DE3248701A1

DE3248701A1 - Pneumatisch betaetigbare, einfach wirkende betaetigungseinheit aus zylinder und kolben

Info

Publication number: DE3248701A1
Application number: DE19823248701
Authority: DE
Inventors: David Allan Hillside Horsham Sussex Smith
Original assignee: APV Corp Ltd
Current assignee: SPX Flow Technology Crawley Ltd
Priority date: 1981-12-31
Filing date: 1982-12-30
Publication date: 1983-07-14
Anticipated expiration: 2002-12-31
Also published as: SE8207203D0; SE455876B; FR2519403B1; FR2519403A1; DE3248701C2; DK158624B; SE8207203L; DK158624C; DK577182A; US4523515A; GB2117827A; GB2117827B

Description

PATENTANWÄLTE '

DR.-ING. R. DÖRING - 3 - ' DIPL.-PHYS. DR. J. FRlCKE

BRAUNSCHWEIG MÜNCHEN

APV.Company Limited Manor Royal, Crawley Sussex, England

"Pneumatisch betätigbare, einfach wirkende Betätigungseinheit aus Zylinder und Kolben"

Die Erfindung betrifft eine pneumatisch betätigbare,einfach wirkende Betätigungseinheit aus Zylinder und Kolben mit einer Betätigungsstange, die einen hohlen Abschnitt zur Zuführung der Druckluft aufweist, der mit dem inneren des Zylinders im Bereich hinter dem Kolben in Verbindung steht.

Derartige Betätigungseinheiten werden häufig beispielsweise verwendet zum Betätigen von Steuerventilen für Fluidströme.

Derartige Steuerventile werden z.B. in Verfahren ausübenden Fabriken angewendet und werden häufig auch durch pneumatische Betätigungseinrichtungen betätigt, die aus Zylinder und Kolben bestehen. Derartige Ventile werden in einer Vielzahl von unterschiedlichen Ausführungsformen hergestellt und angewendet. Es könnte die Herstellung wesentlich vereinfachen, wenn eine gemeinsame Betätigungseinheit für in weiten Grenzen variierende —Ventilausführungen eingesetzt werden könnten. Dies gilt insb. dann, wenn einfach wirkende Zylinder eingesetzt werden könnten,

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bei denen die Rückführung durch Feder erfolgt, wobei es wünschenswert wäre, derartige Betätigungseinrichtungen in einer oder in einer dazu umgekehrten Stellung in Verbindung mit einem zu betätigenden Ventil oder dergleichen eingesetzt werden könnte.

Es ist bekannt, daß bei derartigen Zylindereinrichtungen die benötigte Druckluft durch die Mitte einer Kolbenstange zugeführt wird, die an ihrem einen Ende hohl ausgebildet ist und mit einer Druckluftquelle verbindbar ist, während das andere Ende geschlossen oder am Bodenbereich massiv ausgebildet ist. Das massive Ende ist normalerweise als Betätigungsende mit der zu betätigenden Einrichtung verbunden. Weiterhin ist bekannt, eine Druckluftverbindung zwischen dem.hohlen Stangenteil und dem Zylinder in vorbestimmter Höhe in Bezug auf den Arbeitskolben im Zylinder vorzusehen, der fest mit der Stange _; verbunden ist.

Diese bekannten Herstellungsmerkmale bedeuten, daß eine einfach wirkende Betätigungseinrichtung mit dem Druckmitteleinlaß an der Stange ,.nicht leicht in umgekehrter Stellung eingesetzt werden kann. Es ist daher normalerweise erforderlich, Kolbenstangen unterschiedlicher Ausbildung für unterschiedliche Wirkrichtungen vorzusehen.

Es ist Aufgabe der Erfindung eine pneumatisch betätigbare einfach wirkende Betätigungseinrichtung aus Zylinder und Kolben mit den oben genannten Merkmalen so weiterzubilden,

daß trotz nur einfacher Wirkung der Betätigungseinheit diese in unterschiedlichen Einsatzstellungen in Bezug auf die Betätigungseinrichtung verwendet werden können, ohne daß Teile ausgetauscht oder Änderungen vorgenommen werden müssen.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Betätigungsstange aus drei trennbaren Stangenabschnitten besteht, nämlich einem als Druckmitteleinlaß dienenden Endabschnitt, einem mit dem Kolben verbindbaren Zwischenabschnitt, der die Druckluftverbindung zum Inneren des Zylinders aufweist und einem Betätigungsendabschnitt, der ggf. mit einem Ventilglied oder ■ einem anderen durch die Betätigungseinheit zu betätigenden Teil verbindbar ist, daß die drei Stangenabschnitte mit ihren Enden gegenseitig verschraubbar sind, und daß jedes Ende des Zwischenabschnittes abdichtend wahlweise mit dem als Drucklufteinlaß dienenden Endabschnitt oder dem Betätigungsendabschnitt so verbindbar ist, daß der Zylinder in beiden , gegeneinander um 180 gedrehten Stellungen einsetzbar ist.

