DE19646234C1 - Antrieb zum Betätigen von zwei zusammenwirkenden Ventilschäften, für ein Absperrventil mit Leckagesicherung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Antrieb zum Betätigen von zwei zusammenwirkenden Ventilschäften, insbesondere für ein Ab­ sperrventil mit Leckagesicherung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Aus der DE 30 05 329 C2 ist u. a. ein derartiger Antrieb für ein Absperrventil mit Leckagesicherung bekannt, mit dem die Ventilschäfte der Ventilteller zum einen durch einen ersten Arbeitskolben gemeinsam gesteuert werden, um das Absperrven­ til in die Auf-Zu-Stellung zu bringen und zum anderen werden die Ventilschäfte getrennt von einander durch zwei weitere Arbeitskolben gesteuert, um die Ventilteller zum Zweck der Reinigung einzeln von den Ventilsitzen abzuheben.

Dieser Antrieb ist durch seine konstruktive Ausbildung und der Ausgestaltung der Arbeitskolben sehr komplex und in der Herstellung kostenaufwendig. Darüber hinaus muß dieser An­ trieb bedingt durch seine Ausführungsart von beiden Seiten montiert und demontiert werden. Die beiderseitige Montage und Demontage ist aber für den Service sehr nachteilig, da zu diesem Zweck der Antrieb vom Ventilgehäuse vollständig entfernt werden muß, um einen allseitigen Zugriff zu den einzelnen Antriebsteilen zu erhalten, um die erforderliche Serviceleistung ausführen zu können.

Auch der aus der DE 42 36 464 C2 bekanntgewordene Antrieb, bei dem eine vierte Kolben-Zylinder-Einheit zur zusätzli­ chen Beaufschlagung des beim Reinigungshub geschlossenen, oberen Ventiltellers vorgesehen ist und bei dem ein Teil des ersten Arbeitskolben als Zylinder der vierten Kolben- Zylinder-Einheit ausgebildet ist, kann die bereits beschrie­ benen Nachteile nicht beheben. Die vierte Kolben-Zylinder- Einheit dient zwar einerseits dem Zweck, daß der geschlos­ sene, obere Ventilteller beim Reinigungshub des unteren Ventiltellers zusätzlich verriegelt wird, um ein Anheben des oberen Ventiltellers in der Reinigungsphase des unteren Ventilsitzes durch eine auftretende Druckerhöhung im geöff­ neten Leckageraum zu verhindern, aber andererseits werden die Nachteile, wie sie bereits bei dem Antrieb nach der DE 30 05 329 C2 beschrieben wurden nicht beseitigt. Vielmehr durch die zusätzliche vierte Kolben-Zylinder-Einheit wird dieser Antrieb noch komplexer und kostenaufwendiger.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den einleitend genannten Antrieb, dadurch zu verbessern, daß dieser einerseits kostengünstig herstellbar und service­ freundlich und andererseits unempfindlich gegen mögliche Druckerhöhungen im Absperrventil und dem angeschlossenen Rohrsystem ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der erste Arbeitskolben aus zwei Kolbenteile besteht, die an ihren benachbarten Flächen mit Mitnahmemitteln ausgebildet sind, die einerseits die Kolbenteile für eine gemeinsame Schaltfunktion verbinden und andererseits gestatten, daß zwischen den Kobenteilen eine Relativbewegung ausführbar ist, die durch die Mitnahmemittel in einer Richtung begrenzt wird.

Durch diese Ausbildung des ersten Arbeitskolben wird ge­ währleistet, daß mit einem Arbeitskolben zwei von einander unabhängige Schaltfunktionen eines Ventils angesteuert wer­ den können. Auf diese Weise wird erreicht, daß bei gleicher Funktionsweise des Antriebs zum Ansteuern eines Absperr­ ventils mit Leckagesicherung auf einen Arbeitskolben im An­ trieb verzichtet werden kann. Dadurch wird der Antrieb an sich wesentlich vereinfacht. Darüber hinaus werden die Druck­ verhältnisse durch den geteilten ersten Arbeitskolben sehr günstig beeinflußt.

