DE2634885C2

DE2634885C2 - Pendelschieber

Info

Publication number: DE2634885C2
Application number: DE2634885A
Authority: DE
Inventors: Lutz 6450 Hanau Grein; Uwe Dr. Reimpell; Reinhard 6460 Gelnhausen Reiter; Friedrich 6456 Langenselbold Stark
Original assignee: Leybold Heraeus GmbH
Current assignee: Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Priority date: 1976-08-03
Filing date: 1976-08-03
Publication date: 1985-10-31
Also published as: GB1551189A; BR7705028A; US4328947A; FR2360809B1; FR2360809A1; DE2634885A1

Description

a) die Winkelhalbierende dr.-, Schwenkbereichs des Gelenks (9) um die ortsfeste Welle (25) des Pendelrahmens (14, 55) senkrecht zur Bewegungsrichtung der Antriebsstange (6) verläuft (Weg »A«)

b) das Gelenk (9) sich an der Verbindungsstelle von Antriebsstange (6) und Schubstange (10) befindet und

c) die Schubstange (10) in Schließstellung der Schieberplatte (17) parallel zur Antriebsstange (6) verläuft.

2. Pendelschieber nach: Anspruch 1, mit einem im Pendelrahmen um eine Welle schwenkbar gelagerten Hebel, an dem die Antriebsstange und die zur Anpreßvorrichtung gehörende Schubstange angreifen, wobei diese Welle von der ortsfesten Welle für den Pendelrahmen quer üur Antriebsstange mit Abstand angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Winkelhalbierende des für das Anpressen der Schieberplatte (17) erforderlichen Schwenkbereichs des Hebels (59) senkrecht zur Bewegungsrichtung der Antriebsstange (6) verläuft.

3. Pendelschieber nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Verriegelungseinrichtung aus einer zur ortsfesten Welle (25) des Pendelrahmens (14) konzentrischen Kurvenbahn (28) besteht, deren Bogenlänge dem Schwenkwinkel des Pendelrahmens entspricht, sowie aus einem an der Schubstange (10) angeordneten Riegel (30), wobei Kurvenbahn und Riegel in der Weise aufeinander abgestimmt sind, daß die Relativbewegung zwischen Pendelrahmen und Schubstange während der Schwenkbewegung durch Gleiten des Riegels auf der Kurvenbahn verhindert wird, daß jedoch die Schubstange freigegeben wird, wenn der Pendelrah-

men am Anschlag (27) anliegt, und daß umgekehrt der Pendelrahmen erst dann für die Schwenkbewegung freigegeben wird, wenn die Schubstange in die Stellung »Nicht angepreßt« zurückgezogen ist
4. Pendelschieber nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verriegelungseinrichtung aus einer zur WeUe (25) des Pendelrahmens (55) konzentrischen Kurvenbahn (63) besteht, deren Bogenlänge dem Schwenkwinkel des Pendelrahmens entspricht, sowie aus einem am Hebel (59) angeordneten Riegel (62), wobei Kurvenbahn und Riegel in der Weise aufeinander abgestimmt sind, daß die Relativbewegung zwischen Pendelrahmen und Hebel während der Schwenkbewegung verhindert wird, daß jedoch der Hebel freigegeben wird, wenn der Pendelrahmen am Anschlag (27) anliegt, und daß umgekehrt der Pendelrahmen erst dann für die Schwenkbewegung freigegeben wird, wenn der Hebel und mit ihm die Schubstange (10) in die Stellung »Nicht ange-

preßt« zurückgezogen ist

Die Erfindung betrifft einen Pendelschieber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Wenn derartige Schieber im Zusammenhang mit radioaktiven und toxischen Gasen, insbesondere mit Uranhexafluorid verwendet werden, so werden an sie besondere Anforderungen gestellt Beispielsweise ist die Verwendung von normalen Dreh- und Schiebedurchführungen nicht zulässig; es müssen Doppeldichtungen unter Verwendung von Metallbälgen für alle Bewegungsdurchführungen in das Schiebergehäuse vorgesehen werden. Diese Forderung führt bei der Übertragung der Antriebskräfte in den Schieber zu erheblichen Erschwernissen. Da beim Betrieb der Schieberinnenraum kontaminiert und toxisch wird und eine Dekontaminierung und Reinigung nur erschwert mög-

Hch ist, wird eine besonders hohe Beständigkeit aller verwendeten Bauteile, Dichtungen und Lagermaterialien verlangt Eine Schmierung der Lager ist nicht möglich. Es müssen daher besonders ausgewählte, selbstschmierende Materialien Verwendung finden, die nur begrenzte Flächenpressungen zulassen. Das sich durch Verformung der Lagermaterialien, Dichtungen und auch durch Verformungen der anderen Materialien ergebende Spiel im Mechanismus muß sich daher während einer langen Betriebsdauer durch entsprechende

Vorrichtungen ausgleichen lassen.

