DE102017215656A1

DE102017215656A1 - Stellungsanzeiger sowie damit ausgestatteter Drehantrieb und Prozessventil

Info

Publication number: DE102017215656A1
Application number: DE102017215656.2A
Authority: DE
Inventors: Andreas Feiler; Mathias Schneider; Tobias Mozer
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2017-09-06
Filing date: 2017-09-06
Publication date: 2019-03-07
Anticipated expiration: 2037-09-07
Also published as: US20190072210A1; CN109458486A; DE102017215656B4

Abstract

Es wird ein Stellungsanzeiger (26) für einen Drehantrieb (8) eines Prozessventils (1) vorgeschlagen, der an einer drehbaren Anzeigewelle des Drehantriebes (8) montierbar ist und der über ein Basis-Anzeigeelement (42) sowie ein Zusatz-Anzeigeelement (43) aufweist, wobei das Zusatz-Anzeigeelement um eine Hochachse (32) herum in unterschiedlichen Winkelstellungen positionierbar und fixierbar ist. An dem Basis-Anzeigeelement (42) sind mehrere Basis-Anzeigemarkierungen (44) angeordnet, während das Zusatz-Anzeigeelement (43) eine Zusatz-Anzeigemarkierung (45) aufweist. Zur Darstellung verschiedener visuell wahrnehmbarer Ventiltyp-Symbole (47) kann das Zusatz-Anzeigeelement (43) unter anderem in mindestens einer Abdeck-Winkelstellung positioniert werden, in der es mindestens eine Basis-Anzeigemarkierung (42) abdeckt, gleichzeitig aber mindestens eine weitere Basis-Anzeigemarkierung (44) unabgedeckt lässt, die zusammen mit der stets sichtbaren Zusatz-Anzeigemarkierung (45) das Ventiltyp-Symbol (47) repräsentiert.

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellungsanzeiger für einen Drehantrieb eines Prozessventils, der zur drehfesten Montage an einer drehbaren Anzeigewelle des Drehantriebes ausgebildet ist und eine in der montierten Gebrauchsstellung mit der Drehachse der Anzeigewelle zusammenfallende Hochachse aufweist, mit einem mindestens eine Basis-Anzeigemarkierung aufweisenden Basis-Anzeigeelement und einem eine Zusatz-Anzeigemarkierung aufweisenden Zusatz-Anzeigeelement, wobei das Zusatz-Anzeigeelement um die Hochachse als Zentrum in unterschiedlichen rotativen Winkelstellungen bezüglich des Basis-Anzeigeelements positionierbar und fixierbar ist.
Die Erfindung betrifft ferner einen Drehantrieb eines Prozessventils, mit einem Antriebsgehäuse, in dem Antriebsmittel zur Erzeugung einer rotativen Antriebsbewegung einer mit dem drehbaren Ventilglied einer Ventilarmatur koppelbaren oder gekoppelten Antriebswelle angeordnet sind und an dessen Außenseite der Endabschnitt einer zusammen mit der Antriebswelle rotierenden drehbaren Anzeigewelle zugänglich ist, an dem ein die Drehbewegung der Anzeigewelle mitmachender Stellungsanzeiger montiert ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Prozessventil, mit einer Ventilarmatur und einem an der Ventilarmatur befestigten Drehantrieb zum rotativen Antreiben eines Ventilglieds der Ventilarmatur, wobei der Drehantrieb eine drehbare Anzeigewelle aufweist, an der ein Stellungsanzeiger montiert ist.
Aus der US 6 135 147 ist ein im Zusammenhang mit einem Prozessventil verwendeter Drehantrieb bekannt, der mit einem an einer drehbaren Anzeigewelle montierten Stellungsanzeiger versehen ist, anhand dessen die Offenstellung und die Schließstellung des Prozessventils visuell erkennbar ist. Der Stellungsanzeiger hat zwei Anzeigeelemente, die jeweils eine nach Art eines Zeigers gestaltete Anzeigemarkierung aufweisen und die um eine Hochachse des Stellungsanzeigers relativ zueinander verdrehbar sind, um unterschiedliche Winkelstellungen zwischen den beiden Anzeigemarkierungen einstellen zu können. Jedes Anzeigeelement ist zusätzlich mit einem Permanentmagnet bestückt, um zusätzlich eine für den Betrieb des Drehantriebes nutzbare Positionserfassung vornehmen zu können.
Die US 6 820 647 B1 offenbart einen Stellungsanzeiger für ein Ventil, der bei der Betätigung des Ventils verdreht wird und mit visuell erkennbaren Markierungen versehen ist, die abhängig von der Drehposition durch ein Sichtfenster eines ortsfesten Gehäuses hindurch sichtbar sind.
Aus der WO 2016/202355 A1 ist ein zur Betätigung eines Prozessventils dienender Drehantrieb bekannt, der über in einem Antriebsgehäuse angeordnete Antriebsmittel verfügt, durch die eine Anzeigewelle angetrieben wird, die drehfest mit einem Stellungsanzeiger bestückt ist. Der Stellungsanzeiger ist als ein mit einem Sensormodul kooperierendes Magnetmodul ausgebildet und weist außerdem eine bügelförmige Anzeigemarkierung auf, die den Ventiltyp des Prozessventils symbolisiert und die momentane Stellung eines Ventilgliedes des Prozessventils optisch anzeigt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Maßnahmen zu treffen, die eine einfache und übersichtliche optische Stellungsanzeige bei Prozessventilen unterschiedlicher Ventiltypen begünstigen.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist in Verbindung mit einem Stellungsanzeiger der eingangs genannten Art vorgesehen, dass das Basis-Anzeigeelement mehrere um die Hochachse herum verteilt angeordnete Basis-Anzeigemarkierungen aufweist, wobei das Zusatz-Anzeigeelement in mindestens einer Abdeck-Winkelstellung bezüglich des Basis-Anzeigeelements positionierbar und fixierbar ist, in der es mindestens eine der Basis-Anzeigemarkierungen abdeckt und in der mindestens eine der Basis-Anzeigemarkierungen unabgedeckt ist, so dass abhängig von der von dem Zusatz-Anzeigeelement eingenommenen Winkelstellung unterschiedliche visuell wahrnehmbare Ventiltyp-Symbole darstellbar sind, die sich jeweils aus der Zusatz-Anzeigemarkierung und der mindestens einen unabgedeckten Basis-Anzeigemarkierung zusammensetzen.
Die Aufgabe wird ferner bei einem Drehantrieb der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass er einen in dem vorgenannten Sinne ausgebildeten Stellungsanzeiger aufweist.
Desweiteren wird die Aufgabe in Verbindung mit einem Prozessventil der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass der Stellungsanzeiger und/oder der Drehantrieb in dem vorgenannten Sinne ausgebildet ist.
Auf diese Weise kann ein und derselbe Stellungsanzeiger im Zusammenhang mit unterschiedlichen Prozessventiltypen zur eindeutigen Visualisierung der einzelnen Betriebsstellungen genutzt werden. In seiner montierten Gebrauchsstellung ist der Stellungsanzeiger drehfest an einer drehbaren Anzeigewelle eines zur Betätigung eines Prozessventils dienenden Drehantriebes fixiert, so dass er die Drehbewegung der Anzeigewelle mitmacht und eine optische Rückmeldung über die aktuelle Position des Drehantriebes uns somit indirekt auch über die Stellung eines Ventilgliedes einer an den Drehantrieb angebauten Ventilarmatur liefert. An dem Basis-Anzeigeelement sind wenigstens zwei um die Hochachse herum verteilt angeordnete Anzeigemarkierungen vorgesehen, die zur besseren Unterscheidung als Basis-Anzeigemarkierungen bezeichnet werden und die die Drehbewegung des Stellungsanzeigers ebenso mitmachen wie eine als Zusatz-Anzeigemarkierung bezeichnete weitere Anzeigemarkierung, die an dem Zusatz-Anzeigeelement angeordnet ist, das in einer ausgewählten Winkelstellung bezüglich des Basis-Anzeigeelements fixiert ist. Das Zusatz-Anzeigeelement ist als ein Abdeckelement ausgebildet, das in mindestens einer Winkelstellung bezüglich des Basis-Anzeigeelements anbringbar ist, die als Abdeck-Winkelstellung bezeichnet wird, weil durch das entsprechend positionierte Zusatz-Anzeigeelement mindestens eine der Basis-Anzeigemarkierungen abgedeckt wird, während gleichzeitig mindestens eine Basis-Anzeigemarkierung nicht abgedeckt wird. Dementsprechend lassen sich abhängig von der eingestellten Winkelstellung des Zusatz-Anzeigeelements durch die sichtbaren Anzeigemarkierungen unterschiedliche Ventiltyp-Symbole darstellen, die den Ventiltyp des zugeordneten Prozessventils symbolisieren. Anhand der das dargestellte Ventiltyp-Symbol bildenden Anzeigemarkierungen kann außerdem sehr einfach und ventiltypspezifisch die jeweils eingestellte Betriebsstellung des Prozessventils abgelesen werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Das Basis-Anzeigeelement weist zweckmäßigerweise zwei und insbesondere genau zwei winkelmäßig um 90 Grad versetzt zueinander angeordnete Basis-Anzeigemarkierungen auf, die durch das Zusatz-Anzeigeelement selektiv abdeckbar sind oder beide unabgedeckt belassen werden können. Das Zusatz-Anzeigeelement kann zweckmäßigerweise alternativ in einer von zwei Abdeck-Winkelstellungen positioniert werden, in der es jeweils eine der beiden Basis-Anzeigemarkierungen abdeckt, so dass die jeweils unabgedeckte Basis-Anzeigemarkierung zusammen mit der stets sichtbaren Zusatz-Anzeigemarkierung eines von mehreren unterschiedlichen Ventiltyp-Symbolen darstellt. Ein weiteres Ventiltyp-Symbol kann dadurch dargestellt werden, dass das Zusatz-Anzeigeelement in einer die beiden Basis-Anzeigemarkierungen unabgedeckt belassenden Winkelstellung positionierbar ist, so dass sich ein Ventiltyp-Symbol ergibt, dass sich aus zwei sichtbaren Basis-Anzeigemarkierungen und der Zusatz-Anzeigemarkierung zusammensetzt.