Gemäß einer bevorzugten Ausbildungsform der Erfindung ist der innere Kolbenteil des ersten Arbeitskolbens mit dem rohrförmigen Ventilschaft verbunden und durch eine Druck­ feder von oben belastet und der äußere Kolbenteil stützt sich gleitend gegen die Innenwand des Zylinders und der be­ nachbarten Fläche des inneren Kolbenteils ab und ist von unten mit einer Druckfeder belastet. Dadurch wird erreicht, daß beide Kolbenteile des ersten Arbeitskolbens über das an ihren benachbarten Flächen vorgesehe Mitnahmemittel in Zu- Stellung des Ventils verbunden sind und daß beide Kolben­ teile zum einen bei einer Beaufschlagung des ersten Arbeits­ kolbens mit Luft von oben eine gemeinsame Schaltfunktion zum Öffnen des Ventils ausführen und daß zum anderen in Schließ­ stellung des Ventils der mit dem rohrförmigen Ventilschaft des oberen Ventiltellers verbundene innere Kolbenteil bei einer Beaufschlagung des ersten Arbeitskolbens mit Luft von unten eine Relativbewegung zum äußeren Kolbenteil des Ar­ beitskolbens ausführt, in deren Folge der obere Ventiltel­ ler von seinem Ventilsitz zum Zweck der Reinigung des Ven­ tilsitzes abgehoben wird. Darüber hinaus kann durch die güns­ tig gestalteten Druckverhältnisse im Zylinder und durch die entsprechende Auslegung der Druckfedern, die in Abhängigkeit der herrschenden Druckverhältnisse im Antrieb bestimmt wird, ein Anheben des oberen Ventiltellers, infolge einer möglichen kurzzeitigen Druckerhöhung im Leckagehohlraum, weitgehend ausgeschlossen werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform stützt sich die Druckfeder, die den äußeren Kolbenteil des Arbeitskol­ bens von unten belastet vorzugsweise gegen den Zylinderboden ab und die Druckfeder die den inneren Kolbenteil des Arbeits­ kolbens von oben belastet gegen einen Anschlag ab, der im oberen Bereich des Zylinders am Ventilschaft, der den rohr­ förmigen Ventilschaft durchdringt, angeordnet und mit diesem fest verbunden ist. Auf diese Weise wird erreicht, daß auf Widerlagerscheiben zum Abstützen der Druckfedern verzichtet werden kann. Darüber hinaus kann der Anschlag, an dem sich die obere Druckfeder abstützt und der mit dem durchdringen­ den Ventilschaft verbunden ist, gleichzeitig zum Betätigen des Ventilschafts des unteren Ventiltellers genutzt werden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist der gemeinsame Hubweg der Kolbenteile des ersten Arbeitskolbens nach oben durch einen an der Innenwand des Zylinders angeordneten Anschlag begrenzt, der in Zu-Stel­ lung zwischen dem ersten Arbeitskolben und dem Anschlag vor­ gesehen ist, der mit dem durchdringenden Ventilschaft ver­ bunden ist, und nach unten durch einen Anschlag, der mit dem rohrförmigen Ventilschaft fest verbunden ist und gegen den Zylinderboden zum Anliegen kommt. Dieser Anschlag kann be­ vorzugt als ein durchmesservergrößerter Ansatz des Ventil­ schafts ausgebildet sein und an seinem gegenüberliegenden Ende den am Ventilschaft angrenzenden inneren Kolbenteil des ersten Arbeitskolbens aufnehmen, der durch ein lösbares Ver­ bindungsmittel mit dem Ventilschaft abgedichtet befestigt werden kann. Auf diese Weise kann auf zusätzliche Einbauten im Antrieb verzichtet werden, ohne das die Funktion des ersten Arbeitskolbens beeinträchtigt wird.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist der zweite Arbeitskolben zur Betätigung des Ven­ tilschafts des unteren Ventiltellers zwischen dem Anschlag, der mit dem durchdringenden Ventilschaft des unteren Ven­ tiltellers verbunden ist, und dem Zylinderdeckel angeordnet. Auf diese Weise übernimmt der Anschlag eine Doppelfunktion und zwar zum einen dient er als Widerlager für die den inne­ ren Kolbenteil des Arbeitskolbens belastende Druckfeder und zum anderen wird durch diesen Anschlag der Ventilschaft des unteren Ventiltellers über den zweiten Arbeitskolben ange­ steuert.

Mit Hilfe dieses Antriebes kann nicht nur auf eine einfache Weise ein Absperrventil mit Leckagesicherung sicher ange­ steuert werden, sondern darüber hinaus übernehmen die An­ triebsteile mehrere Funktionen, so daß die Anzahl der Ein­ bauten eines Antriebs auf ein Minimum beschränkt werden können, was dazu führt, daß dieser Antrieb in seiner Herstellung sehr kostengünstig ist. Vielmehr durch die Ausführungsform sind alle Antriebsteile von einer Seite zugänglich, wodurch dieser Antrieb sehr servicefreundlich ausgestaltet ist.

Gemäß einer anderen Ausführungsart der Erfindung wirkt der innere Kolbenteil des ersten Arbeitskolbens mit dem Ventil­ schaft zusammen, der den rohrförmigen Ventilschaft durchsetzt und der äußere Kolbenteil stützt sich gleitend gegen die Innenwand des Zylinders und der benachbarten Fläche des inneren Kolbenteils ab. Bei dieser Ausführungsform ist der mit dem Ventilschaft zusammenwirkende innere Kolbenteil von unten und der an der Innenwand gleitende äußere Kolbenteil von oben durch eine Druckfeder belastet. Der mit dem Ven­ tilschaft zusammenwirkende innere Kolbenteil ist am Ven­ tilschaft durch einen am Ventilschaft vorgesehenen Anschlag und durch die von unten das innere Kolbenteil belastende Druckfeder festgelegt und steuert den unteren Ventilteller an.

