DE1500311B1

DE1500311B1 - Actuating device for valves

Info

Publication number: DE1500311B1
Application number: DE19651500311
Authority: DE
Inventors: Sanctuary Robert Eugene
Original assignee: Worcester Valve Co Inc
Current assignee: Worcester Controls Corp
Priority date: 1964-10-16
Filing date: 1965-10-15
Publication date: 1970-02-26
Also published as: GB1075026A; IL24465A; SE313225B; BE670944A

Description

Die Erfindung betrifft eine Betätigungsvorrichtung für Ventile od. dgl., bei der ein Unter der Einwirkung einer Verstellkraft, vorzugsweise eines Druckmittels, hin- und herbewegbarer Schieber einem mit einer Ventilwelle verbundenen schwenkbaren Verstellhebel eine Winkelbewegung erteilt und dabei ein sich änderndes Verhältnis der zum Verdrehen der Ventilwelle verfügbaren Drehkraft gegenüber der vom Schieber ausgeübten Schubkraft entstehen läßt, wobei der Verstellhebel mit die Schubkraft aufnehmenden seitlichen Anlageflächen versehen ist, denen zwei am Schieber mit Abstand voneinander angeordnete Schub- - rollen oder Zapfen zugeordnet sind, die den Hebel zwischen sich aufnehmen und jeweils auf eine der seitlichen Anlageflächen desselben einwirken.The invention relates to an actuating device for valves or the like, in which an under the action an adjusting force, preferably a pressure medium, a reciprocating slide with a Valve shaft connected pivotable adjusting lever given an angular movement and thereby a itself changing ratio of the torque available to rotate the valve shaft compared to that of the Can arise slide exerted thrust, the adjusting lever absorbing the thrust lateral contact surfaces is provided, which two spaced apart pushing - Roles or pins are assigned that take up the lever between them and each on one of the act on the lateral contact surfaces of the same.

Bei einer bekannten Betätigungsvorrichtung dieser Art (vgl. USA.-Patentschrift 45 756), die zum Verstellen von Hebeln für den Dampfeintritt und Dampfaustritt bei einer Dampfmaschine dient, sind die seitlichen Anlageflächen des Verstellhebels im wesentlichen als geradlinige, nach außen zusammenlaufende Flächen ausgebildet, wodurch, da die jeweilige Schubrolle zu Beginn der Verstellbewegung am äußeren Ende des Verstellhebels angreift, zu Beginn der Verstellbewegung eine verhältnismäßig kleine Anfangsdrehkraft erzeugt wird, was bei einer Vorrichtung der bekannten Art jedoch auch ohne Bedeutung sein dürfte, da bei einer Dampfmaschine die Drehkraft zum Verstellen des Hebels für den Dampfeintritt und Dampfaustritt nicht wesentlich ins Gewicht fallt.In a known actuating device of this type (see. USA. Patent 45 756), the adjustment of levers for steam inlet and steam outlet in a steam engine are the Lateral contact surfaces of the adjusting lever essentially as straight, outwardly converging Formed surfaces, as a result of which the respective push roller at the beginning of the adjustment movement on the outer Attacking the end of the adjusting lever, a relatively small initial torque at the beginning of the adjusting movement is generated, which is also irrelevant in a device of the known type should be, because in a steam engine the torque to adjust the lever for the Steam inlet and steam outlet are not of major importance.

Wesentlich anders liegen jedoch in dieser Hinsicht die Verhältnisse bei Betätigungsvorrichtungen von Kugelhähnen und anderen Ventilen mit drehbarem Verschlußteil, da derartige Ventile zum Einleiten ihrer Verstellbewegung eine ziemlich große Drehkraft erfordern, wobei sich jedoch die senkrecht auf den Verstellhebel der Ventilwelle einwirkende Kraftkomponente während der Verstellbewegung stark ändert. Die Betätigungsvorrichtung muß dabei natürlich auf das jeweils ungünstigste Verhältnis der Drehkraft zur linear wirkenden Schubkraft ausgelegt sein, was z. B. bei pneumatischen Betätigungsvorrichtungen in der Praxis darauf hinausläuft, daß der Luftdruck unverhältnismäßig hoch sein muß, obwohl der hohe Druck nur zur Einleitung der Verstellbewegung notwendig ist, während über den längsten Teil des Verstellweges ein wesentlich geringerer Druck ausreicht.In this respect, however, the conditions in the actuating devices of FIG Ball valves and other valves with a rotatable closure part, as such valves to initiate their adjusting movement require a fairly large torque, but the perpendicular to the force component acting on the adjustment lever of the valve shaft during the adjustment movement changes. The actuating device must of course be set to the most unfavorable ratio of the torque be designed to act linearly what z. B. in pneumatic actuators in practice it comes down to the fact that the air pressure must be disproportionately high, although the high Pressure is only necessary to initiate the adjustment movement, while over the longest part of the Adjustment path a significantly lower pressure is sufficient.

