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Gegenstand des Hauptpatents ist ein umkehrbarer Druckmittelantrieb
insbesondere für Regelventile, Drosselklappen od. dgl. mit einem mit der betätigten
Vorrichtung verbundenen Antriebsgehäuse, einer das Antriebsmittel mit der betätigten
Vorrichtung verbindenden Stange und zwei zu beiden Seiten an einer Rückstellfeder
anliegenden Federtellern, die zwischen zwei auf der Stange, vorzugsweise axial verstellbar
angeordneten Anschlägen frei verschiebbar sind, wobei ein ortsfestes Widerlager
für jeweils einen der Federteller je nach der gewünschten Arbeitsrichtung des Antriebs
entweder unterhalb des unteren Federtellers oder oberhalb des oberen Federtellers
angreifend an dem das Antriebsgehäuse mit der betätigten Vorrichtung verbindenden
Gehäuse gelagert ist.
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Die vorliegende Zusatzerfindung soll das Reversieren des Antriebs
weiter vereinfachen und besteht darin, daß die Rückstellfeder und ihre beiden Federteller
von einer mit an ihren Enden mit je einem als Lager für den betreffenden Federteller
dienenden Innenflansch, Bund od. dgl. versehenen Hülse umgeben sind, die über äußere
Ansätze in zwei verschiedenen axialen Stellungen am Widerlager befestigbax ist,
und daß das Widerlager aus Lagerstücken besteht, zwischen denen, in radialer Richtung
gesehen, die Hülse angeordnet ist.
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Vorteilhaft wird der neue Antrieb derart ausgestaltet, daß die Hülse
zwei sich diametral gegenüberliegende Ansätze aufweist, die sich bei der einen Arbeitsrichtung
des Antriebs mit ihrer Unterkante und bei der entgegengesetzten Arbeitsrichtung
mit ihrer Oberkante an den vom Gestell getragenen Lagerstücken abstützen. Verschiedene
Möglichkeiten der konstruktiven Ausbildung des neuen Antriebs und weitere Einzelheiten
sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet und werden nachfolgend an Hand einiger
in den Zeichnungen dargestellter Ausführungsbeispiele erläutert. In den F i g. 1
bis 3 ist eine erste Ausführungsform, in den F i g. 4 bis 5 eine zweite und in den
F i g. 6 und 7 eine dritte Ausführungsform in jeweils entsprechenden Schnitten bzw.
Ansichten dargestellt.
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Die F i g. 1, 4 und 6 zeigen die für die Erfindung wesentlichen Teile
des Antriebs jeweils in einem Schnitt parallel zur Ventilstange, während die Fi
g. 3, 5 und 7 Schnitte längs der entsprechend gekennzeichneten Schnittlinien der
erstgenannten Figuren wiedergeben.
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Bei allen drei Ausführungsformen teilt die als Antriebsmittel dienende,
zwischen den beiden schalenförmigen Gehäusehälften 2 und 3 eingespannte Membran
1 das Antriebsgehäuse in eine obere Druckmittelkammer 4 und eine untere Druckmittelkammer
5. Jede der beiden Druckmittelkammern ist mit einem Druckmittelanschluß 14 bzw.
15 versehen. Das Antriebsgehäuse ist über ein Gestell, welches im wesentlichen aus
zwei Verbindungsbolzen 8 und 9 besteht, mit dem in den Zeichnungen nicht dargestellten
Ventilgehäuse in an sich bekannter Weise verbunden. Die Kraftübertragung von der
Membran 1 auf den Schließkörper des Ventils erfolgt mit Hilfe der Stange 6, wobei
in beiden Arbeitsrichtungen des Antriebs eine Rückstellfeder 7 dem auf die Membran
1 einwirkenden Steuerluftdruck entgegenwirkt.
