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STEUERUNG
Diese Erfindung betrifft ein flüssigkeitbedientes
Mittel, um Längsbewegung in Drehbewegung zu übersetzen, und im besonderen betrifft
sie Verbesserungen in flüssigkeitbedienten Steuerungen für angetriebene Kegelventile
und dergleichen.
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Es ist im Fach wohlbekannt Kegelventile und dergleichen, die gewöhnlicherweise
durch eine ungefähr 90-gradige Drehung der Ventilspindel bedient werden, mit Luft
oder hydraulischen Steuerungen zu versehen, um sie wirksam zu machen. Zum Beispiel
ist eine: solche Steuerung in meinem Patent No. 3,104,592, ausgegeben am 24. September
1963, beschrieben. Solche flüssigkeitbediente Steuerungen werden auch für viele
andere Zwecke gebraucht, wie, zum Beispiel, beschrieben in den U.S.A. Patenten No.
2,265,842 an Kellog; 2,269,382 an Schmidt; 1,957,697 an Conway; 3,040,717 an Rumsay;
und 3,064,628 an Canalizo et a1; und in dem Britischen Patent No. 838,647 an Cross.
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Wie man von diesen Patenten ersieht, bestehen solche Steuerungen gewöhnlicherweise
aus einem flüssigkeitbedienten Kolben, der durch Flüssigkeitdruck längsbewegt wird
und der mit einem drehbaren Bestandteil verbunden ist durch ein Mittel, das die
Längsbewegung des Kolbens in eine,Drehbewegung des Bestandteiles um eine Achse,
die kreuzweise .zu der Richtung der Bewegung des Kolbens steht, übersetzt.
Dieser
Bestandteil ist mit der-Ventilspindel verbunden, um sie zu drehen. Größere Steuerungen,
im besonderen solche, die zur Steuerung von großen Röhrungsleitungventilen benutzt
werden, fordern große Flüssigkeitdrücke, um die Kraft auszuüben, die notwendig ist,
solche Ventile zu bedienen. Man wird es verstehen, daß, obwohl der Hauptkomponent
der Kraft, übermittelt von dem Kolben zu dem drehbaren Bestandteil, tangential zu
dem drehbaren Bestandteil und längsweise in der Richtung der Kolbenbewegung ist,
da ist auch notwendigerweise ein Kraftkomponent, der radial zu der Drehungsachse
des drehbaren Bestandteil und kreuzweise zu der Richtung der Kolbenbewegung ist.
Gemäß einer Verkörperung der vorhandenen Erfindung sind Mittel zur Aufnahme dieses
radialen Komponenten versehen um es zu vermeiden, daß dieser auf den'Kolben ausgeübt
wird, und um so zu vermeiden, daß dadurch queere Ladung und excentrischer Verschleiß
der Kolbenflansche und der Zylinderbohrung, in der der Kolben wirkt, ersteht.
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In einer anderen Verkörperung der Erfindung wird der radiale Komponent
benutzt, einen Schalter zu bewegen, um die Tätigkeit der Steuerung abzustellen.
Diese Verkörperung ist besonders nützlich wo elektrisch getriebene Steuerungen verwendet
werden, worinnen eine Schraubenspindel gebraucht wird, um die Längsbewegung zu erhalten
anstelle von Luft oder hydraulisch getriebenen Steuerungen. Demgemäß ist es ein
Zweck dieser Erfindung Yittel, durch die der Kolben von jeder queeren Ladung in
dem Steuerungsgetriebe abgesondert wird, zu versehen. Ein anderer Zweck
der
Erfindung ist es Mittel in einer Steuerung, in der stative Bestandteile Kräfte senkrecht
zu der Kolbenbewegungsrichtung aufnehmen, zu versehen, um so die Anwendung eines
biegenden Momentes auf den Kolben oder irgend ein anderes längsweise bewegliches
Bestandteil zu vermeiden. Noch ein anderer Zweck dieser:f'rfindung ist es, eine
Steuerung zu versehen, die ein Getriege enthält, indem Mittel versehen sind, jedes
Zahnflankenspiel zu unterdrücken. Noch ein anderer Zweck dieser Erfindung ist es