Zeichnet man das Verhältnis von Drehkraft zu Schubkraft in einem Koordinatensystem auf, so entsteht eine zur Mittellinie symmetrische Kurve, die bei entgegengesetzter Ventilverstellung in sich selbst zurückläuft. In der Praxis bedeutet dies, daß in beiden Verstellrichtungen trotz des am Anfang verhältnismäßig günstigen Verhältnisses von Drehkraft zu Schubkraft ein hoher Anfangsdruck aufgebaut werden muß, der für die weitere Ventilverstellung nicht mehr erforderlich ist.If you record the ratio of torque to thrust in a coordinate system, the result is a curve which is symmetrical to the center line and which turns into itself when the valve is adjusted in the opposite direction runs back. In practice this means that in both directions of adjustment relatively in spite of the at the beginning With a favorable ratio of torque to thrust, a high initial pressure can be built up must, which is no longer required for the further valve adjustment.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine in zwei Richtungen wirkende Betätigungsvorrichtung zu schaffen, die während der Ventilverstellung zu optimalen Werten für das sich ändernde Verhältnis der zum Verdrehen der Ventilwelle zur Verfügung stehenden Drehkraft zu der vom Schieber ausgeübten Schubkraft führt, d. h. die vor allem eine große Anfangsdrehkraft in beiden Verstellrichtungen zur Verfügung stellt so daß ζ. B. bei pneumatischer Betätigung das Steuer-The object of the invention is to provide an actuating device which acts in two directions during the valve adjustment to optimal values for the changing ratio of the to twist the torque available to the valve shaft leads to the thrust exerted by the slide, d. H. which above all provides a large initial torque in both directions of adjustment that ζ. B. with pneumatic actuation the control

system nicht auf extreme Druckspitzen ausgelegt zu sein braucht.system does not need to be designed for extreme pressure peaks.

Die Vorrichtung soll ferner einfach im Aufbau sein und sich ohne Verwendung von Spezialwerkstoffen leicht und billig herstellen lassen. Sie soll außerdem über lange Zeit hinweg mit einem Minimum an Instandhaltung einwandfrei arbeiten. Schließlich soll die Betätigungsvorrichtung auch die Verwendung eines einfachen Verstellhebels zum Verdrehen der Ventilwelle gestatten, der beim Wirksamwerden des Druckmittels eine genau vorbestimmte Relativbewegung des Ventilschaft^'·» herbeiführt und der sich ohne Schwierigkeiten an das zum Einsat/ kommende Ventil anpassen läßt.The device should also be simple in construction and without the use of special materials can be produced easily and cheaply. It should also be kept to a minimum over a long period of time work properly on maintenance. Finally, the actuator should also be used allow a simple adjusting lever to rotate the valve shaft, which when the Pressure means brings about a precisely predetermined relative movement of the valve stem ^ '· »and without Difficulties can be adapted to the valve to be used.

Zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist die erlindungsgeinäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß die seitlichen Anlageflächen für die Schubrollen oder Zapfen Kurvenflächen sind, die ähnlich der Kontur eines Fischschwanzes in der Weise gekrümmt verlaufen, daß die in einem Diagramm das sich ändernde Verhältnis Drehkraft zu Schubkraft wiedergebenden Kurven unsymmetrisch sind, d. h- in beiden Verstellrichtungen des Ventils im Verhältnis zu der von den Schubrollen oder Zapfen ausgeübten Schubkraft mit einem hohen Wert für die Drehkraft einsetzen, der nach der Anfangsverstellung rasch abnimmt, und mit einem unter der Anfangsdrehkraft liegenden Wert für die Drehkraft enden.In order to achieve the object on which the invention is based, the device according to the invention is thereby characterized in that the lateral contact surfaces for the push rollers or pins are curved surfaces are, which are similar to the contour of a fish tail in such a way curved that the curves showing the changing ratio of torque to thrust in a diagram are asymmetrical, d. h- in both directions of adjustment of the valve in relation to that of the Use push rollers or pins exerted pushing force with a high value for the torque, the decreases rapidly after the initial adjustment, and with a value below the initial torque for the torque to end.

Dadurch, daß die seitlichen Anlageflächen des Verstellhebels in ganz bestimmter Weise gekrümmt sind, erhält man im Gegensatz zu geradlinig verlaufenden Anlageflächen bei der Ventilverstellung eine unsymmetrische Drehkraftkurve. an deren beiden Enden das Verhältnis Drehkraft zu Schubkraft verschieden ist. Bei entgegengesetzter Ventilverstellung ergibt sich eine andere, ebenfalls unsymmetrische Drehkraftkurve mit ebenfalls unterschiedlichem Verhältnis Drehkraft zu Schubkraft an beiden Enden. Die beiden Kurven decken sich nicht, können jedoch spiegelbildlich gleich sein und beide mit einer großen Drehkraft einsetzen und mit einer geringeren Drehkraft enden, wobei die Drehkraft zwischen Beginn und Ende de; Verstellbewegung nur einen verhältnismäßig geringen Wert hat, der unter den Drehkraftwerten zu Beginn und am Ende der Verstellbewegung liegt.The fact that the lateral contact surfaces of the adjusting lever are curved in a very specific way, you get in contrast to straight lines Contact surfaces for valve adjustment have an asymmetrical torque curve. at both ends the ratio of torque to thrust is different. If the valve is adjusted in the opposite direction, the result is another, also asymmetrical torque curve with also a different ratio Torque to thrust at both ends. The two curves do not coincide, but can be a mirror image be equal and employ both with a large torque and with a lesser torque end, the torque between the beginning and the end of the de; Adjustment movement only a relatively has a low value, which is below the torque values at the beginning and at the end of the adjustment movement lies.

