DE202016101320U1

DE202016101320U1 - Dreh-Hub-Antrieb zum Schalten von Ventilen

Info

Publication number: DE202016101320U1
Application number: DE202016101320.8U
Authority: DE
Original assignee: SCHUF ARMATUREN und APPBAU GmbH; SchuF Armaturen und Apparatebau GmbH
Current assignee: SCHUF ARMATUREN und APPBAU GmbH; SchuF Armaturen und Apparatebau GmbH
Priority date: 2016-03-10
Filing date: 2016-03-10
Publication date: 2016-04-06
Anticipated expiration: 2026-03-11

Abstract

Dreh-Hub-Antrieb zum Schalten eines Ventils, dessen Schließkörper/Küken (5) sowohl angehoben und abgesenkt, als auch gedreht wird, mit einem als Rotationsantrieb (2) ausgebildeten Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass – der Rotationsantrieb (2) eine Eingangswelle (3) aufweist und antreibt, auf der eine Kurvenscheibe (40) und ein Kurbelrad (30) sitzen, – die Eingangswelle (3) über einen Hebelmechanismus mit einer Ausgangswelle (4) verbunden ist, auf der ein als Malteserkreuz (20) ausgebildetes Getriebe sitzt und an welcher der Schließkörper/Küken (5) befestigt ist, – wobei die Kurvenscheibe (40) über einen Hebelarm (60) des Hebelmechanismus die Ausgangswelle (4) hebt und senkt und das Malteserkreuz (20) während dem Anheben und Absenken des Schließkörpers/Kükens (5) vom Kurbelrad (30) auf der Eingangswelle (3) in Drehrichtung fixierbar und bei angehobenem Schließkörper/Küken (5) von dem Kurbelrad (30) eine Position weiter drehbar ist, und – auf der Ausgangswelle (4) ein Federelement (70) zum endlosen Rotationsbetrieb in Auf- und Zu-Richtung des Ventils angeordnet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Dreh-Hub-Antrieb zum Schalten eines Ventils, dessen Schließkörper/Küken sowohl angehoben und abgesenkt, als auch gedreht wird, mit einem als Rotationsantrieb ausgebildeten Antrieb.
In der Regel besitzt ein solches Ventil einen Kegel mit Bohrung, durch welche eine Flüssigkeit oder ein Gas fließen soll, der in einem Ventilsitz montiert ist. Dabei wird das Küken bzw. der Schließkörper durch Hub- und Senkbewegungen angehoben und abgesenkt. Durch Schwenken um 90° wird das Kükenventil geöffnet (Vor-Bewegung) und durch eine Rückschwenkbewegung um 90° (Rück-Bewegung) wieder geschlossen.
Häufig werden zwei getrennte Antriebe, nämlich ein Antrieb für die Hub- und Senkbewegung und ein Antrieb für die 90°-Drehbewegung, verwendet. Nachteilig hierbei ist der hohe bauliche Aufwand für beide Antriebe.
Bekannt sind auch Ventile, bei denen sowohl die Hub- und Senkbewegung als auch die 90°-Drehbewegung mit einem Antrieb realisiert werden, jedoch nur mit einer auf 90° begrenzten Drehbewegung hin und zurück.
Es ist Aufgabe der Erfindung, einen Dreh-Hub-Antrieb zum Schalten eines Ventils der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem ein endloser Rotationsbetrieb in beide Auf-Zu-Drehrichtungen mit mehreren Taktungen ermöglicht wird.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass

– der Rotationsantrieb eine Eingangswelle aufweist und antreibt, auf der eine Kurvenscheibe und ein Kurbelrad sitzen,
– die Eingangswelle über einen Hebelmechanismus mit einer Ausgangswelle verbunden ist, auf der ein als Malteserkreuz ausgebildetes Getriebe sitzt und an welcher der Schließkörper/Küken befestigt ist,
– wobei die Kurvenscheibe über einen Hebelarm des Hebelmechanismus die Ausgangswelle hebt und senkt und das Malteserkreuz während dem Anheben und Absenken des Schließkörpers/Kükens vom Kurbelrad auf der Eingangswelle in Drehrichtung fixierbar und bei angehobenem Schließkörper/Küken von dem Kurbelrad eine Position weiter drehbar ist, und
– auf der Ausgangswelle ein Federelement zum endlosen Rotationsbetrieb in Auf-und Zu-Richtung des Ventils angeordnet ist.