eine Steuerung, durch die Längs in Drehbewegung übersetzt wird, urdin der Kräfte
radial dem drehbaren Bestandteil benutzt werden, einen Schalter zu bedienen und
so die Steuerung abzustellen, zu versehen. Offensichtlich wird die Vollendung dieser
und anderer Zwecke der Erfindung durch, die Betrachtung der folgenden Beschreibung
und der beiliegenden Zeichnungen, in denen: Abbildung 1 ist eine Seitenansicht einer
Verkörperung der Erfindung, die auf einem Ventil montiert gezeigt ist; Abbildung
2 ist eine Ansicht von oben der Verkörperung, die in der Abbildung 1 gezeigt ist,
teilweise im Schnitt dargestellt; Abbildung 3 ist ein teilweiser Schnitt
an der Linie 3-3 der Abbildung 1 der Struktur, die in Abbildung l gezeigt ist; Abbildung
4 ist eine teilweise im senkrechten Schnitt, Linie 4-4 der Abbildung 2, dargestellte
Ansicht der Verkörperung der Abbildungen 1, 2 und 3; Abbildung 5 ist eine Ansicht
von oben, teilweise im
Schnitt, einer anderen Verkörperung der Erfindung;
Abbildung 6 ist eine teilweise im Schnitt, Linie 6-6 der-Abbildung 5, dargestellte
Ansicht der Verkörperung, die in der Abbildung 5 gezeigt ist; Abbildung 7 ist eine
Ansicht von oben, teilweise im Schnitt, einer noch anderen Verkörperung der Erfindung;
und Abbildung 8 ist eine teilweise im Schnitt, Linie 8-8 der Abbildung 7, dargestellte
Ansicht der Verkörperung, die in der Abbildung 7 gezeigt ist. Die Abbildungen 1
und 2 zeigen eine Steuerung montiert auf einem Kegelventil. Wie man von diesen Zeichnungen
ersieht, enthält die Steuerung vier Flüssigkeitzylinder 14 und einen Hauptrahmenteil
16, an den die Flüssigkeitzylinder montiert sind. Der Hauptrahmenteil 16 ist durch
die Bolzen 18 an das Ventil festgemacht. Die Spindel 20 des Kegelventils 12 reicht
durch eine passende Öffnung in den Hauptrahmenteil 16. Um sich mit der Spindel zu
drehen, ist innerhalb des Hauptrahmenteiles ein Zahnrad 22 wie durch den Vorsteckbolzen
24 an die Spindel festgemacht. In der gezeigten Darstellung sind die Zylindergehäuse
14 paarweise auf gegenüberliegenden Seiten der Spindel 20 angerichtet. Jeder der
Zylindergehäuse besteht aus einem röhrenförmigen Teil 26 und einem Zylinderkopf
28. Eine Leitungsstange 30 reicht axial durch die Zylinder 14, die so gerichtet
sind, daß ihre Achsen auf einer Linie liegen, und ist mit Schraubenmuttern an jedem
Ende, s=erhalb der Zylinderköpfe, versehen, um die Montage durch das Festziehen
der Zylinderköpfe
gegen die röhrenförmigen Teile 26 zusammenzuhalten;
eine solche Anlage ist auf beiden Seiten der Spindel. Ein flüssigkeitdahter VerschluB
ist am ende jedes Zylinders durch die 0-Dichtungsringe 34 und 56 gegeben. mie leitungestangen
gehen durch die Öffnungen 38, mit denen die Weile des Hauptrahmens, die die inneren
Enden jeder Zylinder 14 bilden, versehen sind. In jedem Zylinder 14 ist ein Kolben
40 auf die Leitungsstange J0 eingeschlüpft, der'ein Verschluß zwischen dem und den
röhrenförmigen 'feil 26 bildet, und der mit den Yerschlubteilen 42, 43 und 44 versehen
ist, um Leckage der Flüssigkeit um den Kolben zu vermeiden. Zwischen den Kolben
40 ist eine Zahnscheibe 46 eingeschlüpft. miese Scheibe wird zwischen den Kolben
40 gehalten, bewegt sich mit ihnen, und ihre Zähne sind in die Zähne des Zahnrades
z2 eingeschaltet. Wie man am besten auf der Abbildung 4.sieht, ist die leitungsstangenseite
der Zahnenseheibe halbzylindrischer Yorm, ao daß die. Scheibe mit weniger als
dem ganzen Umfang 4er Leitungs-Stange in Berührung ist. .ßin halbzylindrischer
Lagerteil 48 ist zwischen der Scheibe und aer Leitungsstange versehen, um die rutschende
Bewegung der Scheibe längs der Leitungsstange zu erleichtern.
