DE2308291B2 - Stellantrieb mit Rückschnellfederung für Ventile u.dgl - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb mit Rückschnellfederung für Ventile u. dgl, bestehend aus einem durch Druckmittel betätigbaren einfach wirkenden Arbeitszylinder, einem an dem Arbeitszylinder angeschlossenen Betätigungsgehäuse mit Einrichtungen zum Umwandeln der Kolbenstangenbewegung des Arbeitszylinders in eine drehende Stellbewegung und einem dem Arbeitszylinder gegenüberliegend an das Betätigungsgehäuse angeschlossenen Rückschnellzylinder mit einer durch die Kolbenstange über eine leicht verschiebbare Druckplatte zusammendrückbaren Rückschnellfeder, wobei der Arbeitszylinder und/oder der Rückschnellzylinder gegen andere Zylindergrößen zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse austauschbar sind.

Es ist ein derartiger Stellantrieb bekannt, bei welchem die Kolbenstange als einzige Verbindungsstange für den Kolben im Arbeitszylinder und die Druckplatte im Rückschnellzylinder vorgesehen ist Zwar ist bei dieser Ausführungsform grundsätzlich der Austausch von Arbeitszylinder und/oder Rückschnellzylinder gegen andere Zylindergrößen zur Anpassung an unterschiedliehe Betriebsverhältnisse möglich, jedoch ist eine nach außen einwandfreie Abdichtung des Zylinder-Kolben-Systems dann nicht gegeben oder zumindest erschwert (vgl. US-PS 36 14 913).

Bei einem anderen bekannten Stellantrieb mit neben der Kolbenstange vorgesehenen Zugstangen sind sowohl die Kolbenstange als auch die Zugstangen als durchgehende und durch das Betätigungsgehäuse hindurchgeführte Stangen ausgebildet, wobei in dem Rückschnellzylinder wie in dem Arbeitszylinder ein Kolben vorgesehen ist In diesem Fall kann also ein getrennter Austausch von Arbeitszylinder oder Rückschnellzylinder nicht erfolgen, muß darüber hinaus eine Entlüftungsvorrichtung für den Rückschnellzylinder vorgesehen werden, weil darin der zugeordnete Kolben praktisch ohne radiales Bewegungsspiel geführt ist Folglich läßt sich bei dieser bekannten Konstruktion ein nach außen einwandfrei abgedichtetes Zylinder-Kolben-System ebensowenig verwirklichen wie ein an verschiedene Betriebsverhältnisse schnell anpassungsfähiges System (vgl. DE-QS 21 34 489).

Außerdem ist ein Stellantrieb mit außerhalb des Rückschnellzylinders angeordneten Zugstangen bekannt, bei dem ebenfalls ein Kolben ohne radiales Bewegungsspiel in dem Rückschnellzylinder geführt ist, so daß auch in diesem Fall eine Entlüftungsvorrichtung erforderlich ist Folglich läßt sich ein nach außen abgeschlossenes bzw. einwandfrei abgedichtetes Zylinder-Kolben-System auch bei diesem bekannten Stellantrieb nicht verwirklichen (vgl. DE-OS 20 12 765).

Endlich kennt man noch einen Stellantrieb, bei dem eine Zahnstange, die einseitig als Kolben ausgebildet ist, auf ein Ritzel als Betätigungsorgan für ein Ventil od. dgl. arbeitet Auf der dem Kolben abgewandten Seite ist die Zahnstange lediglich gegen ein Federpaket abgestützt. Folglich lassen sich Arbeitszylinder und Rückschnellzylinder kaum unabhängig voneinander austauschen (vgl. CH-PS 3 15 702).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb mit Rückschnellfederung für Ventile u. dgl. der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, der sich durch ein nach außen einwandfrei abgedichtetes Zylinder-Kolben-System auszeichnet, und zwar unter Beibehaltung der Austauschmöglichkeit von Arbeitszylinder und/oder Rückschnellzylinder gegen andere Zylindergrößen zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse.

Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Stellantrieb dadurch, daß Arbeitszylinder, Betätigungsgehäuse und Rückschnellzylinder durch zwei durch den Arbeitszylinder und den Rückschnellzylinder hindurchgeführte, in jeweils zwei Abschnitte unterteilte Zugstangen zusammengespannt sind, wobei die beiden Stangenabschnitte der einen Zugstange mit ihren Teilungsenden in den dem Arbeitszylinder und dem Rückschnellzylinder zugewandten Flanschen des Betätigungsgehäuses, die beiden Stangenabschnitte der anderen Zugstange mit ihren Teilungsenden in der dem Betätigungsgehäuse zugeordneten Stirnfläche des Rückschnellzylinders befestigt sind, daß die Druckplatte mit großem Bewegungsspiel in den völlig abgedichteten Rückschnellzylinder eingesetzt und auf den Zugstangenabschnitten geführt ist, und daß eine Einrichtung vorgesehen ist, die bei der Rückstellung des Kolbens Druckmittel vom Arbeitsraum des Arbeitszylinders in den Kolbenstangenraum überführt

