DE2127181B2 - Druckmittelantrieb fuer absperrschieber oder dgl. mit einem haupt- und einem hilfskolben - Google Patents

Description

• Schließlich ist es auch aus der deutschen Auslegeschrift 1 272667 bereits bekannt, bei einem Stellventil zwei gleichachsig angeordnete und gleichsinnig beaufschlagte Druckmittelantriebe vorzusehen, die ge-
• meinsam an der Betätigungsstange des Verschlußteils angreifen. Hierbei handelt es sich jedoch um zwei gleichartige Druckmittelantriebe, die beide während des ganzen Hubes des Verschlußteils wirksam sind und wobei sich auch die Baulänge entsprechend verdoppelt.
• Anspruch2 betrifft eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung, bei der wie bei einem Druckmittel antrieb mit einem einzigen Kolben auch nur zwei Druckmittelanschlüsse vorhanden sind. Dabei läßt sich diese Weiterbildung ohne ins Gewicht fallenden Aufwand verwirklichen.
• Die Erfindung wird nachfolgend an Hand schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.
• Fig. 1 zeigt in einem Axialschnitt einen Absperrschieber mit einem erfindungsgemäßen Antrieb in der Schließstellung; F i g. 2 zeigt den Antrieb in einer Zwischenstellung; Fig. 3 zeigt den Antrieb in einer Endstellung, in welcher der Schieber voll geöffnet ist.
• Gemäß F i g. 1 besteht ein Absperrschieber 1 aus einem Gehäuse 2 mit Anschlußflanschen 3 und 4 sowie einem Gehäuseaufsatz 5, mit dem unter Zwischenfügung einer Flachdichtung 6 eine Haube 7 mittels Schrauben 8 verspannt ist. Der Schieber 1 umfaßt ferner einen in F i g. 1 in Schließstellung dargestellten Schieberkeil 10, dessen Dichtflächen mit den Sitzringflächen 11, 12 zusammenwirken.
• Damit der Schieberkeil 10 bewegt werden kann, ist er an seinem oberen Ende mit einer Betätigungsstange 14 verbunden, die durch die Haube 7 nach außen geführt ist. Die Durchführung ist mittels einer Stopfbuchspackung 15 abgedichtet, die in einem rohrförmigen Fortsatz 16 der Haube 7 angeordnet ist und mittels einer Stopfbuchsbrille 17 über mit Muttern versehene Klappschrauben 18 angezogen wird.
• Zum Aufbringen der Betätigungskraft auf den Schieberkeil 10 ist ein pneumatischer Antrieb 20 vorgesehen, dessen Kolbenstange 21 einstückig in die Betätigungsstange 14 übergeht. Der Anhieb 20 hat einen Zylinder 22, der an seinem oberen Ende durch eine Platte 23 abgeschlossen ist. Die Platte 23 ist mit einem Anschluß 24 für die Druckluftzufuhr versehen, an den sich eine Bohrung 25 anschließt, die in die Druckkammer 26 mündet. In dieser Kammer, die an ihrem unteren Ende durch eine Zwischenwand 28 abgeschlossen ist, arbeitet ein Kolben 30, der eine abdichtend am Innenumfang des Zylinders 22 anliegende Doppeltopfmanschette 31 trägt und mittels einer Mutter 32 fest mit der Kolbenstange 21 verspannt ist.
• An die Unterseite der Zwischenwand 28 schließt sich eine Verlängerung 34 des Zylinders 22 an, die jedoch eine geringere Länge als der Zylinder 22 aufweist. Die Verlängerung 34 umschließt eine Druckkammer 36, in der ein Hilfskolben 37 mit einer Doppeltopfmanschette 38 arbeitet. Die Druckkammer 36 ist an ihrem unteren Ende durch eine Platte 40 abgeschlossen, die einen Anschluß 41 für die Druckluftzufuhr trägt, an den sich eine Bohrung 42 anschließt, die in die Druckkammer 36 mündet.
• Der Antrieb 20 ist auf einem Tragstück 43 abgestützt. Ferner ist vorgesehen, daß die Platten 23 und 40 durch nicht dargestellte Schrauben aufeinander zu verspannt sind, wobei an den Stirnseiten des Zylin- ders 22 und an der unteren Stirnseite der Verlängerung 34 O-Ringe eingelegt sind, so daß die Druckkammer 26 an beiden Enden und die Druckkammer 36 an ihrem unteren Ende abgedichtet ist.