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offensichtlich ist es, aaß der bewegende Anschlag
der
Scheibenzähne mit Ixen Zähnen des Zahnrades 22 an dem Punkt des Anschlages
eine Kraft, die komponenten sowohl l#ngsweise der Scheibe (und tangential des Zahnrades)
als auch kreuzweise der Scheibe (und radial des Zahnrades) hat, verursacht. Solch'
ein kreuzweiser oder radialer graftkomponent strebt notwendigerweise dazu hin, einen
biegenden Moment, der normalerweise
auf die Kolben 40 übermittelt
würde, auf die Zeitungsstange 30 auszuüben. Um die Übermittlung solches biegenden
Momentes auf die Kolben zu vermeiden, versieht die vorliegende Erfindung Mittel
zur Aufnahme des kreuzweisen oder radialen Kraftkomponenten. In der gezeigten Verkörperung
besteht solches Mittel aus einem teilweisen Gewinde wie der Stiftbolle 50, der durch
einen Knauf 52, der auf der Seite des Hauptrahmens 16 gebildet ist, geschraubt ist,
und wo die Richtung des teilweisen Gewinde im wesentlichen radial des Zahnrades
und kreuzweise der Scheibenbewegung ist und in einer Linie mit radialen oder kreuzweisen
Kraftkomponenten, erzeugt zwischen der Scheibe und dem Zahnrad. Die Stiftschraube
50 schlägt auf eine Pläche 54, die dafür auf einer Seite der Zeitungsstange 54 gebildet
lote en und durch die Gegenmutter 56 wird die Stiftschraube in ihrer Lage gehalten
und von-zufälligen Bewegungen verhindert. ..
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Die Steuerung, die diese Verkörperung der Erfindung ist, wird in der
gewöhnlichen Weise durch Luft oder hydraulischen Druck Flüssigkeit,-die durch die
Flüssigkeitrohrleitungen @58, 59, 60, 61 und 62 angewandt wird, bedient. Hähne mit
drei Wegen sowie die Hähne 63, 64 und 65, gezeigt in den Abbildungen 1 und 3, werden
benutzt den Plüssigkeitsflu8, den die Bedienung der Flüssigkeitzylinder erfordert,
zu liefern. Ba ist klar, daß der Plüssigkeitfluß so geliefert wird, daB, zum Beispiel,
die Kolben in den obrigen zwei flüssigkeitzylindern 14 der Abbildung 2 nach rechts
bewegt werden, während die Kolben in .jen niedrigen zwei flüssigkeitzylindern nach
links bewegt werden, und umgekehrt. So werden in dieser Verkörperung zwei Flüssig-.,
keitzylinder benutzt, um das Ventil von Offen auf Geschlossen
zu
setzen und zwei andere Flüssigkeitzylinder werden benutzt, um das Ventil von Geschlossen
auf Offen zu setzen. Vio niedrigere Ladungen angetroffen werden oder große Flüssigkeitsdrücke
benutzt werden, mag ein einzelner Zylinder für Bewegung in einer Richtung benutzt
werden, oder ein einzelner doppelwirkender Zylinder mag zum Offnen und Schließen
des Ventiles benutzt werden. Es ist klar, daß durch diese Verkörperung dieser Erfindung
T1ittel, alle radialen oder kreuzweisen Ladungen auf das längsbewegliche Bestandteil
dieser Erfindung aufzunehmen, versehen sind. Die zu diesem Zweck benutzte Stiftschraube
50 kann auch so eingestellt werden, daß sie für jenem Verschleiß, der in irgendeiner
der Zahnscheibe des Lagers oder der Zeitungsstange 30 vorkommen mag, ausgleichen
kann. Die auf den Abbildungen 5 und 6 gezeigten Verkörperungen der Erfindung benutzt
eine im@Grunde ähnliche Struktur der Verkörperung der Abbildungen 1-4, außer daß
in dieser Verkörperung bloß zwei Plüssigkeitzylinder benutzt werden. So hat der
Hauptrahmenteil 116 der Abbildung 5 bloß Versorgungen für die Montage von zwei Flüssigkeitzylinder
und zur Umhüllung des Zahnrades 22. Andere Bestandteile der Verkörperung der Abbildung
5, die dieselben oder im wesentlichen dieselben sind wie die Bestandteile der Verkörperung
der Abbildungen 1-4, sind durch dieselben Referenznummern identifiziert. Wie in
der vorhergehenden Verkörperung ist ein Lagerteil 48 zwischen der Zeitungsstange
30 und der Zahnscheibe 146 versehen, um die gleitende Bewegung der Zahns cheibe
und der Leitungsstange zu erleichtern. Aber in dieser Verkörperung ist eine langsweise
reichende Furche unter dem Lagühgakaterial in der Zahnscheibe gebildet und elastische
Mittel
sind in die gesagte Furche gesetzt, um die Zahnscheibe durch die Elastizität von
der Zeitungsstange weg zu schieben, so daß die Zähne der Scheibe mit den Zähnen
des Zahnrades 22 in intimer Berührung sind. Solche elastischen Mittel mögen aus
natiirlichem oder synthetischem Gummi oder anderen elastischen Materialien oder
auch einer Üerie von Blattenfedern bestehen. Der Gebrauch solcher elastischen Mittel
ergibt unveränderliche Berührungsart der Zähne und vermeidet Zahnflankenspiel.
