DE102017209170A1

DE102017209170A1 - Stellantrieb mit einem Bügelverschluss zur lösbaren Befestigung an einem Flansch eines Ventils oder einer Klappe

Info

Publication number: DE102017209170A1
Application number: DE102017209170.3A
Authority: DE
Inventors: Mike Hürlimann; Tobias Streuli; Antonio Verdicchia
Original assignee: Siemens Schweiz AG
Current assignee: Siemens Schweiz AG
Priority date: 2017-05-31
Filing date: 2017-05-31
Publication date: 2018-12-06
Anticipated expiration: 2037-06-01
Also published as: WO2018219558A1; DE102017209170B4

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb (SA) zur lösbaren Befestigung an einem Flansch (FL) eines Ventils (V) oder an einem Flansch einer Klappe. Das Ventil und die Klappe sind zum Einstellen eines flüssigen oder gasförmigen Volumenstroms, insbesondere zum Heizen oder Klimatisieren eines Gebäudes, vorgesehen. Der Stellantrieb weist ein Gehäuse (G), ein im Gehäuse aufgenommenes Stellglied sowie einen durch das Stellglied antreibbaren Stellanschluss (AN) auf. Der Stellanschluss ist derart ausgebildet, dass dieser nach der lösbaren Befestigung an dem Flansch mit einem Ventilantrieb (VA) oder mit einem Klappenantrieb zusammenwirkt. Der Stellantrieb weist in kennzeichnender Weise zumindest einen gelenkig am Gehäuse des Stellantriebs anbringbaren Bügelverschluss (BV) zur lösbaren Befestigung des Stellantriebs an dem Ventilflansch bzw. an dem Klappenflansch auf.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb zur lösbaren Befestigung an einem Flansch eines Ventils oder an einem Flansch einer Klappe. Das Ventil bzw. die Klappe ist zum Einstellen eines flüssigen oder gasförmigen Volumenstroms, insbesondere zum Heizen oder Klimatisieren eines Gebäudes, vorgesehen. Der Stellantrieb weist ein Gehäuse, ein im Gehäuse aufgenommenes Stellglied sowie einen durch das Stellglied antreibbaren Stellanschluss auf. Letzterer ist derart ausgebildet, dass dieser nach der lösbaren Befestigung am Flansch mit einem Ventilantrieb oder mit einem Klappenantrieb zusammenwirkt.
Der Stellantrieb, der auch als Aktor bezeichnet wird, weist typischerweise einen Elektromotor, ein üblicherweise dem Elektromotor nachgeschaltetes Reduziergetriebe sowie einen getriebeseitigen Stellanschluss zum Anschliessen eines Ventils oder eines Klappe auf. Zum Einstellen des gewünschten Volumenstroms verfährt der Stellantrieb den Stellanschluss um einen entsprechenden Stellweg oder alternativ um einen entsprechenden Stellwinkel. Anstelle des Elektromotors und des Getriebes ist auch die Verwendung von sogenannten Wachsantrieben oder von Antrieben basierend auf Formgedächtnislegierungen insbesondere zum Stellen eines Ventils bekannt.
Gegenwärtig werden die Stellantriebe mit dem Flansch eines Ventils oder mit dem Flansch einer Klappe verschraubt. Dies ist nachteilig zeitaufwändig.
Davon ausgehend ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Stellantrieb anzugeben, der einfacher und schneller an einem Flansch befestigt werden kann.
Die Aufgabe wird mit den Gegenständen des Hauptanspruchs gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß weist der Stellantrieb zumindest einen gelenkig am Gehäuse des Stellantriebs anbringbaren Bügelverschluss zur lösbaren Befestigung des Stellantriebs am Flansch des Ventils bzw. am Flansch der Klappe auf.
Dadurch vereinfacht sich die Montage erheblich. Der Zeitaufwand dafür ist vorteilhaft minimal.
Der Kern der Erfindung liegt in der Verwendung eines von Getränkeflaschen, insbesondere von Bierflaschen, her bekannten Bügelverschlusses. Ein solcher auf dem Kniehebelmechanismus basierender Verschluss erlaubt ein wiederholtes Öffnen und Verschließen der Getränkeflasche.
Die Erfindung nimmt den Gedanken des auf einem gänzlich anderen technischen Gebiet bekannten Bügelverschlussmechanismus auf und überträgt diesen Gedanken zum wiederholt möglichen Öffnen und Verschließen auf eine nun wiederholt lösbare Montage von Stellantrieben an einem Flansch.
Nach einer Ausführungsform weist der Stellantrieb zwei am Gehäuse gelenkig angebrachte und sich gegenüberliegende Bügelverschlüsse zur lösbaren Befestigung des Stellantriebs an dem Flansch auf. Dadurch erfolgt eine gleichmäßige Verspannung des Stellantriebs mit dem Flansch.