Der zweite Arbeitskolben ist bei dieser Ausführungsart zwischen dem ersten Arbeitskolben und dem Zylinderboden an­ geordnet und wirkt mit dem rohrförmigen Ventilschaft des oberen Ventiltellers zusammen. Die lose Verbindung zwischen dem zweiten Arbeitskolben und diesem Ventilschaft erfolgt erfindungsgemäß über einen auf den Arbeitskolben übergrei­ fenden Kragen, der mit dem rohrförmigen Ventilschaft fest verbunden ist und auf dem sich die den ersten Arbeitskolben von unten belastende Druckfeder abstützt. Auf diese Weise belastet die Druckfeder einerseits den ersten Arbeitskolben von unten und andererseits den zweiten Arbeitskolben von oben.

Auch durch diese vorgeschlagenen Ausführungsform des An­ triebs, erfolgt eine Mehrfachnutzung der Bauteile bei den einzelnen Schaltstellungen der Arbeitskolben, so daß auch bei dieser Ausführungsform die Anzahl der Bauteile, gegen­ über bisher bekannter Ausführungsformen, auf ein Minimum reduziert werden kann, wodurch wiederum zum einen die Herstellungskosten gesenkt und zum anderen der Antrieb servicefreundlich ausgebildet werden kann. Darüber hinaus werden auch bei dieser Ausführungsform die Betätigungskräfte der Arbeitskolben durch die günstigen Ab­ messungen der Arbeitskolben sehr vorteilhaft beeinflußt. Auch kann durch die günstigen Druckverhältnisse im Antrieb und durch die den Druckverhältnissen angepaßten Federkon­ stanten der Druckfedern, welche die Arbeitskolben belasten, bei Absperrventilen mit Leckagesicherung in Verbindung mit einer entsprechenden Gestaltung des Leckageabflusses ein Abheben des oberen Ventiltellers während des Reinigungszyklus des unteren Ventiltellers infolge möglicher Druckerhöhungen im Leckagehohlraum weitgehend ausgeschlossen werden.

Darüber hinaus ist die erfinderische Lösung kostengünstig und universell einsetzbar und ist nicht nur auf Absperr­ ventile mit Leckagesicherung begrenzt. Vielmehr kann die erfinderische Lösung bei allen pneumatischen und auch hy­ draulischen Antrieben zur Anwendung kommen, wo eine Mehr­ fachsteuerung von Ventilschäften oder ähnlichen Bestäti­ gungsstangen vorgesehen ist.

Weitere vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den weiteren Unteransprüchen angegeben.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand der beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung veranschaulicht sind, die beispielsweise pneu­ matisch gesteuerte Absperrventile mit Leckagesicherung betreffen, ausführlich beschrieben.

In den Zeichnungen zeigen:

Fig. 1: einen Längsschnitt durch einen Antrieb, bei dem die Stellung der Arbeitskolben auf der linken Seite bei einer geöffneten und auf der rechten Seite bei einer geschlossenen Ventilstellung dargestellt ist,

Fig. 2: einen vergrößerten Ausschnitt der Anordnung der Arbeitskolben im Zylinder,

Fig. 3: einen Längsschnitt durch einen Antrieb einer wei­ teren Ausführungsform der Erfindung bei dem die Stellung der Arbeitskolben auf der rechten Seite bei einer geschlossen und auf der linken Seite bei einer geöffneten Ventilstellung dargestellt ist.

Gemäß Fig. 1 besteht der Antrieb im wesentlichen aus einem Zylinder 4 mit Luftanschlüssen 5, 6, 7 dem ersten Arbeits­ kolben 1, der mit dem rohrförmigen Ventilschaft 8 zusammen­ wirkt, dem zweiten Arbeitskolben 11, der mit dem Ventil­ schaft 9 zusammenwirkt, den Druckfedern 17, 18 und den An­ schlägen 20, 21, 22.

Durch den Zylinderboden 19 erstreckt sich der gegenüber dem Zylinderboden 19 abgedichtete rohrförmige Ventilschaft 8 des oberen Ventiltellers 1, der an seinem in den Zylinder 4 hineinragenden Teil mit einem durchmesservergrößerten Ansatz 23 versehen ist, der zum einen an seinem dem Zylinderboden 19 zugewandten Ende einen Anschlag 22 bildet, der den Hub des Ventilschafts 8 nach unten durch Anschlag am Zylinder­ boden 19 begrenzt und zum anderen an seinem gegenüberliegen­ den Ende einen Anschlag 36 bildet, auf dem der Arbeitskolben I aufliegt, welcher durch ein Verbindungsmittel 24 mit dem Ventilschaft 8 lösbar verbunden ist.

