näher dargestellten ersten Ventilgehäuseteils 4 und unterscheidet sich vom Ventilgehäuseteil 4 dadurch, dass lediglich der erste Fluidanschluss 40 mit dem zugeordneten Ventilsitz 47 und der dritte Fluidanschluss 42 vorgesehen sind, die in gleicher Weise wie beim ersten Ventilgehäuseteil 4 ausgeführt sind. Das erste Ventilgehäuseteil 204 kann anstelle des ersten Ventilgehäuseteils 4 oder des ersten Ventilgehäuseteils 114 am zweiten Ventilgehäuseteil 5 angebracht werden, das dadurch gebildete, nicht dargestellte Membranventil ist dann als 2/2-Wegeventil konfiguriert.
Das in der 9 dargestellte Ventilgehäuseteil 304 ist eine weitere Variante des in den 2, 5 und 5 näher dargestellten ersten Ventilgehäuseteils 4 und unterscheidet sich vom Ventilgehäuseteil 4 dadurch, dass lediglich der erste Fluidanschluss 40 mit dem zugeordneten Ventilsitz 47 und der zweite Fluidanschluss 41, jedoch ohne Ventilsitz vorgesehen sind, die in gleicher Weise wie beim ersten Ventilgehäuseteil 4 ausgeführt sind. Das erste Ventilgehäuseteil 304 kann anstelle des ersten Ventilgehäuseteils 4 oder des ersten Ventilgehäuseteils 114 oder des ersten Ventilgehäuseteils 204 am zweiten Ventilgehäuseteil 5 angebracht werden, das dadurch gebildete, nicht dargestellte Membranventil ist dann als 2/2-Wegeventil konfiguriert.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

EP 2817543 B1 [0002]

