DE4201159A1 - Ventil - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung geht aus von einem Ventil mit den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen und betrifft insbesondere Ventile, deren drehbare Spindel oder Schaft mit Beanspruchungs-, insbesondere Dehnungs­ fühlern versehen ist.

Es ist bekannt, Dehnungsfühler am drehbaren Schaft von Ventilen anzuordnen, um die im Betrieb auftretenden Be­ anspruchungen, wie Torsions- und Zugbelastungen zu messen.

Es wurde festgestellt, daß die bekannten Ventile der hier interessierenden Art verbessert werden können, indem man die Fühler in einer Umfangsnut der Ventilspindel anordnet.

Es wurde gemäß einem anderen Aspekt ferner festgestellt, daß es vorteilhaft ist, die Fühler nach ihrer Montage in der Nut und vor dem Einbau der Ventilspindel in das Ventil zu eichen.

Bei bevorzugten Ausführungsformen hat die Nut etwa die gleiche Tiefe wie das Gewinde der Spindel und ferner ist die Nut mit einer Vergußmasse gefüllt.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher er­ läutert, es zeigen:

Fig. 1 eine etwas vereinfachte, teilweise weggebrochene Ansicht eines Ventils gemäß einer Ausführungsform der Erfindung und

Fig. 2 eine vergrößerte Seitenansicht eines Teiles des Ventils gemäß Fig. 1.

Das in Fig. 1 dargestellte Ventil 10 enthält einen Schaft oder eine Spindel 12, die durch einen Packungsteil 14 geht und am unteren Ende einen Schieber trägt, der durch die Spindel 12 in üblicher Weise nach oben und unten bewegt werden kann.

Auf der Spindel 12 sitzt in einem Gehäuse 16 eine Mutter, welche durch eine Schnecke angetrieben wird und in ein Gewinde 18 eingreift, um die Spindel zu verstellen. Die Mutter kann wahlweise durch einen Motor 20 oder ein Handrad 22 betätigt werden. Das obere Ende der Spindel 12 kann im Betrieb in einen Gehäuseansatz 24 eintreten.

Die Spindel 12 hat eine Vertiefung, insbesondere eine Um­ fangsnut 26, deren kleinster Durchmesser gleich dem Kern­ durchmesser des Gewindes 18 ist. Auf der glatten Fläche der Nut 26 sind vier Dehnungsfühler 28 angeordnet; zwei, wie Fig. 2 zeigt, mit ihren Mittellinien auf einer longi­ tudinalen Geraden in der Oberfläche der Nut und die beiden anderen auf einer zweiten solchen longitudinalen Geraden, die um 180° in Umfangsrichtung der Nut 26 bezüglich der ersten longitudinalen Geraden versetzt ist. Diese Fühler sind in bekannter Weise orientiert und in eine Wheatstone- Brücke geschaltet, um die Zugbeanspruchung der Spindel 12 zu messen.

Der gewindefreie Teil der Spindel, hier also der Grund der Nut, an dem die Dehnungsfühler jeweils angeordnet sind, hat also von einem entgegengesetzten Teil der Spindel einen Abstand, der kleiner ist als der Außendurchmesser des Gewindeteiles.

Die Nut 26 ist mit einer Vergußmasse 30 bis zu einem Durch­ messer gefüllt, der gleich dem des größten anschließenden Durchmessers des Restes der Spindel 12 ist.

Mit der Nut 26 steht zur Aufnahme eines Anschlußkabels für die Fühler 28 ein longitudinales Loch 32 über ein im wesentlichen quer verlaufendes Loch 34 in Verbindung, dessen Mittellinie einen Winkel mit der Mittellinie des longi­ tudinalen Loches 32 bildet und in Richtung auf die Nut 26 sowie den Schieber des Ventils geneigt ist.

Bei der Fertigung werden die Fühler vor der Montage der Spindel im Ventil geeicht. Schwankungen, z. B. der Spindel­ abmessungen, des Elastizitätsmoduls der Spindel sowie der Fühler-Parameter können auf diese Weise zusammen in die Eichung einbezogen werden. Gewünschtenfalls kann gleich­ zeitig die Abhängigkeit des elektrischen Ausgangssignals von der Belastung (d. h. der Signalhub für eine vorgegebene Belastung) einjustiert werden und gewünschtenfalls kann auch eine Temperaturkompensation vorgesehen werden, z. B. in bekannter Weise durch zusätzliche Widerstände.

Im Betrieb steht daher ein Ausgangssignal zur Verfügung, das die Beanspruchung der Spindel 12 im Betrieb mit hoher Ge­ nauigkeit und Zuverlässigkeit angibt.

Das beschriebene Ausführungsbeispiel läßt sich in ver­ schiedenster Weise abwandeln, z. B. indem man die Dehnungs­ fühler so anordnet, daß sie auf die Torsionsbeanspruchung anstatt auf Zug anspricht. Die Erfindung ist auch auf andere Ventile als Schieber-Ventile anwendbar.

Claims (9)

1. Ventil mit einer Ventilspindel (12), die einen Gewindeteil (18) und einen glatten, gewindefreien Teil aufweist, und mit Dehnungsfühlern (28), die am gewindefreien Teil der Gewindespindel angeordnet sind, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der gewindefreie Teil (26) Spindel (12), an dem die Dehnungsfühler (28) angeordnet sind, von einer entgegengesetzten Seite der Spindel einen Abstand hat, der kleiner als der Außendurchmesser des Gewindeteiles (18) ist.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der glatte, gewindefreie Teil eine Nut (26) ist.

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der glatte gewindefreie Teil der zylindrische Grund der Nut (26) ist.

4. Ventil nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Nut (26) mit Vergußmasse (30) ausgefüllt ist.

5. Ventil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spindel (12) mit einem längs und quer verlaufenden Loch (32, 34) versehen ist, das bei dem glatten, gewindefreien Teil mündet und zur Aufnahme eines Anschlußkabels dient.

6. Ventil nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der quer verlaufende Teil (34) des Loches einen spitzen Winkel mit der Mittellinie der Spindel (12) bildet.

7. Verfahren zur Herstellung eines mit einem Belastungs­ fühler versehenen Ventils, bei welchem eine Ventilspindel hergestellt und in einem Ventil montiert wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Ventilspindel Belastungsfühler angebracht werden, bevor die Ventilspindel in das Ventil eingebaut wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler nach ihrem Anbringen an der Ventilspindel und vor deren Montage geeicht werden.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fühler nach ihrem Anbringen und vor der Montage der Spindel kompensiert werden.