Vorzugsweise können die beiden Endstellungen des Schiebers so gewählt sein, daß jede der beiden am Verstellhebel angreifenden .Schubrollen zu Beginn des Schieberhubes weit von der Mittelachse der Ventilwelle entfernt ist. sich während der Ventilverstelluiii; zur Mittelachse hin und an dieser vorbeibewegt und am Ende des Schieberhubes eine Stellung in Nähe der Mittelachse der Ventilwelle einnimmt. Auf diese Weise ist der wirksame Abschnitt des Verstellhebels zu Anfang der Verstellbewegulig langer als am Ende derselben.Preferably, the two end positions of the slide can be chosen so that each of the two on Push rollers attacking the adjusting lever at the beginning of the slide stroke far from the central axis of the Valve shaft is removed. during the Ventilverstelluiii; moved towards and past the central axis and a position at the end of the slide stroke occupies near the central axis of the valve shaft. This way is the effective section of the adjustment lever at the beginning of the adjustment movement longer than at the end of the same.

Außerdem kann der Schieber aus zwei parallel mit Abstand übereinander angeordneten, länglichen Platten bestehen, /wischen denen sich die Schubrollen befinden.In addition, the slide can consist of two parallel, spaced one above the other, elongated plates exist / wipe where the push rollers are located.

Die Erfindung ist in einem Ausführiingsbeispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt Fig. 1 in perspektivischer Darstellung eine Betätigungsvorrichtung für einen Kugelhahn,The invention is in an exemplary embodiment explained in more detail with reference to the drawings. 1 shows an actuating device in a perspective illustration for a ball valve,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie H-II der Fi u. 1,Fig. 2 is a section along the line H-II of Fi u. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III der Fig. 2,Fig. 3 is a section along the line III-III of Fig. 2,

Fig. 4 ein Diagramm der Kräfte und Abmessungen in einem theoretischen und stark vereinfachten System zur Umsetzung einer hin- und hergehenden Bewegung in eine Drehbewegung, bei dem sich eine symmetrische Kurve für das Verhältnis Drehkraft zu Schubkraft ergibt,Fig. 4 is a diagram of the forces and dimensions in a theoretical and greatly simplified system for implementing a reciprocating Movement into a rotational movement in which there is a symmetrical curve for the ratio of rotational force to Thrust results,

F i g. 5 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Wirkung der seitlichen Verschiebung einer die Kraft aufnehmenden Fläche des Verstellhebels aus der Radialen heraus,F i g. 5 is a diagram to illustrate the effect of the lateral displacement of the force receiving surface of the adjusting lever out of the radial,

F i g. 6 ein Diagramm zur Verdeutlichung der Wirkung der Winkelneigung einer die Kraft aufnehmenden Fläche des Verstellhebels gegenüber der Radialen undF i g. 6 is a diagram to illustrate the effect of the angular inclination of a force absorbing Area of the adjusting lever opposite the radial and

F i g. 7 ein Diagramm der Kurven für die Drehkraft, die bei den in den F i g. 4, 5 und 6 dargestellten Systemen für die Ventilverstellung zur Verfügung steht.F i g. 7 is a graph of the curves for the torque generated in the case of the FIGS. 4, 5 and 6 shown Systems for valve adjustment is available.

In Fig. 1 ist die insgesamt mit 10 bezeichnete Betätigungsvorrichtung zur Verwendung an dem Kugelhahn 11 bekannten Typs dargestellt. Die Betätigungsvorrichtung besteht aus dem länglichen Gehäuse 12, an dessen Bodenfläche die mit dem Gehäuse des Hahns 11 verschraubte Konsole 13 angebracht ist. An einem Ende des Gehäuses 12 befindet sich der pneumatische Antrieb 14 und am anderen Ende das Elektromagnetventil 15 mit dem Elektromagneten 16, der über die Leitung 17 gespeist wird und mit dem Ventil 18 zusammenwirkt, welches mit der zu einer nicht dargestellten Druckluftquelle führenden Leitung 19 versehen ist.In Fig. 1, the generally designated 10 actuator for use on the Ball valve 11 of known type shown. The actuating device consists of the elongated housing 12, on the bottom surface of which the bracket 13 screwed to the housing of the tap 11 is attached is. The pneumatic drive 14 is located at one end of the housing 12 and at the other end the solenoid valve 15 with the electromagnet 16, which is fed via the line 17 and with the valve 18 cooperates, which with the leading to a compressed air source, not shown Line 19 is provided.

