DE1239157B

DE1239157B - Rotary fluid drive for valves u. like

Info

Publication number: DE1239157B
Application number: DE1964M0060212
Authority: DE
Inventors: John Mccormack Sheesley
Original assignee: JOHN MCCORMACK SHEESLEY
Current assignee: JOHN MCCORMACK SHEESLEY
Priority date: 1964-03-09
Filing date: 1964-03-09
Publication date: 1967-04-20

Description

Druckmitteldrehantrieb für Ventile u. dgl. Die Erfindung betrifft einen Druckmittelantrieb für Ventile u. dgl. mit einem längsverschieblichen, druckbeaufschlagten Kolben, der über einen Bolzen und einen Schlitz mit einer quer zu seiner Verschieberichtung liegenden, das Verschlußstück verstellenden, drehbaren Welle in Verbindung steht.Rotary fluid drive for valves and the like a pressure medium drive for valves and the like with a longitudinally displaceable, pressurized one Piston, which has a bolt and a slot with a direction transverse to its direction of movement lying, the locking piece adjusting, rotatable shaft is in connection.

Die bekannten Druckmittelantriebe für Ventile sind meist mit Zahnstangen, Zahnritzelantrieben oder Gestängen ausgerüstet und so kompliziert, daß oft die Kosten der Druckmittelantriebe höher als diejenigen des Ventils selbst sind. Ferner brauchen diese Druckmittelantriebe einen unerwünscht großen Raum, unterliegen infolge Auftretens großer Reibungskräfte einer schnellen Abnutzung und erfordern entsprechende Antriebskraft, so daß die Unterhaltskosten hoch sind.The well-known pressure medium drives for valves are usually with racks, Gear drives or rods equipped and so complicated that often the costs the pressure medium drives are higher than those of the valve itself. Also need these pressure medium drives an undesirably large space, are subject to occurrence large frictional forces of rapid wear and require corresponding driving force, so that the maintenance cost is high.

Zweck der Erfindung ist die Beseitigung dieser Nachteile und die Schaffung eines Druckmittelantriebs mit möglichst geringem Raumbedarf, einfacher Konstruktion, verringerten Reibungskräften und geringerem Antriebsbedarf.The purpose of the invention is to eliminate these disadvantages and to create them a pressure medium drive with the smallest possible space requirement, simple construction, reduced frictional forces and lower drive requirements.

Erreicht wird dies dadurch, daß bei einem Druckmittelantrieb der vorerwähnten Art a) der Kolben nur auf einem Teil seiner Länge den vollen Durchmesser hat und außerhalb dessen in einen Fortsatz übergeht, b) der Kolben in an sich bekannter Weise auf einer Stange verschiebbar ist, c) der Fortsatz auf der einen Seite der Stange den Bolzen trägt und d) die drehbare Welle auf der dem Bolzen abgewandten Seite der Stange angeordnet ist und mit einem Gabelstückteil den Fortsatz umgreifend mit dem Bolzen im Eingriff steht.This is achieved in that in the case of a pressure medium drive the aforementioned Type a) the piston has the full diameter only over part of its length and outside of which merges into an extension, b) the piston in per se known Way is slidable on a rod, c) the extension on one side of the Rod carries the bolt and d) the rotatable shaft on the one facing away from the bolt Side of the rod is arranged and encompassing the extension with a fork piece part engages with the bolt.

Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.Further features of the invention emerge from the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Beschreibung im Zusammenhang mit der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt F i g. 1 einen Längsschnitt, F i g. 2 einen Querschnitt nach der Linie 2-2 der Fig. 1.An embodiment of the invention is related in the description explained in more detail with the drawing. It shows F i g. 1 shows a longitudinal section, FIG. 2 shows a cross section along the line 2-2 of FIG. 1.

