DE8807048U1 - Vorrichtung zur Erzeugung einer translatorischen Bewegung, insbesondere zur Erzeugung der Antriebsbewegung für Hubventile - Google Patents

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Vorrichtung zur Erzeugung einer translatorischen Bewegung, insbesondere zur Erzeugung der Antriebsbewegung für Hubventile

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Erzeugung einer translatorischen Bewegung, insbesondere zur Erzeugung der Antriebsbewegung für Hubventile, mit einem Antriebszylinder, in dem ein mit einem Druckmittel beaufschlagbarer und mit einer Feder belasteter Kolben dichtend angeordnet ist.

Bei Vorrichtungen der einleitend gekennzeichneten Gattung unterscheidet man bei Anwendung als Antriebsvorrichtung für Hubventile federschließende oder -öffnende Ausführungsformen. Eine unter Vorspannung im Antriebszylinder angeordnete Feder hat in der Ruhelage des Antriebs den Kolben und damit die Kolbenstange und das mit dieser verbundene SchlieBglied des Hubventils in eine SchlieBlage (federschlieBend) oder einer Offen stellung (federöffnend) überführt.

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Neben Vorrichtungen, bei denen Kolben und Feder im Antriebszyli.^der eingeschweißt und damit nur noch durch dessen zerstörende Auftrennung zugänglich sind, werden in der überwiegenden Zahl der Anwendungsfälle gefügte Antriebszylinder verwendet, bei denen Kolben und Feder zum Zwecke der Wartung und Reparatur durch Demontage des Antriebsgehäuses ausbaubar sind.

Es ;ind Äritrisbszylinder bsksnnt b 9 i riemen die Feder die notwendige Vorspannung erst durch die Endmontage von Kolben und Feder im Zylinder erlangt. Bei der Demontage eines derartigen Antriebs sind aus Sicherheitsgründen Vorkehrungen zu treffen, damit die in der Feder gespeicherte Spannenergie, die oftmals erhebliche Werte annehmen kann, nicht unkontrolliert frei wird.

■'m sich von den vorgenannten SicherheitsVorkehrungen freizumachen, werden derartige Federn mit der erforderlichen Vorspannung in sogenannten Federkäfigen gekammert. Feder und zweiteiliger Federkäfig bilden eine vorgespannte Einheit, die jederzeit gefahrlos im Antriebszylinder montiert oder aus diesem demontiert werden kann. Dieser sicherheitstechnische Vorteil wird allerdings gegenüber der erstgenannten Ausführungsform durch einen zusätzlich erforderlichen Bauaufwand erreicht.

Einerseits gebieten sicherheitstechnische Bedenken die sichere Kammerung der Feder mit der erforderlichen Vorspannung, andererseits ist die Demontage des Antriebs in der Regel nur erforderlich, um die Kolbendichtung oder andere Dichtungen innerhalb des Antriebszylinders im Falle eines Defektes auszutauschen. Ob ein derartiger Wartungsfall über die Lebensdauer des Antriebs gesehen wenigstens einmal auftritt, ist in vielen Fällen zumindest fraglich. Die Kammerung der Feder innerhalb eines eigenständigen Federkäfigs stellt somit eine Sicherheitsreserve dar, die unter Umständen niemals genutzt wird.

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Aufgabe der Neuerung ist es, den Zugang zum Kolben der Vorrichtung der einleitend gekennzeichneten Gattung derart zu gestalten, daß ein Austausch der Kolbendichtung oder anderer Dichtungen innerhalb des Antriebszylinders möglich ist, ohne 4aß die Vorspannung der Feder dabei verlorengeht, aber auch ohne daß eine eigenständige Einheit zur Feder sicherung vorgesehen wird .

Diese Aufgabe wird durch eine Ausbildung der Vorrichtung nach dem Kennzeichen des Anspruchs 1 erreicht. Vorteilhafte Ausführungsformen der neuerungsgemäßen Vorrichtung ergeben sich aus den Unteransprüchen 2 bis 4.

Durch die neuerungsgemäße Ausbildung des Kolbens und der Lagerhülse bleibt die erforderliche Vorspannung der Feder auch bei Demontage des Antriebszylinders erhalten. Sicherheitsrisiken bestehen nicht, da der Kolben und die Lagerhülse, die die Feder unter Vorspannung aufnehmen, in ihrer gegenseitige Verbindungslage formschlüssig miteinander verzahnt sind.

Wird der Kolben, wie dies eine vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Neuerung vorsieht, als topfförmiger Hohlkörper ausgebildet, der die Feder über die Ausnehmung teilweise aufnimmt, dann bildet, verglichen mit der herkömmlichen Ausbildung einer Federkammer, der Kolben quasi den einen Teil der Federkammer und die Lagerhülse deren anderen Teil. Die formschlüssige Kammerung der Feder innerhalb des Kolbens und der Lagerhülse erfordert gegenüber der bekannten Anordnung mit einem zweiteiligen Federkäfig keinen zusätzlich notwendigen Arbeitsschritt, da hier wie dort die beiden formschlüssig miteinander zu verzahnenden Teile unter Einschluß der Feder gefügt und wenigstens ein Teil umgeformt werden muß.