Die F i g. 2 und 3 zeigen Einzelheiten des Gegenstandes der Erfindung. Das Ventil 18 ist über die Leitung 21 mit dem äußeren Ende des pneumatischen Antrieb:.. 14 verbunden. Der Antrieb 14 besteht aus dem ~, ylinder 22. der am äußeren Ende mit dem Kopf 23 versehen ist. in den die Leitung 21 einmündet. Im Zylinder ist der mit der Kolbenstange 25 versehene Kolben 24 verschiebbar geführt.The F i g. Figures 2 and 3 show details of the subject matter of the invention. The valve 18 is connected to the outer end of the pneumatic drive: .. 14 via the line 21. The drive 14 consists of the ~, ylinder 22 which is provided at the outer end with the head 23rd into which the line 21 opens. The piston 24 provided with the piston rod 25 is displaceably guided in the cylinder.

Bei dem Ventil 18 handelt es sich um ein Vierwegeventil, das außer seiner Verbindung über die Leitung 19 zur Druckluftquelle und seiner Verbindung über die Leitung 21 zur rechten Seite des Kolbens einen nicht dargestellten Durchgang aufweist, der Verbindung zum Inneren der linken Seite des Gehäuses hat, sowie einen weiteren, nicht dargestellten Durchgang, der in die Umgebungsluft ausmündet.The valve 18 is a four-way valve which, in addition to its connection via the line 19 to the compressed air source and its connection via line 21 to the right side of the piston one does not has illustrated passage which has connection to the interior of the left side of the housing, as well as another passage, not shown, which opens into the ambient air.

In bekannter Weise kann das Vierwegeventil abwechselnd der rechten Seite des Kolbens Druck zuleiten und die linke Seite des Z)linders entlüften und der linken Seite des Kolbens Druck zuleiten und die rechte Seite des Zylinders entlüften: alle Schaltvorgänge werden durch den Elektromagneten 16 gesteuert. In a known manner, the four-way valve can alternately supply pressure to the right side of the piston and vent the left side of the Z) linder and apply pressure to the left side of the piston and the Vent the right side of the cylinder: all switching processes are controlled by the electromagnet 16.

Die Kolbenstange 25 besteht aus dem inneren, zentrisch am Kolben 24 befestigten Abschnitt 26 und dem äußeren Abschnitt, der sich aus zwei parallel im Abstand voneinander angeordneten Platten 27 und 28 zusammensetzt, die über den Zapfen 29 an den inneren Abschnitt 26 angelenkt und in Längsrichtung im Gehäuse verschiebbar sind. Im Gehäuse befindet sich das Kupplungselement 32, F i g. 3, das in den Gleitlagern 33 und 34 gelagert ist. Am unteren Ende ist das Kupplungselement mit der Fassung 35 versehen, die dicht sitzend auf der Welle des Kugelhahns 11 aufgesteckt ist, um diese zu verdrehen.The piston rod 25 consists of the inner, centrally attached to the piston 24 portion 26 and the outer section, which is made up of two parallel plates 27 and 28 assembled, which is hinged via the pin 29 to the inner section 26 and in the longitudinal direction can be moved in the housing. The coupling element 32, FIG. 1, is located in the housing. 3, that is mounted in the slide bearings 33 and 34. The coupling element with the socket 35 is at the lower end provided, which is tightly plugged onto the shaft of the ball valve 11 in order to rotate it.

Das Kupplungselement ist mit seinem oberen Ende aus dem Gehäuse 12 herausgeführt und mit dem Hals 36 versehen. Dieser hat eine nicht kreisförmige Außenkontur, um in Notfällen das Ansetzen eines Schraubenschlüssels zu ermöglichen.The coupling element is led out with its upper end from the housing 12 and with the Neck 36 provided. This has a non-circular outer contour so that a Wrench to allow.

Der mittlere Abschnitt des Kupplungselementes 32 ist, wie aus F i g. 2 hervorgeht, ebenfalls nicht kreisförmig; an diesem Abschnitt ist der flache Verstellhebel 37 befestigt. Der Verstellhebel weist den im wesentlichen kreisförmigen Hauptabschnitt 38 auf. von dem sich der radial gerichtete Arm 39 abstreckt. Dieser Ann greift zwischen die beiden Platten 27 und 28 der Kolbenstange 25. Der Arm 39 hat längliche Form und weist die im wesentlichen tangential oder quer gerichtete Stirnfläche 40. die in einer Kurve verlaufende seitliche Anlagefläche 41 und die dieser gegenüberliegende, ebenfalls in einer Kurve verlaufende seitliche Anlagefläche 42 auf. Bei den Kurven der seitlichen Anlageflächen handelt es sich um mathematisehe Kurven, die der vorbestimmten Drehkraft angepaßt sind, mit welcher der Hahn 11 betätigt werden soll. Sie haben etwa die Form eines Fischschwanzes. Von der Platte 27 zur Platte 28 erstrecken sich zwei parallel mit Abstand voneinander angeordnete Zapfen oder Rollen 43 und 44. die an den seitlichen Anlageflächen 41 bzw. 42 anliegen.The middle section of the coupling element 32 is, as shown in FIG. 2, also not circular; the flat adjusting lever 37 is attached to this section. The adjustment lever has the im substantially circular main portion 38. from which the radially directed arm 39 extends. This Ann engages between the two plates 27 and 28 of the piston rod 25. The arm 39 has elongated ones Shape and has the substantially tangentially or transversely directed end face 40. which extends in a curve lateral contact surface 41 and the opposite, also running in a curve lateral contact surface 42. The curves of the lateral contact surfaces are mathematical Curves which are adapted to the predetermined torque with which the cock 11 is operated shall be. They are roughly shaped like a fish tail. Extend from plate 27 to plate 28 two parallel spaced-apart pins or rollers 43 and 44. which are attached to the lateral contact surfaces 41 and 42 are in contact.