Der Antrieb besitzt ein zylindrisches Gehäuse 10, welches sich aus einem becherartigen Gehäuseteil 12 mit geschlossenem Boden, einem daran anschließenden hohlzylindrischen Teil 14 und einem Deckel 16 zusammensetzt. Der hohlzylindrische Teil 14 legt sich mit einem Ende gegen das offene Ende des becherartigen Teiles 12 und ist an der Stroßstelle durch eine Dichtung 18 abgedichtet. Entsprechend deckt der Deckel 16 das andere Ende des Zylinders 14 ab, in welchem er mit einem im Durchmesser reduzierten Teil 22 durch eine Dichtung 20 abgedichtet ist. Die drei Teile 12, 14, 16 des Gehäuses 10 werden durch eine axial und zentral das Gehäuse 10 durchdringende Stange 24 zusammengehalten, welche mit Gewindeenden durch den Boden des becherartigen Teiles 14 und den Deckel 16 hindurchgeführt und außen mit Muttern 26 und Unterlegdichtungsscheiben 28 versehen ist, so daß das Gehäuse 10 flüssigkeitsdicht ist.The drive has a cylindrical housing 10, which is composed of a cup-like housing part 12 with a closed bottom, an adjoining hollow cylindrical part 14 and a cover 16 . The hollow cylindrical part 14 rests with one end against the open end of the cup-like part 12 and is sealed by a seal 18 at the stroke point. Correspondingly, the cover 16 covers the other end of the cylinder 14, in which it is sealed with a part 22 of reduced diameter by a seal 20. The three parts 12, 14, 16 of the housing 10 are held together by a rod 24 which axially and centrally penetrates the housing 10 and which is passed with threaded ends through the bottom of the cup-like part 14 and the cover 16 and provided on the outside with nuts 26 and washers 28 so that the housing 10 is liquid-tight.

Die zentrale Stange 24 dient gleichzeitig als Kolbenstange, auf welcher ein Kolben 30 axial gleitend angeordnet ist. Der Kolben 30 weist an einem Ende einen Kopfteil 32 auf, der in dem Zylinder 14 gleitet und mit einem Dichtungsring 34 versehen ist. In einer von der Stirnseite des Kopfteiles 32 ausgehenden, die Stange 24 umgebenden axialen Bohrung 38 ist ein Packungsring 36 als Abdichtung zwischen Kolben 30 und Stange 24 angeordnet, welcher durch eine mit Außengewinde in die Bohrung 38 eingreifende Lagerhülse 40 zusammengepreßt wird, die gleichzeitig zur zentrischen Lagerung des Kolbens 30 auf der Stange 24 und zur Einstellung des Packungsringes 36 dient. Diese Lagerhülse 40 ist vorzugsweise aus gut gleitender Lagerbronze oder einem ähnlichen Lagermaterial hergestellt.The central rod 24 also serves as a piston rod on which a piston 30 is arranged to slide axially. The piston 30 has at one end a head part 32 which slides in the cylinder 14 and is provided with a sealing ring 34. In an outgoing from the end face of the head part 32, the rod 24 surrounding the axial bore 38. 36 is disposed a packing ring as a seal between piston 30 and rod 24, which is compressed by engaging with an external thread in the bore 38 of bearing sleeve 40 to the central simultaneously The piston 30 is supported on the rod 24 and is used to adjust the packing ring 36. This bearing sleeve 40 is preferably made of easily sliding bearing bronze or a similar bearing material.

Am anderen Ende des Kolbens 30 ist eine weitere Lagerhülse 42 in einer die Stange 24 umgebenden Endbohrung 44 angebracht, die ebenfalls vorzugsweise aus gut gleitender Lagerbronze oder einem ähnlichen Lagermaterial hergestellt ist.At the other end of the piston 30 , a further bearing sleeve 42 is attached in an end bore 44 surrounding the rod 24 , which is likewise preferably made of easily sliding bearing bronze or a similar bearing material.