Abhängig von den darzustellenden Ventiltyp-Symbolen kann das Basis-Anzeigeelement ohne Weiteres auch mehr als zwei winkelmäßig versetzt zueinander angeordnete Basis-Anzeigemarkierungen aufweisen. Dabei sind insbesondere auch die zwischen in der Umfangsrichtung der Hochachse benachbart zueinander angeordneten Basis-Anzeigemarkierungen vorhandenen Winkelerstreckungen nach Bedarf vorgebbar.
Als besonders zweckmäßig wird ein Stellungsanzeiger angesehen, bei dem das Zusatz-Anzeigeelement in drei Winkelstellungen bezüglich des Basis-Anzeigeelements positionierbar und fixierbar ist, in denen die Zusatz-Anzeigemarkierung jeweils zusammen mit mindestens einer jeweils nicht abgedeckten Basismarkierung ein I-förmiges oder L-förmiges oder T-förmiges Ventiltyp-Symbol darstellt. Durch das I-förmige Ventiltyp-Symbol kann ein Ventiltyp mit in der Offenstellung geradlinigem Fluiddurchgang symbolisiert werden. Mit einem L-förmigen Ventiltyp-Symbol lässt sich ein Ventiltyp andeuten, der abhängig von der eingestellten Betriebsstellung eine rechtwinkelige Strömungsführung aufweist. Mit einem T-förmigen Ventiltyp-Symbol lässt sich ein Prozessventil symbolisieren, mit dem eine Strömungsverzweigung oder eine Fluiddurchmischung durchführbar ist. Typischerweise hat ein Prozessventil vom Typ „I“ zwei auf einer geraden Linie liegende Ventilanschlüsse, während ein Prozessventil vom Typ „L“ über drei Ventilanschlüsse und ein Prozessventil des Typs „T“ über vier Ventilanschlüsse verfügt.
Jede Anzeigemarkierung ist zweckmäßigerweise streifenförmig mit bezüglich der Hochachse des Stellungsanzeigers radialer Ausrichtung ausgebildet. Dadurch können die Ventiltyp-Symbole besonders klar visualisiert werden. Die Anzeigemarkierungen sind beispielsweise mit ausgewählter Farbgebung aufgedruckt oder im Rahmen eines Zwei-Komponenten-Spritzgießverfahrens unmittelbar mit andersfarbigem Kunststoff in ein aus Kunststoffmaterial bestehendes Anzeigeelement integriert.
Jede Anzeigemarkierung kann sich alternativ auch aus mehreren mit Abstand aneinandergereihten Markierungsabschnitten zusammensetzen.
Bevorzugt ist das Basis-Anzeigeelement dasjenige Anzeigeelement, das für eine unverdrehbare formschlüssige Fixierung des Stellungsanzeigers bezüglich der Anzeigewelle in der montierten Gebrauchsstellung verantwortlich ist. Das Basis-Anzeigeelement hat an einer Unterseite vorzugsweise eine zu der Hochachse koaxiale Montageschnittstelle zur drehfesten Steckverbindung mit einem Endabschnitt der Anzeigewelle des Drehantriebes.
Zur Fixierung an der Anzeigewelle des Drehantriebes und zweckmäßigerweise zur gleichzeitigen gegenseitigen Verspannung zwischen den beiden Anzeigeelementen verfügt der Stellungsanzeiger vorzugsweise über eine Befestigungsschraube, die die beiden Anzeigeelemente in Achsrichtung der Hochachse durchsetzt und mit der Anzeigewelle verschraubt ist.
Anstelle der Befestigungsschraube kann beispielsweise auch ein mit der Anzeigewelle verrasteter Befestigungsclip vorgesehen sein.
In einer bevorzugten Gestaltung des Stellungsanzeigers ist das Basis-Anzeigeelement scheibenförmig ausgebildet und hat bei Betrachtung in Achsrichtung der Hauptachse eine kreisförmige Außenkontur. In der an der Anzeigewelle montierten Gebrauchsstellung weist eine obere Stirnfläche des Basis-Anzeigeelements vom Drehantrieb weg, während eine sich um die Hochachse herum erstreckende Außenumfangsfläche radial nach außen weist. Das Zusatz-Anzeigeelement ist L-förmig gestaltet und hat zwei winkelig zueinander angeordnete erste und zweite Schenkelabschnitte. Im an das Basis-Anzeigeelement angesetzten Zustand des Zusatz-Anzeigeelements erstreckt sich der zumindest teilweise die Zusatz-Anzeigemarkierung aufweisende erste Schenkelabschnitt in bezüglich der Hochachse radialer Richtung entlang der oberen Stirnfläche des Basis-Anzeigeelements, während der sich insbesondere einstückig daran anschließende zweite Schenkelabschnitt nach unten in Richtung zum Drehantrieb ragt und sich dabei in axialer Richtung, d.h. in der Achsrichtung der Hochachse entlang der Außenumfangsfläche des Basis-Anzeigeelements erstreckt. Die Zusatz-Anzeigemarkierung kann sich teilweise an dem ersten Schenkelabschnitt und teilweise an dem zweiten Schenkelabschnitt befinden. Sie kann dementsprechend eine abgewinkelte Längsstellung haben.
Das Basis-Anzeigeelement ist zweckmäßigerweise haubenförmig ausgebildet und an seiner Unterseite offen, wobei es mit der offenen Unterseite voraus an der Anzeigewelle montierbar oder montiert ist.
Die Handhabung und Visualisierung wird begünstigt, wenn sich die Außenumfangsfläche des Basis-Anzeigeelements axial in Richtung zur oberen Stirnfläche hin verjüngt, wobei der zweite Schenkelabschnitt des Zusatz-Anzeigeelements entsprechend geneigt ist. Dadurch kann sich beim Ansetzen des Zusatz-Anzeigeelements an das Basis-Anzeigeelement auch ein gewisser Zentrierungseffekt einstellen.
Der sich entlang der oberen Stirnfläche des Basis-Anzeigeelements erstreckende erste Schenkelabschnitt des Zusatz-Anzeigeelements ist zweckmäßigerweise kreissektorförmig ausgebildet. Insbesondere im Zusammenhang mit der Ausstattung des Basis-Anzeigeelements mit zwei winkelmäßig um 90 Grad zueinander versetzten Basis-Anzeigemarkierungen ist es von Vorteil, wenn der Zentriwinkel des keissektorförmigen ersten Schenkelabschnittes des Zusatz-Anzeigeelements 90 Grad beträgt. Der sich an den kreissektorförmigen ersten Schenkelabschnitt anschließende zweite Schenkelabschnitt ist vorzugsweise schalenförmig ausgebildet und hat eine an die Außenumfangsfläche des Basis-Anzeigeelements angepasste Krümmung. Dadurch können im am Basis-Anzeigeelement fixierten Zustand des Zusatz-Anzeigeelementes beide Schenkelabschnitte großflächig an der Außenfläche des Basis-Anzeigeelements anliegen.
Vorzugsweise befindet sich die Zusatz-Anzeigemarkierung im Bereich eines der beiden in der Umfangsrichtung der Hochachse orientierten Seitenränder des ersten Schenkelabschnittes. Sie ist dabei insbesondere an der dem Basis-Anzeigeelement abgewandten Außenfläche des ersten Schenkelabschnittes angeordnet, so dass sie für den Betrachter sehr gut sichtbar ist.