Alternativ dazu kann der Stellantrieb auch nur einen einzigen am Gehäuse gelenkig angebrachten Bügelverschluss zur lösbaren Befestigung des Stellantriebs an dem Flansch aufweisen.
Zudem kann nach einer weiteren Ausführungsform zwischen dem Ventilflansch bzw. dem Klappenflansch und dem Stellanschluss ein elastisches Element, wie z.B. ein O-Ring, eingebracht werden. Das elastische Element kann auch bereits am Flansch oder bereits am Stellanschluss angebracht sein, wie z.B. angeklebt oder angespritzt.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge weist der jeweilige Bügelverschluss einen manuellen Spannbügel und ein am Spannbügel im Sinne eines Kniehebels gelagertes Joch auf. Das Joch umfasst einen Jochbügel zum Hintergreifen des Flansches zum Befestigen des Stellantriebs an dem Flansch.
Durch den Kniehebelmechanismus wird zum einen eine ausreichend große mechanische Verspannung zwischen dem Stellantrieb und dem Flansch erreicht. Zum anderen ist über den vergleichsweise langen Hebel ein in der Handhabung einfaches Verspannen mittels des Spannbügels bei vergleichsweise kleinen Kräften möglich. Dabei gewährleistet der Spannbügel nach Erreichen seiner Endstellung und nach Überschreiten des Kniehebelpunkts, dass der Stellantrieb sicher an dem Flansch befestigt bleibt.
Mit dem „Hintergreifen“ der Unterseite des Flansches ist gemeint, dass der Jochbügel in zumindest eine typischerweise vorhandene Vertiefung als Gegenlager eingreifen kann.
Insbesondere weist das jeweilige Joch den Jochbügel sowie je zwei Jochenden an einem dem Jochbügel gegenüberliegenden Ende auf. Der jeweilige Spannbügel weist zwei Ösen zur Lagerung der zwei hindurchgreifenden Jochenden auf.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist der jeweilige Jochbügel dergestalt, dass ein Kragen an einer Flanschunterseite des zu spannenden Flansches oder zumindest ein Lagerbock an der Flanschunterseite hintergreifbar ist. Der Jochbügel kann hierzu entsprechend gebogen und insbesondere gekröpft sein.
Einer weiteren Ausführungsform zufolge umfasst der jeweilige manuelle Spannbügel eines Bügelverschlusses zwei Bügelenden, welches in je einem gehäuseseitigen Stützlager gelagert ist.
Insbesondere ist das jeweilige Stützlager eine vom Gehäuse wegzeigende Strebe mit einem Durchgangsloch für ein Bügelende. Die Strebe ist typischerweise integraler Bestandteil des Gehäuses. Sie kann ein integrales Gussteil oder Spritzgussteil sein, wobei das Gehäuse aus einem Kunststoff oder aus einem Metall, wie z.B. aus Aluminium, hergestellt ist.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist der jeweilige Bügelverschluss aus Draht hergestellt. Insbesondere ist der Bügelverschluss aus zwei gebogenen Drahtstücken hergestellt, wobei ein erstes gebogenes Drahtstück den Spannbügel bildet und wobei ein zweites gebogenes Drahtstück das Joch bildet.
Alternativ zu Draht können das Joch und der Spannbügel jeweils aus einem Kunststoff hergestellt sein, wie z.B. aus Polyamid. Die beiden Kunststoffteile sind dann vorzugsweise einstückig.
Nach einer vorteilhaften Ausführungsform sind die zwei Ösen im Spannbügel eines jeweiligen Bügelverschlusses Drahtschlaufen, durch welche je ein Jochende in Form eines Drahtendes hindurchgreift.
Schließlich sind die zwei Bügelenden des Spannbügels eines jeweiligen Bügelverschlusses nach einer weiteren Ausführungsform gleichfalls Drahtenden, welche durch je ein Loch an der gehäuseseitigen Strebe als Stützlager eingreifen. Das Loch kann ein durch die Strebe durchgehenden Loch sein, durch das ein Drahtende hindurchgreift. Es kann alternativ ein Sackloch sein, in das ein Drahtende lediglich hineingreift.
Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausführungen der vorliegenden Erfindung werden am Beispiel der nachfolgenden Figuren erläutert. Dabei zeigen:

1 einen bekannten Bügelverschluss zum Verschließen einer Getränkeflasche,
2 ein Beispiel für einen Stellantrieb mit zwei Bügelverschlüssen zum lösbaren Befestigen an einem Ventilflansch eines Ventils gemäß der Erfindung,
3 eine Ansicht auf eine Flanschunterseite entlang der Blickrichtung III in 2 mit einem Flanschkragen und mit einem diesen hintergreifenden Jochbügel gemäß der Erfindung, und
4 eine Ansicht auf eine Flanschunterseite entlang der Blickrichtung III in 2 mit beispielhaft vier Lagerböcken und mit zwei diese hintergreifenden Jochbügel gemäß der Erfindung.

