DE10336065A1

DE10336065A1 - Pneumatischer Ventilantrieb

Info

Publication number: DE10336065A1
Application number: DE10336065A
Authority: DE
Inventors: Gerhard Hettinger
Original assignee: Buerkert Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Buerkert Werke GmbH and Co KG
Priority date: 2003-08-06
Filing date: 2003-08-06
Publication date: 2005-03-03
Also published as: EP1643175A3; EP1505325A1; EP1643175A2; DE502004001990D1; EP1505325B1; EP1643175B1; DE502004012179D1

Abstract

Der pneumatische Ventilantrieb hat ein Gehäuse, das eine zylindrische Laufbuchse (28) und an jedem axialen Ende der Laufbuchse eine Stirnwand (20, 24) aus Kunststoff aufweist. Ein mit einer axialen Spindel (34) verbundener Kolben (30) ist in der Laufbuchse axial geführt und an seinem Umfang gegen die Innenwand der Laufbuchse abgedichtet. An den Stirnwänden (20, 24) sind zylindrische Außenwandteile (22, 26) angeformt, die miteinander verschraubt und von einer zwischen den Stirnwänden axial verspannten zylindrischen Hülle (38) aus einem dünnwandigen rostfreien Stahl umgeben sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen pneumatischen Ventilantrieb mit einem Gehäuse, das einen Zylinder aufweist, in dem ein mit einer axialen Spindel verbundenen Kolben axial geführt und an seinem Umfang gegen die Innenwand des Zylinders abgedichtet ist.
Derartige pneumatische Ventilantriebe werden seit vielen Jahren erfolgreich in der industriellen Prozess-Steuerung eingesetzt. Die vorliegende Erfindung verbessert diese Ventilantriebe in mehreren Aspekten.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung hat der Ventilantrieb an einer seiner Stirnwände eine einheitliche Schnittstelle für einen Steuerkopf und an seiner anderen Stirnwand eine einheitliche Schnittstelle für eine durch die Spindel zu betätigende Ventil-Armatur. Durch die einheitlichen Schnittstellen wird der Ventilantrieb modular und kann mit unterschiedlichen Ausführungen von Steuerköpfen einerseits sowie Ventil-Armaturen andererseits verwendet werden.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung hat das Gehäuse des Ventilantriebs eine zylindrische Laufbuchse für den Kolben. Der Kolben ist in der Laufbuchse axial geführt und an seinem Umfang gegen die Innenwand der Laufbuchse abgedichtet. An einer der zwei Stirnwände ist ein erster zylindrischer Außenwandteil angeformt; gleichfalls ist an der anderen Stirnwand ein zweiter zylindrischer Außenwandteil angeformt. Die beiden Außenwandteile sind mitein ander verschraubt, wobei die Laufbuchse zwischen den Stirnwänden axial eingespannt ist. Durch die Verwendung einer Laufbuchse können die Gleiteigenschaften für den Kolben optimiert werden. Zugleich kann für das Gehäusematerial, aus dem die Stirnwände mit den angeformten zylindrischen Außenwandteilen bestehen, ein einfacher Kunststoff verwendet werden.
In Weiterbildung dieses Aspektes der Erfindung sind die miteinander verschraubten zylindrischen Außenwandteile von einer zylindrischen Hülle aus einem dünnwandigen rostfreien Stahl umgeben. Diese Hülle ist axial zwischen den zwei Stirnwänden verspannt. Bei der bevorzugten Ausführung schließt die zylindrische Hülle im wesentlichen spaltfrei und dicht an den Stirnwänden an. Bei diesem Aspekt der Erfindung kann das Gehäuse des Ventilantriebs aus einem einfachen Kunststoff hergestellt werden und dennoch die gesamte Mantelfläche des Ventilantriebs mit optischen und hygienischen Eigenschaften ausgestattet sein, die hohen Ansprüchen genügen, so daß ein Einsatz des Ventilantriebs in einer Umgebung ermöglicht wird, die diesbezüglich hohe Anforderungen stellt, beispielsweise im Bereich der Pharmatechnik, Biotechnik oder Lebensmittelverarbeitung.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung sind pneumatische Luftkanäle für Zuluft, Abluft und Steuerluft in dem Gehäuse des Ventilantriebs integriert. Insbesondere ist von einer der Stirnwände ausgehend ein axialer Steuerluftkanal zwischen der Außenfläche der Laufbuchse und der Innenfläche eines der Außenwandteile gebildet, der in den Raum zwischen der anderen Stirnwand und dem Kolben mündet. Bei der bevorzugten Ausführungsform enthält der am Gehäuse des Ventilantriebs angesetzte Steuerkopf ein pneumatisches Steuerventil und einen pneumatischen Verteilerblock, die den Steuerluftkanal selektiv mit einem Druckluftkanal oder mit einem Abluftkanal verbinden. Druckluftkanal und Abluftkanal sind vorzugsweise in der Stirnwand ausgebildet, an die der Steuerkopf angesetzt ist. Durch diesen Aspekt der Erfindung entfallen die bei herkömmlichen pneumatischen Ventilantrieben üblichen Schlauchleitungen für die Steuerluft.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