Alle Innenflächen, die mit den Gasen in Berührung kommen, sind mit einem Oberflächenschutz zu versehen, z. B. zu vernickeln oder mit anderen Materialien zu überziehen. Diese Materialien haben zum Teil keine große Oberflächenhärte. Aus diesem Grunde sind Kugel- und Rollenverriegelungen mit hohen Flächenpressungen wie bei normalen Schiebern nur begrenzt einsetzbar. Da keine Schmierstoffe verwendbar sind, besteht zusätzlich die Gefahr eines verstärkten Oberflächenabriebs bei Gleitvorgängen. Gegenüber den üblichen Yakuumsehiebern, bei denen eine vergleichbare Dichtigkeit verlangt wird und die nur mit einer Druckdifferenz von maximal 1 bar beansprucht werden, müssen Schieber für den vorstehend angegebenen Verwendungszweck auch noch bei wesentlich höheren Drücken arbeitsfähig und. dichtend sein. Üblich sind Betriebsdrücke von beispielsweise 5 bis 10 bar, die erheblich höhere Anpreßkräfte für die Schieberplatte und damit

erhöhte Beanspruchungen aller Lager und Bauteile voraussetzen.

Bekannt sind Linearschieber für Vakuum und Gase allgemein. Hierbei sind die Schieberplatte und die Anpreßvorrichtung an einem im Gehäuse linear senkrecht verschiebbaren Rahmen gelagert Die Schieberplatte und deren Anpreßvorrichtiuig werden mit Federgliedern verspannt und gegen den Rahmen gezogen. Die Antriebsstange wirkt von dem außerhalb des Gehäuses liegenden Antrieb auf die Anpreßvorrichtung, die einen Keil-, Roiikörper- oder Knienebelmechanismus aufweisen kann. Die Verspannungskräfte der Anpreßvorrichtung sind dabei größer alt die Verschiebekräfte für den Rahmen, so daß bei der Schließbewegung der Antriebsstange erst beim Anliegen des Rahmens oder der Schieberplatte in Schließposition an einem gehäuseseitigen Anschlag eine Betätigung der Anpreßvorrichtung und damit ein Anpressen der Schieberplatten an die Dichtflächen im Gehäuse erfolgen kann. Beim Öffnen ziehen in entgegengesetzter Weise die Federn zuerst die Schieberplatte gegen den Rahmen bevor die AntrbbsstaAge den Rahmen mit der Schieberplatte in die geöffnete Position bewegt Ein wesentlicher Nachteil von Linearschiebern ist die der Größe der Öffnungsweite des Schiebers entsprechende Versteilbewegung der Antriebsstange und die zu dieser relativ kleine, anschließende Verstellbewegung für die Anpreßvorrichtung.

Das Verhältnis ist besonders im Hinblick auf die benötigten Antriebskräfte noch weitaus ungünstiger. Die Größe der bei der AnpreSbewegung einzusetzenden Schubkraft der Antriebsstange ist im allgemeinen 1Ofach größer als die für die Schieberbewegung erforderliche Kraft

