DE6605839U - Vorrichtung zur umwandlung einer geradlinigen bewegung in eine drehbewegung - Google Patents

Vorrichtung zur umwandlung einer geradlinigen bewegung in eine drehbewegung

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DE6605839U
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    • Y10T74/1892—Lever and slide
    • Y10T74/18936—Slidable connections

Description

P.A.263 6SM2J.S? ■"*'
Patentanwälte Dipl.-Ing. F. Weickmann, Dr. Ing. A.Weickmann
Dipl.-Ing. H.Weickmann, Dipl^Phys. Dr. K. Fincke Dipl.-Ing. F. A.Weickmann
8 MÜNCHEN 27, DEN
MÖHLSTRASSE 22, RUFNUMMER 483921/22
KKBM
A/S Rjjukaiimaakiner, Rjukan, Uorway
To:n?iehtung zur Tfewandlung einer geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung
Sie Erfindung betrifft *$&* Vorrichtung snxr Uiawandlung «in«r geradlinigen Bewegung in ein* DreiiDeveguns
terrentilen, vobei ä±m erwünschte Drehbewegung üaa Tentilachaftea durch einen gegefeenenfalle fesiaeteuer-"bftren pnetaatiscnen oder hydraulischen Arbeitszylinder erfolgt.
Erfindung "betrifft insbesondere eine Vorricntungt feel &9T der irlieitMylinder muf dem Yentilxahaen ode? ltiexxa henaahbexten Seilen hefeetigt ist, derart, daß
dl· geradlinig wirkende Kraft des Zylinders durch eine mit einem Bolzen und einem Bügel versehene richtung aufeinen Drehmomentarci des Schaftes übertragen wird.
Ea sind "bereits zahlreiche Vorrichtungen dieser Arte Diesen Vorrichtungen ist der Nachteil eiga$9 Ö&S wäoxmi der Bewegungsabläufe der miteinander in Wirkrörbindung stehenden Seile derVorriehtung des Ventile ein bestiaetes Spiel und üngenauigkeiten nur schwer Yermeidbeir sin Dies 1st teilweise auf die "bislang nicht ausreichende Biegefestigkeit derartiger Vorrichtungen zur&clcsufQhren. Das ist auch einer der Grunde, weshalb sieh diese ten "vorrichtungen nicht 21s Betätigung : elatir großer und schwerer iOatterventile eignen, bei denen Terhältnismäßig große ixbeitskräfte erwünscht sind -und in Yer-"bindung sit Ventilen eia vullkG!S2ken flüaeiakeitadichter Abfluß de3 Platterrentiltellers gefordert wird.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, der die vorerwähnten Nachteile nicht anhaften und die einen stabilen laeeifaaiaisclieii Aufbau besitzt, so daß bei der TSawan&lung der Kräfte und Bewegungen und ein Sehlugf- und/oder unnötige Spiele vermieden werden.
Eine veiter· Aufgabe der irfindung benteht in. der Schaffung einer Vorrichtung,, die unter Beaofa.twng de· Vorerwähnten eine gedrängte !Bauweise mit relattr ge— ringen äußeren Abmessungen aufweist.
Wiederum andere Aufgaben der Erfindung bestellen, in der Schaffung einer Vorrichtung, die auch, and«?·, i.B. di· nachstehenden Voraussetzungen erfüllt, daß derTentilteller selbst bei fehlender Zufuhr von DrKckaediua in offener und geschlossener Stellung in Bähe ver&axrt, daß der Ventilteller in offener und geschlossener Stellung selbsttätig mechanisch gesperrt ist, und daS derVentilteller normalerweisenur durch die Vorrichtung drehbar ist. Der YQTliegenden T^fna-a-nsr liegt darüber "hjwiMi» aneh. die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, die Hit einer manuell betätigbaren HiIf3steuerung aus— rustbar ist, die jedöcii nxix· feTm νcfucüäsSf ist, V£S£ die Zufuhr des hydraulishen Mediums ausbleibt oder Tor— sätzlich unterbrochen worden ist.