• In eine mittlere Öffnung der Platte 40 sind eine Führungsbuchse 45 für die Kolbenstange 21 sowie eine Dichtmanschette 46 eingesetzt. Ferner ist an der Unterseite der Platte 40 ein Abstreifring 47 vorgesehen, der die Kolbenstange 21 umgreift.
• Mit der Zwischenwand 28 ist ein Lagerteil 50 verschweißt, das in einer mittleren Aussparung eine Führungsbuchse 51 sowie eine Dichtmanschette 52 aufnimmt. Durch das Lagerteil 50 und die Führungsbuchse 51 erstreckt sich eine Abstandsbuchse 55, welche die Kolbenstange 21 unter Bildung eines Spalts 56 umschließt und auch am Innenumfang des Hilfskolbens 37 durchgeführt ist, wobei die Abstandsbuchse 55 in der Stellung gemäß F i g. 1 mit ihrer unteren Stirnfläche an der Führungsbuchse 45 der unteren Platte 40 anliegt und mit ihrer oberen Stirnfläche, in der axiale Einkerbungen vorgesehen sind, geringen Abstand vom Hauptkolben 30 aufweist. Die Abstandsbuchse 55 weist einen Radialflansch 57 zur Anlage an der Oberseite des Hilfskolbens 37 auf.
• Ferner ist in der Zwischenwand 28 eine Lüftungsbohrung 58 vorgesehen, die an der Unterseite der Zwischenwand 28 in die Druckkammer 36 mündet.
• Um den Schieberkeil 10 aus der in F i g. 1 gezeigten Schließstellung in die Offenstellung zu bewegen, wird dem Anschluß 41 Druckluft zugeführt, während gleichzeitig über den Anschluß 24 die oberhalb des Hauptkolbens 30 in der Druckkammer 26 befindliche Luft entweichen kann. Die eingeleitete Druckluft wirkt auf der Unterseite des Hilfskolbens 37, der die Abstandsbuchse 55 anhebt, welche dabei an der Unterseite des Hauptkolbens 30 angreift, so daß die auf den Hilfskolben 37 wirkende Druckkraft auf die Kolenstange 21 übertragen wird. Gleichzeitig strömt die zugeführte Druckluft auch durch den Spalt 56 zwischen der Kolbenstange 21 und der Abstandsbuchse 55 zur Unterseite des Hauptkolbens 30, so daß sowohl der Hauptkolben 30 wie der Hilfskolben 37 vom Druckmittel beaufschlagt sind und eine entsprechend große Betätigungskraft über die Kolbenstange 21 auf den Schieberkeil 10 aufbringen, der dabei von seinem Sitz 11, 12 abgehoben bzw. losgebrochen wird. Dabei bewegen sich der Hauptkolben 30 und der Hilfskolben 37 über eine kurze Strecke nach oben in die in F i g. 2 dargestellte Zwischenstellung, wobei sich der Radialflansch 57 an der Unterseite des Lagerteils 50 anlegt, so daß sich der Hilfskolben 37 nicht weiter aufwärts bewegen kann und von ihm keine Druckkraft mehr auf die Kolbenstange 21 übertragen werden kann. Während der Aufwärtsbewegung des Hilfskolbens 37 entweicht die Luft aus der Druckkammer 36 oberhalb des Hilfskolbens 37 durch die Lüftungsbohrung 58.
• Nach dem Erreichen der Zwischenstellung gemäß F i g. 2 bewirkt die weitere Druckluftzufuhr zum Anschluß 41 eine Fortsetzung der Aufwärtsbewegung des Hauptkolbens 30, bis daß dieser die in F i g. 3 gezeigte Endstellung erreicht hat, in welcher der durch die Kolbenstange 21 hochgezogene Schieberkeil 10 von der innerhalb des Gehäuseaufsatzes 5 und der Haube 7 gebildeten Kammer aufgenommen wird. Dabei hebt sich der Hauptkolben 30 von der Abstandsbuchse 55 ab, die ihre nach Fig. 2 erreichte Lage beibehält.
• Zum Schließen des Schiebers 1 wird in umgekehrter Weise gearbeitet, wobei dem Anschluß 24 Druckluft zugeführt wird, während über den Anschluß 41 Luft entweichen kann. Während der Schließbewegung ist nur der Hauptkolben 30 wirksam, da der Oberseite des Hilfskolbens 37 keine Druckluft zugeführt wird und im übrigen auch vom abwärts beweg- ten Hilfskolben 37 keine Kraft auf die Kolbenstange 21 aufgebracht werden kann. Der im Schließsinn bewegte Hauptkolben 30 schiebt den Hilfskolben 37 über die Abstandsbuchse 55 in seine untere Ausgangsstellung zurück, wobei Luft in die sich vergrößernde Druckkammer 36 oberhalb des Hilfskolbens 37 über die Lüftungsbohrung 58 einströmt.