Der Arbeitskolben I ist als geteilter Kolben ausgebildet und setzt sich aus den Kolbenteilen 10, 11 zusammen. Der innere Kolbenteil 11 ist mit seinem einen Ende mit dem rohr­ förmigen Ventilschaft 8 verbunden und von oben durch eine Druckfeder 17 belastet und stützt sich abgedichtet mit sei­ nem anderen Ende gegen die benachbarte Fläche 12 des äuße­ ren Kolbenteils 10 ab, welcher sich seinerseits mit seinem gegenüberliegenden äußeren Ende an der Innenwand 16 des Zy­ linders 4 gleitbar und abgedichtet abstützt und von unten durch eine Druckfeder 18 belastet ist.

Wie in Fig. 2 vergrößert gezeigt, ist die dem äußeren Kol­ benteil 10 benachbarte Fläche 13 des inneren Kolbenteils 11 mit einer Mitnehmerschulter 15 versehen und die dem inne­ ren Kolbenteil 11 benachbarte Fläche 12 des äußeren Kolben­ teils 10 mit einer entsprechenden Mitnehmerschulter 14 ver­ sehen; diese Schultern sind als einander übergreifende An­ sätze an den Flächen 12, 13 ausgebildet und stellen einer­ seits durch Ineinandergreifen eine Verbindung zwischen den Kolbenteilen 10, 11 für eine gemeinsame Bewegung her und erlauben andererseits, daß der innere Kolbenteil 11 relativ zum äußeren Kolbenteil 10 eine Gleitverschiebung für eine eigenständige Schaltfunktion ausführen kann.

Der rohrförmige Ventilschaft 8 wird durch den Ventilschaft 9 des unteren Ventiltellers 2 teleskopartig und abgedichtet durchsetzt und durchdringt abgedichtet den Zylinderdeckel 25. Im oberen Bereich des Ventilschafts 9, aber unterhalb des Zy­ linderdeckels 25, ist ein mit dem Ventilschaft 9 fest verbun­ dener Anschlag 20 vorgesehen, der zum einen als Widerlager der Druckfeder 17 dient, die den inneren Kolbenteil 11 des Arbeitskolbens I von oben belastet, und zum anderen für die Betätigung des Ventilschafts 9 und damit des unteren Ventil­ tellers 2 dient. Zu diesem Zweck ist im Zylinder 4 zwischen dem Anschlag 20 und dem Zylinderdeckel 25 ein Arbeitskolben II vorgesehen, dessen Hubweg durch einen einstellbaren An­ schlag 26 begrenzt ist, der am Ventilschaft 9 außerhalb des Zylinders 4 vorgesehen ist und mit dem Zylinderdeckel 25 zu­ sammenwirkt.

Bei einer Ausführung des Antriebs für ein Absperrventil mit Leckagesicherung nach Fig. 1 ist für die Ventilteller 1, 2 eine gemeinsame Dichtfläche 39 im Ventilgehäuse 40 des Ab­ sperrventils ausgebildet, die ein Absenken der Ventilteller 1, 2 zum Öffnen des Ventils gestattet. Bei der in Fig. 1 dargestellten Ausführungsform ist die Dichtfläche 39 bei­ spielsweise vereinfacht als eine Zylinderfläche ausgebildet.

Zu diesem Zweck ist die Federkonstante für die Druckfeder 18, die den äußeren Kolbenteile 10 des Arbeitskolbens I von unten belastet und vorgespannt ist, so groß gewählt, daß der Druckkraft der ebenfalls vorgespannten Druckfeder 17, die den inneren Kolbenteil 11 des Arbeitskolbens I von oben und den zwischen dem Ansatz 20 und den Zylinderdeckel 25 liegen­ den Arbeitskolben 11 von unten belastet, ausreichend ent­ gegengewirkt wird, wenn der äußere Kolbenteil 10 am Anschlag 21, der an der Innenwand 16 des Zylinder 4 als obere Hubbe­ grenzung des Arbeitskolbens I angeordnet ist, anliegt und die Kolbenteile 10, 11 des Arbeitskolbens I über ihre Mitnahme­ mittel 14, 15 verbunden sind.

Infolge der Belastung der Kolbenteile 10, 11 des Arbeits­ kolbens I und des Arbeitskolbens II durch die vorgespannten Druckfedern 17, 18 liegen die Dichtungen 44; 45 der Ventil­ teller 1, 2 an der Dichtfläche 39 des Ventilgehäuses 40 an und bilden in dieser Stellung einen Leckagehohlraum 3 zwischen den Ventiltellern 1, 2 aus.

Das Absperrventil befindet sich somit in seiner Schließ­ stellung.

Beim Beaufschlagen des Druckraums 42, der zwischen den Ar­ beitskolben I und den Arbeitskolben II liegt, mit Druckluft über den Luftanschluß 6, wird der Druck auf die in der Schließstellung des Absperrventils miteinander verbundenen Kolbenteile 10; 11 und damit auf den Arbeitskolben I erhöht. Durch die Druckerhöhung auf den Arbeitskolben I wird der Ventilteller 1 durch den Ventilschaft 8, der mit dem inneren Kolbenteil 11 des Arbeitskolbens T verbunden ist, nach unten gedrückt und schließt durch Anlegen an den Ventilteller 2 den Leckagehohlraum 3 zwischen den Ventiltellern 1 und 2. Infolge der weiter bestehenden Druckerhöhung auf den Arbeitskolben I werden nunmehr die Ventilteller 1 und 2 gemeinsam aus der Dichtungsfläche 39 des Ventilgehäuses 40 ausgeschoben, bis der mit dem Ventilschaft 8 fest verbundene Anschlag 22 am Zylinderboden 19 anliegt.

