DE10140035B4 - Control fitting for fluids for influencing and eliminating the volume flow in a pipe as required - Google Patents
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Abstract
Stellarmatur (10) für Fluide zur Beeinflussung und bedarfsweisen Unterbindung des Volumenstroms in einer Leitung, mit einem Gehäuse (16), einem Drosselkörper (14), einer Welle (12), die endseitig zum einen zumindest mittelbar mit dem Drosselkörper (14) – erstes Anschlussorgan – und zum anderen zumindest mittelbar mit einer Antriebsvorrichtung (62, 82) – zweites Anschlussorgan – über erste und zweite Verbindungsmittel verbunden ist, wobei über die Welle (12) das erste Anschlussorgan (14) zwischen einer Öffnungsstellung und einer Schließstellung bewegbar ist, und die ersten und zweiten Verbindungsmittel über die Stirnseite (32) der Welle (12) in diese eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Verbindungsmittel parallel zur Längsachse (20) angeordnete Stifte (30) und die zweiten Verbindungsmittel Schrauben (36) umfassen, durch die die Übertragung von tangentialen und radialen Kräften zwischen dem Anschlussorgan (14, 62, 82) und der Welle (12) erfolgt.Stellarmatur (10) for fluids for influencing and on-demand prevention of the volume flow in a line, with a housing (16), a throttle body (14), a shaft (12), the one end at least indirectly with the throttle body (14) - first Connecting member - and on the other hand at least indirectly with a drive device (62, 82) - second connecting member - is connected via first and second connecting means, via the shaft (12), the first connecting member (14) between an open position and a closed position is movable, and the first and second connecting means engage over the end face (32) of the shaft (12), characterized in that the first connecting means comprise pins (30) arranged parallel to the longitudinal axis (20) and the second connecting means comprise screws (36) the transmission of tangential and radial forces between the connecting member (14, 62, 82) and the shaft (12) takes place.
Description
Die Erfindung betrifft eine Stellarmatur für Fluide zur Beeinflussung und bedarfsweisen Unterbindung des Volumenstroms in einer Leitung gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art.The The invention relates to a control valve for fluids for influencing and, if necessary, inhibiting the volume flow in a pipe according to the Preamble of claim 1 specified type.
Derartige Stellarmaturen sind in unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Sie werden hinsichtlich ihrer Funktion in Absperrarmaturen, Regelarmaturen und Sicherheitsarmaturen unterteilt. Die Absperrarmaturen unterbinden bedarfsweise die Strömung eines Fluids in einer Leitung. Sie müssen dicht absperren und so zuschließen, dass die Geschwindigkeit nicht schlagartig Null wird, um Stoßbeanspruchungen zu vermeiden. Die Regelarmaturen sollen den Volumenstrom in Abhängigkeit von einer zu regelnden Größe beeinflussen. Die Sicherheitsarmaturen geben bei unzulässigem Überdruck einen Querschnitt zur Druckentlastung frei.such Stellarmaturen are known in a variety of designs. you will be in terms of their function in shut-off valves, control valves and safety fittings divided. Prevent the shut-off valves if necessary, the flow a fluid in a conduit. They have to shut tight and so on close, that the speed does not abruptly zero, to shock loads to avoid. The control valves should be the volume flow in dependence of a regulated size. The safety fittings give a cross section for impermissible overpressure free for pressure relief.
Derartige Stellarmaturen weisen ein Gehäuse auf, in dem ein Drosselkörper gelagert ist. Eine Welle verbindet den Drosselkörper – erstes Anschlussorgan – mit einer Antriebsvorrichtung – zweites Anschlussorgan –, wobei die Welle auf einer Seite mit dem Drosselkörper und auf der anderen Seite mit der Antriebsvorrichtung verbunden ist. Über die Welle werden die Antriebskräfte zum Öffnen und Schließen des Drosselkörpers, also zum Bewegen des Drosselkörpers zwischen einer Öffnungs- und einer Schließstellung, übertragen.such Stellarmaturen have a housing on, in which a throttle body is stored. A shaft connects the throttle body - first connecting member - with a Drive device - second Connecting element -, with the shaft on one side with the throttle body and on the other side is connected to the drive device. About the shaft, the driving forces to open and Shut down the throttle body, So to move the throttle body between an opening and a closed position, transferred.
