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Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum pneumatischen Antrieb eines Ventils, insbesondere eines Membranventils mit einem Gehäuse, welches mit dem Membranventil verbindbar ist und in welchem wenigstens ein Druckkolben geführt ist, welcher mit einer die Membran des Membranventils beaufschlagenden Ventilstange verbunden ist, wobei der wenigstens ein Druckkolben innerhalb des Gehäuses einen Druckraum in zwei Druckkammern unterteilt, wobei jede Druckkammer mit einem außenseitig am Gehäuse angeordneten Druckmittelanschluss in Verbindung steht.
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Membranventile werden üblicherweise entweder manuell mit Hilfe eines Handrades oder mit einem pneumatischen Antrieb betätigt, wobei als Druckmittel in der Regel Druckluft verwendet wird.
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Eine Vorrichtung zum pneumatischen Antrieb eines solchen Membranventils mit den Merkmalen des Oberbegriffes des Patentanspruchs 1 ist z.B. aus
DE-AS 1 550 268 bekannt. Diese Vorrichtung weist ein mehrteiliges rundes Gehäuse auf, welches über zusätzliche Verbindungsmittel fest mit einem Anschlussstutzen bzw. einer Haube des Membranventils verbunden ist. Am Gehäuseaußenrand sind zwei Druckluftanschlüsse vorgesehen, die sich in montierter Lage der Vorrichtung an einem Membranventil in einer festen Position befinden, was in der Praxis dazu führen kann, dass sie ungünstig zur Druckmittel- bzw. Druckluftquelle angeordnet sind. Außerdem ist der Gesamtaufbau der Vorrichtung sehr aufwändig.
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Neben derartigen Vorrichtungen mit runden Gehäusen, gibt es auch Betätigungsvorrichtungen für Membranventile mit rechteckigem Gehäuse, bei welchem die Position der Druckluftanschlüsse am Gehäuse ebenfalls fest vorgegeben ist. Auch diese Vorrichtungen sind in der Regel aufwändig aufgebaut und benötigen zur Montage am Ventilkörper zusätzliche Elemente zur Befestigung und Sicherung.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung zum pneumatischen Antrieb eines Ventils, insbesondere eines Membranventils zu schaffen, welches bei möglichst einfachem Aufbau variable Anschlussmöglichkeiten für die Druckmittelquelle bietet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Gehäuse ein inneres Gehäuse und ein äußeres Gehäuse aufweist, wobei das äußere Gehäuse das innere Gehäuse wenigstens über einen Teil seiner Länge umgibt und gegenüber dem inneren Gehäuse verdrehbar auf dem inneren Gehäuse angeordnet ist, wobei das innere Gehäuse den Druckraum und das äußere Gehäuse die Druckmittelanschlüsse aufweist.
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Bei der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind somit die beiden wesentlichen Funktionen der Vorrichtung, nämlich Druckmittelanschluss und die Antriebsfunktion (Öffnen/Schließen des Ventils, Befestigung) in zwei zentrale Bauteile voneinander getrennt, nämlich ein inneres und ein äußeres Gehäuse, wobei das äußere Gehäuse die Druckmittelanschlüsse aufweist und drehbar auf dem inneren Gehäuse angeordnet ist. Somit kann auch nachdem die Vorrichtung montiert worden ist, durch einfaches Verdrehen des äußeren Gehäuses gegenüber dem inneren Gehäuse die Position der Druckmittelanschlüsse verändert werden, indem die Druckmittelanschlüsse mit dem äußeren Gehäuse in eine entsprechende Verdrehposition gebracht werden. Diese einfache Verdrehbarkeit ist sowohl bei Vorrichtungen mit als auch ohne Federpaket gegeben.
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Dabei ist in bevorzugter Ausgestaltung vorgesehen, dass in der Außenwand des inneren Gehäuses fluchtend mit den beiden Druckmittelanschlüssen des äußeren Gehäuses jeweils eine umlaufende Nut ausgespart ist, wobei in jeder Nut wenigstens eine mit der jeweiligen Druckkammer in Verbindung stehende Durchgangsbohrung vorgesehen ist. Durch diese Gestaltung kann auf konstruktiv einfache Weise unabhängig von der Verdrehposition zwischen dem inneren und dem äußeren Gehäuse eine Druckmittelverbindung vom jeweiligen Druckmittelanschluss im äußeren Gehäuse zur zugeordneten Druckkammer im inneren Gehäuse geschaffen werden. Es versteht sich von selbst, dass zwischen dem rohrförmigen inneren und dem rohrförmigen äußeren Gehäuse entsprechende Dichtmittel angeordnet sind, z.B. O-Ring-Dichtungen.
