CH625023A5

CH625023A5 - Rotary drive arrangement for a fitting

Info

Publication number: CH625023A5
Application number: CH1491977A
Authority: CH
Inventors: Erhard Pfannenschmidt
Original assignee: Pfannenschmidt Ing Buero
Priority date: 1976-12-08
Filing date: 1977-12-06
Publication date: 1981-08-31
Also published as: DE2655493C3; DE2655493B2; DE2655493A1; GB1545038A; IT1089721B; NL7713530A; SE7713851L; FR2373742A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Armatur-Drehantriebsvorrichtung, bei der in einem Gehäuse mindestens ein von einem Druckmittel betätigbarer Kolben angeordnet ist, der einen Antriebsabschnitt aufweist, der in kraftübertragendem Eingriff mit einer drehbar gelagerten Antriebswelle der Armatur steht, derart, dass ein Kolbenhub eine Drehbewegung der Antriebswelle zur Folge hat.

Kugelhähne oder Absperrklappen sind üblicherweise mit einer Antriebswelle ausgestattet, deren Drehbetätigung eine Verstellung des Kugelkükens bzw. der Klappe zur Folge hat, um ein Strömungsmedium abzusperren, zu drosseln oder diesem freien Durchfluss zu geben. In vielen Fällen wird die Antriebswelle von Hand betätigt durch geeignete Schalthebel oder dergleichen. Es sind jedoch auch Hilfsantriebe vorgesehen, pneumatische, elektrische oder hydraulische Drehantriebe, die auf dem Gehäuse der Armatur angeordnet werden und deren Abtriebswelle mit der Antriebswelle der Armatur gekoppelt wird. Derartige Drehantriebsvorrichtungen enthalten zumeist einen oder zwei axial verstellbare, einzeln oder doppelt wirkende Kolben, die einen Antriebsabschnitt, beispielsweise mit einer linearen Zahnung, aufweisen, der mit einer drehbar gelagerten Welle in Eingriff tritt.

Die bekannten Drehantriebe haben sämtlich den Nachteil, dass sie zum einen den Aufwand einer Armatur erheblich heraufsetzen und zum anderen den Platzbedarf der Armatur vergrössern, was ihren Einsatz in manchen Fällen in Frage stellen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drehantriebsvorrichtung für Armaturen zu schaffen, die eine kleinbauende Einheit von Armatur und Antriebsvorrichtung bildet und zudem mit verhältnismässig geringem Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass das Gehäuse und der Kolben in Form eines Ringes oder Teilringes die Armatur zumindest teilweise umgeben und der

Antriebsabschnitt unmittelbar mit der Antriebswelle in Eingriff steht.

Bei der Erfindung sind Drehantriebsvorrichtung und Armatur als Einheit ausgebildet. Dadurch wird der Aufwand, der im Stand der Technik für eine getrennte Drehantriebsvorrichtung erforderlich ist, erheblich herabgesetzt. Ausserdem Iässt sich mit Hilfe der Erfindung die Gesamtanordnung von Armatur und Drehantrieb sehr klein bauen. Diese Vorteile werden dadurch erreicht, dass der Kolben bzw. das Gehäuse hierfür die Armatur zumindest teilweise umgeben. Das Gehäuse der Armatur kann somit Teil der Gesamtanordnung werden, so dass damit eine erhebliche Materialeinsparung erzielt werden kann.

Die Erfindung ist anwendbar für alle schwenkbaren Armaturen in Durchgangs- oder Mehrwegeform. Sie ist insbesondere vorteilhaft für Kugelhähne und Absperrklappen. Sie kann ferner für beliebige Drehwinkel ausgelegt werden.

Für eine Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei doppelt wirkende Kolben im Gehäuse angeordnet sind, deren Antriebsabschnitt um 180° versetzt an der Antriebswelle angreift. Mit dieser Massnahme wird auf die Antriebswelle ein reines Drehmoment ausgeübt. Bei nur einem Antriebsabschnitt würde der Kraftangriff exzentrisch sein und die Lagerung der Antriebswelle bzw. die des beweglichen Armaturelementes, beispielsweise Kugelküken, unnötigerweise beeinträchtigen.

Der Krafteingriff zwischen Antriebsabschnitt des Kolbens und der Antriebswelle kann auf irgendeine geeignete Art und Weise erfolgen. Besonders vorteilhaft ist, die Antriebswelle und den Antriebsabschnitt mit einer Zahnung zu versehen.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass zwei auf entgegengesetzten Seiten angeordnete, koaxiale Antriebswellen vorgesehen sind und der Kolben zwei jeweils mit der zugeordneten Antriebswelle in Eingriff stehende Antriebsabschnitte aufweist. Auf diese Weise ist auch der Kraftangriff am Kugelhahn, an der Klappe oder dergleichen gleichmässig, was zu einer entsprechenden Schonung der Sitzringe führt.