Claims

Membranventil (1) zur Beeinflussung eines Fluidstroms, mit einem Ventilgehäuse (3), in dem ein von einem ersten Wandabschnitt (33) und von einem zweiten Wandabschnitt (80) begrenzter Ventilraum (26) ausgebildet ist, wobei am ersten Wandabschnitt (33) ein erster Fluidanschluss (40), ein zweiter Fluidanschluss (41) und/oder ein dritter Fluidanschluss (42) ausgebildet sind, die jeweils fluidisch kommunizierend mit dem Ventilraum (26) verbunden sind, sowie mit einer im Ventilraum (26) aufgenommenen Ventilmembran (65) aus einem gummielastischen Material, die an einem Außenumfang einen umlaufenden Dichtrand (67) aufweist, der abdichtend mit dem Ventilgehäuse (3) verbunden ist, wobei eine dem ersten Wandabschnitt (33) zugewandte Dichtoberfläche (70) der Ventilmembran (65) zusammen mit dem ersten Wandabschnitt (33) des Ventilgehäuses (3) einen Fluidraum (27) begrenzt, wobei die Ventilmembran (65) in einem ersten Deformationszustand für eine abdichtende Anlage an einem dem ersten Fluidanschluss (40) zugeordneten und im Fluidraum (27) angeordneten ersten Ventilsitz (47) und in einem zweiten Deformationszustand für eine Freigabe des ersten Ventilsitzes (47) ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass eine der Dichtoberfläche (70) abgewandte Rückenfläche (68) der Ventilmembran (65) zumindest bereichsweise an einem Wandbereich (89) des zweiten Wandabschnitts (80) festgelegt ist, der gegenüberliegend zum ersten Wandabschnitt (33) angeordnet ist.
Membranventil (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückenfläche (68) ein, vorzugsweise kreiszylindrisch ausgebildeter, längs einer Zapfenachse (35) erstreckter Befestigungszapfen (71) angeformt ist, der quer zur Dichtoberfläche (70) ausgerichtet ist.
Membranventil (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungszapfen (71) beabstandet zur Rückenfläche (68) einen quer zur Zapfenachse (35) erstreckten Vorsprung (72), insbesondere einen Ringbund, aufweist, der für eine, insbesondere elastische, Verriegelung des Befestigungszapfens (71) in einem Hinterschnitt (90) des Ventilgehäuses (3) ausgebildet ist und/oder dass eine Projektion des Befestigungszapfens (71) auf die Rückenfläche (68) weniger als 10 Prozent der Rückenfläche (68) bedeckt.
Membranventil (1) nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am ersten Wandabschnitt (33) der erste Fluidanschluss (40) und der zweite Fluidanschluss (41) und der dritte Fluidanschluss (42) ausgebildet sind, die jeweils fluidisch kommunizierend mit dem Ventilraum (26) verbunden sind und dass die Ventilmembran (65) im zweiten Deformationszustand für eine abdichtende Anlage an einem dem zweiten Fluidanschluss (41) zugeordneten und im Fluidraum (27) angeordneten zweiten Ventilsitz (48) ausgebildet ist, wobei der dritte Fluidanschluss (42) zwischen dem ersten Fluidanschluss (40) und dem zweiten Fluidanschluss (41) angeordnet ist.
Membranventil (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückenfläche (68) koaxial und gegenüberliegend zu einer ersten Fluidausnehmung (30) des ersten Ventilsitzes (47) ein, vorzugsweise kreiszylindrisch profilierter, erster Koppelzapfen (73) angeformt ist und dass an der Rückenfläche (68) koaxial und gegenüberliegend zu einer zweiten Fluidausnehmung (31) des zweiten Ventilsitzes (48) ein, vorzugsweise kreiszylindrisch profilierter, zweiter Koppelzapfen (74) angeformt ist.
Membranventil (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Wandabschnitt (33) umlaufend um den, insbesondere als erster Hohlkegelabschnitt (45) ausgebildeten, ersten Ventilsitz (47) eine ringförmige, vorzugsweise kreisringförmige, erste Vertiefung (49) ausgebildet ist und dass im ersten Wandabschnitt (33) umlaufend um den, insbesondere als zweiter Hohlkegelabschnitt (46) ausgebildeten, zweiten Ventilsitz (48) eine ringförmige, vorzugsweise kreisringförmige, zweite Vertiefung (50) ausgebildet ist, wobei im ersten Wandabschnitt (33) zwischen der ersten Vertiefung (49) und der zweiten Vertiefung (50) eine Nut (51) ausgebildet ist, wobei eine Nutbreite (61) der Nut (51) wenigstens 70 Prozent, vorzugsweise wenigstens 80 Prozent, besonders bevorzugt wenigstens 85 Prozent, einer maximalen Ausdehnung der ersten Vertiefung (49) oder der zweiten Vertiefung (50) beträgt.
Membranventil (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass ein erster Bodenbereich (56) der ersten Vertiefung (49) und ein zweiter Bodenbereich (57) der zweiten Vertiefung (50) und ein Nutgrund (58) der Nut (51) in einer gemeinsamen Bodenebene angeordnet sind.
Membranventil (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittenzentrum einer Anschlussbohrung des dritten Fluidanschlusses (42) mit einem Abstand quer zu einer Verbindungsgeraden (54) zwischen dem ersten Fluidanschluss (40) und dem zweiten Fluidanschluss (41) angeordnet ist, der wenigstens 50 Prozent eines Durchmessers der Anschlussbohrung beträgt.
Membranventil (1) nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Wandabschnitt (80) des Ventilgehäuses (3) von einer gegenüberliegend zum ersten Ventilsitz (47) angeordneten ersten Führungsausnehmung (84) und von einer gegenüberliegend zum zweiten Ventilsitz (48) angeordneten zweiten Führungsausnehmung (85) durchsetzt ist, wobei in der ersten Führungsausnehmung (84) ein erster Betätigungsstempel (93) linearbeweglich aufgenommen ist und wobei in der zweiten Führungsausnehmung (85) ein zweiter Betätigungsstempel (94) linearbeweglich aufgenommen ist und wobei eine Koppelwippe (106), die mit einem ersten Endbereich (107) auf einer der Ventilmembran (65) abgewandten ersten Stirnfläche (101) des ersten Betätigungsstempels (93) aufliegt und die mit einem zweiten Endbereich (108) auf einer der Ventilmembran (65) abgewandten zweiten Stirnfläche (102) des zweiten Betätigungsstempels (94) aufliegt, schwenkbeweglich am Ventilgehäuse (3) gelagert ist, und wobei im Ventilgehäuse (3) eine Antriebseinrichtung (10) angeordnet ist, die zur Einleitung einer linearen Antriebsbewegung auf den ersten Endbereich (107) oder den zweiten Endbereich (108) der Koppelwippe (106) ausgebildet ist.
Membranventil nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem ersten und/oder dem zweiten Betätigungsstempel (93, 94) eine Rückstellfeder (99, 100) zugeordnet ist, um eine entfernt vom ersten oder zweiten Ventilsitz (47, 48) angeordnete Vorzugsstellung für den ersten oder zweiten Betätigungsstempel (93, 94) zu bestimmen und/oder dass die Antriebseinrichtung (10) als Magnetspulenantrieb ausgebildet ist.