DE2655493C3

DE2655493C3 - Druckmittelbetätigter Drehantrieb für ein Ventil

Info

Publication number: DE2655493C3
Application number: DE19762655493
Authority: DE
Inventors: Erhard 2000 Hamburg Pfannenschmidt
Original assignee: Ing-Buero Pfannenschmidt 2000 Hamburg GmbH
Current assignee: Ing-Buero Pfannenschmidt 2000 Hamburg GmbH
Priority date: 1976-12-08
Filing date: 1976-12-08
Publication date: 1979-05-23
Also published as: CH625023A5; GB1545038A; SE7713851L; DE2655493B2; IT1089721B; FR2373742A1; NL7713530A; DE2655493A1

Description

Die Erfindung betrifft einen druckmittelbetätigten Drehantrieb für ein Ventil mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Ventilelement, mit einem das Gehäuse dichtend und gleitend umgebenden, auf beiden Seiten mit Druckmittel beaufschlagbaren Ringkolben, der gleitend und dichtend in einem das Gehäuse umgebenden Zylinder angeordnet ist, und mit einer Antriebsverbindung zwischen Ringkolben und Ventilelement.

Die Antriebsverbindung dieses bekannten, als Kugelhahn ausgebildeten Ventils (DE-AS 22 48 335) besteht aus einem in einer Ausnehmung des Kugelkükens eingreifenden Zapfen, der mit dem Ringkolben so verbunden ist, daß er sich außerhalb der Druckkammern befindet. Bei einem solchen Antrieb können einseitige Kräfte auftreten, die ein Klemmen oder hohen Verschleiß zur Folge haben.

Es ist auch bekannt (DE-AS 1199 089), solche einseitigen Kräfte zu vermeiden und einen Ventilstellantrieb so auszubilden, daß zwei in einem Zylinder gegenläufig bewegliche Kolben mit Zahnstangen versehen sind, deren Zahnungen diametral gegenüberliegend in ein gemeinsames Antriebsritzel eingreifen. Dieser Stellantrieb benötigt jedoch einen hohen Platzbedarf, da er mit dem zu betätigenden Ventil mittels einer Welle verbunden ist und an dem Ventilgehäuse befestigt werden muß. Dieser Stellantrieb ist nur für eine Antriebswelle vorgesehen und baut verhältnismäßig groß, weil keine Ringkolben verwendet werden.

Ferner ist es bekannt (US-PS 38 06 082), das Verschlußstück im Antriebskopf eines Olbohrgestänges mit beidseitigen Wellen und Antriebsritzeln zu versehen, die in Zahneingriff mit der Zahnung eines druckmittelbetätigten Ringko'bens sind Es sind jedoch keine gegenläufigen Kolben vorgesehen. Die Anordnung des Kolbens bedingt außerdem einen großen Platzbedarf, weil die Zahnungen des Ringkolbens außerhalb der Druckkammern liegen.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde,

ίο die Armatur der eingangs geschilderten Art so auszubilden, daß mit einer einfachen Konstruktion eine kurze axiale Baulänge erzielt wird.

Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gelöst daß das Ventilelement im Gehäuse über zwei diametral

is angeordnete, gezahnte Antriebswellen gelagert ist, daß auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebswellen je ein Ringkolben angeordnet ist, die zwei äußere und eine mittlere dazwischenliegende Druckkammer begrenzen, und daß die Ringkolben je zwei Zahnsegmente aufweisen, von denen an gegenüberliegenden Seiten jeder Antriebswelle ein Zahnsegment eines jeden Ringkolbens in Eingriff steht

Somit und die Antriebswellen für das Ventilelement unmittelbar im Gehäuse, nämlich einer inneren Ventilgehäusehülse und einer äußeren Zylinderhülse gelagert durchsetzen den mittleren Druckraum zwischen den beiden Ringkolben und ist somit die Lagerung der Antriebswellen mit dem Antrieb der Ringkolben vereinigt. Dadurch ergibt sich eine kompakte Bauweise und kurze axiale Baulänge. Ferner ist der pneumatische oder hydraulische Antrieb der Ringkolben von den auf das Ventilelement einwirkenden Druckkräften freigehalten. Dadurch ist ein sichere Funktion des Antriebs vermittelt. Ferner können hohe Drehmomente aufgebracht werden.