Die Arbeitsweise des Gegenstandes der Erfindung ergibt sich aus der vorstehenden Beschreibung. Es sei angenommen, daß sich der Hahn 11 in der Schließstellung befindet und die Betätigungsteile die in F i g. 2 wiedergegebene Stellung einnehmen. Wenn der Hahn geöffnet werden soll, wird dem Elektromagneten 16 über die Leitung 17 Strom zugeführt. Hierdurch wird das Ventil 18 geöffnet und läßt Druckluft aus der Leitung 19 durch das Ventil 18 hindurch über die Leitung 21 in das äußere Ende des Antriebs 14 gelangen. Die Druckluft drückt auf den Kolben 24 und bewegt diesen unter Mitnahme der Kolbenstange 25 nach links. Der Zapfen 44 drückt hierbei auf die in einer Kurve verlaufende seitliche Anlagefläche 42 des Armes 39 des Verstellhebels 37. Der Druck des Zapfens 44 auf den Arm 39 veranlaßt, daß dieser um die Achse des Hauptabschnitts 38 verschwenkt wird, der seinerseits über Keile mit dem Kupplungselement 32 verbunden ist; das untere Ende des Kupplungselementes 32 wiederum ist über die Fassung 35 mit der Welle des Hahns 11 verbunden, verdreht somit das Kugel-Küken und bringt es in die Öffnungsstellung. Zu jeder gegebenen Zeit besteht eine Kraft- komponente, die vom Kolben ausgeht und über den Anlagepunkt des Zapfens oder der Rolle 44 an der Seitenfläche 42 des Verstellhebels 37 übertragen wird, um den Verstellhebel und über diesen die Ventilwelle zu verdrehen.The operation of the subject matter of the invention is evident from the foregoing description. It it is assumed that the cock 11 is in the closed position and the actuating parts in F i g. 2 assume the position shown. When the tap is to be opened, the electromagnet is used 16 supplied via line 17 current. This opens the valve 18 and lets compressed air from line 19 through valve 18 via line 21 into the outer end of the drive 14 arrive. The compressed air presses on the piston 24 and moves it while driving the piston rod 25 to the left. The pin 44 here presses on the lateral contact surface 42 running in a curve of the arm 39 of the adjusting lever 37. The pressure of the pin 44 on the arm 39 causes this to the axis of the main portion 38 is pivoted, which in turn via wedges with the coupling element 32 is connected; the lower end of the coupling element 32 is in turn connected to the socket 35 connected to the shaft of the cock 11, thus rotates the ball plug and brings it into the open position. At any given time there is a force component that starts from the piston and about the contact point of the pin or roller 44 on the Side surface 42 of the adjusting lever 37 is transmitted to the adjusting lever and via this the valve shaft to twist.

Am Ende der vorbestimmten Bewegung des Verstellhebels 37 und der Ventilwelle, die sich im Falle eines Kugelhahnes normalerweise über 90¹ erstreckt, werden die hin- und herbewegbaren Platten, die Kolbenstange und der Kolben durch hierfür geeignete Anhaltemittel angehalten, so daß der Hahn in der Öffnungsstellung verbleibt.At the end of the predetermined movement of the adjusting lever 37 and the valve shaft, which in the case of a ball valve normally extends over 90 ¹ , the reciprocating plates, the piston rod and the piston are stopped by suitable stopping means so that the valve is in the open position remains.

Bei Betätigung in entgegengesetzter Richtung zum Schließen des Hahnes drückt der Zapfen oder die Rolle 43 gegen die Seitenfläche 41 des Verstellhebels und führt die Teile in die in F i g. 2 dargestellte Stellung zurück.When actuated in the opposite direction to closing the valve, the pin or the presses Roller 43 against the side surface 41 of the adjusting lever and guides the parts into the position shown in FIG. 2 position shown return.

Gernäß F i g. 2 darf angenommen werden, daß sich der Zapfen oder die Rolle 44 in einer StellungGladly F i g. 2 it may be assumed that the pin or roller 44 is in one position

befindet, in der sie anfängt, auf den Verstellhebel 37 einzuwirken. In dieser Stellung ist die Rolle verhältnismäßig weil von der Mittelstellung des Verslellhebcls 37 entfernt. Von dem Zapfen oder der Rolle 43 kann angenommen werden, daß sie ihre Drückbewe- s gung beendet hat. Sie befindet sich daher verhältnismäßig nahe an der Mittelstellung des Hebels 37. Am entgegengesetzten Ende des Hubes liegen die Verhältnisse gerade umgekehrt.where it begins, on the adjusting lever 37 to act. In this position, the role is proportionate because of the central position of the Verslellhebcls 37 removed. From the pin or the roller 43 it can be assumed that they have their pressing movement has ended. It is therefore relatively close to the middle position of the lever 37. Am at the opposite end of the stroke, the situation is exactly the opposite.