Das Absperrventil befindet sich in Offenstellung.

Mit der Druckentlastung im Druckraum 42 und damit des Ar­ beitskolbens I ist dieser entlastet und wird durch die Wir­ kung der Druckfeder 18 nach oben gedrückt, bis der äußere Kolbenteil 10, der mit dem inneren Kolbenteil 11 des Ar­ beitskolbens I über die Mitnehmermittel 14, 15 in Verbin­ dung steht, wieder am Anschlag 21 anliegt, der an der Zylin­ derinnenwand 16 angeordnet ist.

Das Absperrventil befindet sich wieder in seiner Schließ­ stellung.

Zum Zweck des Bespülens der Dichtung 44 des oberen Ventil­ tellers 1 und der Teildichtfläche 39, an der die Dichtung 44 des oberen Ventiltellers 1 anliegt, sowie des Leckage­ hohlraums 3 wird bei der Schließstellung des Absperrventils Druckluft über den Luftanschluß 7 dem Druckraum 41 zugeführt, der zwischen dem Zylinderboden 19 und dem Arbeitskolben I liegt. Dadurch wird der Druck auf die Kolbenteile 10, 11 des Arbeitskolbens I erhöht. Da einerseits der Hubweg des Kolben­ teils 10 des Arbeitskolbens I durch den Anschlag 21 begrenzt ist aber andererseits ein Hub des Kolbenteils 11 durch die gewählte Ausbildung der Mitnahmemittel 14, 15 der Kolbenteile 10, 11 möglich ist, hat diese Druckerhöhung zur Folge, daß der innere Kolbenteil 11, der mit dem Ventilschaft 8 des Ventiltellers 1 verbunden ist, gegenüber dem äußeren Kolben­ teil 10 eine nach oben gerichtete Relativbewegung ausführt, die durch den Anschlag 33, der als eine Verlängerung des Ven­ tilschafts 8 ausgebildet sein kann und am Anschlag 20 zum An­ liegen kommt, begrenzt ist. Folglich wird der Ventilteller 1 aus der Dichtungsfläche 39 des Ventilgehäuses 40 nach oben herausgehoben und die Dichtung 44 des Ventiltellers 1 sowie die Teildichtfläche 39 der Dichtung 44 und der dadurch geöf­ fnete Leckagehohlraum 3 zwischen den Ventiltellern 1 und 2 werden in den Reinigungszyklus des oben liegenden Rohrsystems einbezogen. Bei Entlastung des Druckraums 41 wird der innere Kolbenteil 11 durch die Wirkung der Druckfeder 17 wieder bis zum Anschlag der Mitnahmemittel 14, 15 der Kolbenteile 10, 11 des Arbeitskolbens I abgesenkt und der Ventilteller 1 über den Ventilschaft 8 in die Dichtfläche 39 eingeschoben.

Das Absperrventil befindet sich wieder in seiner Schließ­ stellung.

Zum Zweck des Bespülens der Dichtung 45 des unteren Ventil­ tellers 2 und der Teildichtfläche 39, die als Ventilsitz der Dichtung 45 des unteren Ventilteller 2 dient, wird in Schließstellung des Absperrventils Druckluft über den Luft­ anschluß 5 dem Druckraum 43 zugeführt, der zwischen dem Zylinderdeckel 25 und dem Arbeitskolben II liegt, und damit der Druck auf den Arbeitskolben II erhöht. Da der Arbeits­ kolben II auf dem mit dem Ventilschaft 9 fest verbundenen Anschlag 20 aufliegt, wird der Ventilschaft 9 mit dem Ventil­ teller 2 nach unten gedrückt und schiebt somit den Ventil­ teller 2 aus der Dichtfläche 39 und zwar soweit, bis der Anschlag 26 am Zylinderdeckel 25 zum Anliegen kommt. Zur Einstellung der Hublänge des Ventilschafts 9 kann der An­ schlag 26 verstellbar ausgebildet sein. Bei dieser Schalt­ stellung ist der Leckagehohlraum 3 zwischen den Ventiltel­ lern 1 und 2 geöffnet und wird einschließlich der Dichtung 45 des Ventiltellers 2 sowie der Teildichtfläche 39 der Dichtung 45 in den Reinigungszyklus des unten liegenden Rohrsystems einbezogen.

Bei Entlastung des Druckraums 43 wird durch die Wirkung der Druckfeder 17 auf den Anschlag 20 der Arbeitskolben II und auch der Ventilschaft 9 angehoben und der Ventilteller 2 mit seiner Dichtung 45 liegt wieder an seiner Teildichtfläche 39 an.