1 einen Axialschnitt einer Ausführungsform eines pneumatischen Ventilantriebs mit Steuerkopf;
2 einen Schnitt entlang Linie II-II in 1;
3 einen Schnitt entlang Linie III-III in 1;
4 einen vergrößerten Teilausschnitt aus 1; und
5 eine Teilansicht des Ventilantriebs ohne Steuerkopf.
In 1 dargestellt ist ein allgemein mit 10 bezeichneter pneumatischer Ventilantrieb mit einem auf seiner einen Stirnseite angesetzten Steuerkopf 12 und einer auf seiner anderen Stirnseite angeschlossenen Ventilarmatur 14. Der Ventilantrieb hat ein Gehäuse, das im wesentlichen aus zwei Teilen zusammengesetzt ist. Der erste Gehäuseteil umfaßt eine Stirnwand 20 mit einem angeformten zylindrischen Außenwandteil 22. Der zweite Gehäuseteil umfaßt eine Stirnwand 24 mit einem angeformten zylindrischen Außenwandteil 26. Zwischen den Stirnwänden 20, 24 ist eine zylindrischen Laufbuchse 28 axial eingespannt. Im Inneren der Laufbuchse 28 ist ein Kolben 30 geführt, der an seinem Umfang gegen die Innenfläche der Laufbuchse 28 abgedichtet ist. Der Kolben 30 wird durch eine an der Stirnwand 20 abgestützte Druckfeder 32 zur Stirnwand 24 hin beaufschlagt. An dem Kolben 30 ist eine Spindel 34 angeschlossen, die an ihrem freien Ende ein Ventilglied 36 trägt. Die zylindrischen Außenwandteile 22, 26 sind miteinander verschraubt und umgeben die Laufbuchse 28. Die Außenwandteile 22, 26 sind ihrerseits von einer zylindrischen Hülle 38 umgeben, die aus einem dünnwandigen rostfreien Stahl besteht. Die Hülle 38 ist zwischen den Stirnwänden 20, 24 axial verspannt und durch je eine Dichtung abgedichtet. Die Hülle 38 schließt praktisch spaltfrei an der Stirnwand 24 und an dem Umfang der Stirnwand 20 an. Sie verleiht dem Ventilantrieb ein hochwertiges Erscheinungs bild und erfüllt zugleich die hohen Ansprüche an Materialbeschaffenheit und Formgestaltung, die in industriellen Bereichen wie Pharmatechnik, Biotechnik und Lebensmittelverarbeitung gelten.
Die Stirnwand 20 bildet auf ihrer vom Kolben 30 abgewandten Seite eine einheitliche Schnittstelle für verschiedenste Ausführungen von Steuerköpfen. Der in 1 und 2 gezeigte Steuerkopf enthält ein pneumatisches Steuerventil 40 und einen pneumatischen Steuerblock 42. Ferner enthält er einen Positionssensor 44, der mit dem Kolben 30 durch eine die Stirnwand 20 koaxial durchragende Koppelspange 46 verbunden ist.
In die Stirnwand 20 sind Anschlußkanäle für Zuluft und Abluft integriert. So zeigt 3 einen Abluftkanal 50, der am Außenumfang der Stirnwand 20 mündet, und einen Zuluftkanal 52, der ebenfalls am Außenumfang der Stirnwand 20 mündet. Diese Kanäle 50, 52 sind mit dem pneumatischen Verteilerblock 42 verbunden, der seinerseits mit dem pneumatischen Steuerventil verbunden ist. Von dem pneumatischen Steuerventil 40 verläuft ein Steuerluftkanal durch den Verteilerblock 42 zu einer die Stirnwand 20 axial durchquerenden Bohrung 54, die in einem zwischen dem Außenumfang der Laufbuchse 28 und der Innenfläche des Außenwandteils 26 verlaufenden Steuerluftkanal 56 fortgesetzt wird. Der Steuerluftkanal 56 mündet in den Zylinderraum unter dem Kolben 30.
Die Stirnwand 24 bildet mit ihrer vom Kolben 30 abgewandten Stirnseite eine einheitliche Schnittstelle zum Anschließen verschiedenster Ausführungen von Ventil-Armaturen. In 1 ist beispielshalber eine Ventil-Armatur mit dem Ventilkörper 36 für ein Sitzventil dargestellt.
4 zeigt bei 60 die Verschraubung des Außenwandteils 22 mit dem Außenwandteil 26, die Abdichtung dieser Wandungsteile aneinander durch eine eingefügte Ringdichtung 62 sowie die Einspannung und Abdichtung der Laufbuchse 28 mit einer Ringdichtung 64, die in eine Nut der Stirnwand 20 eingelegt ist. Ferner ist der Anschluß der zylindrischen Hülle 38 am Übergang zwischen Stirnwand 20 und Außenwandteil 22 unter Einfügung einer Dichtung 66 zu erkennen.
Der Steuerkopf 12 weist ein ähnliches Erscheinungsbild wie der Ventilantrieb 10 auf. Insbesondere hat auch er eine zylindrische Hülle 70, die aus einem dünnwandigen rostfreien Stahl besteht. Sie ist zwischen der Stirnwand 20 und einem gegenüberliegenden Deckel 72 axial eingespannt. Bei Ausführungen, die keinen Steuerkopf benötigen, kann der Deckel 72 unmittelbar an die Stirnwand 20 angesetzt werden, die auch für diesen Deckel 72 eine passende Schnittstelle bildet, wie in 5 gezeigt.