Zu leichten Montage ist der erste Schenkelabschnitt des Zusatz-Anzeigeelements an seinem dem zweiten Schenkelabschnitt abgewandten freien Endbereich zweckmäßigerweise von einem für den Durchgriff der oben schon angesprochenen Befestigungsschraube vorgesehenen Befestigungsloch durchsetzt, das mit einem das Basis-Anzeigeelement zentral axial durchsetzendenden weiteren Befestigungsloch fluchtet. Zur Befestigung in der Gebrauchsstellung kann eine Befestigungsschraube durch die beiden Befestigungslöcher hindurchgeführt werden, die in eine stirnseitige Gewindebohrung des Endabschnittes der drehbaren Anzeigewelle eingeschraubt ist oder wird und die sich mit einem Schraubenkopf an der dem Basis-Anzeigeelement abgewandten Oberseite des Zusatz-Anzeigeelements abstützt und dadurch die beiden Anzeigeelemente gemeinsam in der Achsrichtung der Hochachse mit der Anzeigewelle verspannt.
Prinzipiell genügt bereits eine ausreichende axiale Verspannung zwischen den beiden Anzeigeelementen, um die eingestellte Winkelstellung rein reibschlüssig zu fixieren. Um eine besonders hohe Sicherheit gegen versehentliches Verändern der getroffenen Einstellung zu erhalten, ist es jedoch vorteilhaft, wenn den beiden Anzeigeelementen gemeinsam eine Verzahnungseinrichtung zugeordnet ist, durch die das Zusatz-Anzeigeelement in der jeweils eingestellten Winkelstellung formschlüssig unverdrehbar an dem Basis-Anzeigeelement verriegelt ist.
Mit Hilfe einer solchen Verzahnungseinrichtung, die prinzipiell beliebig ausgebildet sein kann, besteht insbesondere die Möglichkeit, das Zusatz-Anzeigeelement in einer durch die Zahnteilung der Verzahnungseinrichtung vorgegebenen Abstufung drehwinkelmäßig variabel bezüglich des Basis-Anzeigeelements in unverdrehbarer Weise zu fixieren. Als besonders vorteilhaft hat sich eine Ausgestaltung der Verzahnungseinrichtung erwiesen, die eine winkelmäßige Positionierung des Zusatz-Anzeigeelements in 5-Grad-Schritten ermöglicht.
Die Verzahnungseinrichtung ist insbesondere so ausgebildet, dass das Zusatz-Anzeigeelement zur Veränderung seiner bezüglich des Basis-Anzeigeelements eingenommenen Winkelstellung unter Aufhebung des Formschlusses der Verzahnungseinrichtung axial von dem Basis-Anzeigeelement abhebbar, anschließend bezüglich des Basis-Anzeigeelements um die Hochachse verdrehbar und daran anschließend unter neuerlicher Herstellung des Formschlusses der Verzahnungseinrichtung wieder auf das Basis-Anzeigeelement aufsteckbar ist.
Den axialen Zusammenhalt zwischen den über die Verzahnungseinrichtung axial ineinander eingreifenden Anzeigeelementen liefert zweckmäßigerweise die schon angesprochene Befestigungsschraube, die die beiden Anzeigeelemente durchsetzt. Es besteht allerdings durchaus die alternative Möglichkeit, den Stellungsanzeiger ausschließlich über das Basis-Anzeigeelement an der Anzeigewelle zu befestigen und das Zusatz-Anzeigeelement unabhängig davon in einer Weise am Basis-Anzeigeelement zu fixieren, dass die erwähnte Winkeleinstellungsmöglichkeit gegeben ist.
Vorzugsweise umfasst die Verzahnungseinrichtung einen im Bereich der Außenumfangsfläche an dem Basis-Anzeigeelement ausgebildeten, zu der Hochachse koaxialen Zahnkranz und eine zweckmäßigerweise am freien Endabschnitt des zweiten Schenkelabschnittes des Zusatz-Anzeigeelements ausgebildete, zu dem Zahnkranz des Basis-Anzeigeelements komplementäre Gegenverzahnung. Die komplementäre Gegenverzahnung hat bevorzugt eine bogenförmige Längserstreckung um die Hochachse des Stellungsanzeigers herum.
Es ist von Vorteil, wenn der Stellungsanzeiger nicht nur eine rein optische, von einem sich in der Nähe aufhaltende Betrachter visuell wahrnehmbare Stellungsanzeige bewirkt, sondern zusätzlich zur Erzeugung elektrischer und somit in einer elektronischen Steuereinrichtung verarbeitbarer Stellungssignale ausgebildet ist. In diesem Zusammenhang ist das Basis-Anzeigeelement bevorzugt mit mehreren um die Hochachse herum verteilt angeordneten Betätigungselementen bestückt, die zu einer zur Erfassung mehrerer Drehstellungen des Stellungsanzeigers dienenden Positionserfassungseinrichtung gehören. Die Betätigungselemente sind vorzugsweise von permanentmagnetischer Art und sind insbesondere von der Unterseite her in das Basis-Anzeigeelement eingesetzt. Zweckmäßigerweise ist das Basis-Anzeigeelement mit zwei Betätigungselementen bestückt, wobei das Basis-Anzeigeelement allerdings über mehr als zwei Bestückungsplätze verfügen kann, an denen die Betätigungselemente selektiv montierbar sind. Alternativ kann der Stellungsanzeiger auch mit nur einem einzigen Betätigungselement bestückt sein.
Nachfolgend wird die Zeichnung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:

1 in einer perspektivischen Darstellung eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Prozessventils, das mit einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Drehantriebes ausgestaltet ist und das darüber hinaus über eine vorteilhafte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stellungsanzeigers verfügt,
2 den in 1 ersichtlichen, mit einem Stellungsanzeiger bestückten Drehantrieb in einer aufgebrochenen perspektivischen Einzeldarstellung,
3 eine Einzeldarstellung des bei der Anordnung der 1 und 2 enthaltenen Stellungsanzeigers in einer perspektivischen Explosionsdarstellung im vom Basis-Anzeigeelement abgehobenen Zustand des Zusatz-Anzeigeelements,
4 eine Unteransicht des Stellungsanzeigers aus 3 mit Blickrichtung gemäß Pfeil IV aus 3,
5 eine perspektivische Unteransicht des Stellungsanzeigers, wobei für eine Positionserfassung verwendete Betätigungselemente vor dem Einsetzen in das Basis-Anzeigeelement gezeigt sind,
6 eine perspektivische Ansicht des Stellungsanzeigers, wobei das Zusatz-Anzeigeelement winkelmäßig zur Darstellung eines I-Ventiltyp-Symbols positioniert ist,
7 den Stellungsanzeiger aus 6 in einer Draufsicht, wobei das dargestellte Ventiltyp-Symbol zur Verdeutlichung zusätzlich als ein verdicktes Liniensymbol eingezeichnet ist,
8 eine perspektivische Ansicht des Stellungsanzeigers, wobei das Zusatz-Anzeigeelement winkelmäßig zur Darstellung eines L-Ventiltyp-Symbols positioniert ist,
9 den Stellungsanzeiger aus 8 in einer Draufsicht, wobei das dargestellte Ventiltyp-Symbol zur Verdeutlichung zusätzlich als ein verdicktes Liniensymbol eingezeichnet ist,
10 eine perspektivische Ansicht des Stellungsanzeigers, wobei das Zusatz-Anzeigeelement winkelmäßig zur Darstellung eines T-Ventiltyp-Symbols positioniert ist,
11 den Stellungsanzeiger aus 10 in einer Draufsicht, wobei das dargestellte Ventiltyp-Symbol zur Verdeutlichung zusätzlich als ein verdicktes Liniensymbol eingezeichnet ist.

In der 1 ist ein Prozessventil 1 illustriert, bei dem vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Maßnahmen verwirklicht sind.
Das Prozessventil 1 enthält eine Ventilarmatur 2 mit einem Armaturengehäuse 3, das mehrere von außen her zugängliche Ventilanschlüsse 4 aufweist, an die sich jeweils eine weiterführende Rohrleitung anschließen lässt. Eine im Innern des Armaturengehäuses 3 ausgebildete Fluidkanalstruktur 5 kommuniziert mit sämtlichen Ventilanschlüssen 4 und erlaubt das Hindurchströmen eines fluidischen Prozessmediums durch das Armaturengehäuse 3.
Im Innern des Armaturengehäuses 3 befindet sich ein nur schematisch angedeutetes Ventilglied 6, das durch Verdrehen um eine Ventilglied-Drehachse 7 in verschiedenen Betriebsstellungen positionierbar ist, um innerhalb der Fluidkanalstruktur 5 die Fluidverbindung zwischen den einzelnen Ventilanschlüssen 4 nach einem ventiltypspezifischen Muster freizugeben oder abzusperren.
Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel hat die Fluidkanalstruktur 5 einen das Armaturengehäuse 3 im Wesentlichen geradlinig durchsetzenden Fluidkanal, der in zwei einander entgegengesetzten Ventilanschlüssen 4 endet. Das Ventilglied 6 kann durch Verdrehen in zwei Betriebsstellungen positioniert werden, in denen es die Fluidverbindung zwischen den beiden Ventilanschlüssen 4 freigibt oder absperrt. Aufgrund des geradlinigen Strömungsverlaufes repräsentiert das Prozessventil 1 einen I-Ventiltyp.