Vorzugsweise ist das Federelement als Druckfeder ausgebildet.
Weiterhin ist der Dreh-Hub-Antrieb manuell, elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder in deren Kombinationen betätigbar. Somit können alle Arten von Drehantrieben eingesetzt werden.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung werden mit einem einzigen Antrieb eine genaue Taktung und Positionierung mittels dem als Malteserkreuz ausgebildeten Getriebe, sowie das Öffnen und Schließen des Schließkörpers – im Folgenden nur als Schließkörper bezeichnet – mittels Kurvenscheibe und Hebelmechanismus ermöglicht. Dabei wird bei jeder Taktung mit Hilfe der Kurvenscheibe die Hubbewegung realisiert.
Der Antrieb erfolgt mittels eines Rotationsantriebs, der die Eingangswelle antreibt, auf der die Kurvenscheibe und das antreibende Kurbelrad des Malteserkreuzgetriebes sitzen.
Um das Öffnen bzw. Schließen des Ventils zu bewirken, hebt und senkt die auf der Eingangswelle sitzende Kurvenscheibe über einen Hebelarm des Hebelmechanismus die Ausgangswelle, an der der Schließkörper befestigt ist und bringt die nötigen Öffnungs- und Schließkräfte auf.
Das Drehen bzw. Positionieren des Schließkörpers wird nachfolgend erläutert.
Das auf der Ausgangswelle sitzende Malteserkreuz wird

– während dem Anheben und Absenken des Schließkörpers vom Kurbelrad auf der Eingangswelle in Drehrichtung fixiert, d.h. positioniert und
– bei angehobenem Schließkörper von dem Kurbelrad auf der Eingangswelle eine Position (z.B. 90°) weiter gedreht, um eine Auf-Zu-Funktion zu bewirken.