Die Welle muss möglichst spielfrei sowohl mit dem Drosselkörper als auch mit der Antriebsvorrichtung verbunden sein, um möglichst präzise Stellbewegungen ausführen zu können. Insofern ist der Verbindung von Welle und Drosselkörper auf der einen Seite und der Verbindung von Welle und Antriebsvorrichtung auf der anderen Seite bei der Konstruktion besondere Beachtung zu schenken.The Wave must be as possible play free with both the throttle body and with the drive device be connected as much as possible precise Perform adjusting movements to be able to. In this respect, the connection of shaft and throttle body is on one side and the connection of shaft and drive device On the other hand, special attention is paid to the design give.
Es ist bekannt bei Stellarmaturen und schwenkbaren Drosselkörpern, die Verbindung der Welle zum Drosselkörper in Form eines Keilwellenprofils auszubilden. Dieses Keilwellenprofil ermöglicht eine spielfreie Verbindung und eine einfache Montage. Problematisch ist jedoch die Herstellung eines derartigen Keilwellenprofils, da bei Stellarmaturen, die für hohe Temperaturen ausgelegt sind, der Werkstoff des Drosselkörpers sehr hart ausgebildet ist. Es ist daher notwendig, das entsprechende Keilwellenprofil in dem Drosselkörper durch Erudieren einzubringen, was äußerst aufwendig ist.It is known in control valves and swiveling throttle bodies, the Connection of the shaft to the throttle body in the form of a splined shaft profile train. This splined shaft profile enables a backlash-free connection and a simple installation. However, the problem is the production of such a spline profile, as in control valves, for high temperatures are designed, the material of the throttle body is very hard. It is therefore necessary to have the corresponding spline profile in the throttle body to bring in by Erudieren, which is extremely expensive.
Die Verbindung der Welle mit einem Stellantrieb erfolgt in aller Regel über eine Passfeder. Das Einbringen einer entsprechenden Nut in die Welle ist ebenfalls aufwendig, da die Welle entsprechend der vorgesehenen Position der Passfeder exakt zum Werkzeug ausgerichtet werden muss.The Connection of the shaft with an actuator is usually done via a Adjusting spring. The introduction of a corresponding groove in the shaft is also expensive, since the shaft according to the intended Position of the key must be aligned exactly to the tool.
Darüber hinaus
offenbart die
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Stellarmatur für Fluide zur Beeinflussung und bedarfsweisen Unterbindung des Volumenstroms in einer Leitung gemäß der im Oberbegriff des Anspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung der genannten Nachteile mit einfachen Mitteln die Verbindung der Welle mit zumindest einem zugeordneten Anschlussorgan vereinfacht wird.Of the Invention is based on the object, a control valve for fluids for influencing and eliminating the volume flow as required in a line according to the Preamble of claim 1 specified type such educate that while avoiding the mentioned disadvantages with simple means the connection of the shaft with at least one associated connection member is simplified.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Teile des Anspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.These The object is achieved by the characterizing parts of claim 1 in Connection with its generic features solved.
Die Unteransprüche bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.The under claims form advantageous developments of the invention.
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass durch Vorsehen von Verbindungsmitteln zwischen dem Anschlussorgan und der Welle an der Stirnseite der Welle, sich die Herstellung der Welle erheblich vereinfachen lässt.Of the The invention is based on the finding that by providing Connecting means between the connecting member and the shaft the front of the shaft, the production of the shaft considerably simplify.
Nach der Erfindung umfassen die Verbindungsmittel zumindest stiftförmige erste Mittel, wie Stifte, zum Übertragen von tangentialen und radialen Kräften zwischen der Welle und dem Anschlussorgan. Die Längsachsen der Stifte und der Welle liegen dabei parallel zueinander. Insbesondere werden die tangentialen und radialen Kräfte ausschließlich durch die Stifte übertragen.To According to the invention, the connecting means comprise at least a pin-shaped first Means, such as pins, to transfer of tangential and radial forces between the shaft and the connecting element. The longitudinal axes of the pins and the Wave lie parallel to each other. In particular, the tangential and radial forces exclusively transmitted through the pins.
Die stiftförmige Verbindung ermöglicht eine aufwandsarme und kostengünstige Fertigung von Ventilen, wobei trotzdem die volle Funktionsfähigkeit gewährleistet ist.The pin-shaped Connection allows a low-effort and cost-effective Manufacture of valves, while still ensuring full functionality is.