Die durch die Erfindung erreichten Vorteile sind im wesentlichen darin zu sehen, daß ein Stellantrieb mit Rückschnellfederung für Ventile u. dgl. verwirklicht ist, bei dem sich Arbeitszylinder, Betätigungsgehäuse und Rückschnellzylinder einwandfrei nach außen abdichten

lassen. Darüber hinaus bleibt der Vorteil erhalten, daß sich der Arbeitszylinder und/oder der Rückschnellzylinder einfach und schnell gegen andere Zylindergrößen zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse austauschen lassen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert Es zeigt

F i g. 1 einen erfindungsgemäßen Stellantrieb schematisch im Axialschnitt,

F i g. 2 einen Teilschnitt durch den Rückschnellzylinder für den Gegenstand nach F i g. 1 in vergrößerter Darstellung und

Fig.3 einen Teilschnitt durch einen abgewandelten Rückschnellzylinder für den Gegenstand nach F i g. 1 in vergrößerter Darstellung.

In F i g. 1 ist ein Stellantrieb mit Rückschnellfederung im Gesamtaufbau dargestellt Der Stellantrieb besitzt ein stark schematisch im Schnitt dargestelltes Betätigungsgehäuse 110 mit einem darin drehbar auf einer Ventilspindel 150 verkeilten Gabelkopf 140. Ein an das Betätigungsgehäuse 110 angeschlossener Arbeitszylinder 120 weist ein mittleres Rohrstück 124 auf, welches an beiden Enden durch Stirndeckel 122 und 123 verschlossen ist Innerhalb dieses Arbeitszylinders 120 ist ein Kolben 125 auf eine Kolbenstange 121 mittels einer Mutter aufgeschraubt Gleichzeitig wird der Kolben 125 auf zwei Zugstangenabschnitten 126 und 127 geführt, wobei im Kolben entsprechende Durchgangsbohrungen vorgesehen sind. Die erforderlichen M öffnungen und Anschlußleitungen für ein Druckmittel, um den Kolben 125 zu verschieben, sowie zur erforderlichen Entlüftung des Arbeitszylinders 120 sind nur schematisch dargestellt.

Die Zugstangenabschnitte 126 und 127 dienen nicht nur zur Führung des Kolbens 125 sondern auch dazu, Einzelteile des Arbeitszylinders 120 fest miteinander zu verbinden. Außerdem werden sie gleichzeitig dazu herangezogen, urr. die Hauptteile des Stellantriebs fest miteinander zu verbinden. So greift der Stangenabschnitt 126 mit seiner außenliegenden Mutter am außenliegenden oder rechten Stirndeckel 123 des Arbeitszylinders 120 an, läuft durch diesen Zylinder und das mittlere Betätigungsgehäuse UO hindurch und ist in einen Ansatz 138a der Stirnfläche 138 eines Rück- « schnellzylinders 130 eingeschraubt. Die andere Zugstange 127 läuft von dem Stirndeckel 123 des Arbeitszylinders 120 durch diesen Arbeitszylinder hindurch und ist in einen Flansch des Betätigungsgehäuses 110 eingeschraubt In Abhängigkeit von der verlangten Stellkraft so werden oftmals Arbeitszylinder 120 mit unterschiedlichen Durchmessern benötigt Ein Austausch des Arbeitszylinders 120 wird dadurch wesentlich erleichtert, daß nur die beiden Zugstangen 126 und 127 entfernt zu werden brauchen, woraufhin nach Abnahme des Stirndeckels 123 die den Kolben 125 auf seiner Kolbenstange 121 befestigende Mutter abgeschraubt und der Arbeitszylinder 120 als Ganzes abgenommen werden kann.

Bei der in F i g. 1 schematisch dargestellten Versorgung des Arbeitszylinders 120 mit Druckmittel wird während des Arbeitstaktes des Druckmedium von der rechten Seite her in den Arbeitszylinder eingespeist. Ein vor dem sich infolgedessen nach links bewegenden Kolben 125 befindliches Medium entweicht durch eine öffnung, welche durch ein Einwegventil gesteuert wird. Während der Rückstellbewegung des Kolbens 125 wird infolgedessen diese öffnung durch das Ventil verschlossen. Außerdem ist vorgesehen, daß bei einer Rücklaufbewegung des Kolbens 125 nach rechts das dabei von ihm auf der rechten Zylinderseite verdrängte Druckmedium zur anderen Zylinderseite abgeleitet wird, v/odurch die Kolbenbewegung in dieser Richtung unterstützt werden kann.