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Die Rückstellfeder 7 ist zwischen zwei Federtellern 10 und
11 eingespannt, die im Bereich zwischen zwei auf der Stange 6 axial verstellbaren,
als Anschläge dienenden Muttern 12 und 13 verschiebbar sind. Die Stange ist hierzu
jeweils mit einem entsprechenden Bolzengewinde für die Muttern 12 und 13 versehen.
Eine Hülse 16, die nicht allseitig geschlossen zu sein braucht, sondern auch aus
einzelnen Stegen bestehen kann, umschließt die Rückstellfeder 7 in ihrer gesamten
Länge und außerdem mit ihren nach innen abgewinkelten oder abgebördelten, einen
Bund 17 bzw. 18 bildenden Stirnkanten die beiden Federteller 10 und 11. Diese
Hülse ist in der Zeichnung nur schematisch dargestellt; sie wird zur Erleichterung
der Montage entweder geteilt oder auf der einen Seite mit einem den Bund bildenden,
in das offene Ende einsetzbaren Teil versehen sein. Bei der Ausführungsform gemäß
den F i g. 1 bis 3 trägt die Hülse 16 an ihrem äußeren Umfang, etwa in halber Höhe,
zwei sich diametral gegenüberstehende äußere Ansätze 20 und 21, die sich im gezeigten
Betriebsfall mit ihrer Unterkante auf der Oberseite zweier von den Verbindungsbolzen
8 und 9 getragener Lagerstücke 22 und 23 abstützen. Diese Lagerstücke sind um einen
im Durchmesser verringerten Teil 24 der Verbindungsbolzen herum schwenkbar. Aus
Konstruktionsgründen wird man den Verbindungsbolzen auch oberhalb dieser Lagerstelle
in verringertem Durchmesser ausführen und die axiale Festlegung der Lagerstücke
22 und 23 durch eine über den Bolzenteil mit verringertem Durchmesser geschobene
Abstandshülse gewährleisten. Selbstverständlich läßt sich die axiale Festlegung
der Lagerstücke 22 und 23 auf andere Weise erreichen. Wie besonders F i g. 3 zeigt,
sind die beiden Lagerstücke mittels in ihre Bohrungen 25 eingesetzter Stangen 26
oder sonstiger Werkzeuge um die Verbindungsbolzenachse schwenkbar. Sie können auf
diese Weise außer Eingriff mit den Ansätzen 20 und 21 der Hülse
16 gebracht werden. Um das Spannen der Hülse und der Rückstellfeder zu erleichtern,
sind an der beim Einschwenken der Lagerstücke vorn liegenden Seite der Ansätze 20
und 21 schräge Auflaufkanten 27 und 28 vorgesehen. Außerdem weisen die Ansätze
20 und 21
auf ihrer Ober- und Unterseite je eine Rille 29 bzw. 30 auf,
die dem Durchmesser der Zapfen 31 bzw. 32 an den Lagerstücken entsprechen und somit
eine verdrehungssichere Lagerung der Hülse 16 auf den Lagerstücken gewährleisten.
Um zu verhindern, daß sich die Hülse beim Ausschwenken der Lagerstücke mitdreht,
ist am oberen Ende der Hülse ein gabelförmiger Ansatz 34 vorgesehen, der den einen
Verbindungsbolzen 8 umfaßt und damit die Hülse in Stangenrichtung unverdrehbar führt.
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Im gezeigten Ausführungsbeispiel stützen sich, wie bereits erwähnt,
die Ansätze 20 und 21 der Hülse 16 mit ihrer Unterkante auf der Oberseite der Zapfen
31 und 32 ab. über die Hülse 16 und deren unteren Bund 18 dient also der untere
Federteller 11 als festes Widerlager, so daß die Rückstellfeder 7 mit ihrem oberen
Ende über den oberen Federteller 10 und die Mutter 12 die Stange 6 nach oben drückt.