Die Erfordernisse für die Betätigungseinrichtung können entweder verlangen, daß die Feder oberhalb oder unterhalb des Kolbens angeordnet ist. Dies läßt sich bei der neuen Ausbildung leicht verwirklichen. Es brauchen lediglich die Stangenabschnitte der Einheit umgekehrt zu werden.

Vorteilhafterweise wird der Kolben gegen relative Drehung in dem Zylinder in einer extremen Stellung gesichert, und zwar vorzugsweise durch Eingriff zwischen Kolben und unverlierbaren Muttern, die überdies zu Montagezwecken verwendet

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werden.

Der Zwischenabschnitt der Kolbenstange kann gegen Drehung gegnüber dem Kolben gesperrt sein, beispielweise durch Eingriff in eine eine Abflachung aufweisende oder D-förmige Öffnung.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer· Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Figur 1 einen vertikalen Halbschnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform der Betätigungseinheit gemäß der Erfindung, wobei auch zugehörige Teile ienes zu betätigenden Ventils gezeigt sind, sowie

Figur 2 in ähnlicher Darstellung die Einheit in einer abgewandelten Stellung.

Figur 1 zeigt einen Betätigungseinheit mit einem Zylinder 1, in dem ein Kolben 2 verschiebbar ist. Der Zylinder ist mit Hilfe von unverlierbaren Muttern 3 auf einem Tragteil.A befestigt, der einen Teil des Steuerventils bildet, das mit der Einheit betätigt werden soll. Der Tragteil ist verlängert und bildet ein Lager sowie eine Abdichtung 5 für eine Stange 6, die mit dem zu betätigenden Ventilglied 7 verbunden ist. Das obere Ende des Zylinders 1 weist ebenfalls unverlierbare Muttern 8 auf, die verwendet werden, um einen Lagerring 9 ab-

zustutzen, der an dem oberen Bereich der Stange 6 angreift. Die unverlierbaren Muttern 8 dienen weiterhin als Lagebestimmungsteile für ein ringförmiges Federwiderlager 11, an dem zwei Druckfedern 12 und 13 anliegen, die den Kolben 2 in Richtung auf die Ventilschließstellung in der dargestellten Arbeitsweise drängen. Das Federwiderlager 11 weist eine axiale rohrförmige Verlängerung 14 auf, die ihrerseits als Hubbegrenzungsteil für den Kolben 2 dient.

Der Kolben 2 weist eine ümfangsdichtung 15 auf, die mit der Innenwand des Zylinders 1 zusammenwirkt. Außerdem weist der Kolben einen vorspringenden Anschlag 16 auf, der mit dem Hubbegrenzungsteil 14 zusammenwirkt und zugleich als Lagerung für die beiden Federn 12 und 13 dient.

In Übereinstimmung mit der Lehre nach der vorliegenden Erfindung ist die Kolbenstange 6 unterteilt in drei durch Gewinde miteinander verbindbare Abschnitte« Zu diesen gehört ein oberer oder Drucklufteinlaßabschnitt 6a, ein Zwischenabschnitt 6b und ein Betätigungs-Endabschnitt 6c, der mit dem Ventil 7 verbindbar ist.

Zusätzlich zu der Dichtung 5 ist die Betätigungseinheit von dem Inneren des Ventils mit Hilfe einer doppellippigen Stangendichtung 17 ausgerüstet, die mit dem Stangenabschnitt 6c zusammenwirkt.

Der Drucklufteinlaßabschnitt 6a und der Zwischenabschnitt 6b der Stange sind beide hohl ausgebildet. Dadurch kann Druckluft dem Zylinder über eine oder mehrere öffnungen 18 in dem Zwischenabschnitt 6b und durch entsprechende Spalte 19 zugeführt werden, die in dem Ende des Betätigungsabschnittes 6c vorgesehen sind. Der Betätigungsabschnitt 6c ist im wesentlichen eine massive Stange, die das untere Ende des Zwischenabschnittes 6b abschließt. Eine Dichtung 21 ist zwischen beiden vorgesehen. In ähnlicher Weise ist eine Dichtung 22 zwischen den Stangenabschnitten 6a und 6b vorgesehen.

Der Kolben 2 greift an einer Schulter 22 auf dem Wellenabschnitt 6b an und ist gegen diesen durch ein Ende des Abschnittes 6c angedrückt, wobei zwischen beiden eine Dichtung eingeschaltet ist. Um eine Drehung des Kolbens auf der Stange 6b zu verhindern ist eine abgeflachte, z.B. D-förmige Öffnung in dem Kolben 2 vorgesehen, in die ein entsprechend geformter Abschnitt des Stangenabschnittes 6b eingreift.

Es ist ersichtlich, daß dann, wenn Druck dem Inneren der Stange zugeführt wird, der Druck durch die öffnungen 18 und in den Zylinder 1 unterhalb des Kolbens 2 gelangt und den Kolben gegen die Wirkung der Federn 12 und 13 bewegt so weit, bis der Kolben sich gegen den Hubbegrenzungsteil 14 liegt. Bei Belüftung der Stange führen die Federn den Kolben 2 in die dargestellte Stellung zurück, wobei das Ventilglied 7 auf dem Ventilsitz aufsitzt.