Abhängig von der Anzahl und Verteilung der Ventilanschlüsse 4 kann die Ventilarmatur 2 auch eine andere Fuktionalität haben, woraus dann andere Prozessventiltypen resultieren. So kann ein L-Ventiltyp über mehr als zwei winkelig zueinander angeordnete Ventilanschlüsse 4 verfügen, so dass der Fluiddurchtritt durch die Ventilarmatur 2 einem L-förmigen Verlauf folgt, so dass man von einem L-Ventiltyp sprechen kann. Bei einem ebenfalls vorteilhaft möglichen T-Ventiltyp des Prozessventils 1 ist die Fluidkanalstruktur 5 so gestaltet, dass die zugeordneten Ventilanschlüsse 4, insbesondere vier Stück, abhängig von der eingestellten Betriebsstellung des Ventilglieds 6 jeweils in einem T-förmigen Strömungsmuster miteinander verbunden sind.
Es versteht sich, dass abhängig vom Ventiltyp des Prozessventils 1 das zugeordnete Ventilglied 6 so gestaltet ist, dass die geschilderten Verbindungs- und Absperrmuster zwischen den diversen Ventilanschlüssen 4 vorgebbar sind.
Die zur Vorgabe der einzelnen Betriebsstellungen mögliche Drehbewegung des Ventilgliedes 6 um die Ventilglied-Drehachse 7 sei als Stellbewegung 12 bezeichnet und ist in der Zeichnung durch einen Doppelpfeil angedeutet.
Das Prozessventil 1 verfügt desweiteren über einen zur Erzeugung der Stellbewegung 12 des Ventilgliedes 6 dienenden Drehantrieb 8. Der Drehantrieb 8 ist an die Ventilarmatur 2 angebaut. Insbesondere verfügt der Drehantrieb 8 über ein Antriebsgehäuse 13, das über eine geeignete Befestigungsschnittstelle 14 an dem Armaturengehäuse 3 befestigt ist.
Der Drehantrieb 8 hat im Innern des Antriebsgehäuses 13 angeordnete Antriebsmittel 15, durch die eine in dem Antriebsgehäuse 13 drehbar gelagerte Antriebswelle 17 zu einer durch einen Doppelpfeil angedeuteten, hin und her gehenden rotativen Antriebsbewegung 16 antreibbar ist. Die Drehachse der Antriebsbewegung 16 fällt mit der Längsachse 18 der Antriebswelle 17 zusammen.
Die Antriebswelle 17 ist an einer der Ventilarmatur 2 zugewandten Unterseite des Drehantriebes 8 von außerhalb des Armaturengehäuses 3 her zugänglich. Die Antriebswelle 17 hat dort einen Kupplungs-Endabschnitt 22, mit dem sie drehfest mit dem Ventilglied 6 verbunden ist, so dass die Antriebsbewegung 16 der Antriebswelle 17 unmittelbar die Stellbewegung 12 des Ventilgliedes 6 zur Folge hat. Die Längsachse 18 der Antriebswelle 17 ist koaxial zu der Ventilglied-Drehachse 7 ausgerichtet.
Der Drehantrieb 8 des Ausführungsbeispiels ist von einer fluidbetätigten Bauart und wird insbesondere mit Druckluft oder einem anderen fluidischen Druckmedium betätigt. Zu den Antriebsmitteln 15 gehört dabei insbesondere eine im Innern des Antriebsgehäuses 13 durch Fluidkraft linear hin und her bewegbare Zahnstangenanordnung 23 und eine drehfest und koaxial an der Antriebswelle 17 angeordnete, mit der Zahnstangenanordnung 23 kämmende Ritzelanordnung 24. Durch eine mittels einer nicht weiter abgebildeten Ventilanordnung steuerbare Fluidbeaufschlagung der Zahnstangenanordnung 23 kann die Zahnstangenanordnung 23 zu einer hin und her gehenden Linearbewegung angetrieben werden, aus der aufgrund des mit der Ritzelanordnung 24 bestehenden Verzahnungseingriffes die rotative Antriebsbewegung 16 resultiert.
Gemäß einer nicht illustrierten Ausführungsform kann der Drehantrieb 8 auch ein elektrischer oder elektromagnetischer Drehantrieb sein.
Durch entsprechende Ansteuerung des Drehantriebes 8 kann die Antriebswelle 17 verdreht und somit das drehfest damit verbundene Ventilglied 6 in der gewünschten Betriebsstellung positioniert werden. Vorzugsweise wird die betriebsmäßige Ansteuerung des Drehantriebes 8 durch eine nicht weiter illustrierte elektronische Steuereinrichtung bewirkt.
Der Drehantrieb 8 hat eine von außerhalb des Armaturengehäuses 3 her zugängliche Anzeigewelle 25, die stets gemeinsam mit der Antriebswelle 17 um eine von ihrer Längsachse definierte Drehachse 29 rotiert. Die Anzeigewelle 25 ist vorzugsweise als einstückige Baueinheit mit der Antriebswelle 17 ausgebildet, kann allerdings auch eine durch geeignete Maßnahmen antriebsmäßig mit der Antriebswelle 17 gekoppelte separate Welle sein.
Die Anzeigewelle 25 wird genutzt, um die aktuelle Drehposition der Antriebswelle 17 und somit indirekt auch die aktuelle Betriebsstellung des mit der Antriebswelle 17 drehfest gekoppelten Ventilgliedes 6 anzuzeigen. Abhängig von der Betriebsstellung des Ventilgliedes 6 nimmt die Anzeigewelle 15 bezüglich des Armaturengehäuses 3 unterschiedliche relative Drehstellungen ein. Diese sind für einen Betrachter erkennbar, wobei zur Verbesserung der visuellen Wahrnehmbarkeit der jeweiligen Drehstellung die Anzeigewelle 25 mit einem außerhalb des Antriebsgehäuses 13 platzierten Stellungsanzeiger 26 kombiniert ist.
Der Stellungsanzeiger 26 ist im Bereich einer in der axialen Richtung der Anzeigewelle 25 orientierten Außenseite des Armaturengehäuses 3 mit einem dort zugänglichen Endabschnitt 27 der Anzeigewelle 25 drehfest verbunden. Der Endabschnitt 27 ragt zweckmäßigerweise aus dem Armaturengehäuse 3 heraus. Er befindet sich insbesondere an einer der Ventilarmatur 2 entgegengesetzten Oberseite 28 des Drehantriebes 8.
Der in den 3 bis 11 auch nochmals separat abgebildete Stellungsanzeiger 26 hat eine imaginäre zentrale Hochachse 32, die mit der exemplarisch von der Längsachse 18 gebildeten Drehachse 29 der Anzeigewelle 25 zusammenfällt, wenn der Stellungsanzeiger 26 unter Einnahme seiner Gebrauchsstellung an dem Endabschnitt 27 der Anzeigewelle 25 montiert ist.
Beim Verdrehen der Anzeigewelle 25 führt der Stellungsanzeiger 26 eine synchrone Drehbewegung 39 um die Hochachse 32 aus.
Der Stellungsanzeiger 26 hat eine in der Achsrichtung der Hochachse 32 orientierte Oberseite 33 und eine diesbezüglich axial entgegengesetzte Unterseite 34. In der montierten Gebrauchsstellung ist seine Unterseite 34 dem Drehantrieb 8 zugewandt.
Der Stellungsanzeiger 26 ist zur lösbaren drehfesten Steckverbindung mit dem Endabschnitt 27 der Anzeigewelle 25 ausgebildet. Zu diesem Zweck hat er an der Unterseite 34 eine zu der Hochachse 32 koaxiale Montageschnittstelle 35, die derart axial auf den Endabschnitt 27 aufsteckbar ist, dass sich in der durch einen Doppelpfeil angedeuteten Umfangsrichtung 36 der Hochachse 32 ein eine Drehmomentübertragung ermöglichender Formschluss zwischen dem Stellungsanzeiger 26 und der Anzeigewelle 25 einstellt.
Exemplarisch umfasst die Montageschnittstelle 35 einen bezüglich der Hochachse 32 radial verlaufenden Quersteg 35a, der in einen eine komplementäre Querschnittskontur aufweisenden Mitnehmerschlitz 35b eingreift, der von der freien Stirnseite her in den Endabschnitt 27 der Anzeigewelle 25 eingebracht ist.