Claims (2)

1. Patentansprüche: 1. Druckmittelantrieb für Absperrschieber od. dgl. mit einem wechselseitig mit Druckmittel beaufschlagbaren Hauptkolben und einem in einer axialen Verlängerung des Zylinders auf der Kolbenstange verschiebbar gelagerten, das Lösen des Verschlußteils von seinem Sitz unterstützenden Hilfskolben, der beim Öffnungshub wie der Hauptkolben mit Druckmittel beaufschlagbar ist und bis zum Erreichen eines Anschlags über eine die Kolbenstange umschließende Abstandsbuchse lose am Hauptkolben angreift, wobei das der beaufschlagten Hilfskolbenfläche abgewandte Ende der Zylindergehäuseverlängerung entlüftet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die den Hauptkolben (30) aufnehmende Druckkammer (26) im Zylindergehäuse (22) und die den Hilfskolben (37) aufnehmende Druckkammer (36) in der Verlängerung (34) durch eine von der Kolbenstange (21) und der Abstandsbuchse (55) abgedichtet durchquerte Zwischenwand (28) voneinander getrennt sind und daß die beiden Kolben während des Öffnungshubs gleichsinnig mit Druckmittel beaufschlagbar sind.
2. 2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die beim Öffnungshub mit der Druckmittelquelle zu verbindenden Druckkammern (26, 36) auf der Seite der zu beaufschlagenden Flächen der Kolben (30, 37) über einen Ringspalt (56) zwischen der Kolbenstange (21) und der Abstandsbuchse (55) miteinander in Verbindung stehen und einen gemeinsamen Druckmittelanschluß (41) besitzen.

   Die Erfindung betrifft einen Druckmittelantrieb für Absperrschieber od. dgl. gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

   Ein solcher Druckmittelantrieb mit einem Hauptkolben und einem Hilfskolben ist aus der deutschen Patentschrift 1117 351 bereits bekannt. Er bietet den Vorteil, daß durch das gleichzeitige Wirksamwerden von Hauptkolben und Hilfskolben am Anfang der Öffnungsbewegung eine erhöhte Öffnungskraft zum Abheben des Verschlußteils von seinem Sitz und damit zum »Losbrechen« des unter dem Druck des abgesperrten Mediums an seinen Sitz angedrückten Verschlußteils zur Verfügung steht. Auch wird durch die Anordnung des Hilfskolbens die Baulänge des Druckmittelantriebes nicht wesentlich erhöht, da nur während einer kurzen Hubstrecke ein erhöhter Widerstand gegen das Abheben des Verschlußteils von seinem Sitz zu überwinden ist.