Zur Umwandlung der geradlinigen Bewegung des Kolbens 30 in eine rotierende Bewegung einer Welle 48, welche diese Drehbewegung auf die Ventilspindel 66 überträgt, ist ein Mechanismus mit Gabelstück 56 und Bolzen 46 vorgesehen. Der Bolzen 46 erstreckt sich quer durch einen Kolbenfortsatz und ragt an gegenüberliegenden Enden aus diesen heraus. Die Welle 48 durchdringt in Querrichtung den Gehäuseteil 12 seitlich der Stange 24 und des im Durchmesser reduzierten Kolbenfortsatzes, ohne den letzteren in seiner Axialbewegung zu behindern, und ragt noch mit den Enden aus dem Gehäuseteil 12 heraus. Die Welle 48 ist in gegenüberliegenden und zueinander ausgerichteten Lagerbohrungen 50 und 52 des Gehäuseteiles 12 drehbar gelagert und durch Dichtungsringe 54 abgedichtet. Auf der Welle 48 ist das Gabelstück 56 mittels eines Kopfbolzens 58 befestigt. Das Gabelstück 56 ist beiderseits des Kolbenfortsatzes mit parallelen Fingerpaaren 60 versehen, welche zwischen sich einen Gleitschlitz 62 frei lassen, in welchem die Enden des Bolzens 46 gleiten können. Jedes aus dem Gehäuseteil 12 herausragende Ende der Welle 48 ist mit einer kantigen Einstecköffnung 64 versehen, in welche das ebenfalls kantige Ende einer Ventilspindel 66 hineinpaßt, die gedreht werden soll. Beim Ausführungsbeispiel ist die Antriebsvorrichtung mittels einer Konsole 68 und Schrauben 70 am Gehäuseteil 12 und Schrauben 72 am Ventilgehäuse, die gleichzeitig als Ventildeckelschrauben dienen, am Ventil befestigt.In order to convert the straight-line movement of the piston 30 into a rotating movement of a shaft 48, which transmits this rotational movement to the valve spindle 66, a mechanism with a fork piece 56 and a bolt 46 is provided. The bolt 46 extends transversely through a piston extension and protrudes therefrom at opposite ends. The shaft 48 penetrates the housing part 12 laterally of the rod 24 and the diameter of the piston extension, without hindering the latter in its axial movement, and the ends still protrude from the housing part 12. The shaft 48 is rotatably mounted in opposing and mutually aligned bearing bores 50 and 52 of the housing part 12 and is sealed by sealing rings 54. The fork piece 56 is fastened on the shaft 48 by means of a head bolt 58. The fork piece 56 is provided on both sides of the piston extension with parallel pairs of fingers 60 , which leave a sliding slot 62 free between them, in which the ends of the bolt 46 can slide. Each end of the shaft 48 protruding from the housing part 12 is provided with an angular insertion opening 64 into which the likewise angular end of a valve spindle 66, which is to be rotated, fits. In the exemplary embodiment, the drive device is fastened to the valve by means of a bracket 68 and screws 70 on the housing part 12 and screws 72 on the valve housing, which also serve as valve cover screws.

Die Druckflüssigkeit kann in den Raum links des Kolbens 30 durch die im Deckel 16 angeordnete Zufuhrleitung 74 oder in den Raum rechts des Kolbens 30 durch die im becherartigen Gehäuseteil 12 angeordnete Zufuhrleitung 76 eingelassen werden. Eine Stellschraube 78 im Deckel 16 mit Gegenmutter 80 dient als Endanschlag für die Kolbenbewegung nach links, während eine entsprechende Stellschraube 82 mit Gegenmutter 84 im Boden des becherartigen Gehäuseteiles 12 als Endanschlag für eine Kolbenbewegung nach rechts dient. Nimmt der Kolben 30 die in F i g. 1 in gestrichelten Linien gezeigte Stellung 30' ein, so liegt er am Anschlag 78, und wenn Druckflüssigkeit durch die Zufuhrleitung 74 in den Zylinder 14 geschickt wird, bewegt sich der Kolben 30 nach rechts. Anfangs befinden sich die Gabelfinger 60 des Gabelstückes 56 in der gestrichelten Stellung 56'.The pressure fluid can be admitted into the space to the left of the piston 30 through the supply line 74 arranged in the cover 16 or into the space to the right of the piston 30 through the supply line 76 arranged in the cup-like housing part 12. An adjusting screw 78 in the cover 16 with a counter nut 80 serves as an end stop for the piston movement to the left, while a corresponding adjusting screw 82 with a counter nut 84 in the bottom of the cup-like housing part 12 serves as an end stop for a piston movement to the right. If the piston 30 takes the in F i g. 1 a position 30 'shown in dashed lines, it rests against the stop 78, and when pressure fluid is sent through the supply line 74 into the cylinder 14, the piston 30 moves to the right. Initially, the fork fingers 60 of the fork piece 56 are in the dashed position 56 '.

Wenn der Kolben 30 sich nach rechts bewegt, drückt der Bolzen 46 auf die Schlitzränder 62 und versetzt das Gabelstück 56 und die damit fest verbundene Welle 48 in Drehbewegung.When the piston 30 moves to the right, the bolt 46 pushes open the slot edges 62 and offset the fork piece 56 and the firmly connected Shaft 48 in rotary motion.

Wird der Kolben 30 bis an seinen Endanschlag 82 bewegt, so drehen sich das Gabelstück 56 und die Welle 48 um etwa 90° bei dem gezeichneten Ausführungsbeispiel in die Stellung 56". Wird entsprechend Druckflüssigkeit durch die Zufuhrleitung 76 in den Raum rechts des Kolbens 30 zugeführt, so wird der Kolben 30 nach links bewegt und dabei das Gabelstück 56 und die Welle 48 in entgegengesetzter Richtung linksherum gedreht.If the piston 30 is moved to its end stop 82, rotate it the fork piece 56 and the shaft 48 by about 90 ° in the illustrated embodiment to position 56 ". Pressure fluid is fed accordingly through the supply line 76 is fed into the space to the right of the piston 30, the piston 30 is moved to the left moves and thereby the fork piece 56 and the shaft 48 in the opposite direction turned to the left.

