DE3031171C2

DE3031171C2 - Fernsteuerbare Antriebsvorrichtung für ein Ventil

Info

Publication number: DE3031171C2
Application number: DE19803031171
Authority: DE
Inventors: Helmut 8012 Ottobrunn Schreiner
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-08-18
Filing date: 1980-08-18
Publication date: 1984-09-06
Also published as: DE3031171A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine fernsleucrbare Antriebsvorrichtung für ein Ventil, insbesondere einen Kugelhahn, dessen mit einer Betätigungswelle verbundener Verschlußkörper aus einer Verschlußsiellung um etwa 90° in eine Offenstellung und zurück, verschwenkbar ist, mit einem durch eine Bohrung in einem Vorrichtungsgehäuse gebildeten Zylinder, in dem ein fluidbeaufschlagbarer, abgeflachter Kolben verschiebbar gelagert und zur Umsetzung seiner translatorischen Bewegung in eine rotatorische Bewegung der Betätigungswelle mit letzterer über einen mit ihm verbundenen, sich quer zur Kolbenachse erstreckenden, exzentrisch in einen Radialschlitz eines an der Betätigungswelle festgelegten Betätigungseiementes eingreifenden Stift formschlüssig gekoppelt ist.

Bei einer bekannten Antriebsvorrichtung dieser Art (DE-AS 12 39 157) sind die einzelnen Bestandteile relativ verwickelt ausgebildet und erfordern eine vergleichsweise kostspielige Herstellung; insbesondere bedarf es der Herstellung einiger Vorrichtungselemente durch ein Gießverfahren mit anschließender spanabhebender Nachbearbeitung-. Trotz des großen Raumbedarfs ist eine Arbeitsweise mit vergleichsweise großen Fluiddrücken erforderlich, bedingt durch die Tatsache, daß die notwendige Führung des Kolbens über eine ihn durchsetzende Führungsstange zusätzliche Abdichtungen notwendig macht, die mit einem entsprechend hohen Reibwiderstand verbunden sind.

Der F.rfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine besonders einfach zu fertigende und deshalb preisgünstige Antriebsvorrichtung gedrungener Ausbildung zu schaffen, die auch über lange Zeit hinweg präzise arbeitet.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung, bei der diese Aufgabe gelöst ist, zeichnet sich im wesentlichen dadurch aus, daß der Kolben auf einer Seite mit einer achsparallelen Abflachung einer Stärke versehen ist, die kleiner ist als der Radius des Kolbens, daß in einer Seitenwand des Vorrichtungsgehäuses, die eine ebene, sich parallel zur Bohrung erstreckende Außenfläche aufweist, eine Bohrung einer Tiefe vorgesehen ist, die der Stärke der Abflachung des Kolbens zuzüglich der Stärke der Seitenwand entspricht und der drehbaren Führung einer das Betätigungselement bildenden Scheibe dient, daß die Scheibe durch eine mit dem Ventil eine Einheit bildende und auf die ebene Außenfläche der Seitenwand des Vorrichtungsgehäuses aufschraubbare Befestigungsplatte in ihrer Anlageposition am Kolben gesichert ist, und daß die Betätigungswelle die Befestigungsplatte mit einem Kupplungsteil durchsetzt, über das sie mit der koaxial zu ihr liegenden Scheibe formschlüssig kuppelbar ist.

Diese Antriebsvorrichtung ist im Vergleich zu den herkömmlichen baulich sehr einfach, da sich alle Flächen der Vorrichtungsteile leicht und dennoch sehr genau nur durch einfache Bohr- und Fräsarbeitsgänge bearbeiten lassen. Außerdem zeichnet sich diese Vorrichtung durch ihre Kompaktheit und den geringen Raumbedarf aus.

Eine besonders einfach zu fertigende formschlüssige Verbindung ergibt sich, wenn die Scheibe eine zentrale Sackbohrung aufweist, zu deren Achse sich eine Spannhülse quer erstreckt, und daß das Kupplungsteil der Betätigungswelle durch eine schlitzartige Ausfräsung einer Breite gebildet ist, die dem Durchmesser der Spannhülse entspricht.

In weiterer besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Vorrichtung mit einer den Kolben in einer Richtung beaufschlagenden Rückstellfeder, die sich mit ihrem einen Ende an einer Wand des Vorrichtungsgehäuses abstützt, ist der Kolben mit einer exzentrischen, achsparallelen Bohrung zur Aufnahme der Rückstellfeder versehen. Auf diese Weise wird eine sehr kurze kompakte Bauart erzielt, obwohl eine Rückstellfeder zum Einsatz

gelangt, die sich durch ihren relativ großen Federweg auszeichnet.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Längsschnitt durch die Antriebsvorrichtung gemäß der Erfindung mit angebautem Kugelhahn, entsprechend der Linie I-I der F i g. 2,

F i g. 2 einen Querschnitt durch die Antriebsvorrichtung nach Fig. 1.