Zur axial unbeweglichen Fixierung an der Anzeigewelle 25 enthält der Stellungsanzeiger 26 zweckmäßigerweise eine Befestigungsschraube 37, die den Stellungsanzeiger 26 zentral axial durchsetzt, wobei mit axial die Achsrichtung der Hochachse 32 gemeint ist. Die Befestigungsschraube 37 hat einen Schraubenkopf 37a, mit dem sie sich an der Oberseite 33 des Stellungsanzeigers 26 abstützt, sowie einen den Stellungsanzeiger 26 zentral durchsetzenden Gewindeschaft 37b, der in eine stirnseitig an dem Endabschnitt 37 offene Gewindebohrung 38 der Anzeigewelle 25 eingeschraubt ist. Durch entsprechendes Festziehen der Befestigungsschraube 37 ist der Stellungsanzeiger 26 mit der Anzeigewelle 25 in lösbarer Weise axial verspannt.
Durch Herausschrauben der Befestigungsschraube 37 aus der Gewindebohrung 38 kann der Stellungsanzeiger 26 jederzeit für beliebige Zwecke von der Anzeigewelle 25 und somit vom Drehantrieb 8 insgesamt abgenommen werden.
Anstelle der Befestigungsschraube 37 ist bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ein Befestigungsclip vorhanden. Der Befestigungsclip hat zweckmäßigerweise einen sich an der Oberseite 33 des Stellungsanzeigers 26 abstützenden Kopf und einen zur Verrastung mit der Anzeigewelle 25 vorgesehenen, den Stellungsanzeiger 26 zentral durchsetzenden Schaft. Der Befestigungsclip ist mit der Anzeigewelle 25 verrastet, insbesondere in lösbarer Weise.
Der Stellungsanzeiger 26 ist mehrteilig und insbesondere zweiteilig ausgebildet. Er umfasst zwei in besonderer Weise zusammenwirkende Anzeigeelemente 42, 43, die zur besseren Unterscheidung im einen Fall als Basis-Anzeigeelement 42 und im anderen Fall als Zusatz-Anzeigeelement 43 bezeichnet seien. Es handelt sich bei ihnen um voneinander gesonderte Komponenten, die zu einer Baugruppe, nämlich dem Stellungsanzeiger 26 zusammensetzbar oder zusammengesetzt sind.
Jedes Anzeigeelement 42, 43 weist mindestens eine visuell erkennbare Markierung auf, die im Falle des Basis-Anzeigeelements 42 als Basis-Anzeigemarkierung 44 und im Falle des Zusatz-Anzeigeelements 43 als Zusatz-Anzeigemarkierung 45 bezeichnet sei. Das Basis-Anzeigeelement 42 verfügt über mehrere Basis-Anzeigemarkierungen 44, die in der Umfangsrichtung 36 um die Hochachse 32 herum verteilt sind. Vorzugsweise ist das Basis-Anzeigeelement 42 mit genau zwei Basis-Anzeigemarkierungen 44 versehen, die zweckmäßigerweise winkelmäßig um 90 Grad versetzt zueinander angeordnet sind, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft.
Das Zusatz-Anzeigeelement 43 weist mindestens eine Zusatz-Anzeigemarkierung 45 auf, wobei es zweckmäßigerweise mit nur einer einzigen Zusatz-Anzeigemarkierung 45 versehen ist, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft.
Bevorzugt ist jede Anzeigemarkierung 44, 45 streifenförmig ausgebildet und hat eine bezüglich der Hochachse 32 radiale Ausrichtung. Dadurch ist die Anzeigemarkierung 44, 45 für einen Beobachter sehr gut sichtbar. Jede Anzeigemarkierung 44, 45 hat zweckmäßigerweise eine andere Farbe und/oder eine andere Oberflächenstruktur als der restliche Bestandteil des zugeordneten Anzeigeelements 42, 43, so dass ein farblicher und/oder struktureller Kontrast vorliegt, der die optische Wahrnehmbarkeit begünstigt.
Jede Anzeigemarkierung 44, 45 ist am zugeordneten Anzeigeelement 42, 43 bevorzugt zumindest teilweise axial nach oben weisend angeordnet, so dass sie bei einem Blick von der Oberseite 33 her gut sichtbar ist. Jede Anzeigemarkierung 44, 45 kann sich aber zumindest teilweise auch in dem bezüglich der Hochachse 32 radial nach außen weisenden Außenumfangsbereich des jeweiligen Anzeigeelements 42, 43 erstrecken. Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel verläuft jede Anzeigemarkierung 44, 45 in vorteilhafter Weise ausgehend von einem der Hochachse 42 zugeordneten zentrumsnahen Bereich an der Oberseite 33 radial nach außen und daran anschließend entlang des radialen Außenumfanges des betreffenden Anzeigeelements 42, 43 nach unten in Richtung zur Unterseite 34. Dadurch können die Anzeigemarkierungen 44, 45 besonders gut auch schräg von der Seite her erkannt werden.
In der Gebrauchsstellung des Stellungsanzeigers 26 ist das Zusatz-Anzeigeelement 43 außen an das Basis-Anzeigeelement 42 angesetzt. Das Ansetzen erfolgt vorzugsweise mit einer durch einen Pfeil illustrierten Ansetzbewegung 46 in der Achsrichtung der Hochachse 32 im Bereich der Oberseite 33.
Der Stellungsanzeiger 26 bietet die vorteilhafte Möglichkeit, das Zusatz-Anzeigeelement 43 um die Hochachse 32 als Zentrum in unterschiedlichen rotativen Winkelstellungen bezüglich des Basis-Anzeigeelements 42 zu positionieren und in jeder Winkelstellung unverdrehbar zu fixieren. In den 6 bis 11 sind drei Gebrauchsstellungen des Stellungsanzeigers 26 gezeigt, in denen das Zusatz-Anzeigeelement 43 in unterschiedlichen Winkelstellungen bezüglich des Basis-Anzeigeelements 42 fixiert ist.
In jeder an das Basis-Anzeigeelement angesetzten Winkelstellung des Zusatz-Anzeigeelements 43 ist für den Betrachter mindestens eine Basis-Anzeigemarkierung 44 und die mindestens eine Zusatz-Anzeigemarkierung 45 sichtbar. Durch die Winkelstellung, in der das Zusatz-Anzeigeelement 43 am Basis-Anzeigeelement 42 positioniert ist, lässt sich beeinflussen, welche der an dem Basis-Anzeigeelement 42 angeordneten Basis-Anzeigemarkierungen 45 sichtbar sind. Dabei besteht die vorteilhafte Möglichkeit, das Zusatz-Anzeigeelement 43 in mindestens einer Winkelstellung zu positionieren, die als Abdeck-Winkelstellung bezeichnet wird, weil durch das Zusatz-Anzeigeelement 43 mindestens eine Basis-Anzeigemarkierung 44 abgedeckt und gleichzeitig mindestens eine Basis-Anzeigemarkierung unabgedeckt und daher für einen Betrachter gut sichtbar ist.
Die jeweils abgedeckte Basis-Anzeigemarkierung 44 ist für einen Betrachter bevorzugt gänzlich unsichtbar. Der gewünschte Effekt lässt sich allerdings auch dann schon erzielen, wenn die abgedeckte Basis-Anzeigemarkierung 44 zwar noch in gewisser Weise sichtbar ist, bezüglich den anderen Anzeigemarkierungen 44, 45 jedoch optisch in den Hintergrund tritt, beispielsweise wenn das Zusatz-Anzeigeelement 43 eine geringfügige Lichtdurchlässigkeit aufweist.
Exemplarisch lässt sich das Zusatz-Anzeigeelement 43 unter anderem in einer aus 10 und 11 ersichtlichen Winkelstellung positionieren, in der es keine der Basis-Anzeigemarkierungen 44 abdeckt, so dass von außen her jede Basis-Anzeigemarkierung und jede Zusatz-Anzeigemarkierung 45 sichtbar ist.
Die 6 und 7 einerseits sowie die 8 und 9 andererseits zeigen das Zusatz-Anzeigeelement 43 in zwei unterschiedlichen Abdeck-Winkelstellungen, die sich in der drehwinkelmäßigen Ausrichtung bezüglich des Basis-Anzeigeelementes 42 voneinander unterscheiden. In einer aus 6 und 7 ersichtlichen ersten Abdeck-Winkelstellung ist durch das Zusatz-Anzeigeelement 43 die eine der beiden Basis-Anzeigemarkierungen 44 abgedeckt, die zur besseren Unterscheidung auch als erste Basis-Anzeigemarkierung 44a bezeichnet sei. Die andere, zweite Basis-Anzeigemarkierung 44b ist gleichzeitig unabgedeckt. In einer aus 8 und 9 ersichtlichen zweiten Abdeckwinkelstellung ist durch das Zusatz-Anzeigeelement 43 wiederum nur eine der vorhandenen Basis-Anzeigemarkierungen 44 abgedeckt, wobei es sich im Unterschied zu der ersten Abdeck-Winkelstellung jedoch bei der abgedeckten Basis-Anzeigemarkierung 44 um die zweite Basis-Anzeigemarkierung 44b handelt, während die erste Basis-Anzeigemarkierung 44a unabgedeckt ist.