Im Diagramm nach F i g. 4 gibt die durchgehende Linie F die von dem Kolben ausgeübte Kraft wieder. Im einfachsten Fall kann diese Kraft konstant sein. Zur Vereinfachung wird die Reibung außer acht gelassen, und es wird angenommen, daß die Zapfen oder Rollen ohne Reibung auf den Verstellhebel 37 einwirken.In the diagram according to FIG. 4, the solid line F represents the force exerted by the piston. In the simplest case, this force can be constant. For the sake of simplicity, the friction is disregarded, and it is assumed that the pins or rollers move without friction on the adjusting lever 37 act.

Die Linie R ist die Radiallinie des Verslellhebels 37. der im Fall der F i g. 4 als theoretisches Teil mit unendlich kleiner Breite anzusehen ist. das sich radial von der Rotationsachse abstreckt.The line R is the radial line of the verslellhebels 37. which in the case of FIG. 4 is to be regarded as a theoretical part with an infinitely small width. which stretches radially from the axis of rotation.

Die Linie A/ gibt die Mittelstellung der Bogenbewegung des Verstellhebels 37 wieder, und der Winkel Φ ist der Winkel zwischen den Linien R und Λ/; der Einfachheil halber soll der Winkel 45 betragen.The line A / is the center position of the arc movement of the adjusting lever 37 again, and the angle Φ is the angle between the lines R and Λ /; for the sake of simplicity, the angle should be 45.

Der Absland χ ist der Abstand auf der Linie A/ von der Rotationsachse /in Projektion der Linie F.The absland χ is the distance on the line A / from of the axis of rotation / in projection of the line F.

Die durchgehende Linie P ist ein Vektor, der die Kraflkomponente wiedergibt, die von dem Zapfen oder der Rolle her senkrecht auf die radial gerichtete, yo die Kraft aufnehmende Fläche K einwirkt.The solid line P is a vector representing the Kraflkomponente acting perpendicularly from the pin or of the roll forth on the radially directed, yo the force-receiving area K.

Nunmehr wird deutlich, daß der Winkel /wischen P und F ebenfalls Φ ist.
Demzufolge istIt is now clear that the angle / between P and F is also Φ .
Hence is

cos Φ cos Φ

cos Φ
Die Drehkraft kann ausgedrückt werden alscos Φ
The torque can be expressed as

7' -- PL = 7 '- PL =

FxFx

cos- Φ cos- Φ

Abweichend von der in F i g. 4 wiedergegebenenNotwithstanding the in F i g. 4 reproduced

Situation, ist / nicht mehr einfach . sondernSituation is / is no longer easy. but

cos Φ cos Φ

betraut nunmehrentrusted now

Λ"Λ "

cos Φ cos Φ

., lan Φ ., lan Φ

4>4>

Die auf das Vcnlil einwirkende Drehkraft ist somit zu Beginn am größten, wenn Φ gleich 45 ist.The turning force acting on the valve is thus greatest at the beginning when Φ is 45.

Die Größe cos² Φ wird zu Fins, wenn Φ in der Mittelstellung gleich Null ist, worauf die Drehkraft einen Mindestwert Fv erreicht.The quantity cos ² Φ becomes fins when Φ is equal to zero in the middle position, whereupon the torque reaches a minimum value Fv.

Nach der Mittelstellung steigt die Drehkraft svmmeirisch im Verhältnis ihrer vorhergehenden Abnahme wieder an. bis der ursprüngliche Höchstwert erreicht wird, wenn der Winkel Φ wieder gleich 45 ist. νAfter the middle position, the torque rises again in proportion to its previous decrease. until the original maximum value is reached when the angle Φ is 45 again. ν

Die Drehkraftkurve für dieses angenommene und theoretische Svstem ist in Fig. 7 durch die Linie 4 wiedergegeben. Bei einer Betätigung in umgekehrter Richtung würde die Kurve in sich selbst zurücklaufen.The torque curve for this assumed and theoretical system is shown in FIG. 7 by line 4 reproduced. When actuated in the opposite direction, the curve would run back into itself.

Die Wirkung einer seitlichen Verschiebung der die < >o Kraft aufnehmenden Fläche aus der Radialen heraus ist in F i g. 5 wiedergegeben. Hierbei hat der Verstellhebel die Breite w und die die Kraft aufnehmendeThe effect of a lateral displacement of the force-absorbing surface out of the radial is shown in FIG. 5 reproduced. Here, the adjusting lever has the width w and that which absorbs the force

Fläche von der Radialen den Abstand _Λ .Area from the radial is the distance _Λ .