F i g. 3 einen Horizontalschnitt durch die Vorrichtung nach den Fig. 1 und 2 entsprechend der Linie Ill-Ill der Fig. 1.

Wie aus der Zeichnung ersichtlich, umfaßt die veranschaulichte fernsteuerbare Antriebsvorrichtung für einen im einzelnen nicht näher veranschaulichten, im Aufbau an sich bekannten Kugelhahn 1 ein im Querschnitt viereckiges Vorrichtungsgehäuse 2. Dieses Vorrichtungsgehäuse 2 ist mit einer Bohrung 3 zur Aufnahme eines Kolbens 4 versehen, dem an seinem einen Ende eine Ringnut zur Aufnahme eines O-Rings· 5 zugeordnet ist, der der Abdichtung der vom Kolben 4 begrenzten Zylinderkammer 6 im Vorrichtungsgehäuse 2 nach außen hin dient. Ein Deckel 7 dient dem Abschluß der den Kolben 4 enthaltenden Bohrung 3 des Vorrichtungsgehäuses 2 zur Außenseite hin. Über einen Kanal 8 läßt sich der Kolben 4 mit einem Druckmittel, z. B. Druckluft, beaufschlagen. Eine entsprechende Bohrung 8' ist auf der gegenüberliegenden Seite des Vorrichtungsgehäuses 2 vorgesehen. Wie aus den F i g. 1 und 2 besonders deutlich ersichtlich, ist der Kolben 4 mit einer achsparallelen Abflachung 9 versehen, an der eine runde Scheibe 10 anliegt, die in einer entsprechend runden Bohrung 11 im Vorrichtungsgehäuse 2 drehbar geführt ist. Das nicht veranschaulichte Kugelküken des Kugelhahns ist mit einer Betätigungswelle 12 verbunden, die an ihrem äußeren Ende mit einem Kupplungsteil in Form einer schlitzartigen Ausfräsung 13 einer Breite versehen ist, die dem Durchmesser einer Spannhülse 14 entspricht, die sich quer über eine zentrale Sackbohrung 15 der Scheibe 10 erstreckt. Aus Fig.2 ist ersichtlich, daß der Kolben 4 mit der Scheibe 10 über einen sich quer zur Kolbenachse erstreckenden, exzentrisch in einen Radialschlitz 16 (Fig.3) der Scheibe 10 eingreifenden Stift 17 formschlüssig gekoppelt ist.

Die Stärke a der Abflachung 9 ist kleiner als der Radius r des Kolbens 4. Die Stärke s der Scheibe 10 ist gleich der Stärke a der Abflachung 9 zuzüglich der Stärke w der Wand des Vorrichtungsgehäuses 2. Auf diese Weise liegt die Außenfläche der Scheibe 10 in gleicher Ebene wie die Außenfläche des Vorrichtungsgehäuses 2. Die Scheibe 10 läßt sich deshalb leicht in ihrer Anlageposition am Kolben 4 durch eine Befestigungsplatte 18 sichern, die auf die Wand des Vorrichtungsgehäuses 2 aufschraubbar ist. Diese Befestigungsplatte !8 bildet mit dem Kugelhahn 1 eine Einheit. Sie weist zu diesem Zweck eine zentrale Bohrung auf, durch die die Betätigungswelle 12 mit ihrem Kupplungsteil in Form der schlitzartigen Ausfräsung 13 hindurchragt. Diese Scheibe 18 ist auf nicht näher veranschaulichte Weise im Bereich der gestrichelten Linien 19 mit einem Flansch 20 des Kugelhahns 1 verschraubt. Im Bereich der strichpunktierten Linien 21 ist auf nicht näher veranschaulichte Weise die Verschraubung der Bcfestigungsplatte 18 mit der Wand des Vorrichtungsgehäuses 2 möglich.

Fig. 2 läßt in Verbindung mit F i g. 1 erkennen, daß der Kolben 4 mit einer exzentrischen achsparallelen Bohrung 22 versehen ist, die der Aufnahme einer Rückste¹ !feder 23 dient, welche sich mit ihrem freien Ende im Inneren des Zylindergehauses 2 abstützt Zur genauen Ausrichtung der Rückstellfeder 23 in bezug auf den Kolben 4 bzw. die Bohrung 22 ist an der Gehäuseinnenseite eine exzentrisch angeordnete Vertiefung 24 mit einem Durchmesser ausgefräst, der dem Außendurchmesser der schraubenwendelförmigen Rückstellfeder 23 bzw. dem Innendurchmesser der exzentrischen Bohrung 22 des Kolbens 4 entspricht.