Da bei der Vnrrichtiing gemäß der Neuerung der Kolben den einen Teil des Federkäfigs darstellt, ist lediglich nur noch al9 Gegenstück die Lagerhülse erforderlich. Somit wird gegenüber bekannten Anordnungen der Aufwand hinsichtlich der Federkammer auf die Hälfte reduziert.

Werden Kolben und Lagerhülse, wie dies eine andere Weiterbildung der Vorrichtung gemäß der Neuerung vorsieht, in ihrer gegenseitigen Verbindungslage derart symmetrisch ausgebildet, daß sie i.n einer ambivalenten, um 180 ° gewendeten Lage auf einer Stange innerhalb eines ersten und eines zweiten Gehäuseteils anzuordnen sind, dann wird auf denkbar einfache Art und Weise ein federschließender oder ein federöffnender Antriebszylinder geschaffen.

Wird der Kolben formschlüssig mit der Stange verbunden, wie dies eine andere Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Neuerung vorschlägt, so ist die annbivalente Anordnung des Kolbens, seine Wendemöglichkeit, innerhalb des Antriebszylinders ohne weitere notwendige Fertigungsschritte sichergestellt.

Allerdings erfordert diese Anordnung eine Dichtung zwischen Kolben und Stange, die entfallen kann, falls der Kolben stoffschlüssig mit der Stange verbunden wird, wie dies eine weitere Ausgestaltung der Vorrichtung gemäß der Neuerung vorsieht.

Damit bei Überschreitung des zulässige\ Kolbenhubes ein Blocken der Feder vermieden wird, sieht eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung gemäß der Neuerung vor, daß der Kolben zuvor an der Lagerhülse zur Anlage kommt.

Ein Ausführungsbeispiel der Neuerung ist in der einsaß"" ^r 3ur der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend kurz erläutert.

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Die Vorrichtung zur Erzeugung einer tanslatorischen Bewegung besteht aus einem ersten und einem zweiten Gehäuseteil 1 bzw. 2. die über ein erstes Verbindungsmittel 11 form- und/oder kra-ftschlüssig miteinander verbunden sind. Durch die Gehäuseteile 1, 2 ist zentrisch eine Stange 5 hindurchgeführt, die jeweils in die dem Antriebszylinder benachbarten Bereiche A bzw. B eingreift.

Im mit A gekennzeichneten Bereich kann sich beispielsweise ein Ventilgehäuse, im mit B gekennzeichneten Bereich beispielsweise die Rückmeldeeinrichtung eines derartigen Ventils befinden. Die Stange 5 ist im oberen Durchtrittsbereich durch das Gehäuseteil

1 durch ein Führungsteil 1a hindurchgeführt, in welchem eine Dichtung 7 und eine Stangenführung 8 angeordnet sind.

Eine entsprechende Führung und Abdichtung erfolgt an der unteren Durchtrittsstelle der Stange 5 innerhalb des Gehäuseteils

2 über eine weitere Dichtung 7 und eine weitere Stangenführung 8. Die Gehäuseteile 1 und 2 sind über eine Gehäusedichtung 10 gegeneinander gedichtet.

Innerhalb des ersten Gehäuseteils 1 befindet sich ein als topfförmiger Hohlkörper ausgebildeter Kolben 3, der in seinem Bodenbereich gegenüber dem Durchmesser des ersten Gehäuseteils 1 verjüngt ist und somit zwischen sich und letzterem einen Ringraum begrenzt. Diesem nicht näher gekennzeichneten Ringraum wird über einen Druckmittelanschluß Ib Druckmittel D im Bedarfsfall zugeführt.

Der Kolben 3 ist über sein Bodenteil 3a auf der Stange S gelagert, über eine Dichtung 7 gegen diese abgedichtet und über beiderseits des Bodenteils 3a angeordnete zweite Verbindungsmittel 12, die in jeweils eine Nut 5a formschlüssig eingreifen, festgelegt.

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In dem topfförmig ausgebildeten, über eine Ausnehmung 3d nach unten geöffneten Kolben 3 befindet sich innerhalb einer Dichtungsnut 3c eine Kolbendichtung 9, 9a. In die Ausnehmung 3d, die von einem radial nach innen ausgebildeten Kragen 3b begrenzt wird, greift eine Lagerhülse 4 hindurch, die ihrerseits an ihrem in den Kolben 3 hineingreifenden Ende einen radial nach außen ausgebildeten Kragen 4a aufweist, so daß die einander überlappenden Kragen 3b und 4a eine formschlüssige Verzahnung für den Fall darstellen, daß der Kolben 3 und die Lagerhülse 4 durch eine Feder 6 aufgrund der erforderlichen Federvorspannung in ihre gegenseitige Verbindungslage verbracht werden.