Auf der anderen Seite des mittleren Betätigungsgehäuses 110 befindet sich der Rückschnellzylinder 130 mit einer Rückschnellfederung. Dieser Zylinder besitzt ein Rohrstück 136 sowie einen Stirndeckel 137 und einen Stirndeckel 138 mit einem Einsatz 138a als dem Betätigungsgehäuse 110 zugewandte Stirnfläche. Die Stirndeckel 137, 138 sind mit dem Rohrstück 136 fest verbunden. Außerdem sind zwei Zugstangenabschnitte

141 und 142 vorgesehen, von denen der obere Stangenabschnitt 141 in den innenliegenden Stirndeckel 138 eingeschraubt ist, während auf sein außenliegendes Gewindeende eine Mutter 143 aufgeschraubt ist, welche gegen den äußeren Stirndeckel 137 drückt Der andere Zugstangenabschnitt 142 geht durch die beiden Stirndeckel 137 und 138 hindurch und ist in einen Flansch 111 des Betätigungsgehäuses 110 eingeschraubt, während auf sein äußeres Ende eine Mutter 144 aufgeschraubt ist, welche wiederum gegen den Stirndeckel 137 drückt. Da außerdem der Stangenabschnitt 126 des Arbeitszylinders 120, welcher durch den Arbeitszylinder 120 und das Betätigungsgehäuse 110 hindurchgeführt ist, in den Ansatz 138a des Rückschnellzylinders 130 eingeschraubt ist, ergibt sich eine einwandfreie feste Verbindung der beiden Zylinder 120 und 130 mit dem in der Mitte liegenden Betätigungsgehäuse HO.

In dem Rückschnellzylinder 130 für die Rückschnellfederung sind eine oder mehrere Druckplatten 151 und 153 vorgesehen, welche entsprechende Bohrungen aufweisen, um auf den Zugstangenabschnitten 141 und

142 leicht hin- und hergleiten zu können. Da das Innere der in den Fig.2 und 3 dargestellten Rückschnellzylinder 130 im allgemeinen zur Längsachse symmetrisch ist, sind die Rückschnellzylinder nur zur Hälfte im Schnitt dargestellt. Wie die F i g. 2 und 3 zeigen, können je nach der erforderlichen Federkraft eine oder mehrere derartiger Druckplatten vorgesehen werden. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 2 sind zwei Rückschnellfedern 171 und 172 vorgesehen, von denen die erste zwischen den Druckplatten 151 und 153 und die zweite zwischen der Druckplatte 153 und dem Stirndeckel 137 liegt. Die bei der Ausführung gemäß Fig.3 vorgesehene Rückschnellfeder 171 liegt zwischen der Druckplatte 151 und dem Stirndeckel 137. Der S tirndeckel 138 und sein Ansatz 138a bzw. die von ihnen gebildete Stirnfläche besitzt eine Mittelbohrung, durch welche das eine Ende der Kolbenstange 121 in den Zylinder eintreten kann. Dieses Kolbenstangenende greift in eine mittlere Vertiefung 152 der Druckplatte 151 ein.

Zum Betrieb des Stellantriebs wird ein Druckmittel wie Druckluft oder eine geeignete Druckflüssigkeit wie beispielsweise ein Hydrauliköl von der rechten Seite her in den Arbeitszylinder 120 eingeleitet, wodurch der Kolben 125 nach links gedruckt wird. Dadurch bewegt sich gleichzeitig die Kolbenstange 121 nach links und verschwenkt über einen auf ihr befestigten Zapfen 190, der in einem Schlitz 191 des Gabelkopfes 140 eingreift, diesen Gabelkopf um seine Achse, welche mit der Achse der Ventilspindel 150 zusammenfällt, so daß diese entsprechend verdreht wird und das zugeordnete Ventil betätigt. Gleichzeitig schiebt die Kolbenstange 121 bei

ihrer Linearbewegung die Druckplatte 151 im Rückschnellzylinder 130 ebenfalls nach links und drückt infolgedessen die Rückschnellfedern 171 und 172 bzw. die Rückschnellfeder 171 zusammen. Wenn nun der Kolben 125 rechtsseitig druckentlastet wird, um beispielsweise das Ventil umzuschalten, oder weil die Druckmittelzufuhr aus irgendeinem Grunde unterbrochen wird, so werden durch die in den Rückschnellfedern 171 und 172 gespeicherte Federkraft die Druckplatten 151 und 153 nach rechts gedrückt, so daß die Kolbenstange 121, der Zapfen 190 und der Kolben 125 nach rechts verfahren werden. Dadurch wird über den Gabelkopf 140 die Ventilspindel 150 in der entgegengesetzten Richtung gedreht

Wie bereits erwähnt, ist durch Verwendung der Zugstangen 126,141 bzw. 127,142 der Austausch eines oder auch beider Zylinder 120 bzw. 130 mit wenigen Handgriffen möglich, ohne daß dazu der gesamte Stellantrieb ersetzt werden muß. Dies ist besonders vorteilhaft, wenn aus irgendwelchen Gründen die Federkraft im Rückschnellzylinder 130 verändert werden soll. Es ist fraglos wesentlich einfacher, den Rückschnellzylinder als Ganzes auszutauschen, als den Stellantrieb im wesentlichen zerlegen zu müssen oder den gesamten Stellantrieb gegen einen anderen auszutauschen. Durch die kompakte Bauweise läßt sich die Rückschnellfeder 171, 172 auch besonders einfach und sicher vorspannen und unschwer in das Rohrstück 136 einsetzen.