Um aus dieser Ruhestellung die Stange nach unten zu bewegen, wird in die obere Druckmittelkammer
4 Druckluft eingeführt. In demselben Maß wie diese die Membran und mit ihr die Stange
6 nach unten drückt, wird die Rückstellfeder 7 zunehmend gespannt. Mit wachsendem
Steuerluftdruck wird also die Stange 6 und mit ihr der an ihrem unteren Ende
befestigte
Schließkörper des Ventils nach unten bewegt.
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Soll die Arbeitsweise des Antriebs umgekehrt werden, d. h., die Stange
6 mit wachsendem Steuerluftdruck nach oben bewegt werden, so muß der Steuerluftdruck
in die untere Druckmittelkammer 5 eingeführt werden und die Federspannung derart
auf die Stange 6 wirken, daß diese bei fehlendem Steuerluftdruck nach unten gedrückt
wird. Zu diesem Zweck wird zunächst der Steuerluftdruck von der oberen Druckmittelkammer
4 genommen, so daß sich die Rückstellfeder 7 entspannt. Alsdann werden die beiden
Lagerstücke 22 und 23 mit Hilfe der Stangen 26 in die aus F i g. 3 ersichtliche,
dort gestrichelt eingezeichnete Lage geschwenkt, so sie nicht mehr im Eingriff mit
den Ansätzen 20 und 21 der Hülse 16 sind. Dann wird entweder von Hand oder durch
erneutes Einführen von Steuerluftdruck in die obere Druckmittelkammer 4 die Stange
6 nach unten gedrückt, und zwar so weit, daß die Ansätze 20 und
21
mit ihrer Oberkante unterhalb der Unterkante der Zapfen 31 und 32 der Lagerstücke
22 und 23 liegen. Sodann werden die Lagerstücke wieder in die in F i g. 3 ausgezogen
dargestellte Normalstellung geschwenkt und der Druck aus der oberen Druckmittelkammer
4 abgelassen. Die Rückstellfeder 7 drückt dann mit ihrem unteren Ende über die Mutter
13 die Stange nach unten, beispielsweise bis zum Aufsetzen des Schließkörpers auf
der Sitzkante des Ventils oder bis zum Anliegen der Membran an der die Stange 6
umgebenden Nabe. Sie stützt sich dabei mit ihrem oberen Ende an dem Bund
17 der Hülse 16
und über deren Mantel und Ansätze 20 und 21 an der
Unterkante der Lagerstücke 22 und 23 ab. Wird jetzt Steuerluftdruck durch den Einlaß
15 in die untere Druckmittelkammer 5 eingeführt, so drückt diese über die Membran
die Stange 6 nach oben, wobei über die Mutter 13 und den Federteller
11 die Rückstellfeder 7 in zunehmendem Maß gespannt wird.
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Die Rückstellung des Antriebs auf die eingangs geschilderte Betriebsweise
erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.
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Die in den F i g. 4 und 5 in zwei entsprechenden Schnitten dargestellte
Ausführungsform der Erfindung unterscheidet sich von der zuvor geschilderten in
erster Linie dadurch, daß die gestenfesten, das ortsfeste Widerlager bildenden Lagerstücke
22, 23
nicht verstellbar sind, sondern statt dessen die Hülse samt ihren Ansätzen
20, 21 gedreht wird, wenn diese außer Eingriff mit den Lagerstücken 22 und 23 gebracht
werden sollen. Die beiden das Antriebsgehäuse 2, 3 mit dem Ventil verbindenden Verbindungsbolzen
8 und 9 sind hier mit zwei nach innen gerichteten, zapfenartigen Lagerstücken
22 und 23
versehen, die mit Ansätzen 20 und 21 der Hülse
16
zusammenarbeiten. Die Hülse 16 und ihre Ansätze sowie die Federteller,
die Rückstellfeder und die beiden Muttern 12 und 13 können wie zuvor an Hand der
F i g. 1 bis 3 geschildert ausgestaltet sein. Die beiden Lagerstücke 22 und 23 können
beispielsweise als Zapfen an die beiden Verbindungsbolzen 8 und 9 angeschweißt oder
in diese eingeschraubt sein. Zum Drehen der Hülse 16 um die Stangenachse weist die
Hülse Löcher oder Ansätze zum Einstecken oder sonstigen Angriff von Werkzeugen auf,
die in der Zeichnung nicht besonders dargestellt sind. Soll die Hülse mit ihren
Ansätzen 20 und 21 außer Eingriff mit den Lagerstücken 22 und 23 gebracht werden,
so schwenkt man sie in die in F i g. 5 gestrichelt eingezeichnete Lage. Anschließend
wird sie, wie zuvor geschildert, in Achsrichtung verstellt, derart, daß die Oberkanten
der Ansätze 20 und 21 nunmehr unterhalb der Unterkanten der Lagerstücke 22 und 23
liegen.