Das Absperrventil befindet sich wieder in seiner Schließ­ stellung.

In Fig. 3 ist eine andere mögliche Ausführungsform der Erfindung dargestellt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, ist bei dieser Ausführungsform der äußere Kolbenteil 10 des Arbeitskolbens I von oben mit einer Druckfeder 27 belastet, die sich gegen den Zylinderdeckel 25 abstützt, während der innere Kolbenteil 11 des Arbeits­ kolbens I von unten mit einer Druckfeder 28 belastet ist, die sich gegen einen Kragen 32 abstützt, der am oberen Ende des rohrförmigen Ventilschafts 8 ausgebildet ist.

Die Mitnahmemittel 14; 15 an den benachbarten Flächen 12, 13 der Kolbenteile 10, 11 sind gegenüber der Ausführung nach Fig. 1; 2 um 180 Grad gedreht angeordnet, wodurch die Rela­ tivbewegung des inneren Kolbenteils 11 gegenüber dem äußeren Kolbenteil 10 nicht wie in Fig. 1, 2 gezeigt nach oben, son­ dern nach unten gerichtet durchgeführt werden kann.

Wie in Fig. 3 weiter gezeigt, ist der innere Kolbenteil 11 des Arbeitskolbens I bei dieser Ausführungsform mit dem Ven­ tilschaft 9 des unteren Ventiltellers 2 verbunden, der den rohrförmigen Ventilschaft 8 des Ventiltellers 1 abgedichtet teleskopartig durchsetzt.

Am Ventilschaft 9 ist ein durchmesservergrößerter Ansatz 30 ausgebildet, der einerseits mit seinem zum Zylinderdeckel 25 gerichteten Ende ein Anschlag 37 bildet, der den Hubweg des Arbeitskolben I nach oben durch Anschlag am Zylinder­ deckel 25 begrenzt und andererseits an seinem gegenüberlie­ genden Ende einen Anschlag 29 bildet, gegen den der innere Kolbenteil 11 mit der von unten belastenden Druckfeder 28 festgelegt ist.

Der Arbeitskolben II ist zwischen dem Arbeitskolben I und dem Zylinderboden 19 angeordnet und wirkt über den am Ende des Ventilschaft 9 ausgebildeten Kragen 32 mit dem Ventil­ schaft 9 zusammen, der von oben mit der Druckfeder 28 be­ lastet ist, die den inneren Kolbenteil 11 des Arbeitskol­ bens I von unten belastet und sich gegen den Kragen 32 ab­ stützt.

Zwischen dem Arbeitskolben 11 und dem Arbeitskolben I ist an der Innenseite 16 des Zylinder 4 ein Anschlag 31 vorge­ sehen, der den Hubweg des Arbeitskolbens I über das äußeren Kolbenteil 10 des Arbeitskolbens I, das mit dem inneren Kolbenteil 11 über die Mitnahmemittel 14, 15 verbunden ist, nach unten begrenzt.

Auch bei dieser Ausführung der Erfindung sind in Schließ­ stellung des Abperrventils die Arbeitskolben durch vorge­ spannte Druckfedern 27, 28 belastet.

Zum Öffnen des Absperrventils wird Druckluft über den Luft­ anschluß 6 dem Druckraum 45 zugeführt und damit der Druck von unten auf den geteilten Arbeitskolben I erhöht. Infolge dieser Druckerhöhung wird der Ventilteller 2, der über den Ventilschaft 9 mit dem inneren Kolbenteil 11 des Arbeits­ kolbens I verbunden ist, an den Ventilteller 1 angelegt und der Leckagehohlraum 3 geschlossen. Nach dem Anliegen des Ventiltellers 2 am Ventilteller 1 werden die Ventilteller 1 und 2 infolge der weiter bestehenden Druckerhöhung gemeinsam von ihren Ventilsitzen abgehoben, bis der Anschlag 37 am Zy­ linderdeckel 25 anliegt.

Das Absperrventil sich in seiner Offenstellung.

Nach der Druckentlastung im Druckraum 45 senkt sich der Ar­ beitskolben I durch die Kraft der Druckfeder 27 ab, bis der äußere Kolbenteil 10 des Arbeitskolbens I wieder am Anschlag 31 zum Anliegen kommt.

Damit befinden sich die Ventilteller wieder in der Schließ­ stellung.

Zum Reinigen der Dichtung 44 des Ventiltellers 1 sowie des­ sen Ventilsitzes und des Leckagehohlraums 3 wird durch Zu­ führung von Druckluft durch den Luftanschluß 7 der Druck im Druckraum 46 erhöht, der zwischen dem Zylinderboden 19 und dem Arbeitskolben II liegt. Infolge dieser Druckerhöhung wird der Arbeitskolben II angehoben, bis er zum Anliegen am Anschlag 31 kommt, wodurch der Ventilteller 1, der mit dem Ventilschaft 8 verbunden ist und über den Kragen 32 mit dem Arbeitskolben II zusammenwirkt, die Dichtung 44 des Ventil­ tellers 1 vom Ventilsitz abhebt. Damit ist der Ventilsitz geöffnet und die Dichtung 44 des Ventiltellers 1 sowie des­ sen Ventilsitz und der dadurch geöffnete Leckagehohlraum 3 wird in den Reinigungszyklus des oben liegenden Rohrsystems einbezogen.