Jede Mehrfachanordnung von für den Betrachter sichtbaren Anzeigemarkierungen 44, 45 repräsentiert ein für einen Betrachter visuell wahrnehmbares Ventiltyp-Symbol 47, das in der Zeichnung ergänzend auch nochmals als eine Linienstruktur 48 verdeutlicht ist, weil in der Praxis üblicherweise vorhandene Farb- und/oder Strukturkontraste in den zeichnerischen Abbildungen nicht zur Geltung kommen.
Bei den beispielsgemäß eingestellten Ventiltyp-Symbolen 47 handelt es sich gemäß 6 und 7 um ein I-Ventiltyp-Symbol 47a, bei dem eine Zusatz-Anzeigemarkierung 45 und eine einzige, nicht abgedeckte Basis-Anzeigemarkierung 44, 44b linear ausgerichtet sind. Bei einem gemäß 8 und 9 eingestellten L-Ventiltyp-Symbol sind die Zusatz-Anzeigemarkierung 45 und eine unabgedeckte Basis-Anzeigemarkierung 44, 44a L-förmig angeordnet. Bei einem gemäß 10 und 11 eingestellten T-Ventiltyp-Symbol 47c sind die Zusatz-Anzeigemarkierung 45 und zwei nicht abgedeckte Basis-Anzeigemarkierungen 44, 44a, 44b T-förmig angeordnet.
Bei einer Drehbewegung 39 des Stellungsanzeigers 26 in Folge einer Drehbetätigung der ihn tragenden Anzeigewelle 25 wird das jeweils zugeordnete Ventiltyp-Symbol 47 mitgedreht, so dass jeweils direkt erkennbar ist, um was für einen Ventiltyp es sich bei dem zugeordneten Prozessventil 1 handelt und welche Betriebsstellung das Ventilglied 6 des betreffenden Prozessventils 1 einnimmt.
Die weiter oben schon angesprochene Montageschnittstelle 35 ist zweckmäßigerweise an der Unterseite 34 des Basis-Anzeigeelements 42 ausgebildet. Exemplarisch ist der Quersteg 35a unterbrochen, so dass der Durchgriff des Gewindeschaftes 37b möglich ist.
Das Basis-Anzeigeelement 42 ist zweckmäßigerweise scheibenförmig ausgebildet und hat eine kreisförmige Außenkontur, wenn man es in der Achsrichtung der Hauptachse 32 betrachtet.
Das Basis-Anzeigeelement 42 hat eine der Oberseite 33 zugeordnete obere Stirnfläche 52 sowie eine radial bezüglich der Hauptachse 32 nach außen weisende Außenumfangsfläche 53. Während sich die Außenumfangsfläche 53 beim Ausführungsbeispiel axial in Richtung zu der oberen Stirnfläche 52 leicht verjüngt, ist sie bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel kreiszylindrisch ausgebildet.
Das Zusatz-Anzeigeelement 43 ist L-förmig gestaltet und hat zwei winkelig zueinander ausgerichtete erste und zweite Schenkelabschnitte 54, 55. Der von den beiden Schenkelabschnitten 54, 55 eingeschlossene Winkel entspricht dem Winkel zwischen der oberen Stirnfläche 52 und der Außenumfangsfläche 53, so dass es sich exemplarisch, aufgrund der sich verjüngenden Formgebung der Außenumfangsfläche 53, um einen leicht stumpfen Winkel handelt.
Das Zusatz-Anzeigeelement 43 ist so an das Basis-Anzeigeelement 42 angesetzt, dass es sich mit dem ersten Schenkelabschnitt 54 in bezüglich der Hochachse 32 radialer Richtung entlang der oberen Stirnfläche 52 erstreckt und mit dem diesbezüglich abgewinkelten zweiten Schenkelabschnitt 55 in axialer Richtung zur Unterseite 34 hin entlang der Außenumfangsfläche 53. Der zweite Schenkelabschnitt 55 ist zweckmäßigerweise entsprechend der Verjüngung der Außenumfangsfläche 43 geneigt.
Das an das Basis-Anzeigeelement 42 angesetzte Zusatz-Anzeigeelement 43 bedeckt somit mit seinem ersten Schenkelabschnitt 54 einen Teil der oberen Stirnfläche 52 und mit seinem zweiten Schenkelabschnitt 55 einen Teil der Umfangserstreckung der Außenumfangsfläche 53.
Die Winkelerstreckung des Zusatz-Anzeigeelements 43 in der Umfangsrichtung 36 ist abhängig von den zu visualisierenden Ventiltyp-Symbolen 47 gewählt. Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Winkelerstreckung 90 Grad beträgt, was auf das Ausführungsbeispiel zutrifft.
Beispielsgemäß ist der erste Schenkelabschnitt 54 kreissektorförmig mit einem Zentriwinkel von zumindest im Wesentlichen 90 Grad ausgebildet. Der zweite Schenkelabschnitt 55 schließt sich im Bereich der größten Umfangserstreckung an den ersten Schenkelabschnitt 54 an und ist zweckmäßigerweise schalenförmig gestaltet, wobei er in der Umfangsrichtung 36 zumindest im Wesentlichen die gleiche Krümmung hat wie die Außenumfangsfläche 53.
An dem den zweiten Schenkelabschnitt 55 entgegengesetzten freien Endbereich ist der erste Schenkelabschnitt 54 von einem Befestigungsloch 56 durchsetzt, dessen Zentrum ebenso auf der Hochachse 32 liegt wie das Zentrum eines weiteren Befestigungsloches 57, von dem das Basis-Anzeigeelement 42 mittig axial durchsetzt ist.
Die beiden Befestigungslöcher 56, 57 sind für den Durchgriff der Befestigungsschraube 37 vorgesehen, die beim Montieren des Stellungsanzeigers 26 an der Anzeigewelle 25 von der Oberseite 33 her durch die beiden Befestigungslöcher 56, 57 hindurchgesteckt wird. Beim Festziehen der Befestigungsschraube 37 drückt der Schraubenkopf 37a von oben auf den ersten Schenkelabschnitt 54 des Zusatz-Anzeigeelements 43, das folglich zusammen mit dem dazwischen eingegliederten Basis-Anzeigeelement 42 axial mit dem Endabschnitt 27 der Anzeigewelle 25 verspannt wird.
Der Rand des in dem ersten Schenkelabschnitt 54 ausgebildeten Befestigungsloches 56 ist zweckmäßigerweise nach oben hin sich konisch erweiternd ausgebildet, wobei der Schraubenkopf 37a am Außenumfang konisch verjüngt ist, so dass das Zusatz-Anzeigeelement 43 beim Fixieren am Basis-Anzeigeelement 42 diesbezüglich zentriert wird.
Das Basis-Anzeigeelement 42 ist bevorzugt haubenförmig ausgebildet und hat einen zur Unterseite 34 hin offenen Innenraum 58. In diesem Innenraum befindet sich zweckmäßigerweise die Montageschnittstelle 35. In der montierten Gebrauchsstellung ragt die Anzeigewelle 25 mit ihrem Endabschnitt 27 von unten her in den Innenraum 58 des Basis-Anzeigeelements 42 hinein.
Die bevorzugt einzige Zusatz-Anzeigemarkierung 45 des Zusatz-Anzeigeelements 43 befindet sich zweckmäßigerweise im Bereich eines der beiden in der Umfangsrichtung 36 der Hochachse 32 orientierten Seitenränder 54a, 54b des sektorförmigen ersten Schenkelabschnittes 54. Bevorzugt ist die Zusatz-Anzeigemarkierung 45 an der von dem Basis-Anzeigeelement 42 abgewandten Außenfläche 62 des Zusatz-Anzeigeelements 43 angeordnet.
Bei dem illustrierten Ausführungsbeispiel erstreckt sich jede Basis-Anzeigemarkierung 45 ausgehend vom Zentrumsbereich der oberen Stirnfläche 52 mit einem ersten Längenabschnitt entlang der oberen Stirnfläche 52 radial nach außen und daran anschließend mit einem zweiten Längenabschnitt entlang der Außenumfangsfläche 53 bis zu dem der Unterseite 43 zugeordneten unteren Randbereich 63 des Basis-Anzeigeelements 42. In vergleichbarer Weise erstreckt sich die Zusatz-Anzeigemarkierung 45 ausgehend von einem der Hochachse 32 benachbarten Bereich an der Außenfläche 62 zunächst entlang des ersten Schenkelabschnittes 54 nach radial außen und anschließend entlang des zweiten Schenkelabschnittes 55 nach unten bis zum unteren Randbereich 64 des zweiten Schenkelabschnittes 55.
In der aus 6 und 7 ersichtlichen ersten Abdeck-Winkelstellung erstreckt sich die Zusatz-Anzeigemarkierung 45 in axialer Verlängerung zu der unabgedeckten zweiten Basis-Anzeigemarkierung 44b, was entsprechend für den zugeordneten ersten Seitenrand 54a gilt. Der in der Umfangsrichtung 32 entgegengesetzte zweite Seitenrand 54b des Zusatz-Anzeigeelements 43 erstreckt sich über die erste Basis-Anzeigemarkierung 44a, so dass selbige von außen her unsichtbar abgedeckt ist.