Bei einer Vorrichtung der eingangs erwähnten Art sieht die Erfindung ein Gehäuse sowie einen im Gehäuse angeordneten Brucükolben vor, der in zwei axial Toneinaader getrennten, mit dem Gehäuse verbundenen unÄ einen Seil des Gehäuses bildenden Zylindern gleitbar ist» das der lolben je Zylinder jeweils in einem lager gelagert ist» daß die lager in den Bereichen der imeren Sudes, der
Eyllndrr angeorinut sind, d&S tea? Kolben im Bereich, dbr freien Kolbemiitto bzw· des GehSuseinnerm ait einen quer gerichteten Element verbunden ist, daß ein· quer «um Kolben gerichtete Welle im Abstand sub reiben &n«6$ ordnet und drehbar gelagert ist, daß benachbart su einem Block ein Hebelarm mit der Welle verbunden ist, daß die Welle außerhalb des Gehäuses mit einer Einrichtung koppelbar ist, die mit der au rotierenden Vorrichtung in Eingriff transportierbar ist und daß zur Umwandlung der geradlinigen Bewegung des Solbens in eine Drehbewegung des Hebelarms und damit der Welle zwischen den Block und dem Hebel eine Kopplung vorgesehen ist.
Durch die erfindungsgemäße Torrichtung sind swei erhebliche mecha&sche Vorteile erzielbar, deren einer in derVerwendung eines Doppeldruckkolbens besteht, der in zwei in geringem Abstand voneinander angeörtoeten festen Lagern gelagert ist, wodurch nur kleine Bewegungen und Querkräfte in Kolben und den benachbarten Seilen auftreten. Durch das zur Übertragung der vom Kolben ausgeübten Kraft seitlich angeordnete Element wird der zweite Vorteil erzielt, daß bei kurzen Kolbenhub ein großer Winkelhub auf die Welle übertragen wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeieh-
nung dargestellten JLa*£ührung«beiapieles näher erläutert, Barin zeigt s
Pig. 1 eine Yorriehtungnaeh der Erfindung in Längsschnitt, wobei deren linker Seil zur der wesentlichen funktionellen Elemente der Torrichtung den !zentralen Bereich widdergibtj
2 einen Schnitt gemäß der Linie B-B in fig. I.
Ein in den Fig. mit 1 bezeichnetes Gehäuse enthält einen doppelt wirkenden, zweiteiligen pneumatischen oderhydraulischen Arbeitszylinder» der zwei axial im Abetand voneinander angeordnete Seile Z9 4 aufweist, und einen als Sruclckolben 6 ausgebildeten, durch zwei Gleitlager 8, 8* getragenen Arbeitskolben enthält. Biβ Gleitlager sind jeweils eng benachbart zu den inneren Stirnflächen des Zylinders 2 bzw. 4 angeordnet» wobei sich zwischen den Gleitlagern und einem inneren Baum 27 des Gehäuses Stopfbiichsesmuffen 11 befinden. Zwischen dem Druckkolben und dem Zylindergehäuse ißt ein kreisringzylindrischer Hohlraum 9 ausgebildet, während durch die Lager ElUssigkeitsdurchlässige Kanäle 13 (wovon nur einer gezeigt ist) geführt sind, so daß da» durch Fitting 16 bzw. 18 zu den Zylindern geführte Druckmedium durch die Lager hlndurchtreten undzu den Stopfbuohsenmufien. 11
gelangen kann. Jeder Zylinder ist mit einer zur dienenden Öffnung Tersehen.
Im gehausefreien mittleren Bereich. 19 des lolbens 6 ist ein als Block 23 ausgebildetes» durch Schrauben 21 befestigtes Kraftübertragerelement 20 angeordnet, in dem quergeriehtete Bolzen 22 gelagert sind. Die Torbe—
enthalten
schriebenen Elemente/die die Kraft ausübenden Seil· der
Vorrichtung.