In weiterer Ausgestaltung steht eine Antriebswelle über den Zylinder nach außen vor. In einfacher Weise läßt sich somit ein zusätzlicher Handantrieb ermöglichen.

Ferner ist nach einem weiteren Merkmal der Zylinderringraum außer durch das Gehäuse durch eine Zylinderhülse und Ringscheiben begrenzt Damit ergibt sich eine vorteilhafte Bauweise und läßt sich der Antrieb in einfacher Weise bei der Montage zusammensetzen.

■»5 Schließlich können die Zahnsegmente der Ringkolben auf teilringzylindrischen Ansätzen der Ringkolben angeordnet sein.

Ausführungsbeispiele sind nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben.

F i g. 1 zeigt einen Schnitt durch einen Drehantrieb für ein Ventil,

F i g. 2 zeigt einen um 90° versetzten Schnitt durch den Drehantrieb der F i g. 1,
Fig.3 zeigt einen Schnitt durch den Drehantrieb nach der Linie A -B in F i g. 1,

Fig.4 zeigt in auseinandergezogener Darstellung Teile des Drehantriebes nach F i g. 1,

Fig.5 zeigt einen Schnitt durch eine andere Ausführungsform,

Fig.6 zeigt einen um 90° versetzten Schnitt der Ausführungsform nach F i g. 5.

Ein Rohrstutzen 10 und ein Rohrstutzen 11 mit Flansch 12 sind von entgegengesetzten Seiten in ein zylindrisches Gehäuse 13 eines Kugelhahns eingeschraubt. An den Stirnseiten der Rohrstutzen 10,11 sind Sitzringe 14, 15 für ein Ventilelement 16 angeordnet. Das Ventilelement in Form eines Kugelkükens, das eine axiale Durchgangsbohrung 17 aufweist, ist an diametral

gegenüberliegenden Seiten mit zwei Antriebswellen 18, 19 gekoppelt, die jeweils mit einem Bund 20,21 in einer Ausnehmung des zylindrischen Gehäuses 13 abgestützt sind und mittels einer Ringdichtung 22, 23 gegenüber dem Innenraum des zylindrischen Gehäuses 13 abdichten. Die entgegengesetzten Enden der Antriebswellen 18, 19 sind drehbar in einer Zylindernülse 24 gelagert, die das Gehäuse 13 konzetrisch umgibt Die Antriebswelle 19 ist in einer Ausnehmung der Zylinderhülse 24 drehbar ge'agert, während die Antriebswelle 18 mit einem Zapfen 25 über die Zylinderhülse 24 hinaus vorsteht und außerdem eine Ringdichtung 26 besitzt

Die Zylinderhülse 24 bildet mit dem Gehäuse 13 einen Zylinderingraum, der an den Stirnseiten durch Ringscheiben 27, 28 abgeschlossen ist Die Ringscheiben stehen dichtend mit den Rohrstutzen 10,11 und mit 13, 24 in Eingriff. Im Zylinderringraum sind zwei Ringkolbcn 29, 30 gleitend und dichtend angeordnet Der Aufbau der Ringkolben 29,30 geht aus der Zusammenschau mit den übrigen Figuren hervor. Sie bestehen aus einem Kreisringabschnitt 31, 33 mit einem sich um etwas weniger als den halben Umfang erstreckenden axialen Ansatz 32, 34. Die Ansätze 32, 34 sind teilringzylindrisch geformt und besitzen an den axial verlaufenden Seiten lineare Zahnsegmente 35, 36. Die Zahnsegmente 35, 36 sind in Eingriff mit gezahnten Abschnitten 37, 38 der Antriebswellen 18, 19. Jeder Ringkolben 29, 30 steht somit jeweils mit dem gezahnten Abschnitt 37,38 der Wellen 18,19 in Eingriff. Die Ansätze 32, 34 mit den Zahnsegmenten 35, 36 sind außerdem so ausgebildet, daß die Zahnsegmente 35,36 jeweils um 180° versetzt mit den gezahnten Abschnitten 37,38 in Eingriff sind.