In der aus 8 und 9 ersichtlichen zweiten Abdeck-Winkelstellung ist das Zusatz-Anzeigeelement 43 derart verdreht an das Basis-Anzeigeelement 42 angesetzt, dass der die Zusatz-Anzeigemarkierung 45 aufweisende erste Seitenrand 54a die zweite Basis-Anzeigemarkierung 44b abdeckt, während die erste Basis-Anzeigemarkierung 44a unabgedeckt ist.
In den beiden Abdeck-Winkelstellungen wird also jeweils die eine der beiden Basis-Anzeigemarkierungen 44a, 44b von dem Zusatz-Anzeigeelement 43 abgedeckt, während die jeweils andere Basis-Anzeigemarkierung 44b, 44a unabgedeckt bleibt. Die Abdeckfunktion wird in der ersten Abdeck-Winkelstellung von dem markierungslosen zweiten Seitenrand 54b übernommen, in der zweiten Abdeck-Winkelstellung von dem mit der Zusatz-Anzeigemarkierung 45 versehenen ersten Seitenrand 54a.
Zur verdrehsicheren Fixierung des Zusatz-Anzeigeelements 43 in der jeweils eingestellten Winkelstellung wird bei einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel ausschließlich die Klemmkraft genutzt, mit der die beiden Anzeigeelemente 42, 43 durch die Befestigungsschraube 37 miteinander verspannt werden. Bei den vorteilhaften illustrierten Ausführungsbeispielen wird die eingestellte Winkelstellung zusätzlich mit einem in der Umfangsrichtung 36 wirksamen Formschluss fixiert.
Den beiden Anzeigeelementen 42, 43 ist gemeinsam eine Verzahnungseinrichtung 65 zugeordnet, durch die das Zusatz-Anzeigeelement 43 in der jeweils eingestellten Winkelstellung formschlüssig unverdrehbar an den Basis-Anzeigeelement 42 verriegelt ist. Exemplarisch enthält die Verzahnungseinrichtung 65 einen an dem Basis-Anzeigeelement 42 koaxial zu der Hochachse 32 ausgebildeten, ringförmig in sich geschlossenen Zahnkranz 66. Der Zahnkranz 66 befindet sich vorzugsweise an dem unteren Randbereich 63 an der radialen Außenseite des Basis-Anzeigeelements 42. Zweckmäßigerweise begrenzt der Zahnkranz 66 axial unten die Außenumfangsfläche 53.
Zu der Verzahnungseinrichtung 65 gehört außerdem eine zu dem Zahnkranz 66 komplementäre Gegenverzahnung 67, die zweckmäßigerweise eine bogenförmige Längserstreckung hat und sich zweckmäßigerweise über die gesamte Umfangslänge des zweiten Schenkelabschnittes 55 erstreckt. Sie ist dort insbesondere an dem unteren Randbereich 64 ausgebildet, und zwar an der dem Basis-Anzeigeelement 42 zugewandten Innenseite des zweiten Schenkelabschnittes 55.
Beim axialen Ansetzen des Zusatz-Anzeigeelements 43 an das Basis-Anzeigeelement 42 gemäß Pfeil 46 greift die Gegenverzahnung 67 in der momentan vorgegebenen Drehwinkelstellung in den Zahnkranz 66 ein, so dass die beiden Anzeigeelemente 42, 43 in der Umfangsrichtung 36 unverdrehbar aneinander abgestützt sind.
Gemäß einem nicht illustrierten Ausführungsbeispiel besteht die Gegenverzahnung 67 aus nur einem einzigen Verzahnungsvorsprung, der abhängig von der Drehposition des Zusatz-Anzeigeelements 43 in unterschiedliche Vertiefungen des Zahnkranzes 66 eingreift.
Während exemplarisch die ineinander eingreifenden Bestandteile der Verzahnungseinrichtung 65 nach Art der Verzahnung eines Zahnrades ausgebildet sind und eine zick-zack-förmige Gestalt haben, können alternativ auch andere einen in der Umfangsrichtung 36 formschlüssigen Eingriff ermöglichende Gestaltungen vorgesehen sein, beispielsweise einerseits eine Mehrzahl von beabstandet aufeinanderfolgenden Löchern und andererseits mindestens ein zapfen- oder noppenförmiger Vorsprung.
Der Zahnkranz 66 ist zweckmäßigerweise als einstückiger Bestandteil des Basis-Anzeigeelements 42 ausgebildet, was entsprechend auch für die Gegenverzahnung 67 bezüglich des Zusatz-Anzeigeelements 43 gilt. Beide Anzeigeelemente 42, 43 bestehen vorzugsweise aus einem Kunststoffmaterial.
Soll zur Veränderung des dargestellten Ventiltyp-Symbols 47 eine Veränderung der Winkelstellung des Zusatz-Anzeigeelements 43 vorgenommen werden, geschieht dies derart, dass zunächst die Befestigungsschraube 37 gelöst und anschließend das Zusatz-Anzeigeelement 43 unter Aufhebung des Formschlusses der Verzahnungseinrichtung 65 entgegen Pfeil 46 von dem Basis-Anzeigeelement 42 abgehoben wird. In dieser abgehobenen Position wird das Zusatz-Anzeigeelement 43 bis zur gewünschten Winkelstellung verdreht und anschließend unter neuerlicher Herstellung des Formschlusses der Verzahnungseinrichtung 65 wieder gemäß Pfeil 46 auf das Basis-Anzeigeelement 42 aufgesteckt. Zum Abschluss wird die Befestigungsschraube 37 wieder festgezogen.
Es ist von Vorteil, wenn der Drehantrieb 8 zusätzlich mit einer Positionserfassungseinrichtung 68 ausgestattet ist, durch die mehrere Drehstellungen des Stellungsanzeigers 26 in elektrisch verarbeitbarer Weise detektierbar sind.
Der Drehantrieb 8 des Ausführungsbeispiels ist mit einer solchen Positionserfassungseinrichtung 68 ausgestattet, die eine am oder im Antriebsgehäuse 13 angeordnete Sensoreinrichtung 72 und mehrere an dem Stellungsanzeiger 26 angeordnete, zur Aktivierung der Sensoreinrichtung 72 geeignete Betätigungselemente 73 aufweist.
Die Betätigungselemente 73, bei denen es sich vorzugsweise um Permanentmagnete handelt, sind zu mehreren um die Hochachse 32 herum verteilt an dem Basis-Anzeigeelement 42 fixiert. Beispielsweise sind sie in zu der Unterseite 34 hin offene Aufnahmetaschen 74 des Basis-Anzeigeelements 42 eingesetzt und insbesondere eingeclipst. Wenn nur zwei Drehstellungen zu erfassen sind, genügen zwei Betätigungselemente 73, wobei es vorteilhaft ist, wenn das Basis-Anzeigeelement 42 die Möglichkeit bietet, mehr als zwei Betätigungselemente 73 zu installieren.
Bei entsprechender Ausgestaltung der Sensoreinrichtung 72 genügt bereits ein einziges Betätigungselement 73, um mehrere Drehstellungen des Stellungsanzeigers 26 zu erfassen. Dies ist bei einer nicht illustrierten Ausführungsform realisiert.
Exemplarisch sind insgesamt vier Aufnahmetaschen 74 vorhanden, die in Winkelabständen von 90 Grad angeordnet sind und die selektiv mit jeweils einem Betätigungselement 73 bestückbar sind.
Bei der durch die Anzeigewelle 25 hervorgerufenen Drehbewegung des Stellungsanzeigers 26 bewegen sich die Betätigungselemente 73 entlang einer Kreisbahn, in deren Bereich am Antriebsgehäuse 13 des Drehantriebes 8 Sensormittel 75 der Sensoreinrichtung angeordnet sind, so dass beim Vorbeifahren der Betätigungselemente 73 eine berührungslose Betätigung möglich ist, aus der ein weiterverwertbares elektrisches Positionssignal resultiert. Über eine elektromechanische Schnittstelle 76 der Sensoreinrichtung 72 können die Sensorsignale zu der schon angesprochenen elektronischen Steuereinrichtung übermittelt werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 6135147 [0004]
US 6820647 B1 [0005]
WO 2016/202355 A1 [0006]

Claims

Stellungsanzeiger für einen Drehantrieb eines Prozessventils, der zur drehfesten Montage an einer drehbaren Anzeigewelle (17) des Drehantriebes (8) ausgebildet ist und eine in der montierten Gebrauchsstellung mit der Drehachse (29) der Anzeigewelle (17) zusammenfallende Hochachse (32) aufweist, mit einem mindestens eine Basis-Anzeigemarkierung (44) aufweisenden Basis-Anzeigeelement (42) und einem eine Zusatz-Anzeigemarkierung (45) aufweisenden Zusatz-Anzeigeelement (43), wobei das Zusatz-Anzeigeelement (43) um die Hochachse (32) als Zentrum in unterschiedlichen rotativen Winkelstellungen bezüglich des Basis-Anzeigeelements (42) positionierbar und fixierbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Basis-Anzeigeelement (42) mehrere um die Hochachse (32) herum verteilt angeordnete Basis-Anzeigemarkierungen (44) aufweist, wobei das Zusatz-Anzeigeelement (43) in mindestens einer Abdeck-Winkelstellung bezüglich des Basis-Anzeigeelements (42) positionierbar und fixierbar ist, in der es mindestens eine der Basis-Anzeigemarkierungen (44) abdeckt und in der mindestens eine der Basis-Anzeigemarkierungen (44) unabgedeckt ist, so dass abhängig von der von dem Zusatz-Anzeigeelement (43) eingenommenen Winkelstellung unterschiedliche visuell wahrnehmbare Ventiltyp-Symbole (47) darstellbar sind, die sich jeweils aus der Zusatz-Anzeigemarkierung (45) und der mindestens einen unabgedeckten Basis-Anzeigemarkierung (44) zusammensetzen.