Durch die Übertragung der tangentialen und radialen Kräfte mittels Stiften, ist es möglich sehr harte Werkstoffe zu verwenden, da beispielsweise Bohrungen auch in sehr hartes Material leicht einbringbar sind.By the transfer the tangential and radial forces by means of pins, it is possible To use very hard materials, such as holes even in very hard material are easily introduced.
Die Verbindungsmittel sind insbesondere innerhalb der radialen Erstreckung des Mantelumfangs der Welle angeordnet. In vorteilhafter Weise liegen die Stifte auf einem Kreisumfang um die Längsachse der Welle. Die Stifte können gleichmäßig über den Umfang der Welle verteilt sein.The Connecting means are in particular within the radial extent arranged the shell circumference of the shaft. Advantageously, the lie Pins on a circumference around the longitudinal axis of the shaft. The pencils can evenly over the circumference be distributed to the wave.
Um die Kraftübertragung zwischen der Welle und dem Anschlussorgan zu verbessern, liegt die Welle mit ihrer Stirnseite zumindest bereichsweise an dem Anschlussorgan zumindest mittelbar an.Around the power transmission between the shaft and the connecting member to improve, lies the shaft with its end face at least partially on the connecting member at least indirectly.
Vorzugsweise sind die ersten Mittel mit der Welle in Richtung der Längsachse der Welle reibschlüssig und in radialer und/oder tangentialer Richtung der Längsachse der Welle formschlüssig verbunden. Hierdurch ist es nunmehr möglich, dass lediglich Bohrungen im Anschlussorgan und in die Stirnseite der Welle eingebracht werden müssen. Das Einbringen von Bohrungen ist auch bei harten Werkstoffen, wie beispielsweise Stellit, ohne weiteres möglich. Die Montage wird vereinfacht, wenn die Stifte mit der Welle reibschlüssig verbunden sind, sodass die Welle mit den Stiften nur noch in die zugeordneten Bohrungen im Anschlussorgan eingebracht werden müssen. Somit sind nach erfolgter Montage die ersten Mittel mit dem Anschlussorgan in radialer und/oder tangentialer Richtung zur Längsachse der Welle formschlüssig verbunden.Preferably are the first means with the shaft in the direction of the longitudinal axis the shaft frictionally engaged and in the radial and / or tangential direction of the longitudinal axis the shaft form-fitting connected. As a result, it is now possible that only holes be introduced in the connecting element and in the end face of the shaft have to. The Drilling is also possible with hard materials, such as Stellite, easily possible. Assembly is simplified when the pins are frictionally connected to the shaft are, so that the shaft with the pins only in the assigned Bores must be introduced in the connecting element. Thus, after successful Mounting the first means with the connecting member in the radial and / or tangential direction to the longitudinal axis the shaft form-fitting connected.
Es ist notwendig, dass eine Ausbausicherung vorgesehen ist, um beispielsweise sicherzustellen, dass nach Abnahme des Antriebs die Welle durch den Innendruck nicht herausschießt. Bisher war es üblich, in die Welle eine umlaufende Nut einzubringen, in die nach der Montage der Welle, d. h. nach Verbinden der Welle mit den Anschlussorganen, eine Schraube eingreift.It it is necessary that a removal protection is provided, for example ensure that after removing the drive the shaft passes through the internal pressure does not shoot out. So far, it was common in the shaft to introduce a circumferential groove in the after assembly the wave, d. H. after connecting the shaft to the connecting elements, a screw engages.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung umfassen die Verbindungsmittel nunmehr zweite Mittel zum Übertragen von in Bezug auf die Längsachse der Welle axialen Kräf ten zwischen der Welle und dem Anschlussorgan. Beispielsweise bildet dabei eine in der Längsachse angeordnete und in die Welle eingreifende Schraube das zweite Mittel. Hierdurch wird auf einfache Weise eine Ausbausicherung gebildet.According to one embodiment According to the invention, the connecting means now comprise second means to transfer from in relation to the longitudinal axis the shaft axial forces th between the shaft and the connecting element. For example, forms one in the longitudinal axis arranged and engaging in the shaft screw the second means. As a result, a removal protection is formed in a simple manner.
Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung weist das Anschlussorgan eine der Welle angepasste Ausnehmung auf, in die die Welle zumindest bereichsweise eingreift. Hierdurch können Kräfte und Drehmomente besser übertragen werden und die Welle wird beim Verbinden mit dem Anschlussorgan bereichsweise geführt, wodurch die Montage erleichtert wird.According to one embodiment the invention, the connecting member adapted to the shaft Recess, in which the shaft engages at least partially. This allows personnel and transmit torques better be and the shaft is partially connected when connecting to the connecting member guided, whereby the assembly is facilitated.
Zur weiteren Vereinfachung der Herstellung ist die Welle mit einem über ihre Länge gleichbleibenden Querschnitt versehen. Die Mantelseite der Welle kann daher von einer Stirnseite bis zur anderen Stirnseite einfach einheitlich bearbeitet werden.to Further simplifying the manufacturing process is the shaft with one over theirs Length consistent Cross section provided. The shell side of the shaft can therefore from a Front side to the other end simply machined uniformly become.
Unter anderem um die Verbindung der Welle mit dem Anschlussorgan weiter zu vereinfachen, insbesondere um unterschiedliche Anschlussorgane mit der Welle einfach verbinden zu können, ist zwischen der Welle und dem Anschlussorgan zumindest ein Zwischenglied vorgesehen, mit dem die Welle über die Verbindungsmittel verbunden ist. Das Zwischenglied ist dann mit dem Anschlussorgan verbunden. Im Sinne der vorliegenden Erfindung ist das Zwischenglied dem Anschlussorgan zuzuordnen, sodass die oben angegebenen konstruktiven Ausbildungen gleichfalls auf das Zwischenglied zutreffen und die Welle mit dem Anschlussorgan via Zwischenglied verbunden ist.Under Another thing about the connection of the shaft with the connection organ on to simplify, in particular to different connection organs Being able to easily connect to the shaft is between the shaft and the connecting member provided at least one intermediate member, with the wave over the Connecting means is connected. The intermediate link is then with connected to the connecting element. For the purposes of the present invention the intermediate link is to be assigned to the connecting element, so that the above given constructive training also on the Pusher apply and the shaft with the connecting organ via Intermediate link is connected.
Einen erheblichen fertigungstechnischen Vorteil bietet die Ausbildung, bei der die Welle im Hinblick auf eine senkrecht zur Längsachse der Welle angeordnete Symmetrieebene symmetrisch ausgebildet ist. Nunmehr können beide Seiten der Welle gleich bearbeitet werden, wodurch die unterschiedlichen Bearbeitungsvorgänge reduziert werden. Hierin liegt ein erhebliches Einsparpotential. Zudem sind nunmehr auch die Verbindungsmittel zwischen der Welle und dem ersten Anschlussorgan sowie der Welle und dem zweiten Anschlussorgan einander entsprechend ausgebildet, sodass dadurch ebenfalls Kosteneinsparungen erzielt werden können.a considerable manufacturing advantage is offered by the training, at the shaft with respect to a perpendicular to the longitudinal axis the shaft arranged symmetry plane is formed symmetrically. Now you can Both sides of the wave are processed the same, causing the different edits be reduced. This is a considerable savings potential. In addition, now also the connecting means between the shaft and the first connecting member and the shaft and the second connecting member trained accordingly, so also cost savings can be achieved.
Vorzugsweise findet die Erfindung Anwendung bei Stellarmaturen, deren Drosselkörper in Form einer Klappscheibe oder in Form eines Drehkegels ausgebildet ist. Selbstverständlich können auch andere Stellarmaturen in der oben angegebenen Art und Weise ausgebildet werden.Preferably the invention finds application in control valves whose throttle body in shape a folding disc or in the form of a rotary cone is formed. Of course can also other control valves in the manner indicated above be formed.
Um eine optimale Kraftübertragung zu gewährleisten, sind die Welle und die Anschlussorgane spielfrei miteinander verbunden.Around an optimal power transmission to ensure, the shaft and the connecting elements are connected to each other without backlash.