Die erfindungsgemäße Antriebsvorrichtung arbeitet

ίο wie folgt.

In der veranschaulichten Stellung der Vorrichtungsteile in bezug zueinander befindet sich der Kolben 4 unter der Wirkung der Rückstellfeder 23 in der Nähe des Deckels 7 des Vorrichtungsgehäuses 2. Wird der Kolben 4 durch den Kanal 8 druckluftbeaufschlagt, dann nimmt er über den Stift 17, der in den Radialschlitz 16 der Scheibe 10 eingreift, letztere mit, d. h. er verdreht die Scheibe aus der in Fig.3 veranschaulichten Ausgangsposition entgegen dem Uhrzeigersinn um etwa

90°. Über die mit der Scheibe 10 gekuppelte Betätigungswelle wird der Kugelhahn in die Öffnungsstellung übergeführt.

Während der Druckbeaufschlagung des Kolbens 4 über den Kanal 8 und seiner Bewegung in Fi g. I nach rechts unter Entlüftung der Zylinderkammer 6 über die Bohrung 8' wird die Rückstellfeder 23 komprimiert. Wird die Druckbeaufschlagung des Kolbens beendet und der Vorrichtungsraum links vom Kolben 4 über den Kanal 8 entlüftet, kehrt der Kolben unter der Entspannungswirkung der Rückstellfeder 23 in die veranschaulichte Ausgangslage zurück. Dabei nimmt er wiederum über die Stift-Schlitz-Verbindung 16, 17 die Scheibe 10 mit, d. h. sie wird um etwa 90° im Uhrzeigersinn verdreht, so daß über die Betätigungswelle 12 der Kugelhahn wieder in die geschlossene Lage zurückkehrt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Fernsteuerbare Antriebsvorrichtung für ein Ventil, insbesondere einen Kugelhahn, dessen mit einer Betätigungswelle (12) verbundener Verschlußkörper aus einer Verschlußstellung um etwa 90° in eine Offenstellung und zurück, verschwenkbar ist, mit einem durch eine Bohrung in einem Vorrichtungsgehäuse (2) gebildeten Zylinder, in dem ein fluidbeaufschlagbarer, abgeflachter Kolben (4) verschiebbar gelagert und zur Umsetzung seiner translatorischen Bewegung in eine rotatorische Bewegung der Betätigungswelle (12) mit letzterer über einen mit ihm verbundenen, sich quer zur Kolbenachse erstreckenden, exzentrisch in einen Radialschiitz (16) eines an der Betätigungswelle (12) festgelegten Betäiigungselementes (10) eingreifenden Stift

(17) formschlüssig gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) auf einer Seite mit einer achsparallelen Abflachung (9) einer Stärke (a) versehen ist, die kleiner ist als der Radius (r)des Kolbens,

daß in einer Seitenwand des Vorrichtungsgehäuses (2), die eine ebene, sich parallel zur Bohrung (3) erstreckende Außenfläche aufweist, eine Bohrung (11) einer Tiefe vorgesehen ist, die der Stärke (a) der Abflachung (9) des Kolbens (4) zuzüglich der Stärke (w) der Seitenwand entspricht und der drehbaren Führung einer das Betätigungselement bildenden Scheibe (10) dient,

daß die Scheibe (10) durch eine mit dem Ventil (1) eine Einheit bildende und auf die ebene Außenfläche der Seitenwand des Vorrichtungsgehäuses (2) aufschraubbare Befestigungsplatte (18) in ihrer Anlageposition am Kolben (4) gesichert ist, und
daß die Betätigungswelle (12) die Befestigungsplatte

(18) mit einem Kupplungsteil durchsetzt, über das sie mit der koaxial zu ihr liegenden Scheibe (10) formschlüssig kuppelbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (10) eine zentrale Sackbohrung (15) aufweist, zu deren Achse sich eine Spannhülse (14) quer erstreckt, und daß das Kupplungsteil der Betätigungswelle (12) durch eine schlitzartige Ausfräsung (13) einer Breite gebildet ist, die dem Durchmesser der Spannhülse (14) entspricht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, mit einer den Kolben in einer Richtung beaufschlagenden Rückstellfeder, die sich mit ihrem einen Ende an einer Wand des Vorrichtungsgehäuses abstützt, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (4) mit einer exzentrischen, achsparallelen Bohrung (22) zur Aufnahme der Rückstellfeder (23) versehen ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Stärke (s) der Scheibe (10) gleich ist der Stärke (a^der Abflachung (9) zuzüglich der Stärke (w) der Wand des Vorrichtungsgehäuses.

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