Wenn die Einheit nicht auf einem Ventilgehäuse montiert ist, bewegen die Federn den Kolben etwas weiter, so daß der Kolben an den unverlierbaren Muttern 3 angreift. Dazu ist eine Ausnehmung 26 am Kolben vorgesehen, in die die Muttern eingreifen. Dadurch wird jede relative Drehung zwischen Kolben und Zylinder in dieser Stellung verhindert.

Die Stange 6 ist in drei Abschnitten ausgebildet, so daß diese Komponenten auch verwendet werden können, wenn die Einheit in umgekehrter Stellung gemäß Fig₀ 2 montiert werden muß.

Es ist ersichtlich aus dieser Figur, daß der Drucklufteinlaß 6a der Stange 6 nunmehr am Kolbenende des Zwischenabschnittes 6b befestigt ist, während das Betätigungsende 6c mit dem anderen Ende des Zwischenabschnittes verbunden ist. Die unverlierbaren Muttern 3 werden verwendet, um das Lager 9 zu montieren, während die unverlierbaren Muttern 8 dazu dienen, den Zylinder auf dem Tragteil A zu montieren.

Bei dieser Betriebsweise wirkt die Dichtung 21 so, daß sie das Bodenende des hohlen Zwischenabschnittes 6b abschließt, während Druckluft auf die Oberseite des Kolbens 2 über die öffnung 18 und über eine oder mehrere Spalte 26a zugeführt wird, die zwischen dem Drucklufteinlaßabschnitt 6a und dem Kolben 2 vorgesehen sind.

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Es ist somit ersichtlich, daß gemeinsame Stangenabschnitte verwendet in beiden Arbeitsstellungen eingesetzt werden können, so daß die Vorratshaltung an Teilen vereinfacht wird. Außerdem kann jeder dieser Teile leicht ausgetrauscht werden wenn dies erforderlich ist, ohne daß die ganze Stange ersetzt werden muß. Auch können unterschiedliche Formen der unteren oder Arbeitsendabschnitte 6c in Abhängigkeit von der Gestaltung des Ventils eingesetzt werden.

Wenn die Einheit an dem Ventilglied 7 oder einen anderen zu betätigenden Teil nicht befestigt ist, ist ersichtlich, daß kein Widerlager für den Kolben 2 vorliegt. Dieser kann sich daher gegen die unverlierbaren Muttern 3 legen und wird durch diese undrehbar gehalten. Da der Wellenabschnitt 6b selbst gegen Drehen im Vergleich zum Kolben 2 gehindert wird, ist das Anschrauben des Wellenabschnittes 6a bzw. 6c besonders einfach und erleichtert.

Claims

5813 DR.-ING. R. DÖRING DIPL.-PHYS. DR. J. FRICKE BRAUNSCHWEIG · MÜNCHEN Ansprüche

1.) Pneumatisch betätigbare, einfach wirkende Betätigungseinheit ans Zylinder und Kolben mit einer Betätigungsstange, die einen hohlen Abschnitt zur Zuführung der Druckluft aufweist, der mit dem Inneren des Zylinders im Bereich hinter dem Kolben in Verbindung steht, dadurch gekennzeichnet, daß die Betätigungsstange (6) aus drei trennbaren Stangenabschnitten besteht, nämlich einem als Drucklufteinlaß dienenden Endabschnitt (6a), einem mit dem Kolben (2) verbindbaren Zwischenabschnitt(6b), der die Druckluftverbindung zum Inneren des Zylinders (1) aufweist, und einem Betätigungsendabschnitt (6c), der bei Bedarf mit einem Ventilglied (7) oder einem anderen durch die Betätigungseinheit zu betätigenden Teil verbindbar ist, daß die drei Stangenabschnitte (6a,6b,6c) mit den Enden gegenseitig verschraubbar sind, und daß jedes Ende des Zwischenabschnittes (6b) abdichtend wahlweise mit dem als Drucklufteinlaß dienenden Endabschnitt (6a) oder dem Betätigungsendabschnitt (6c) so verbindbar ist, daß der Zylinder in beiden gegeneinander um 180° gedrehten Stellungen einsetzbar ist.

2. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) Mittel (8) umfaßt, die

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mit dem Kolben (2) in Eingriff verbringbar sind, um eine relative Drehung von Kolben und Zylinder in einer extremen Endstellung des Kolbens zu verhindern.

3. Betätigungseinheit nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenabschnitt (6b) des Schaftes gegen relative Drehung gegenüber dem Kolben gesperrt ist.

4. Betätigungseinheit nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Zylinder (1) mit unverlierbaren Muttern (8,3) versehen ist, mittels denen er mit jedem seiner Enden an einem Stützteil (9>4) der zu betätigenden Einheit befestigbar ist.

5. Betätigungseinheit nach Anspruch 2 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die unverlierbare Mutter (8) an einem Ende des Zylinders mit Ausnehmungen im Kolben(2) zur Verhinderung einer relativen Drehung zusammenarbeiten.