Insbesondere bei als Drehkegel ausgebildeten ersten Anschlussorganen ist es notwendig, dass diese Anschlussorgane ein definiertes Spiel im Gehäuse aufweisen, damit diese sich beim Schließvorgang im Hinblick auf einen Dichtring einzentrieren können. Daher weist üblicher Weise das erste Anschlussorgan jeweils ein Axiallager auf, über das das Spiel des ersten Anschlussorgans eingestellt wird.Especially when trained as a rotary cone first connection organs it is necessary that these connecting members have a defined clearance in the housing, so that they are in the closing process can center with respect to a sealing ring. Therefore, it is more common The first connecting member each have a thrust bearing on the the game of the first connecting member is set.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung ist das erste Anschlussorgan auf der der Welle entfernt gelegenen Seite mit einem in beide axiale Richtungen in Bezug auf die Längsachse der Welle wirksamen Axiallager versehen, das mit dem Gehäuse verbunden ist. Gegenüber der bisherigen Ausbildung, bei der auf jeder Seite des ersten Anschlussorgans ein in eine Richtung wirksames Axiallager vorgesehen ist, ist nunmehr der Abstand zwischen den in die jeweilige Richtung wirksamen Axiallager erheblich kürzer. Dies hat den Vorteil, dass nur noch ein geringes Spiel des ersten Anschlussorgans im Gehäuse notwendig ist, da sich die Wärmedehnung des ersten Anschlussorgans über diesen kurzen Abstand geringer auswirkt. Des Weiteren muss das Gehäuse nur noch auf einer Seite bearbeitet werden.According to one embodiment of the invention, the first connection member is provided on the side remote from the shaft with an axial bearing which is connected in both axial directions with respect to the longitudinal axis of the shaft and which is connected to the housing. Compared to the previous training, in which on each side of the first connection member an effective axial direction is provided in a direction, now the distance between the effective in the respective direction thrust bearing is considerably shorter. This has the advantage that only a small clearance of the first connecting member in the housing is necessary because the thermal expansion of the first connecting member over this short distance less impact. Furthermore, the housing only has to be processed on one side.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung einer Ausführungsform der Erfindung im Zusammenhang mit der Zeichnung. Es zeigen:Further Advantages and embodiments will become apparent from the following description an embodiment the invention in conjunction with the drawing. Show it:
In
In
einem Gehäuse
Die
Stellarmatur
Die
Welle
In
die Bohrungen sind jeweils Stifte
Um
zu verhindern, dass nach Abnahme eines an der der Stirnseite
Die
Schraube
Zudem
ist eine Ausnehmung
Das
Drehkegel
Das
Axiallager
Zum
Eingreifen des oberen Lagereinsatzes
Über eine
Schraube
Der
Dicht- und Sitzring
In
die Bohrung
Der
Dicht- und Sitzring
Durch
die Ausbildung der Dichtphase
In
In
Die
Welle
Wie
oben bereits ausgeführt
wurde, reduziert sich durch das Axiallager
Durch
die einteilige Ausbildung des Sitz- und Dichtringes
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass nunmehr eine einfache Herstellung und Montage mit einfachen Mitteln gewährleistet wird.The Invention is characterized in that now a simple Guaranteed production and installation with simple means becomes.
- 1010
- Stellarmaturpositioning device
- 1212
- Wellewave
- 1414
- Drehkegelreamer
- 1616
- Gehäusecasing
- 16a, b16a, b
- Flansche zum Anschluss an eine Leitungflanges for connection to a cable
- 1818
- Lagerringbearing ring
- 2020
- Längsachse der Wellelongitudinal axis the wave
- 2222
- DurchflussrichtungFlow direction
- 2424
- Dicht- und Sitzringsealants and seat ring
- 3030
- Stiftepencils
- 3232
- Stirnseite der Wellefront the wave
- 3434
- Bohrungendrilling
- 3636
- Schraubescrew
- 3838
- DurchgangsbohrungThrough Hole
- 4040
- Ausnehmungrecess
- 4242
- Axiallagerthrust
- 4444
- unteres Lagerlower camp
- 4646
- oberer Lagereinsatzupper bearing insert
- 4848
- Schultershoulder
- 5050
- Absatzparagraph
- 5252
- Bohrungdrilling
- 5454
- Ausnehmungrecess
- 5656
- Schraubescrew
- 5858
- Bohrungdrilling
- 6060
- Stiftpen
- 6262
- Zwischengliedintermediary
- 6464
- Bohrungdrilling
- 6666
- DurchgangsbohrungThrough Hole
- 6868
- Aufnahme für den Stellantriebadmission for the actuator
- 7070
- Bohrung des Dicht- und Sitzringesdrilling of the sealing and seat ring
- 7272
- Distanz- und DichtscheibeDistance- and sealing washer
- 7474
- Dichtflächesealing surface
- 7676
- Schraubenscrew
- 7878
- Ausnehmungrecess
- 8080
- Stirnseitefront
- 8282
- Stellantriebactuator
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