   Bei dem bekannten Druckmittelantrieb wird während des Öffnungshubes das Druckmittel an der Verbindungsstelle zwischen dem Zylinder und seiner Verlängerung eingeleitet, wobei eine Druckkammer zwischen dem Hauptkolben und dem Hilfskolben gebildet ist. Dementsprechend wird der Hilfskolben am Anfang des Öffnungshubes entgegengesetzt zum Hauptkolben bewegt. Damit jedoch auch der Hilfskolben im Öffnungssinn auf das Verschlußteil wirkt, ist eine Kraftübertragungs- und -umlenkeinrichtung zwischen dem Hilfskolben und der Abstandsbuchse eingeschaltet. Diese Einrichtung umfaßt eine zwischen der Abstandsbuchse und der Zylinderverlängerung angeordnete Kammer für eine inkompressible Flüssigkeit. Diese Kammer ist auf ihrer den Kolben zugewandten Seite durch eine Gehäusewand mit einer zentralen Bohrung sowie mit mehreren ringförmig um die zentrale Bohrung verteilt angeordneten Bohrungen versehen, in die längliche Kolben hineinragen, an deren äußere Stirnflächen der Hilfskolben beim Öffnungshub angreift. Die zentrale Öffnung ist durch einen einstückig an der Abstandsbuchse vorgesehenen Kolbenflansch abgeschlossen, so daß bei einer Einwärtsbewegung der länglichen Kolben infolge der Verlagerung des Hilfskolbens beim Öffnungshub die Abstandsbuchse entgegengesetzt und somit in Richtung des Hauptkolbens verlagert wird, weil das von der inkompressiblen Flüssigkeit ausgefüllte Kammervolumen unverändert bleibt. Diese Einrichtung ist kompliziert und aufwendig, da die länglichen Kolben und der Kolbenflansch der Abstandsbuchse in der Gehäusewand geführt und abgedichtet sein müssen.

   Außerdem besteht die Gefahr, daß die verwendete inkompressible Flüssigkeit allmählich an den Dichtungsstellen entweicht, so daß Betriebsstörungen auftreten und die erstrebte Wirkung des Hilfskolbens dann nicht mehr erreicht wird. Ferner ergibt sich bei dem bekannten Druckmittelantrieb am Ende des Schließhubes beim Zurückschieben der Abstandsbuchse eine gewisse Dämpfung, die unerwünscht sein kann.

   Der Erfindung liegt dementsprechend die Aufgabe zugrunde, den bekannten Druckmittelantrieb mit einer zu Beginn des Öffnungshubes erhöhten Antriebskraft einfacher, funktionssicherer und störungsunanfälliger zu machen.

   Diese Aufgabe wird, ausgehend von einem Druckmittelantrieb gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, durch die kennzeichnende Ausbildung gemäß Anspruch 1 gelöst.

   Dadurch, daß beide Kolben gleichsinnig beaufschlagt werden, wird eine Kraftübertragungs- und -umlenkungseinrichtung, wie sie bei dem bekannten Druckmittelantrieb vorgesehen ist, überflüssig, so daß auch ihre vorbeschriebenen Nachteile ausgeschaltet sind. Außerdem kann dann die Zylinderverlängerung in vorteilhafter Weise besonders kurz ausgeführt werden.

   Aus der deutschen Patentschrift 1 179 434 ist es allerdings bereits bekannt, zur Vergrößerung der Antriebskraft am Beginn des Öffnungshubes einen Druckmittelantrieb mit einem Hauptkolben und einem Hilfskolben vorzusehen, die während des Öffnungshubes gleichsinnig beaufschlagt werden. Hier sind jedoch wie bei dem eingangs beschriebenen Druckmittelantrieb die beiden Kolben nicht durch eine Zwischenwand voneinander getrennt, und die erhöhte Öffnungskraft wird nur dadurch erreicht, daß der Hilfskolben einen größeren Durchmesser besitzt.

   Der Hauptkolben wird erst wirksam, nachdem der Hilfskolben seinen Hub beendet hat. Ein solcher Hilfskolben von erheblich größerem Durchmesser läßt sich nicht einfach in eine Zylinderverlängerung einbauen.