Das Gehäuse enthält eis. behauset eil 24» in dem eenlcreeat zu den Zylindern das eine Ende 26 einer Welle drehbar gelagert ist, die im gezeigten Ausführungsbeiepiel als Ventilschaft eines Platterventils dient, das erfindungeunerheblich und somit nicht weiter dargestellt ist. Ein mit Stegen bzw. Hebeln 31, 33 versehener Bügel oder gabelartiger Drehmomenthebelarm 30 ist mit dem Wellonende 26 verbunden und weist radiale, randoffene sowie einandeer gleiche Hockenflächen 32 auf, die zur Aufnahme deflireiea Enden des Bolzens $22 dienen. Die randof Jcen Ausnehmungen sind jeweils mit zwei im wesentlichen zueinander parallelen Flächen 34, 36 versehen, die an den Enden nach außen geneigte bzw. abgeschrägte, im wesentlichen ebene flächen 38 bzw· 40 aufweisen. PUr den Drehmomenthebelarm 30 sind zwei Widerlager 42 vorgesehen, welche die Drehbewegung dieses Armes begrenzen und damit den Winkelhub des Ventilschaftes festlegen. Die geradlinigen oder
zumindest im wesentlichen geradlinigen H3<steea. 38 tmd 4©»
welche die äußeren Seile der Hockenfltchen 32 Mlden» sia'
unter einem solchen Winkel ausgebildet» daS si« parallel
EU den Längsachsen (»er Arbeitszylinder angeordnet aln49 wenn der Drehmomenthebelara gegen die Widerlager 42 aa~ liegt. Der Winkel zwischen den Flächen 33 12nd 40 entspricht somit der Gesamtwinkelverschiebung *es Tentilschaftes, die in gezeigtem Ausfiihrungsbeispiel 90° b©= trägt. Der Bolzen 22 und die anderen Teile sind so bemessen* daß der Bolzen während der Verschiebung de· in seine äußeren Stellungen mit dichtem Crleiteits den Flächen 38 und 40 gleitet.
Auf das eine Ende der Welle 26 ist eine Hockeiuicheibe 43 aufgebracht, die nJLt einem elastischen oder flexible» Abtastelement 44 in Wirkverbindung steht t das einen Teil eines Indikators aur Anzeige derVentllstellung bildet» ao daß diese Vorrichtung ftfcr einen ferngesteuerten Tentilbetrieb geeignet ist. Der Indikator sowie die Kit diesem verbundenen Elemente undSeile bilden keinen Seil der Erfindung, weshalb sich Ihre weitere ErlSuterunäfer— übrigt.
Die Betriebsweise der erfindungsgemäßen Vorrichtung let wie folgt: Durch Einspeisen eines Druckmedii^.B. in den rechten Seil 4 des Arbeitszylnders wird der Kolben in die in derligur gezeigte linke Stellung verschoben.
Der Arm 34 wird hierbei durch den Bolzen 22 dir gegen die Oberfläche 34 der Bahn 32 anliegt, nach links gedreht. Wenn der Arm 34 in die in der Zeichnung dargestellte äußerste linke Stellung gedreht worden ist und gegen das Widerlager 42 anliegt, dann gleitet der Bolzen 22 während der restlichen Bewegung des Kolbens dem geradlinigen Teil 38 und erreicht die dargestellte Stopstellung. Durch das Gleiten des Bolzens entlang der Fläche 38 wird keine weitere Drehung des Drehmomentarmes 30 ausgelöst, der hierdurch jedoch gegen jede Drehbewegung zwischen dem Widerlager 42 und dem Bolzen 22 gesichert ist. Eine beispielsweise auf die Yantilscheibe ausgeübte Kraft, unter deren Wirkung der Drehmomentarm 30 gegen den Bolzen 22 gepreßt wird, führt zu keiner Drehbewegung, da die Ge-£ samtkraft quer zur Kolbenachse wirkt, so daß keine Eraftkomponente mit der Richtung der Bewegung zusäsmes— fällt. Wenn ein Druckmedium dem linken Zylinder 2 zugeführt wird (der rechte Zylinder befindet sich in Entladungsstellung), wird der Kolben 6 nach rechts gedrückt. Der Bolzen 22 beginnt dann zu gleiten und befreit den Drehmomentarm. 30 aus der gezeigten Stellung, wonach der Bolzen gegen die !Führung 36 anschltgt und den Tentilschaft in die andere äußerste Stellung befördert, in der der Drehmomentana 30 in gleicher Weise gesperrt wird.