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In bevorzugter weiterer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das innere Gehäuse und das äußere Gehäuse in axialer Richtung gegeneinander fixierbar sind, d.h. das innere und das äußere Gehäuse können nur gegeneinander verdreht und in der gewünschten Verdrehposition fixiert werden.
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Ferner ist besonders bevorzugt vorgesehen, dass das innere Gehäuse zur direkten Verbindung mit dem Membranventil ausgebildet ist. Es bedarf dann keiner zusätzlichen Elemente, um die Vorrichtung am Membranventil zu befestigen.
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Ganz besonders bevorzugt ist dazu vorgesehen, dass das innere Gehäuse auf der dem Membranventil zugewandten Seite ein Innengewinde aufweist, welches mit einem Außengewinde eines Anschlussstutzens des Membranventils korrespondiert.
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In weiterer bevorzugter Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das innere Gehäuse auf der dem Membranventil abgewandten Seite einen Abschlussdeckel aufweist, welcher innenseitig einen rohrförmigen Anschlussstutzen mit einem Außengewinde aufweist, wobei das innere Gehäuse mit einem korrespondierenden Innengewinde versehen ist.
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Des Weiteren ist bevorzugt vorgesehen, dass der Abschlussdeckel an seinem Außenumfang ein Außengewinde aufweist, auf welche eine ringförmige Gehäusearretierung, welche innenseitig ein korrespondierendes Innengewinde aufweist, aufschraubbar ist, welche in aufgeschraubter Lage am stirnseitigen Außenrand des äußeren Gehäuses anliegt. Beim Zusammenbau der Vorrichtung wird das äußere Gehäuse über das Innengehäuse gestülpt, und mittels des Abschlussdeckels befestigt. Der Abschlussdeckel selbst nimmt die Gehäusearretierung mit Innengewinde auf. Die Ausrichtung der Druckluftanschlüsse erfolgt über einen Kraftschluss. Das äußere Gehäuse wird über diesen Kraftschluss spaltfrei zwischen der Gehäusearretierung und dem inneren Gehäuse fixiert. Dazu weist das innere Gehäuse am dem Membranventil zugewandten Ende einen umlaufenden Vorsprung auf, an dem das äußere Gehäuse auf der der rohrförmigen Gehäuse abgewandten Seite anliegt.
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Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnungen beispielshaft näher erläutert. Diese zeigt in
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1 eine auf einem Membranventil montierte erfindungsgemäße Vorrichtung in perspektivischer Ansicht.
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2 einen Längsschnitt durch 1.
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3 ein inneres Gehäuse der Vorrichtung in perspektivischer Darstellung.
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4 ein äußeres Gehäuse der Vorrichtung in perspektivischer Darstellung.
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5 einen Abschlussdeckel der Vorrichtung in perspektiver Darstellung.
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6 eine ringförmige Gehäusearretierung in perspektivischer Darstellung.
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Eine Vorrichtung zum pneumatischen Antrieb eines Membranventils 1 ist allgemein mit 2 bezeichnet. Das Membranventil 1 selbst ist in den 1 und 2 dargestellt. Es weist einen Ventileinlass 3 und einen Ventilauslass 4 auf sowie im zentralen Bereich einen quer zur Strömungsrichtung angeordneten Anschlussstutzen 5 mit Außengewinde 5a auf. Innerhalb des Anschlussstutzens 5 ist in bekannter Weise eine Membran 6 angeordnet, welche einerseits randseitig an einem umlaufenden Gehäusering 7 des Membranventils 1 und auf der anderen Seite an einem rohrförmigen Innengehäuse 8 fest und dicht anliegt. Die Membran 6 wird über ein Druckstück 38 von der dargestellten Öffnungsposition bis in die Verschlussposition in nachfolgend näher beschriebener Weise gedrückt, in welcher sie den Durchströmungsquerschnitt des Membranventils 1 vollständig verschließt.