Stellungsanzeiger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Basis-Anzeigeelement (42) zwei winkelmäßig um 90 Grad versetzt zueinander angeordnete Basis-Anzeigemarkierungen (44) aufweist, wobei abhängig von der durch das Zusatz-Anzeigeelement (43) eingenommenen Winkelstellung nur eine oder keine der beiden Basis-Anzeigemarkierungen (44) abgedeckt ist.
Stellungsanzeiger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz-Anzeigeelement (43) in drei Winkelstellungen bezüglich des Basis-Anzeigeelements (42) positionierbar und fixierbar ist, in denen die Zusatz-Anzeigemarkierung (45) jeweils zusammen mit mindestens einer nicht abgedeckten Basis-Anzeigemarkierung (44) ein I-förmiges oder L-förmiges oder T-förmiges Ventiltyp-Symbol (47) darstellt.
Stellungsanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jede Anzeigemarkierung (44, 45) streifenförmig mit bezüglich der Hochachse (32) radialer Ausrichtung ausgebildet ist.
Stellungsanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Basis-Anzeigeelement (42) an einer Unterseite (34) eine zu der Hochachse (32) koaxiale Montageschnittstelle (35) zur drehfesten Steckverbindung mit einem Endabschnitt (27) der Anzeigewelle (25) des Drehantriebes (8) aufweist.
Stellungsanzeiger nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass er eine Befestigungsschraube (37) aufweist, die im montierten Gebrauchszustand des Stellungsanzeigers (26) die beiden Anzeigeelemente (42, 43) unter axialem Verspannen in Achsrichtung der Hochachse (32) durchsetzt und mit der Anzeigewelle (25) verschraubt ist.
Stellungsanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Basis-Anzeigeelement (42) scheibenförmig mit kreisförmiger Außenkontur ausgebildet ist, wobei es eine in der montierten Gebrauchsstellung des Stellungsanzeigers (26) vom zugeordneten Drehantrieb (8) abgewandte obere Stirnfläche (52) sowie eine radial nach außen weisende Außenumfangsfläche (53) hat, wobei das Zusatz-Anzeigeelement (43) L-förmig gestaltet und derart an das Basis-Anzeigeelement (42) angesetzt ist, dass es sich mit einem die Zusatz-Anzeigemarkierung (45) zumindest teilweise aufweisenden ersten Schenkelabschnitt (54) in bezüglich der Hochachse (32) radialer Richtung entlang oberen Stirnfläche (52) und mit einem diesbezüglich nach unten hin abgewinkelten zweiten Schenkelabschnitt (55) in axialer Richtung entlang der Außenumfangsfläche (53) des Basis-Anzeigeelementes (42) erstreckt, wobei das Basis-Anzeigeelement (42) zweckmäßigerweise haubenförmig ausgebildet und mit der offenen Seite nach unten zum Drehantrieb (8) weisend angeordnet ist.
Stellungsanzeiger nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Außenumfangsfläche (53) des Basis-Anzeigeelements (42) axial in Richtung zur oberen Stirnfläche (52) hin verjüngt, wobei der zweite Schenkelabschnitt (55) des Zusatz-Anzeigeelements (43) entsprechend geneigt ist.
Stellungsanzeiger nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkelabschnitt (54) des Zusatz-Anzeigeelements (43) kreissektorförmig mit einem Zentriwinkel von zweckmäßigerweise 90 Grad ausgebildet ist, wobei der sich daran anschließende zweite Schenkelabschnitt (55) schalenförmig mit einer an die Außenumfangsfläche (53) des Basis-Anzeigeelements (42) angepassten Krümmung gestaltet ist.
Stellungsanzeiger nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Zusatz-Anzeigemarkierung (45) im Bereich eines der beiden in der Umfangsrichtung (36) der Hochachse (32) orientierten Seitenränder (54a, 54b) des ersten Schenkelabschnittes (54) angeordnet ist, zweckmäßigerweise an der dem Basis-Anzeigeelement (42) abgewandten Außenfläche (62) des ersten Schenkelabschnittes (54).
Stellungsanzeiger nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Schenkelabschnitt (54) an seinem dem zweiten Schenkelabschnitt (55) abgewandten freien Endbereich von einem für den Durchgriff einer Befestigungsschraube (37) vorgesehenen Befestigungsloch (56) durchsetzt ist, das mit einem das Basis-Anzeigeelement (42) zentral axial durchsetzenden weiteren Befestigungsloch (57) fluchtet.
Stellungsanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass den beiden Anzeigeelementen (42, 43) gemeinsam eine Verzahnungseinrichtung (65) zugeordnet ist, durch die das Zusatz-Anzeigeelement (43) in der jeweils eingestellten Winkelstellung formschlüssig unverdrehbar an dem Basis-Anzeigeelement (42) verriegelt ist.
Stellungsanzeiger nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Zusatz-Anzeigeelement (43) zur Veränderung seiner bezüglich des Basis-Anzeigeelements (42) eingenommenen Winkelstellung unter Aufhebung des Formschlusses der Verzahnungseinrichtung (65) axial von dem Basis-Anzeigeelement (42) abhebbar, anschließend bezüglich des Basis-Anzeigeelements (42) verdrehbar und daran anschließend unter neuerlicher Herstellung des Formschlusses der Verzahnungseinrichtung (65) wieder auf das Basis-Anzeigeelement (42) aufsteckbar ist.
Stellungsanzeiger nach Anspruch 12 oder 13 in Verbindung mit einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verzahnungseinrichtung (65) einen im Bereich der Außenumfangsfläche (53) an dem Basis-Anzeigeelement (42) ausgebildeten, zu der Hochachse (32) koaxialen Zahnkranz (66) und eine zweckmäßigerweise am freien Endabschnitt des zweiten Schenkelabschnittes (55) ausgebildete, zu dem Zahnkranz (66) komplementäre Gegenverzahnung (67) aufweist.
Stellungsanzeiger nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Basis-Anzeigeelement (42) mit mindestens einem bevorzugt permanentmagnetische Eigenschaften aufweisenden Betätigungselement (73) bestückt ist, das zu einer zur Erfassung mehrerer Drehstellungen des Stellungsanzeigers (26) dienenden Positionserfassungseinrichtung (68) gehört und zweckmäßigerweise von der Unterseite (34) her in das Basis-Anzeigeelement (42) eingesetzt ist, wobei die Positionserfassungseinrichtung (68) zweckmäßigerweise mehrere um die Hochachse (32) herum verteilt an dem Stellungsanzeiger (26) angeordnete Betätigungselemente (73) umfasst.
Drehantrieb eines Prozessventils, mit einem Antriebsgehäuse (13), in dem Antriebsmittel (15) zur Erzeugung einer rotativen Antriebsbewegung (16) einer mit dem drehbaren Ventilglied (6) einer Ventilarmatur (2) koppelbaren oder gekoppelten Antriebswelle (17) angeordnet sind und an dessen Außenseite der Endabschnitt (27) einer zusammen mit der Antriebswelle (17) rotierenden drehbaren Anzeigewelle (25) zugänglich ist, an dem ein die Drehbewegung der Anzeigewelle (25) mitmachender Stellungsanzeiger (26) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellungsanzeiger (26) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 ausgebildet ist.
Prozessventil, mit einer Ventilarmatur (2) und einem an der Ventilarmatur (2) befestigten Drehantrieb (8) zum rotativen Antreiben eines Ventilgliedes (6) der Ventilarmatur (2), wobei der Drehantrieb (8) eine drehbare Anzeigewelle (25) aufweist, an der eine Stellungsanzeiger (26) montiert ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellungsanzeiger (26) nach einem der Ansprüche 1 bis 15 und/oder der Drehantrieb (8) nach Anspruch 16 ausgebildet ist.