Cils Φ Cils Φ

Drchkrafl Pl ( *' , ) ( ' , + "' lan φ). V cos '/' / V cos Φ 2 J Drchkrafl Pl (* ',) ( ', + "'lan φ). V cos'/' / V cos Φ 2 J

Wie ersichtlich, beginnt die Drehkraft mit einem höheren Weil als die Anfangsdrehkraft nach F i g. 4.As can be seen, the torque begins at a higher point than the initial torque according to FIG. 4th

und zwar wegen der zusäizlichen Größe -, lan Φ. because of the additional size -, lan Φ.

die positiv ist. solem Φ /wischen 45 und 0 positiv ist. Diese Größe ver^chwindei. wenn Φ in der Mittelstellung gleich Null ist. und wird dann zunehmend negativ, wenn '/' hinter der Mittelstellung negativ wird-which is positive. solem Φ / between 45 and 0 is positive. This size disappears. if Φ is equal to zero in the middle position. and then becomes increasingly negative when '/' after the middle position becomes negative-

Dies führt zu der in I i g. 1 wiedergegebenen Drehkraflkurvc 5. die höher als die Kurve 4 einsetzt und tiefer als die Kurve 4 endet: die Kurve ist unsymmetrisch. Daiüber hinaus liefe die Kurve in entgegengesetzter Richtung nicht in sich selbst zurück, wenn der Verstellhebel 37 durch die andere Rolle 43 /urückbewegt wird, sondern winde hoch einsetzen und niedrig enden: sie ist der dargestellten Kurve 5 spiegelbildlich gleich. Teile dieser spiegelbildlich umgekehrten Kurve sind in Fig. 7 mit 5i/ bezeichnet. Die Wirkung der Neigung einer die Kraft aufnehmenden Fläche ist in Fig. 6 wiedergegeben: um /u zeigen, daß diese von der Wirkung der in F i μ. 5 dargestellten seitlichen Verschiebung verschieden ist. ist die seitliche Verschiebung in Fig. 6 weggelassen und eine Abänderung dargestellt, welche die Neigung der theoretischen, die Kraft aufnehmenden Fläche nach F i g. 4 in bezug auf die Radiale wiedergibt. Diese Neigung kann als eine positive Neigung angesehen werden, deren Wirkung beim Verdrehen gegen den (Tnzeigersinn zu der gemäß F i g. 5 erzeugten Wirkung hinzukommt. Die Neigung ist durch den Winkel (-> wiedergegeben.This leads to the in I i g. 1 shown Drehkraflkurvc 5. which begins higher than curve 4 and ends lower than curve 4: the curve is asymmetrical. In addition, the curve would not run back into itself in the opposite direction when the adjusting lever 37 is moved back by the other roller 43 /, but instead winds start high and end low: it is the mirror image of the curve 5 shown. Parts of this mirror-inverted curve are denoted by 5i / in FIG. 7. The effect of the inclination of a surface absorbing the force is shown in FIG. 6: um / u show that this depends on the effect of the in F i μ. 5 is different. the lateral displacement is omitted in FIG. 6 and a modification is shown which reduces the inclination of the theoretical, force-absorbing surface according to FIG. 4 reproduces with respect to the radial. This inclination can be viewed as a positive inclination, the effect of which, when turned counterclockwise, is added to the effect generated according to FIG. 5. The inclination is represented by the angle (-> .

In dieser Figur wird das Be/ugs/eichen r verwendet, um den radialen Abstand zum Punkt des Hinwirkens der Kraft /' wiederzugeben. Die Richtung der Größe /. die den Hebelarm für das Einwirken dieser Kraft wiedergibt, fällt im allgemeinen nicht mit r zusammen, sondern ist dazu um den Winkel (-1 versetzt, so daßIn this figure the be / ugs / calibrate r is used to represent the radial distance to the point of application of the force / '. The direction of the size /. which reproduces the lever arm for the action of this force does not generally coincide with r, but is offset by the angle (-1 , so that

Für /· giltFor / · applies

daher istthats why

/ r cos <[> / r cos <[>

ν
cos Φ ν
cos Φ

I = I =

V COs H
COs '/'V COs H
COs '/'

i«; Die Komponente P ist zur Kraft F nicht nur wie in den F" ig. 4 und 5 um den Winkel'/¹, sondern auch um den /usät/lidien Winkel (-> geneigt. i «; The component P is inclined to the force F not only by the angle '/ ¹ , as in Figs. 4 and 5, but also by the / usät / lidien angle (->.

Daher istthats why

P =P =

Drehkraft = Pl = (- -£ ) (*™1L) Torque = Pl = (- - £ ) (* ™ 1L)

Vcos {<{> + (-)) J V cos Φ J Vcos {<{> + (-)) J V cos Φ J

(für F i g. 6).(for Fig. 6).

Die vorstehende Gleichung kann sich von der entsprechenden, für die F i g. 4 geltenden Gleichung unterscheiden.The above equation can differ from the corresponding one for FIG. 4 applicable equation differentiate.

Drehkran = P/ = ( ^ ( Slewing crane = P / = ( ^ (

V cos Φ J \ V cos Φ J \

Die GrößeThe size

cos Φ cos Φ

(für F ig. 4).(for Fig. 4).