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Zur pneumatischen Betätigung des Membranventils 1 und dementsprechend zur Bewegung der Membran 6 in die eine oder andere Richtung ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 2 vorgesehen. Die Vorrichtung 2 weist erfindungsgemäß ein zweigeteiltes Gehäuse auf, nämlich ein inneres Gehäuse 10 und eine äußeres Gehäuse 11. Dabei umgibt das äußere Gehäuse 11 das innere Gehäuse 10 wenigstens über einen Teil seiner Länge und ist gegenüber dem inneren Gehäuse 10 verdrehbar auf dem inneren Gehäuse 10 angeordnet. Beim dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der dem Membranventil 1 zugewandte stirnseitige Außenrand 11a des äußeren Gehäuses 11 an einem umlaufenden Vorsprung 12 des inneren Gehäuses 10 an, während am anderen stirnseitigen Außenrand 11b das äußere Gehäuse 11 an einer ringförmigen Gehäusearretierung 13 anliegt, die nachfolgend noch näher beschrieben wird. Durch diese Anordnung kann sich das äußere Gehäuse 11 gegenüber dem inneren Gehäuse 10 drehen, ist aber in axialer Richtung gehalten und kann in einer bestimmten Verdrehposition durch die ringförmige Gehäusearretierung 13 fixiert werden.
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Innerhalb des inneren Gehäuses 10 ist ein Druckkolben 14 geführt, welcher mit einer Ventilstange 15 verbunden ist, die ihrerseits über einen Membranhalter 37 und ein Druckstück 38 mit einem Membrandom 9 der Membran 6 verbunden ist. Der Druckkolben 14 unterteilt einen Druckraum im inneren des inneren Gehäuses 10 in zwei Druckkammern 16 und 17. Dabei liegt beim Ausführungsbeispiel der Druckkolben 14 in einer Endstellung, in welcher das Membranventil 1 geöffnet ist, umlaufend an einem inneren Vorsprung 18 des inneren Gehäuses 10 an und kann in Richtung zur Membraen 6 des Membranventils 1 verschoben werden, wenn der Druckraum 16 mit Druckmittel, z.B. Druckluft, beaufschlagt wird.
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Das äußere Gehäuse 11 weist übereinander zwei Druckmittelanschlüsse 19 und 20 auf, welche in nachfolgend näher beschriebener Weise mit dem Druckraum 16 bzw. dem Druckraum 17 in Verbindung stehen: Fluchtend mit den beiden Druckmittelanschlüssen 19 und 20 des äußeren Gehäuses 11 sind in der Außenwand des inneren Gehäuses 10 zwei umlaufende Nuten 21, 22 ausgespart, wobei in jeder Nut 21, 22 wenigstens eine mit der jeweiligen Druckkammer 16, 17 in Verbindung stehende Durchgangsbohrung 21a, 22a vorgesehen ist.
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Durch diese Gestaltung ist gewährleistet, dass in beliebiger Verdrehposition zwischen dem äußeren Gehäuse 11 und dem inneren Gehäuse 10 eine Fluidverbindung zwischen dem Druckmittelanschluss 19 und dem Druckraum 16 sowie andererseits zwischen dem Druckmittelanschluss 20 und dem Druckraum 17 gegeben ist. Zwischen dem inneren Gehäuse 10 und dem äußeren Gehäuse 11 sind zwischen den Nuten 21, 22 und axial außerhalb der Nuten 21, 22 Dichtungen 23, vorzugsweise O-Ring-Dichtungen, angeordnet. Weitere Dichtungen der Vorrichtung 2 sind ebenfalls mit 23 bezeichnet.
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Das innere Gehäuse 10 ist zur direkten Verbindung mit dem Membranventil 1 ausgebildet. Dazu weist das innere Gehäuse 10 auf der dem Membranventil 1 zugewandten Seite ein Innengewinde 24 auf, mit dem es auf das Außengewinde 5a des Anschlussstutzens 5 des Membranventils 1 aufgeschraubt werden kann.