Durch diese Drehbewegungen des Gabelstückes 56 wird die fest damit verbundene Welle 48 jeweils 90 Winkelgrade gedreht und dabei das mit der Welle 48 gekuppelte Ventil geöffnet oder geschlossen.As a result of these rotary movements of the fork piece 56, the shaft 48 firmly connected to it is rotated 90 degrees in each case and the valve coupled to the shaft 48 is opened or closed.

Bei dieser Umwandlung der geradlinigen Längsbewegung des Kolbens 30 in eine drehende Bewegung der Welle 48 und der Ventilspindel tritt eine radiale Belastung des Kolbens 30 auf, weil der Bolzen 46 in Winkeln von 45 bis 90° gegen die Gabelschlitzränder der Schlitze 62 drückt, so daß der Druck des Kolbens 30 in Längsrichtung und in radialer Richtung auftretende Widerstandskraftkomponenten zu überwinden hat. Es treten also bei allen derartigen Antriebsvorrichtungen zur Umwandlung geradliniger Bewegungen in Drehbewegungen solche radialen Widerstandskräfte und nicht nur begrenzte, einfache Stift-und Gabelstückkräfte auf.With this conversion of the straight longitudinal movement of the piston 30 into a rotating movement of the shaft 48 and the valve spindle, a radial load on the piston 30 occurs because the bolt 46 presses against the fork slot edges of the slots 62 at angles of 45 to 90 °, so that the Pressure of the piston 30 has to overcome in the longitudinal direction and in the radial direction occurring resistance force components. In all such drive devices for converting straight-line movements into rotary movements, such radial resistance forces and not just limited, simple pin and fork-piece forces occur.

Bei den bisherigen Antriebsvorrichtungen dieser Art kommen diese radialen Widerstandskräfte zwischen der Zylinderwandung und dem Kolben zur Auswirkung, so daß die Neigung besteht, den Kolbenkopf aus seiner zentralen Lage im Zylinder nach einer Seite abzudrängen, auf welcher dann am Zylinder und am Kolben eine erhöhte Reibungsabnutzung erfolgt.In the previous drive devices of this type, these come radial Resistance forces between the cylinder wall and the piston to the effect, see above that there is a tendency to move the piston head from its central position in the cylinder to push off one side, on which an increased one on the cylinder and on the piston Frictional wear occurs.

Erfindungsgemäß wird diese einseitige, übermäßige Belastung des Kolbenkopfes beseitigt, indem alle radialen Belastungen von der Stange 24 für den Kolben 30 aufgenommen werden. Durch die Anordnung der Kolbenlagerhülse 40 und der Lagerhülse 42 am Kolben 30, die vorzugsweise aus Material mit niedrigem Reibungskoeffizienten bestehen, tritt ein niedriger Reibungswiderstand zwischen Kolben 30 und Stange 24 auf.According to the invention, this one-sided, excessive loading of the piston head becomes eliminated by all radial loads being taken from rod 24 for piston 30 will. Due to the arrangement of the piston bearing sleeve 40 and the bearing sleeve 42 on the piston 30, which are preferably made of material with a low coefficient of friction, a low frictional resistance occurs between piston 30 and rod 24.

Claims

Claims: 1. Pressure medium drive for valves and the like with a longitudinally displaceable, pressurized piston, which has a bolt and a Slot with a transverse to its direction of displacement, the locking piece adjusting, rotatable shaft is connected, d u r c h g e -marked, that a) the piston (30) only has the full diameter over part (32) of its length has and outside of which merges into an extension, b) the piston (30) in itself is known to be displaceable on a rod (24), c) the extension on the one side of the rod (24) carries the bolt (46) and d) the rotatable shaft (48) is arranged on the side of the rod (24) facing away from the bolt (46) and with a fork piece (56) engages around the extension with the bolt (46).

2. Pressure medium drive for valves according to claim 1, characterized in that the Rod (24) in a manner known per se at the same time as a cohesive member of the a plurality of axially lined up parts (12, 14, 16) existing housing (10) is trained.

3. Pressure medium drive according to claim 1, characterized in that the piston (30, 32) with the extension is designed as a one-piece body which is adjustably mounted at the ends with bearing sleeves (40, 42) with a low coefficient of friction on the rod (24) . Documents considered: Austrian Patent No. 186 080; French Patent No. 1265 365; British Patent No. 155,553; U.S. Patents Nos. 1406,012, 1958,262, 2,963,260, 3,109,457.