-9 -
Das wesentlichste Merkmal der Torrichtung nach der Erfindung liegt nicht in ihrem Betrieb, soweit dies die Umwandlung der geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung betrifft, sondern in ihrem mechanischen Aufbau und zwar darin, daß der Flüssigkeitsdruckzylinder uder die Zylinder einen Kolben aufweisens d©2* als doppelt wirkender Druckkolben ausgebildet ist, der durch zwei getrennte Lager gelagert ist, die jeweils in den Bereichen der inneren Enden der entsprechenden Zylinder angeordnet sind und daß zwischen den Lagern und dem Innea— raum des Gehäuses Stopfbüchsenmuffen angeordnet sind, durch die der Eintritt von Druckflüssigkeit in das Gehäuseinnere unterbunden wird. Hierdurch wird nicht nur eine doppelte bzw. zweifache Lagerung des Druckkolbens geschaffen, sondern zusätzlich bewirkt, daß der Abstand zwischen den tragenden Bereichen des Druckkolbens sehr klein ist. Durch übertragung der Eraxt von den Zylindern auf einen Druekkolben zu der mit einem Bolsen und Bügel versehenen Einrichtung und !zwar mittels einem, mit dem Kolben verbundenen quer gerichteten Element wird der mechanische Vorteil erzielt, daß bereits durch. einen sehr kurzen SoIb er Trab ein großer Winkelhub auf den Schaft ausgeübt wird, da der Abstand zwischen der geradlinig wirkenden Eraft und der Schaftaeh.se sehr klein gehalten werden kann. Darüber hinaus ist wesentlich, ! Öaß das den Selben tragende Lager zum Schaft und su dem
- 10 -
mit dem BUgel versehenen Hebelarm eine feste relative Stellung einnimmt. Diese Vorrichtung ist in gedrängter, kleine Außenabmessungen aufweisender Bauweise herstellbar und eignet sich trotzdem in besonderem Kaße zur Umwandlung relati^feroßer Kräfte, d.h., daß diese Torrichtung zur Steuerung der Schäfte relativ großer und schwerer Platterventile verwendbar ist.
Die Torrichtung soll so gestaltet sein, daß bei fehlendem Druckmedium das Flatterventil in der geöffneten oder geschlossenen Stellung verharrt und auch manuell betätigbar ist. Zu diesen Zweck weist das Gehäuse 24 mit Innengewinden versehene Durchbrechungen 50,52,auf, in die Schraubbolzen 53 ödes dergleichen sinführbar sinä die im eingeschraubten Zustand gegen dem mit dem Zolben verbunden Block 20 anliegen. Diese manuelle Betätigung des Tentils kommt selbstverständlich nur dann in Betradt, wenn ±n den Zylindern kein Druckmedium vorhanden ist« Mit anderen Worten bedeutet dies, daß die manuelle Betätigung des Tentils nur dann möglich ist, wenn das Druckmedium entweder fehlt oder vorsätzlich entfernt worden ist.
Die Vorrichtung nach derErfindung ist selbstverständlich nicht auf die Terwendung für lOatterventile beschränkt und kann beispielsweise mit den güehen Vorteilen für ähnliche Zwecke verwendet werden, "bei denen
-H-
860583916.7.70
•In· geradlinig· Bewegung in «in· Drehbewegung
gewandelt werden soll.