Bei der Entlastung des Druckraums 46 geht der Arbeitskolben II durch die Kraft der Druckfeder 28 und damit der Ventil­ teller 1 mit seiner Dichtung 44 in die Ausgangslage zurück und das Absperrventil befindet sich wieder in Schließstel­ lung.

Zum Bespülen der Dichtung 45 des Ventiltellers 2 mit dessen Ventilsitz und dem Leckagehohlraum 3 wird Druckluft über den Luftanschluß 5 in den Druckraum 44 eingeführt. Dadurch wird der Druck auf den Arbeitskolben I erhöht. Durch die Anlage des äußeren Kolbenteils 10 des Arbeitskolbens I am Anschlag 31 führt nunmehr der innere Kolbenteil 11 des Arbeitskolb­ ens I auf Grund der Druckerhöhung im Druckraum 44 die durch den Anschlag 26 eingestellte Relativbewegung zum äußeren Kolbenteil 10 aus, so daß der Ventilschaft 9, der mit dem inneren Kolbenteil 11 verbunden ist, dieser Bewegung folgt und den Ventilteller 2 nach unten bewegt, wodurch die Dich­ tung 45 des Ventilschafts 2 und dessen Ventilsitz sowie der dadurch geöffnete Leckagehohlraum 3 in den Reinigungszyklus des unten liegenden Rohrsystems einbezogen wird.

Bei der Druckentlastung im Druckraum 44 geht der innere Kol­ benteil 11 des Arbeitskolbens I infolge der Kraft der Druck­ feder 28 in seine Ausgangsstellung zurück und damit auch der Ventilteller 2.

Das Absperrventil befindet sich in seiner Schließstellung.

Claims (32)

1. Antrieb zum Betätigen von zwei zusammenwirkenden Ven­ tilschäften, insbesondere für ein Absperrventil mit Leckagesicherung, bestehend aus einem Zylinder mit Luftanschlüssen, der einen beiderseits von Druckfedern belasteten ersten Arbeitskolben I sowie einen zweiten Arbeitskolben II enthält, wobei die Arbeitskolben I, II mit einem den unteren Boden des Zylinders abgedichtet durchdringenden rohrförmigen Ventilschaft des oberen Ventiltellers und mit einem den rohrförmigen Ventil­ schaft teleskopartig durchsetzenden Ventilschaft des unteren Ventiltellers zusammenwirken und der jeweilige Hubweg der Arbeitskolben I, II durch Anschläge begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Arbeitskol­ ben (I) aus zwei Kolbenteilen (10; 11) besteht, die an ihren benachbarten Flächen (12; 13) Mitnahmemittel (14; 15) aufweisen, die einerseits die Kolbenteile (10; 11) für eine gemeinsame Schaltfunktion verbinden und an­ dererseits eine Relativbewegung zwischen den Kolben­ teilen (10; 11) ermöglichen.

2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung in einer Richtung durch die Mit­ nahmemittel (14; 15) begrenzt ist.

3. Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der (innere) Kolbenteil (11) des Arbeits­ kolbens (I) mit dem rohrförmigen Ventilschaft (8) ver­ bunden und durch eine Druckfeder (17) von oben belastet ist und der andere (äußere) Kolbenteil (10) des Arbeitskolbens (I) gleitbar an der Innenwand (14) des Zylinders (4) und an der benachbarten Fläche (13) des einen Teils (11) anliegt und durch eine Druckfeder (18) von unten belastet ist (Fig. 1, 2).

4. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den einen äußeren Kolbenteil (10) belastende Druckfeder (18) sich gegen den Zylinderbo­ den abstützt und die den anderen (inneren) Kolbenteil (11) be­ lastende Druckfeder (17) sich gegen einen Anschlag (20) abstützt, der im oberen Bereich des Antriebs am Ventil­ schaft (9) angeordnet und mit dem Ventilschaft (9) fest verbunden ist.

5. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Hub der Kolben­ teile (10; 11) nach oben durch einen Anschlag (21) begrenzt ist, der an der Innenwand (16) des Zylin­ ders (4) angeordnet ist.

6. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Hub der Kolben­ teile (10; 11) nach unten durch einen mit dem rohr­ förmigen Ventilschaft (8) fest verbunden Anschlag (22) und dem Zylinderboden (19) begrenzt ist.

7. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gezeichnet, daß der mit dem rohrförmigen Ventilschaft (8) zusammenwirkende innere Kolbenteil (11) des Ar­ beitskolbens (I) auf einem mit dem Ventilschaft (8) fest verbundenen Anschlag (36) abgedichtet aufliegt und lösbar am Ventilschaft (8) befestigt ist.