1 zeigt einen bekannten Bügelverschluss BV' zum Verschließen einer Getränkeflasche. Der Bügelverschluss BV' weist dabei einen aus Draht geformten Spannbügel B sowie ein gleichfalls aus Draht geformtes Joch J auf. Der Spannbügel B bildet zwei Drahtschlaufen als Ösen OS aus, in welcher je ein Jochende JE des Jochs J gelagert ist. Die beiden Bügelenden BE sind in nicht gezeigten Vertiefungen am Flaschenhals der Getränkeflasche gelagert. Ein den Jochenden JE gegenüberliegender Jochbügel JB geht durch eine Durchgangsöffnung im Flaschenverschluss FV hindurch. Mit D ist ein Dichtungsring bezeichnet. Der Spannbügel B und das Joch J bilden zusammen einen Kniehebelmechanismus. Beim Spannen wird dann der Flaschenverschluss FV mittels des Jochbügels JB und weiter über die Bügelenden BE mit dem Flaschenhals verspannt.
2 zeigt ein Beispiel für einen Stellantrieb SA mit zwei Bügelverschlüssen BV zum lösbaren Befestigen an einem Ventilflansch FL eines Ventils V gemäß der Erfindung.
Im oberen Teil der 2 ist der Stellantrieb SA mit seinem Gehäuse G zu sehen. Der gezeigte Stellantrieb SA ist an einem Flansch FL eines darunter dargestellten Ventils V mittels zweier Bügelverschlüsse BV gemäß der Erfindung befestigt. Die beiden aus Draht geformten bzw. aus Draht gebogenen Bügelverschlüsse BV weisen jeweils ein Joch J sowie einen Spannbügel B auf. Der jeweilige Spannbügel B zeigt an seinem unteren Ende je zwei Bügelenden BE bzw. Drahtenden auf, die in je einem Stützlager L an der Außenseite des Gehäuses G gelenkig gelagert sind. Die Stützlager L sind im vorliegenden Beispiel als durchgehende Öffnungen bzw. Löcher in zwei Streben an der Unterseite US des Gehäuses G realisiert. Etwa in der Mitte zwischen den Bügelenden BE und dem gegenüberliegenden Ende des Spannbügels B sind zwei Ösen OS in Form von Drahtschlaufen ausgeformt bzw. in das Drahtstück für den Spannbügel B hineingebogen. In die beiden Ösen OS greifen zwei Jochenden JE in Form von Drahtenden ein. Das dazu gegenüberliegende Ende des Jochs J bildet einen Jochbügel JB aus, eine Unterseite FU des Ventilflansches FL als Gegenlager hintergreift. Über den Jochbügel JB wird letztendlich die über den Spannbügel B aufgebrachte Kraft in das Ventil V eingeleitet. Hierzu werden die beiden oberen Enden der Spannbügel B zueinander und Richtung zum Gehäuse G manuell bewegt. Zugleich werden die Jochbügel JB über die beiden Ösen OS im Sinne eines Kniehebels zum Verspannen des Stellantriebs SA mit dem Ventil V nach oben gezogen.
3 zeigt eine Ansicht auf eine Unterseite FU des Ventilflansches FL entlang der Blickrichtung III in 2 mit einem Flanschkragen K und mit einem diesen hintergreifenden Jochbügel JB gemäß der Erfindung.
In der Mitte der 3 und innerhalb des Ventilflansches FL ist der Stellanschluss AN des Stellantriebs SA zu sehen. Er dient zur Weiterleitung einer von einem Stellglied des Stellantriebs SA bewirkten Stellbewegung SB an einen Ventilantrieb VA des Ventils V. Im vorliegenden Beispiel hintergreifen die beiden Jochbügel JB einen im Flansch FL ausgebildeten Kragen K. Die Jochbügel JB können für das Hintergreifen gebogen oder gekröpft sein.
4 zeigt eine Ansicht auf eine Unterseite FU des Ventilflansches FL entlang der Blickrichtung III in 2 mit beispielhaft vier Lagerböcken H und mit zwei diese hintergreifenden Jochbügel JB gemäß der Erfindung. Die gezeigten Lagerböcke H können im typischerweise metallenen Flansch FL des Ventils V mit angegossen sein.
Bezugszeichenliste