Wenn anstatt einer 90°-Auf-Zu-Funktion ein Rotationsbetrieb gewünscht ist, ist ein Federelement auf der Ausgangswelle angebracht, um den unteren Totpunkt des Schließkörpers im Ventilsitz überwinden zu können. Somit wird bei Verwendung des zusätzlichen Federelementes auch ein Rotationsbetrieb in beide Richtungen Auf-Zu möglich, z.B. 4 × 90°, 8 × 45°, 6 × 60° usw.. Jedenfalls ist ein endloser Rotationsbetrieb in Auf- und Zu-Richtung des Ventils möglich und ein zweiter Antrieb nicht notwendig.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Der der Erfindung zugrunde liegende Gedanke wird in der nachfolgenden Beschreibung anhand eines Ausführungsbeispiels, das in den Zeichnungen dargestellt ist, näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine teilweise geschnittene Seitenansicht einer kompletten Armatur, nämlich einen Drehschieber, mit dem erfindungsgemäßen Dreh-Hub-Antrieb,
2 eine vergrößerte Schnittansicht des mit Strich-Punkt-Strich-Linie gerahmten Bereiches gemäß 1, nämlich den Dreh-Hub-Antrieb, und
3 eine Perspektivansicht des Dreh-Hub-Antriebes gemäß 2.
Der in 1 gezeigte Drehschieber 1 wird von einem einzigen Rotationsantrieb 2 angetrieben, der eine Eingangswelle 3 aufweist. Über eine später beschriebene Baugruppe steht die Eingangswelle 3 mit einer Ausgangswelle 4 in Wirkeingriff, die wiederum mit einem zu betätigenden Schließkörper 5 verbunden ist.
Wie in den 2 und 3 dargestellt, umfasst der Dreh-Hub-Antrieb ein Gehäuse 10, in welchem die Eingangswelle 3 vom Rotationsantrieb 2 und die Ausgangswelle 4 zum Schließkörper 5 drehbar gelagert sind.
Auf der Eingangswelle 3 sitzen ein Kurbelrad 30 und eine Kurvenscheibe 40. Die Eingangswelle 3 ist über einen Hebelarm 60 eines Hebelmechanismus mit der Ausgangswelle 4 verbunden, auf der ein als Malteserkreuz 20 ausgebildetes Getriebe sitzt. Die Kurvenscheibe 40 ist mit einer auf der Eingangswelle 3 angeordneten Kurbelrolle 50 mit dem Malteserkreuz 20 in Wirkeingriff.
Dabei hebt und senkt die Kurvenscheibe 40 über den Hebelarm 60 des Hebelmechanismus die Ausgangswelle 4 zum Öffnen und Schließen des Drehschiebers 1 in einer Auf-Zu-Funktion. Das Malteserkreuz 20 wird während dem Anheben und Absenken des Schließkörpers 5 vom Kurbelrad 30 auf der Eingangswelle 3 in Drehrichtung fixiert und bei angehobenem Schließkörper 5 von dem Kurbelrad 30 in einer Dreh-Position-Funktion eine Position weiter gedreht.
Um einen endlosen Rotationsbetrieb in Auf- und Zu-Richtung des Ventils zu ermöglichen, ist auf der Ausgangswelle 4 ein Federelement 70, vorzugsweise eine Druckfeder, angeordnet.
Auf der Eingangswelle 3 ist die Kurvenscheibe 40 angeordnet, die über den Hebelarm 60 die Ausgangswelle 4 absenkt und wieder anhebt. Die Kurvenscheibe 40 erreicht irgendwann den tiefsten Punkt, an dem der Schließkörper 5 im Ventilsitz auftrifft. Bevor jedoch durch die Kurvenscheibe 40 der tiefste Punkt erreicht ist, muss der Schließkörper 5 schon am tiefsten Punkt des Ventilsitzes auftreffen, damit die Schließkraft aufgebracht wird. Damit aber eine endlose Rotationsbewegung bewirkt wird, ist das Federelement 70 nötig, um am tiefsten Punkt der Kurvenscheibe 40 den Totpunkt überwinden können. Das Federelement 70 bewirkt also, dass die Ausgangswelle 4 noch etwas abgesenkt werden kann, obwohl sich der Schließkörper 5 bereits am Tiefpunkt des Ventilsitzes befindet.
Bezugszeichenliste

1: Drehschieber
2: Rotationsantrieb
3: Eingangswelle vom Rotationsantrieb
4: Ausgangswelle zum Schließkörper
5: Schließkörper/Küken
10: Gehäuse
20: Malteserkreuz
30: Kurbelrad
40: Kurvenscheibe
50: Kurvenrolle
60: Hebelarm
70: Federelement

Claims

Dreh-Hub-Antrieb zum Schalten eines Ventils, dessen Schließkörper/Küken (5) sowohl angehoben und abgesenkt, als auch gedreht wird, mit einem als Rotationsantrieb (2) ausgebildeten Antrieb, dadurch gekennzeichnet, dass – der Rotationsantrieb (2) eine Eingangswelle (3) aufweist und antreibt, auf der eine Kurvenscheibe (40) und ein Kurbelrad (30) sitzen, – die Eingangswelle (3) über einen Hebelmechanismus mit einer Ausgangswelle (4) verbunden ist, auf der ein als Malteserkreuz (20) ausgebildetes Getriebe sitzt und an welcher der Schließkörper/Küken (5) befestigt ist, – wobei die Kurvenscheibe (40) über einen Hebelarm (60) des Hebelmechanismus die Ausgangswelle (4) hebt und senkt und das Malteserkreuz (20) während dem Anheben und Absenken des Schließkörpers/Kükens (5) vom Kurbelrad (30) auf der Eingangswelle (3) in Drehrichtung fixierbar und bei angehobenem Schließkörper/Küken (5) von dem Kurbelrad (30) eine Position weiter drehbar ist, und – auf der Ausgangswelle (4) ein Federelement (70) zum endlosen Rotationsbetrieb in Auf- und Zu-Richtung des Ventils angeordnet ist.
Dreh-Hub-Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Federelement (70) vorzugsweise als Druckfeder ausgebildet ist.
Dreh-Hub-Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser manuell, elektrisch, hydraulisch, pneumatisch oder in deren Kombinationen betätigbar ist.