- J gnspruch.· -
- 12 -

Claims (1)

  1. φ/η Sprüche ι
    1. Vorrichtung züe umwandlung einer geradlinigen Bewegung in eine Drehbewegung, dadurch gekennzeichnet, daß ein Gehäuse (l) sowie ein im Gehäuse angeordneter Druck— kolben (6) vorgesehen ist, der in zwei axial voneinander getrennten, mit dem Gehäuse verbundenen und einen Seil des Gehäuses bildenden Zylindern (2,4-) gleitbar ist, daß der Kolben je Zylinder jeweils in einem Lager (8,81J- gelagert ist, daß die Lager in den Bereichen der dünneren Enden der Zylinder angeordnet sind, daß der Kolben im Bereich der freien Kolbenmitte bzw. d«s Gchauseinnereu mit einem quergerichteten Element (20) verbunden ist, daß eine quer zum Kolben gerichtete Welle (26) im Abstand zum Kolben angeordnet und drehbar gelagert ist* daß benachbart zu einem Block (23) ein Hebelarm (30) mit der Helle verbunden ist, daß die Welle außerhalb des Gehäuses mit einer Einrichtung koppelbar ist, die mit der zu rotierenden Vorrichtung in Eingriff transportierbar ist, und daß zur Umwandlung der geradlinigen Bewegung des Kolbens in eine Drehbewegung des Hebelarms und damit der Welle zwischen dem Block und dem Hebelarm eins Kopplung (22S36) vorgesehen ist.
    - 13 -
    t* Törrichtung nach lnepraeh 1, dadurch gekennzeichnet,
    ZaUaenlasex? (S.8*) und d
    des Gehäuse· (1) eine Stopfbüciiseamufie (U9Il) vorg sehen ist»
    3. Vorrichtung nach Anspruch 1 odetr 2, dadurch, gekennzeichnet, dafi zwischen dem Drucikkolben (6) uad der nachTbaxteii 7yl±aöerwandung ein 3a?eisringzyli3ideri8G3i62? Hohlratm (9) ausgebildet ist ucid daß dieser Baum ait eines la Lager (8,8*) angeordneten fliissiglceitsdurohlSssigen Xanal (13) verh^md^n ist.
    4. Torrichtung nach Anspruch 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet» daß die zur umwandlung der geradlinigen Bewegung des Druckkolbens (6) in eine £rehb€ntregung des Hebelarms
    (30) und damit der Welle (26) dienende Kopplung (22926) eine einen Bolzen undBügel enthaltende Vorrichtung auf» weist.
    f>. Torrichtung iiach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß das quer gerichtete Element &inen mit dem Kolben (6) verbundenen Block (23) aufweist, auf dessen voneinander abgekehrten Stirnseiten, koaxial zueinander ausgerichtete Bolzen (22) angeordnet sind und daß dieser Bügel zwei gleiche axial voneinander getrennte sowie in Eingriff mit d@n Bolzen stehende Bügeleleaente (31»33) aufweist,
    - 14 -
    - 14 zwischen denen der Block angeordnet ist.
    6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der äußerste Bereich der Gleitfläche des Bügels nach außen abgeschrägt und im wesentlichen parallel zur Kolbenachse ausgerichtet ist, wenn die WeTLe unter der Wirkung des Bügels in die äußerste Stellung gedreht ist.
    7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichet, daß das Gehäuse (24) mit einer Durchbrechung (50) versehen ist, die zur Durchführung eines Elementes (53) dient, unter dessen Wirkung zur Verschiebung des Solbens (6) und damit der Vorrichtung eine äußere Kraft auf das mit dem Solben verbundene Element (20) ausübbar ist.
    8· Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet5 ä&B I
    das Element (53) als Schraubbolzen ausgebildet unddie 1
    I Durchbrechung (50) mit einem Innengewinde versehen ist, j
    so daß die Vorrichtung manuell betätigbar ist. |
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