Ein weiterer Vorteil des Stellantriebs besteht darin, daß es nicht mehr erforderlich ist, den Rückschnellzylinder 130 gegenüber dem ihn umgebenden Medium zi entlüften. Der Stellantrieb kann selbst in starl korrosiven Räumlichkeiten eingebaut werden oder ai Stellen, an denen eine Entlüftung kostenaufwendig« Zusatzeinrichtungen erforderlich macht, wobei eit Einbau unter Wasser ein typisches Beispiel bildet

Denn bei der erfindungsgemäßen Ausbildung wire eine Druckplatte 151 bzw. 153 verwendet, welche mit s< viel Spiel in das Rohrstück 136 eingesetzt ist, daß eir

ίο Dmckausgleich vor und hinter dieser Druckplatte be jeder ihrer Bewegungen erzielt wird. Infolgedessen sine keine zusätzlichen Anordnungen erforderlich, um eine Druckentlastung des Rückschnellzylinders 130 herbeizuführen. Durch das Eindringen und wieder Herauszie·

is hen der Kolbenstange 121 ergibt sich allerdings ein« gewisse Druckveränderung innerhalb des Rückschnell Zylinders 130, welche jedoch derart unbedeutend ist dai sie auf verschiedene Weise sehr einfach ausgeglichet werden kann. Wenn beispielsweise der Rückschnellzy

linder 130 mit einer Flüssigkeit wie einem öl gefüll wird, braucht bei der Füllung nur dafür Sorge getragen zu werden, daß das öl nicht den gesamten Zylinderraum füllt, so daß noch Raum für eine Ausdehnung zui Verfügung steht Zusätzlich kann angesichts dei geringen Menge des verdrängten Füllmediums ein entsprechender Ausgleichsbehälter im geschlossenen Kreislauf an den Rückschnellzylinder angeschlossen werden. In jedem Fall ist das zirkulierende Füllmediuni nicht korrosiv, so daß eine Beschädigung der Innenteile durch Korrosion nicht zu befürchten ist

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1
Patentanspruch:

Stellantrieb mit Rückschnellfederung für Ventile u.dgl., bestehend aus einem durch Druckmittel betätigbaren einfach wirkenden Arbeitszylinder, einem an dem Arbeitszylinder angeschlossenen Betätigungsgehäuse mit Einrichtungen zum Umwandeln der Kolbenstangenbewegung des Arbeitszylinders in eine drehende Stellbewegung und einem dem Arbeitszylinder gegenüberliegend an das Betätigungsgehäuse angeschlossenen Rückstellzylinder mit einer durch die Kolbenstange über eine leicht verschiebbare Druckplatte zusammendrückbaren Rückschnellfeder, wobei der Arbeitszylinder und/oder der Rückschnellzylinder gegen andere Zylindergrößen zur Anpassung an unterschiedliche Betriebsverhältnisse austauschbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß Arbeitszylinder (120), Betätigungsgehäuse (HO) und Rückschnellzylinder (130) durch zwei durch den Arbeitszylinder (110) und den Rückschnellzylinder (130) hindurchgeführte, in jeweils zwei Abschnitte unterteilte Zugstangen (126, 141 bzw. 127, 142) zusammengespannt sind, wobei die beiden Stangenabschnitte (127, 142) der einen Zugstange mit ihren Teilungsenden in den dem Arbeitszylinder (120) und dem Rückschnellzylinder (130) zugewandten Flanschen (111) des Betätigungsgehäuses (110), die beiden Stangenabschnitte (126, 141) der anderen Zugstange mit ihren Teilungsenden in der dem Betätigungsgehäuse (110) zugeordneten Stirnfläche (138 bzw. 138a,) des Rückschnellzylinders (130) befestigt sind, daß die Druckplatte (151 bzw. 153) mit großem Bewegungsspiel in den völlig abgedichteten Rückschnellzylinder (130) eingesetzt und auf den Zugstangenabschnitten (141, 142) geführt ist, und daß eine Einrichtung ^vorgesehen ist, die bei der Rückstellung des Kolbens (125) Druckmittel vom Arbeitsraum des Arbeitszylinders (120) in den Kolbenstangenraum überführt.

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