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Anstelle der Stiftschraube 50, die in der vorhergehenden Verkörperung
die radiale Ladung auf die Zeitungsstange aufnahm, benutzt die vorliegende Verkörperung.
einen Plunger 66, aer ein geflanschtes Ende 68 mit einer konkaven bogenförmigen,
an die Zeitungsstange 50 anschlagenden Vorderseite hat. Eine Buchse 70 ist in den.
Rahmen oder Gehäuseteil 11b fest eingeschraubt und der Plunger steckt durch die
Buchse und ist durch sie in eine Richtung radial zu dem Zahnrad 22 gestellt. Eine
Feder 72 zwischen der Buchse 70 und dem geflanschten Ende 68 schiebt den 1'lunger
durch Elastizität in Anschlag mit der Leitungsstange auf der Seite gegenüber der
Zahnscheibe 146. An die Außenseite des Rahmenteils 116 festgemacht und das äußere
Ende des Plungers 66 umhüllend ist ein Schaltergehäuse 74, welches auch einen Schalter
der Mikroschalterart, der durch eine sehr kurze Bewegung, i.e. zirka bloß einige
wenige Tausendstel eines Zolles, betätigbar ist, enthält. Dieser Schalter ist in
einer Neise, die in dem Fach wohlbekannt aber hier nicht gezeigt-ist, mit den Kitteln,
die den Fluß der Flüssigkeit
zu den Zylindern 14 kontrollieren,
verbunden, so daß durch die Betätigung des Schalters der Fluß der Flüssigkeit in
den Zylinder abgestellt wird und Bewegung des Getriebes anhält. Die in den Abbildungen
7 und 8 gezeigten Verkörperungen mögen durch einen elektrischen Motor oder mit der
Hand mittels eines Handrades getrieben werden. Die Struktur des Hauptrahmenteiles
oder Gehäuse 116 mag im wesentlichen mit der der Verkörperung der Abbildungen 5
und 6 identisch sein. Natürlicherweise wirken die Zylinder 14 in dieser Verkörperung
nicht als Flüssigkeitszylinder, sondern bloß als ein 'feil des Gehäuses zur Enthaltung
der Bestandteile des Mechanismus. So reicht eine Schraubenspindel 80 längsweise
durch das Gehäuse, das aus den Zylindern 14 und den Rahmen 116 gebildet ist, und
ist auf den Lagerungen 82 an jedem Ende montiert. Die Spindelschraube hat eine glatte
zylindrische Verlängerung, die an einem Ende durch den Zylinderkopf 28 reicht, zur
xontierung einer Kupplung 86. .Die Ausgangsspindel des Getriebekasten 88 ist auch
mit dieser Kupplung verbunden. Der Getriebekasten hat zwei Eingangsspindeln, eine
von denen wird durch das Handrad 90 bedient, und die andere durch den elektrischen
Motor 92. Zwei Schraubenmuttern sind auf die Schraubenspindel geschraubt, so daß
sie auf längsweise getrennten Punkten der Schraubenspindel sitzen, und sie sind
so gebildet, daß sie an beide Enden der Schraubenstange 96 angemacht werden können.
:3o sitzt die Schraubenstange 96 längsweise und parallel dem Mittelteils der Schraubenspindel.
',tie in den vorhergehenden Verkörperungen schlägt die Zahnenstange an ans Zahnrad
22 an. t,n dem ,£ittelpunht der Schraubenspindel ist ein glattes
zylindrisches
Stück 98 auf der feite der Zahnenstange gegenüber des Punktes der Anschlage der
Zahnenstange und des Zahnrades 22 versehen. Jie in der Verkörperung der Abbildungen
5 und 5 schlägt der elastisch geschobene Planger 66 an das zylindrische Stück
98 der Schraubenspindel auf der der Zahnenstange gegenüberliegenden Seite.
bo ist das glatte zylindrische `.3tück 98 der ,öchraubenspindel mit der 2lansche
68 und der iMckenseite der Zahnenstange verbunden, daB die Feder 72 um den Planger
zusammen gedrückt wird und der Planger kreuzweise zur Bewegungsrichtung der Zahnenstange
bewegt wird, sooft eine Bewegung der Zahnenstange radial zu dem Zahnrad vorkommt.
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Der Schalter 76 in dieser Verkörperung ist durch Lfittel, die in nem
Fach wohlbekannt sind, durch einen Relais mit dem iyiotor 92 verbunden, um die Kraft
zu der Schraubenspindel abzuschalten, sooft von dem Getriebe verursachte radiale
Kräfte eine Bewegung der Zahnenstange raexial von dem Zentrum des Zahnrades veranlassen.