F
cos]'/* F.
cos] '/ *

der Gleichung nach F i g. 6 ist etwas weniger empfindlieh gegen eine Veränderung von Φ als die Größethe equation according to FIG. 6 is a little less sensitive to a change of Φ than the size

COS Φ COS Φ

der Gleichung nach F i g. 4. aber die Größethe equation according to FIG. 4. But the size

χ cos H
cos Φ χ cos H
cos Φ

der Gleichung nach F i g. 6 ist beträchtlich empfindlicher gegen eine Veränderung von Φ als die Größethe equation according to FIG. 6 is considerably more sensitive to a change in Φ than the size

.v.v

COS Φ COS Φ

3535

der Gleichung nach F i g. 4.the equation according to FIG. 4th

Die Kurve für das Diagramm der F i g. 6 ist in I- i g. 7 mit 6 bezeichnet. Sie beginnt höher und endet niedriger als die Kurven nach den Fig. 4 oder 5. Die Kurve der F i g. 6 hat ihren tiefsten Punkt an der Stelle <-) hinter der Mittelstellung. Die entsprechende Kurve in entgegengesetzter Richtung läuft nicht auf der Kurve 6 zurück, sondern beginnt ähnlich der Kurve 5a hoch und endet tief.The curve for the diagram of FIG. 6 is in I- i g. 7 denoted by 6. It starts higher and ends lower than the curves according to FIGS. 4 or 5. The curve in FIG. 6 has its lowest point at the point <-) behind the middle position. The corresponding curve in the opposite direction does not run back on curve 6, but begins similar to curve 5a high and ends low.

Natürlich lassen sich die Wirkungen der Diagramme nach den F i g. 5 und 6 kombinieren. Bei einem Verstellhebcl mit im Abstand voneinander angeordneten, die Kraft aufnehmenden seitlichen Anlageflächen (Fig. 5) können diese so geneigt sein, wie die die Kraft aufnehmende Fläche nach F i g. 6. was zu einer Zunahme der Unsymmetrie der Drehkraftkurve führt. Eine derartige kombinierte Wirkung tritt in dem äußeren Abschnitt des Verstellhebels 37 nach F i g. 2 auf, dessen gekrümmte Seitenfläche 42 gegenüber der Radialen in einer Richtung geneigt ist, in der sich die Wirkung nach F i g. 5 erhöht, indem der Verstellhebel verbreitert ist; außerdem tritt in beträchtlichem Ausmaß die Wirkung gemäß F i g. 6 ein. Auf diese Weise kann die Neigung der die Kraft aufnehmenden Fläche als Mittel angesehen werden, um die einfache unsymmetrische Drehkraftkurve abzuwandeln, die sich aus dem wechselseitigen Verschwenken des Verstellhebels durch die im Abstand voneinander angeordneten Rollen 43, 44 ergibt. Die Kurve Drehkraft zu Bewegung läßt sich innerhalb eines großen Bereiches abwandeln, um für das jeweils zum Einsatz kommende Ventil die günstigste Wirkung zu erzielen.Of course, the effects of the diagrams according to FIGS. 5 and 6 combine. With a Verstellhebcl with spaced apart, the force-absorbing lateral contact surfaces (Fig. 5) these can be inclined as the force-absorbing surface according to FIG. 6. what to leads to an increase in the unbalance of the torque curve. Such a combined effect occurs in the outer section of the adjusting lever 37 according to FIG. 2, the curved side surface 42 opposite the radial is inclined in a direction in which the effect according to FIG. 5 increased by the Adjusting lever is widened; in addition, the effect according to FIG. 1 occurs to a considerable extent. 6 a. In this way, the inclination of the force-absorbing surface can be viewed as a mean to modify the simple asymmetrical torque curve that results from the mutual pivoting of the adjusting lever by the spaced apart rollers 43, 44 results. the Curve torque to movement can be modified within a wide range to suit each used valve to achieve the most favorable effect.

Claims

Patent claims:

1. Actuating device for valves or the like, in which an under the action of an adjusting force, preferably a pressure medium, a reciprocating slide one with a valve shaft connected pivotable adjusting lever given an angular movement and thereby a itself changing ratio of the torque available to rotate the valve shaft versus the the pushing force exerted by the slide can arise, the adjusting lever with the pushing force receiving lateral contact surfaces is provided, which two on the slide at a distance from each other arranged push rollers or pins are assigned that received the lever between them and act in each case on one of the lateral contact surfaces thereof, characterized in that that the lateral contact surfaces (41, 42) for the push rollers or pins (43, 44) are curved surfaces that are similar to the Contour of a fish's tail are curved in such a way that in a diagram the curves representing the changing ratio of torque to thrust are asymmetrical, d. H. in both directions of adjustment of the valve in relation to that of the push rollers or Use pin (41, 42) exerted thrust with a high value for the torque, the decreases rapidly after the initial adjustment, and with a lower torque than the initial torque Value door the torque ends.

2. Actuating device according to claim 1, characterized in that the two distortions of the slide (27, 28) are chosen so that each of the two on the adjusting lever (37) engaging push rollers (43, 44) at the beginning of the slide stroke far from the central axis of the Valve shaft is removed, moves towards and past the central axis during the valve adjustment and assumes a position near the central axis of the valve shaft at the end of the slide stroke.

3. Actuating device according to claim 1 and 2, characterized in that the slide consists of two elongated plates (27, 28) arranged parallel and spaced one above the other, between which the push rollers (43, 44) are located.

1 sheet of drawings 009509/133