Die Feder 6 greift einerseits in den als topfförmiger Hohlkörper ausgebildeten Kolben 3 ein und stützt sich in dessen Bodenbereich ab, während sie andererseits von der Lagerhülse 4 umschlossen wird, wobei ein radial nach innen ausgebildeter erster Kragen 4b der Lagerhülse 4 das andere Federwiderlager bildet.

Eine mittige, vom ersten Kragen 4b begrenzte Öffnung 4c gestattet den Durchgriff der Stange 5 durch die Lagerhülse 4. Über die beiden Nuten 5a innerhalb der Stange 5 im Bereich der Lagerhülse 4 kann der um 180 Grad gewendete Kolben 3 in gleicher Meise, wie dies im oberen Bereich der Figur dargestellt ist, formschlüssig auf der Stange 5 festgelegt werden.

In dieser Anordnung des Kolbens 3 befindet sich der zwischen letzterem und dem ersten Gehäuseteil 1 gebildete Ringraum nunmehr im unteren Bereich der Vorrichtung, so daß das Druckmittel D über den Anschluß, in dem sich in der dargestellten Anordnung ein Verschlußteil 1c befindet, zugeführt wird.

In der dargestellten Anordnung wird der Kolben 3 bei Druckbeaufschlagung durch das Druckmittel D von oben nach unten gegen die Kraft der Feder 6 verschoben, während er in der gewendeten Anordnung unter der Wirkung des Druckmittels D von unten nach oben bewegt wird.

Ohne Einwirkung des Druckmittels wird der Kolben 3 unter dem Einfluß der Feder 6 gegenüber der vorstehend beschriebenen Bewegungsrichtung jeweils in die entgegengesetzte Richtung verschoben. Wegen des erforderlichen Druckausgleichs ist in der dargestellten Anordnung das Verschlußteil 1c mit einer in der Regel über ein Sieb verschlossenen Durchtrittsöffnung versehen.

Die Demontage des Antriebszylinders gestaltet sich denkbar einfach. Ohne besondere sicherheitstechnische Verkehrungen können das erste und das zweite Gehäuseteil 1 bzw. 2 durch die erforderliche Handhabung des ersten Verbindungsmittels 11 voneinander getrennt werden.

Die Feder 6 verbringt den Kolben 3 und die Lagerhülse '- in deren gegenseitige Verbindungslage, wobei die formschlüssigo Verzahnung des Kolbens 3 und dar Lagerhülse 4 über den Kragen 3b bzw. den zweiten Kragen 4a der Vorspannung der Feder 6 standhält. Die Kolbendichtung 9, 9a und alle anderen Dichtungen sind somit gefahrlos zugänglich und können im Bedarfsfall ausgetauscht werden.

Beim Überschreiten des zulässigen Hubes des Kolbens 3 gelangt dieser über einen im Bereich der Dichtungsnut 3c sich im KJlbenhohlraum ergebenden, radial nach innen vorspringenden, nicht näher bezeichneten Rezeß am zweiten Kragen 4a der Lagerhülse 4 zur Anlage. Diese Hubbegrenzung ist so bemessen, daß ein Blocken der Feder 6 in jedem Fälle vermieden wird.

Claims (4)

Schutza&eegr;Sprüche

1. Vorrichtung zur Erzeugung einer translatorischen Bewegung, insbesondere zur Erzeugung der Antriebsbewegung -Für Hubventile, mit einem Antriebszylinder, in dem ein mit einem Druckmittel beaufschlagbarer und mit einer Fader belasteter Kolben dichtend angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Feder (6) abstützt, einerseits unmittelbar an dem Kolben (3) und andererseits an einem endseitigen, radialen nach innen ausgebildeten ersten Kragen (4b) einer das andere Federende umschließende Lagerhülse (4), die mit ihrem anderen Ende in einer Ausnehmung (3b) des Kolbens O) hineingreift und dort über einen radial nach außen ausgebildeten zweiten Kragen (4a) mit einem radial nach innen ausgebildeten Kragen (3b) des Kolbens (3) formschlüssig derart verzahnt ist, daß der Kolben (3) und die Lagerhül-e (4) in ihrer gegenseitigen Verbindungslage die Feder (6) mit der erforderlichen Vorspannung aufnehmen .

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet.

daß der Kolben (3) als topfförmiger Hohlkörper ausgebildet ist, der die Feder (D) über die Ausnehmung (3d) teilweise aufnimmt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolben (3) und die Lagerhülse (4) in ihrer gegenseitigen Verbindungslage derart symetrisch ausgebildet sind, daß sie in einer ambivalenten, um 180 Grad gewendeten Lage auf einer Stange (5) innerhalb eines ersten und eines zweiten Gehäuseteils (1 bzw. 2) anzuordnen sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolben (3) formschlüssig oder stoffschlüssig mit der Stange (5) verbunden ist.

S. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis A₁ dadurch gekennzeichnet,

daß der Kolben (3) bei Überschreiten seines zulässigen Hubes an der Lagerhülse (4) zur Anlage kommt.