Wie weiter oben bereits erwähnt, können für die Armatur ohnehin erforderliche Teile gleichzeitig für die Drehantriebsvorrichtung eingesetzt werden. In diesem Zusammenhang sieht eine Ausgestaltung der Erfindung vor, dass das Gehäuse für die Armatur die Innenwandung des ringzylindrischen Zylinderraumes des Kolbens bildet. Der Ringkolben gleitet auf der Aussenseite des Armaturgehäuses, das natürlich entsprechend geformt sein muss. Auf diese Weise ist der Aufwand ausserordentlich stark vermindert.

Es ist häufig gefordert, dass Armaturen eine Vorzugsstellung aufweisen, in die sie verstellt werden, wenn der Hilfsantrieb aus irgendwelchen Gründen ausfällt. In diesem Zusammenhang sieht eine weitere Ausgestaltung der Erfindung vor, dass der Kolben auf einer Seite mit einer Druckfeder beaufschlagt ist. Die Druckfeder besorgt die Verstellung des Kolbens in einer Richtung, während auf der entgegengesetzten Seite Druckmittel zugeführt werden kann. Selbstverständlich kann jedoch auch auf der der Feder zugewandten Seite des Kolbens Druckmittel zur Kolbenbetätigung eingesetzt werden.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher beschrieben.

Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die erfindungsgemässe Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt einen um 90° versetzten Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch die Vorrichtung nach Fig. 1 nach der Linie A-B.

Fig. 4 zeigt in auseinandergezogener Darstellung Teile der Vorrichtung nach Fig. 2.

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Fig. 5 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung.

Fig. 6 zeigt einen um 90° versetzten Schnitt der Vorrichtung nach Fig. 5.

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Ein Rohrstutzen 10 und ein Rohrstutzen 11 mit Flansch 12 sind von entgegengesetzten Seiten in ein zylindrisches Gehäuse 13 eines Kugelhahns eingeschraubt. Gegen die Stirnseiten der Rohrstutzen 10,11 liegen Sitzringe 14,15 an für ein Kugelküken 16. Das Kugelküken besitzt eine axiale Durchgangsboh- io rung 17. Es ist an diametral gegenüberliegenden Seiten mit zwei Antriebswellen 18,19 gekoppelt, die sich mit einem Bund 20,21 in einer Ausnehmung des zylindrischen Gehäuses 13 abstützen und mittels einer Ringdichtung 22, 23 gegenüber dem Innenraum des zylindrischen Gehäuses 13 abdichten. is

Die entgegengesetzten Enden der Antriebswellen 18,19 sind drehbar in einem zylindrischen Gehäuse 24 gelagert, das das Gehäuse 13 konzentrisch umgibt. Die Welle 19 ist in einer Ausnehmung der Wandung des Gehäuses 24 drehbar gelagert, während die Welle 18 mit einem Zapfen 25 aus dem Gehäuse 20 24 hervorsteht und ausserdem eine Ringdichtung 26 besitzt.

Das Gehäuse 24 bildet mit dem Gehäuse 13 einen Zylinderringraum, der an den Stirnseiten durch Ringscheiben 27, 28 abgeschlossen ist. Die Ringscheiben stehen dichtend mit dem Rohrstutzen 10,11 und den Gehäusemänteln 13,24 in Ein- 2s griff. Im Ringzylinderraum sind zwei Ringkolben 29, 30 gleitend und dichtend angeordnet. Der Aufbau der Ringkolben 29, 30 geht aus der Zusammenschau mit den übrigen Figuren hervor. Sie bestehen aus einem Kreisringabschnitt 31,33 mit einem sich um etwas weniger als den halben Umfang erstrek- 30 kenden axialen Ansatz 32, 34. Die Ansätze 32,34 sind teil-ringzylindrisch geformt und besitzen an den axial verlaufenden Seiten lineare Zahnungen 35,36. Die Zahnungen 35, 36 sind in Eingriff bringbar mit gezahnten Abschnitten 37, 38 der Wellen 18,19. Jeder Kolben 29, 30 steht somit jeweils mit 35 dem gezahnten Abschnitt 37, 38 der Wellen 18,19 in Eingriff. Die Ansätze 32, 34 mit den Zahnungen 35,36 sind ausserdem so ausgebildet, dass die Zahnungen 35, 36 jeweils 180° versetzt mit den gezahnten Abschnitten 37, 38 in Eingriff treten.