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Auf der dem Membranventil 1 abgewandten Seite weist das innere Gehäuse 10 einen Abschlussdeckel 25 auf, welcher innenseitig einen rohrförmigen Anschlussstutzen 26 mit einem Außengewinde 26a aufweist, wobei das innere Gehäuse 10 mit einem korrespondierenden Innengewinde 27 versehen ist. Radial innerhalb des rohrförmigen Anschlussstutzens 26 weist der Abschlussdeckel 25 eine zentrale Bohrung 28 mit einer nach innen gerichteter Führungshülse 29 für einen Anzeigestift 30 auf, der gehäuseinnenseitig mit der Ventilstange 15 verbunden ist. Der Anzeigestift 30 kann z.B. auf die Ventilstange 15 aufgeschraubt sein, wie dies zeichnerisch dargestellt ist.
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Der Abschlussdeckel 25 weist an seinem Außenumfang ein Außengewinde 31 auf, auf welche die ringförmige Gehäusearretierung 13 aufschraubbar ist. Dazu weist die Gehäusearretierung 13 ein korrespondierendes Innengewinde 13a auf.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung 2 weist somit zwei zentrale Bauelemente, nämlich das innere Gehäuse 10 und das äußere Gehäuse 11 sowie zwei Hilfselemente, nämlich den Abschlussdeckel 25 und die Gehäusearretierung 13 auf. Dadurch werden die Funktionen Luftanschluss bzw. Druckmittelanschluss und die Funktion Antrieb (Öffnen/Schließen, Befestigung) voneinander getrennt. Die Druckmittelanschlüsse 19, 20 sind auf ein eigenes, nämlich das äußere Gehäuse 11 gelegt. Die Funktion Öffnen/Schließen sowie Befestigung sind in das innere Gehäuse 10 integriert. Das zur Befestigung der Vorrichtung auf dem Membranventil 1 benötigte Gewinde 24 befindet sich direkt im inneren Gehäuse 10. Somit werden das Membranventil 1 und das innere Gehäuse 10 direkt über einen Kraftschluss 32 spaltfrei miteinander verbunden und arretiert. Es werden keine weiteren Elemente zur Befestigung und Sicherung benötigt.
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Beim Zusammenbau wird das äußere Gehäuse 11 über das innere Gehäuse 10 gestülpt und mittels des Abschlussdeckels 25 mit dessen Außengewinden 26, 31 befestigt, wobei das Außengewinde 31 die Gehäusearretierung 13 aufnimmt. Die Ausrichtung der Druckmittelanschlüsse 19, 20 erfolgt über einen Kraftschluss 33. Das äußere Gehäuse 11 wird über den Kraftschluss 33 spaltfrei zwischen der Gehäusearretierung 13 und dem Innengehäuse 10 fixiert.
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Beim dargestellte Ausführungsbeispiel ist im übrigen die Ventilstange 15 noch in einem kolbenartigen Zwischenstück 34 geführt, welches über Vorsprünge 35, 36 und einen Klemmring 39 axial im inneren Gehäuse 10 fixiert ist und stirnseitig am Innengehäuse 8 anliegt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Membranventil
- 2
- Vorrichtung
- 3
- Ventileinlass
- 4
- Ventilauslass
- 5
- Anschlussstutzen
- 5a
- Außengewinde
- 6
- Membran
- 7
- Gehäusering
- 8
- rohrförmiges Innengehäuse
- 9
- Membrandom
- 10
- inneres Gehäuse
- 11
- äußeres Gehäuse
- 11a
- Außenrand
- 11b
- Außenrand
- 12
- Vorsprung
- 13
- Gehäusearretierung
- 13a
- Innengewinde
- 14
- Druckkolben
- 15
- Ventilstange
- 16
- Druckkammer
- 17
- Druckkammer
- 18
- innerer Vorsprung
- 19
- Druckmittelanschluss
- 20
- Druckmittelanschluss
- 21
- Nut
- 21a
- Durchgangsbohrung
- 22
- Nut
- 22a
- Durchgangsbohrung
- 23
- Dichtungen
- 24
- Innengewinde
- 25
- Abschlussdeckel
- 26
- Anschlussstutzen
- 26a
- Außengewinde
- 27
- Innengewinde
- 28
- zentrale Bohrung
- 29
- Führungshülse
- 30
- Anzeigestift
- 31
- Außengewinde
- 32
- Kraftschluss
- 33
- Kraftschluss
- 34
- kolbenartige Führung
- 35
- Vorsprung
- 36
- Vorsprung
- 37
- Membranhalter
- 38
- Druckstück
- 39
- Klemmring
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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