8. Antrieb nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anschläge (22; 36) durch einen durchmes­ servergrößerten zylinderförmigen Ansatz (23) des Ven­ tilschafts (8) ausgebildet sind.

9. Antrieb nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansatz (23) eine mit dem Ventilschaft (8) fest verbundene Hülse ist.

10. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das lösbare Verbindungsmittel (24) ein Federring ist.

11. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß bei geschlossenem Ventil die Re­ lativbewegung der Kolbenteile (10; 11) zueinander nach oben durch einen Anschlag (33) und nach unten durch die Mitnahmemittel (14; 15) der Kolbenteile (10; 11) begrenzt ist.

12. Antrieb nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (33) durch eine Verlängerung des Ventil­ schafts (8) ausgebildet wird.

13. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (II) zwischen Zylinderdeckel (25) und dem mit dem Ventilschaft (8) fest verbundenen Anschlag (20) angeordnet ist.

14. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubweg des Arbeitskolbens (II) durch einen am Ventilschaft (9) vorgesehenen verstell­ baren Anschlag (26) einstellbar ist.

15. Antrieb nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der eine (innere) Kolbenteil (11) des Arbeits­ kolbens (I) mit dem Ventilschaft (9) zusammenwirkt und der andere (äußere) Kolbenteil (10) sich gleitend gegen die Innenwand (16) des Zylinders (4) und der benach­ barten Fläche (13) des inneren Kolbenteils (11) ab­ stützt (Fig. 3).

16. Antrieb nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Kolbenteil (10) von oben durch eine Druck­ feder (27) und der innere Kolbenteil (11) von unten durch eine Druckfeder (28) belastet ist.

17. Antrieb nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der innere Kolbenteil (11) durch einen mit dem Ventilschaft (9) fest verbundenen Anschlag (29) und der Druckfeder (28) am Ventilschaft (9) festgelegt ist.

18. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Hubweg der Kolben­ teile (10; 11) nach oben durch einen mit dem Ventil­ schaft (9) fest verbundenen Anschlag (37) und den Zylinderdeckel (25) begrenzt ist.

19. Antrieb nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeich­ net, daß die Anschläge (29; 37) durch einen durchmes­ servergrößerten zylindrischer Ansatz (30) des Ventil­ schafts (9) ausgebildet sind.

20. Antrieb nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeich­ net, daß der Ansatz (30) eine mit dem Ventilschaft (9) fest verbundene Hülse ist.

21. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß der gemeinsame Hubweg der Kolben­ teile (10; 11) nach unten durch einen Anschlag (31) begrenzt ist, der zwischen den Arbeitskolben (I) und Arbeitskolben (II) angeordnet ist.

22. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung der Kolben­ teile (10; 11) zueinander nach unten durch einen ein­ stellbaren Anschlag (26) und nach oben durch die Mit­ nahmemittel (14; 15) der Kolbenteile (10; 11) begrenzt ist.

23. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung der Kolben­ teile (10; 11) zueinander nach unten durch den Arbeits­ kolben (II) und nach oben durch die Mitnahmemittel (14; 15) der Kolbenteile (10; 11) begrenzt ist.

24. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Relativbewegung der Kolben­ teile (10; 11) zueinander nach unten durch ein Anschlag (38) begrenzt ist, der durch eine Verlängerung (34) der rohrförmigen Ventilspindel (8) ausgebildet ist, und nach oben durch die Mitnahmemittel (14; 15) der Kolbenteile (10; 11) begrenzt ist.

25. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 24, dadurch gekennzeichnet, daß sich die den inneren Kolbenteil (11) belastende Druckfeder (28) auf einem am rohrför­ migen Ventilschaft (8) angeordneten Kragen (32) ab­ stützt.

26. Antrieb nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (32) am Ende des rohrförmigen Ventilschafts (8) ausgebildet ist.

27. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (II) zwischen dem Arbeitskolben (I) und dem Zylinderboden (19) an­ geordnet ist.

28. Antrieb nach einem der Ansprüche 15 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß der Arbeitskolben (II) über den Kragen (32) mit dem rohrförmigen Ventilschaft (8) zusammenwirkt und durch die sich auf dem Kragen (32) abstützende Druckfeder (28) des einen (inneren) Kolbenteils (11) des Arbeitskolbens I von oben belastet ist.

29. Antrieb nach einem der Ansprüche 14 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß der Hubweg des Arbeitskolbens (II) nach oben durch den Anschlag (31) und nach unten durch den Zylinderboden (19) begrenzt ist.

30. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenteile (10; 11) an den gleitenden Flächen abgedichtet sind.

31. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckfedern (17; 18 oder 27; 28) eine unterschiedliche Federkonstante aufweisen.

32. Antrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Einbauten des Antriebs von einer Seite montierbar und demontierbar sind.