B: Bügel
BE: Bügelende
BV: Bügelverschluss für Stellantrieb
BV': Bügelverschluss für Getränkeflasche
D: Dichtring
F: Flaschenverschluss
FL: Flansch, Ventilflansch, Klappenflansch
FU: Flanschunterseite
G: Gehäuse
H: Lagerbock, Haltebock
J: Joch
JB: Jochbügel
JE: Jochende
K: Kragen
L: Lager, Stützlager
OS: Öse
SA: Stellantrieb
SB: Stellbewegung
US: Unterseite des Gehäuses
V: Ventil
VA: Ventilantrieb

Claims

Stellantrieb (SA) zur lösbaren Befestigung an einem Flansch (FL) eines Ventils (V) oder an einem Flansch (FL) einer Klappe, wobei das Ventil (V) und die Klappe zum Einstellen eines flüssigen oder gasförmigen Volumenstroms, insbesondere zum Heizen oder Klimatisieren eines Gebäudes, vorgesehen sind, wobei der Stellantrieb (SA) ein Gehäuse (G), ein im Gehäuse (G) aufgenommenes Stellglied sowie einen durch das Stellglied antreibbaren Stellanschluss (AN) aufweist, wobei der Stellanschluss (AN) derart ausgebildet ist, dass dieser nach der lösbaren Befestigung am Flansch (FL) mit einem Ventilantrieb (VA) oder mit einem Klappenantrieb zusammenwirkt, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellantrieb (SA) zumindest einen gelenkig am Gehäuse (G) des Stellantriebs (SA) anbringbaren Bügelverschluss (BV) zur lösbaren Befestigung des Stellantriebs (SA) am Flansch (FL) des Ventils (V) bzw. der Klappe aufweist.
Stellantrieb (SA) nach Anspruch 1, wobei der Stellantrieb (SA) zwei am Gehäuse (G) gelenkig angebrachte und sich gegenüberliegende Bügelverschlüsse (BV) zur lösbaren Befestigung des Stellantriebs (SA) an dem Flansch (FL) aufweist.
Stellantrieb (SA) nach Anspruch 1 oder 2, wobei der jeweilige Bügelverschluss (BV) einen manuellen Spannbügel (B) und ein am Spannbügel (B) im Sinne eines Kniehebels gelagertes Joch (J) aufweist, wobei das Joch (J) einen Jochbügel (JB) zum Hintergreifen des Flansches (FL) zum Spannbefestigen des Stellantriebs (SA) an dem Flansch (FL) umfasst.
Stellantrieb (SA) nach Anspruch 3, wobei das jeweilige Joch (J) den Jochbügel (JB) sowie je zwei Jochenden (JE) an einem dem Jochbügel (JB) gegenüberliegenden Ende aufweist und wobei der jeweilige Spannbügel (B) zwei Ösen (OS) zur Lagerung der zwei hindurchgreifenden Jochenden (JE) aufweist.
Stellantrieb (SA) nach Anspruch 3 oder 4, wobei der jeweilige Jochbügel (Z) dergestalt ist, dass ein Kragen (K) an einer Flanschunterseite (FU) des zu spannenden Flansches (FL) oder zumindest ein Lagerbock (H) an der Flanschunterseite (FU) hintergreifbar ist.
Stellantrieb (SA) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der jeweilige manuelle Spannbügel (B) eines Bügelverschlusses (BV) zwei Bügelenden (BE) aufweist, welches in je einem gehäuseseitigen Stützlager (L) gelagert ist.
Stellantrieb (SA) nach Anspruch 6, wobei das jeweilige Stützlager (L) eine vom Gehäuse (G) wegzeigende Strebe mit einem Durchgangsloch für ein Bügelende (BE) ist.
Stellantrieb (SA) nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei der jeweilige Bügelverschluss (BV) aus Draht hergestellt ist.
Stellantrieb (SA) nach Anspruch 4 und 8, wobei die zwei Ösen (OS) im Spannbügel (B) eines jeweiligen Bügelverschlusses (BV) Drahtschlaufen sind, durch welche je ein Jochende (JE) in Form eines Drahtendes hindurchgreift.
Stellantrieb (SA) nach Anspruch 6 und 8, wobei die zwei Bügelenden (BE) des Spannbügels (B) eines jeweiligen Bügelverschlusses (BV) Drahtenden sind, welche durch je ein Loch (L) an der gehäuseseitigen Strebe als Stützlager eingreifen.