Im Gehäusemantel 24 sind zwei Bohrungen 39,40 vorgese- 40

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hen, von denen die erste mit einer Kammer zwischen dem Kolben 30 und der Stirnwand 28 und die zweite mit dem Raum zwischen den Kolben 29, 30 in Verbindung steht. Eine weitere, nicht gezeigte, Bohrung kommuniziert mit der Bohrung 29 und steht mit dem Raum zwischen dem Kolben 29 und der Stirnwand 27 in Verbindung. Mittels geeigneter Druckmittelanschlüsse können somit die Kolben 29, 30 beidseitig beaufschlagt werden, um eine Bewegung aufeinander zu bzw. voneinander fort auszuüben. Wegen des doppelten Eingriffs mit den Antriebswellen 18, 19 erfolgt die Bewegung der Kolben 29, 30 synchron. Druckfedern 70, 71 an den voneinander fort gekehrten Seiten der Kolben 29, 30 versuchen diese stets in Richtung aufeinander zu zu bewegen. Dadurch ist bei Ausfall des Druckmittels eine Vorzugsstellung des Kugelhahns vorgegeben, die hier eine Schliesstellung ist. Ansätze 42, 43 an der Innenseite der Stirnwände 27, 28 dienen als Anschläge für die Kolben 29, 30 in ihrer am weitesten voneinander entfernt liegenden Stellung.

Der Zapfen 25 ermöglicht eine Verstellung der Wellen 18, 19 und des Kugelkükens 16 von aussen.

Die Darstellung nach den Fig. 5 und 6 ist derjenigen nach den Fig. 1 bis 4 verhältnismässig ähnlich. Ein Ringzylindermantel 50 und ein konzentrisch dazu angeordneter, ersteren umgebender Ringzylindermantel 51 bilden eine Ringkammer für zwei Ringkolben 52,53. Die Ringkammer wird seitlich begrenzt durch Ringscheiben 54, 55, die an entgegengesetzten Enden der Zylindermantel 50, 51 angeflanscht sind. Mit der Ringscheibe 55 ist ein Flansch 56 verbunden.

Innerhalb des Zylindermantels 50 ist eine Klappe 57 drehbar angeordnet, mit der an diametral gegenüberliegenden Seiten Antriebswellen 58, 59 gekoppelt sind. Die Antriebswellen 58, 59 haben gezahnte Abschnitte 60,61. Die Kolben 52, 53 sind mit sich axial und nicht ganz über den halben Umfang erstreckenden Ansätzen 62, 63 versehen, die an den axial sich erstreckenden Seiten mit einer Zahnung versehen sind, von denen lediglich eine Zahnung an diametral gegenüberliegenden Seiten des Kolbens 53 bei 64 dargestellt ist. Aufbau und Wirkungsweise der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 entspricht im übrigen der Ausführungsform nach den Fig. 1 bis 4, so dass es sich erübrigt, diese nochmals zu beschreiben.

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2 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Armatur-Drehantriebsvorrichtung, bei der in einem Gehäuse mindestens ein von einem Druckmittel betätigbarer Kolben angeordnet ist, der einen Antriebsabschnitt aufweist, der in kraftübertragendem Eingriff mit einer drehbar gelagerten Antriebswelle der Armatur steht, derart, dass ein Kolbenhub eine Drehbewegung der Antriebswelle zur Folge hat, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (24) und der Kolben (29, 30) in Form eines Ringes oder Teilringes die Armatur zumindest teilweise umgeben und der Antriebsabschnitt (32, 34) unmittelbar mit der Antriebswelle (18,19) in Eingriff steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwei doppelt wirkende Kolben (29, 30) im Gehäuse (24) angeordnet sind, deren Antriebsabschnitt (32,40) um 180° versetzt an der Antriebswelle (18,19) angreift.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zwei auf entgegengesetzten Seiten angeordnete koaxiale Antriebswellen (18,19) vorgesehen sind und der Kolben (29, 30) zwei jeweils mit der zugeordneten Antriebswelle (18,19) in Eingriff stehende Antriebsabschnitte (35,36) aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Gehäuse (13) der Armatur die Innenwandung des ringzylindrischen Zylinderraumes des Kolbens (29, 30) bildet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Kolben (29, 30) auf einer Seite mit einer Druckfeder (40,41) beaufschlagt ist.