In der Zylinderhülse 24 sind zwei Bohrungen 39, 40 vorgesehen, von denen die erste mit einer Druckkammer zwischen dem Ringkolben 30 und der Ringscheibe 28 und die zweite mit dem Druckraum zwischen den Ringkolben 29, 30 in Verbindung steht. Eine weitere, nicht gezeigte Bohrung kommuniziert mit der Bohrung 39 und steht mit dem Druckraum zwischen dem Ringkolben 29 und der Ringscheibe 27 in Verbindung.

Mittels geeigneter Druckmittelanschlüsse können somit die Ringkolben 29,30 beidseitig beaufschlag werden, um eine Bewegung aufeinander zu bzw. voneinander fort auszuüben. Wegen des doppelten Eingriffs mit den Antriebswellen 18, 19 erfolgt die Bewegung der Rnifekolben 29,30 synchron. Druckfedern 70,71 an den einander abgekehrten Seiten der Ringkolben 29, 30 suchen diese stets in Richtung aufeinander zu zu bewegen. Dadurch ist bei Ausfall des Druckmittels eine

to Vorzugsstellung des Ventüelements vorgegeben, die hier eine Schließstellung ist Ansätze 42, 43 an der Innenseite der Ringscheiben 27,28 dienen als Anschläge für die Ringkolben 29, 30 in ihrer am weitesten voneinander entfernt liegenden Stellung.

Der Zapfen 25 ermöglicht eine Verstellung der Antriebswellen 18, 19 und des Ventilelements 16 von außen.

Die Ausführungsform nach den Fig.5 und 6 ist derjenigen nach den F i g. 1 bis 4 verhältnismäßig ähnlich. Ein ringförmiges Gehäuse 50 und eine konzentrisch dazu angeordnete, ersteres umgebende Zylinderhülse 51 bilden einen Zylinderringraum für zwei Ringkolben 52, 53. Der Zylinderringraum wird durch Ringscheiben 54, 55 seitlich begrenzt, die an entgegen-

2^r> gesetzten Enden des Gehäuses angeflanscht sind. Mit der Ringscheibe 55 ist ein Flansch 56 verbunden.

Innerhalb des Gehäuses 50 ist ein Ventilelement 57 in Form einer Klappe drehbar angeordnet, mit dem an diametral gegenüberliegenden Seiten Antriebswellen 58, 59 gekoppelt sind. Die Antriebswellen 58,59 haben gezahnte Abschnitte 60,61. Die Ringkolben 52,53 sind mit sich axial und nicht ganz über den halben Umfang erstreckenden Ansätzen 62, 63 versehen, die an den axial sich erstreckenden Seiten mit Zahnsegmenten versehen sind, von denen lediglich ein Zahnsegment an diametral gegenüberliegenden Seiten des Ringkolbens 53 bei 64 dargestellt ist Aufbau und Wirkungsweise der Ausführungsform nach den F i g. 5 und 6 entspricht im übrigen der Ausführungsform nach den F i g. 1 bis 4, so

w daß es sich erübrigt, diese nochmals zu beschreiben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Druckmittelbetätigter Drehantrieb für ein Ventil mit einem in einem Gehäuse drehbar gelagerten Ventilelement, mit einem das Gehäuse dichtend und gleitend umgebenden, auf beiden Seiten mit Druckmittel beaufschlagbaren Ringkolben, der gleitend und dichtend in einem das Gehäuse umgebenden Zylinder angeordnet ist, und mit einer Antriebsverbindung zwischen Ringkolben und Ventilelement, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (16) im Gehäuse über zwei diametral angeordnete, gezahnte Antriebswellen (18, 19) gelagert ist, daß auf gegenüberliegenden Seiten der Antriebswellen je ein Ringkolben (29,30) angeordnet ist, die zwei äußere und eine mittlere dazwischenliegende Druckkammer begrenzen, und daß die Ringkolben je zwei Zahnsegmente (35, 36) aufweisen, von denen an gegenüberliegenden Seiten jeder Antriebswelle ein Zahnsegment (35, 36) eines jeden Ringkolbens in Eingriff steht

2. Drehantrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antriebswelle (18) über den Zylinder (24) nach außen vorsteht

3. Drehantrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß der Zylinderringraum außer durch das Gehäuse (13) durch eine Zylinderhülse (24) und Ringscheiben (27,28) begrenzt ist

4. Drehantrieb nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnsegmente (35, 36) der Ringkolben auf einem teilringzylindrischen Ansatz (32, 34) der Ringkolben (29, 30) angeordnet sind.