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Hiernach schwenkt man die Hülse wieder in ihre Normallage, womit die
Umstellung des Antriebs vollzogen ist. Auch hier sind die Ansätze 20 und
21 der Hülse 16 an ihrer Ober- und Unterseite mit rillenförmigen Vertiefungen
versehen, deren Form dem Durchmesser der Lagerstücke 22 und 23 angepaßt ist, wodurch
eine Rastung erreicht wird. Schräge Anlaufflächen an den Kanten der Ansätze erleichtern
das Spannen.
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Eine dritte Ausführungsform zeigen die F i g. 6 und 7. Hierbei sind
wiederum die Lagerstücke schwenkbar; diesmal aber nicht um die'Verbindungsbolzen
8 und 9, sondern um eine zu diesen senkrecht stehende Achse. Der Aufbau der Hülse
16, der Federteller und der Anschläge ist im wesentlichen der gleiche wie zuvor.
Die Verbindungsbolzen 8 und 9 haben hier etwa quadratischen Querschnitt und sind
in Höhe der Lagerstücke 22 und 23 mit einer sich in ihrer Verbindungsebene erstreckenden
Ausnehmung versehen. Durch diese hindurch ragt je eine Achse 54 und
55, die das zugehörige Lagerstück 22 bzw. 23 durchdringt. Um diese
Lagerstelle sind die beiden Lagerstücke schwenkbar. An ihrem der Hülse zugewandten
Ende sind sie klauen- oder gabelförmig ausgebildet. In F i g. 6 liegt die Unterkante
der beiden Ansätze 20 und 21 auf der Oberseite der unteren Schenkel 56 bzw. 57 der
beiden Lagerstücke auf. Die Rückstellfeder 7 stützt sich also über den unteren Federteller
11 und die Hülse 16 und deren Ansätze 20 und 21 nach
unten hin ab und drückt den oberen Federteller 10 und über die Mutter 12 die Stange
6 nach oben in die gezeichnete Lage. Durch Sperrstifte 60 und 61, die in entsprechende
Bohrungen der Lagerstücke 22 bzw. 23 eingesetzt sind, werden diese gegen Herunterklappen
in der gezeichneten Lage gesichert.
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Soll der Antrieb umgestellt werden, entfernt man die Sperrstifte 60
und 61, drückt mit je einem Werkzeug 62 durch Schwenken der Lagerstücke in Richtung
des Pfeiles 63 die Hülse nach unten und verriegelt die Lagerstücke anschließend
durch Einsetzen der Sperrstifte 60 und 61 in die nunmehr frei liegenden
anderen Bohrungen 64 der Lagerstücke. Zum Erleichtern der Umstellung kann auch hier
Druckluft in die obere Druckmittelkammer 4 eingeführt werden. In der entgegegengesetzten
Stellung drücken dann die oberen Schenkel 66 und 67 mit ihrer Unterkante die Ansätze
20 und 21 der Hülse 16 nach unten, so daß in die untere Druckmittelkammer 5 einströmende
Druckluft die Membran nach oben zu drücken versucht und dabei die Rückstellfeder
7 in der bereits an Hand der anderen Ausführungsbeispiele geschilderten Weise spannt.