Claims

Pneumatischer Ventilantrieb mit einem Gehäuse, das einen Zylinder und an jedem axialen Ende des Zylinders eine Stirnwand aufweist, einem mit einer axialen Spindel verbundenen Kolben, der in dem Zylinder axial geführt und an seinem Umfang gegen den Zylinder abgedichtet ist, einer an einer der Stirnwände gebildeten ersten, einheitlichen Schnittstelle für einen Steuerkopf und einer an der anderen Stirnwand gebildeten zweiten, einheitlichen Schnittstelle für eine durch die Spindel zu betätigende Ventil-Armatur.
Pneumatischer Ventilantrieb mit einem Gehäuse, das eine zylindrische Laufbuchse und an jedem axialen Ende der Laufbuchse eine Stirnwand aufweist, einem mit einer axialen Spindel verbundenen Kolben, der in der Laufbuchse axial geführt und an seinem Umfang gegen die Innenwand der Laufbuchse abgedichtet ist, einem an einer der Stirnwände angeformten, ersten zylindrischen Außenwandteil und einem an der anderen Stirnwand angeformten, zweiten zylindrischen Außenwandteil, der mit dem ersten Außenwandteil verschraubt ist, wobei die Laufbuchse zwischen den Stirnwänden axial eingespannt ist.
Pneumatischer Ventilantrieb mit einem Gehäuse, das eine zylindrische Laufbuchse und an jedem axialen Ende der Laufbuchse eine Stirnwand aus Kunststoff aufweist, einem mit einer axialen Spindel verbundenen Kolben, der in der Laufbuchse axial geführt und an seinem Umfang gegen die Innenwand der Laufbuchse abgedichtet ist, einem an einer der Stirnwände angeformten, ersten zylindrischen Außenwandteil, einem an der anderen Stirnwand angeformten, zweiten zylindrischen Außenwandteil, der mit dem ersten Außenwandteil verschraubt ist, und einer die Außenwandteile umgebenden, zwischen den Stirnwänden axial verspannten zylindrischen Hülle aus einem dünnwandigen rostfreien Stahl.
Pneumatischer Ventilantrieb nach Anspruch 3, bei dem die zylindrische Hülle im wesentlichen spaltfrei und dicht an den Stirnwänden anschließt.
Pneumatischer Ventilantrieb mit einem Gehäuse, das eine zylindrische Laufbuchse und an jedem axialen Ende der Laufbuchse eine Stirnwand aufweist, einem mit einer axialen Spindel verbundenen Kolben, der in der Laufbuchse axial geführt und an seinem Umfang gegen die Innenwand der Laufbuchse abgedichtet ist, einem an einer der Stirnwände angeformten, ersten zylindrischen Außenwandteil und einem an der anderen Stirnwand angeformten, zweiten zylindrischen Außenwandteil, der mit dem ersten Außenwandteil verbunden ist, wobei von einer der Stirnwände ausgehend ein axialer Steuerluftkanal zwischen der Außenfläche der Laufbuchse und der Innenfläche eines der Außenwandteile gebildet ist und in den Raum zwischen der anderen Stirnwand und dem Kolben mündet.
Pneumatischer Ventilantrieb nach Anspruch 5, bei dem auf der vom Kolben abgewandten Seite der einen Stirnwand ein Steuerkopf angesetzt ist, der ein pneumatisches Steuerventil und einen pneumatischen Verteilerblock aufweist, die den Steuerluftkanal selektiv mit einem Druckluftkanal oder mit einem Abluftkanal verbinden.
Pneumatischer Ventilantrieb nach Anspruch 6, bei dem in der einen Stirnwand der Druckluftkanal integriert ist und am Außenumfang der Stirnwand mündet.
Pneumatischer Ventilantrieb nach Anspruch 6 oder 7, bei dem in der einen Stirnwand der Abluftkanal integriert ist und am Außenumfang der Stirnwand mündet.