Die ingünstigen Kraftverhältnisse lassen sich durch die sogenannten Pendelschieber verbessern. Ein Pendelschieber der eingangs beschriebenen Gattung ist durch die DE-OS 25 11 591 bekannt Bei dem vorbekannten Gegenstand bewegt sich das zwischen Antriebsstange und Pendelrahmen an einem um die Welle des Pendelrahmens teilweise unabhängig vom Pendelrahmen beweglichen Hebel angeordnete Gelenk auf einer einzigen Kreisbahn. Die Winkelhalbierende für den Schwenkbereich der Schließbewegung steht hierbei unter einem Winkel zur Antriebsstange, der merklich von 90Grad abweicht. Dieser Schwenkbereich setzt sich nach unten hin durch den Schwenkbereich für das Anpressen der Schieberplatte an dem Ventilsitz fort, so daß sich das Gelenk nahezu auf einem Drittelkreis bewegt. Die Folge ist eine erhebliche seitliche Auslenkung der Antriebsstange, die ein zusätzliches Gelenk und zusätzliche Lagerungen im Antrieb erforderlich macht, wodurch gleichzeitig die Dichtungs- und Durchführungsprobleme vergrößert werden. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die erforderlichen Metallbälge, die in hochsicherer, nahtloser Ausführung nur kurze Linearbewegungen und äußerst geringfügige Biegebewegungen zulassen. Außerdem ergibt sich durch die Bewegung des Gelenks auf einem erheblichen Teil eines Kreisumfangs ein sich laufend verändernder Hebelarm für die Antriebskraft, was besonders bei den hohen benötigten Anpreßkräften am Ende der Anpreßschwenkbewegung durch die eintretende Verkleinerung des Antriebsmomentes auf die Anpreßvorrichtung nachteilig ist. Auch wird durch eine Winkelbewegung des vorbekannten Hebels der mögliche Schwenk- und Anpreßwinkel derart begrenzt, daß diese Bauart nur für relativ kleine Hochvakuumschieber Verwendung finden kann.

Bei dem Pendelschieber gemäß der DE-OS 25 11 591 wird die Schieberplatte von einer im Pendelrahmen gelagerten Anpreßvorrichtung mittels Rollkörpern, wtlche auf keilförmigen Bahnen verschoben werden, parallel zur Schwenkachse vom Pendelrahmen wegbewegt und gegen die Dichtfläche im Gehäuse gepreßt. Hierbei werden zwischen Schieberplatte und Pendelrahmen angeordnete Federn gespannt, welche beim Lösen der Anpreßvorrichtung einen Rückzug der Schieberplatte bewirken sollen. Diese Maßnahme ist bei kleineren Vakuumschiebern und bei Schiebern, die nicht gegen höhere Drücke geöffnet und geschlossen werden müssen, möglich, so daß dadurch beim Schwenken eine Beschädigung der Dichtungen vermieden wird. Bei Großschiebern, insbesondere aber bei höheren beiderseitigen Drücken ist ein Rückzug der Schieberplatte durch Federkraft unzureichend.

Durch die FR-PS 15 13 276 ist ein Pendelschieber der eingangs beschriebenen Gattung bekannt bei dem auf dem Pendeirahmen ein zweiarmiger Winkelhebel angebracht ist dessen einer Arm mit der ,».ntriebsstange und dessen anderer Arm mit der Anpreßvon ichtung für die Schieberplatten in Verbindung steht. Der Winkelhebel greift dabei mittels eines Zapfens verschiebbar in. einen seitlichen Schlitz der Antriebsstange ein und kann infolgedessc;; nicht die Führung der Antriebsstange übernehmen. Außerdem bewegt sich der Gelenkpunkt nicht innerhalb eines Schwenkbereichs, dessen Winkelhalbierende senkrecht zur Bewegungsrichtung der Antriebsstange verläuft Nachdem der Pendelrahmen seinen Weg bis zur Schließsteilung durchlaufen hat, liegt die Schubstange für die Anpreßbewegung der Schieberplatten an ihre Dichtsitze nahezu senkrecht zur Bewegungsrichtung der Antriebsstange; sie wird aus dieser Lage auch nur geringfügig durch den Winkelhebel herausbewegt, mit dem zusammen sie ein Kniegelenk bildet Die dadurch bedingte mehrfache Kraftumlenkung führt zu beträchtlichen Querkomponenten innerhalb des Antriebssystems, die der eigentlichen Schließkraft für die Schieberplatten entzogen werden. Für die Führun? der Antriebsstange müssen dabei weitere, außerhalb des Schiebergehäuses befindliche Mittel eingesetzt werden, um ein seitliches Ausweichen der Antriebsstange zu verhindern.
Durch die US-PS 15 34 513 ist ein PenJelschieber bekannt, bei dem Pendelrahmen und Schubstange ein einstückiges Bauteil bilden, an dem die beiden Schieberplatten lose aufgehängt sind. Um mit einem derartigen Pendelrahmen überhaupt eine Schließbewegung der Schieberplatten ausführen zu können, muß der Pendelrahmen zwei voneinander unabhängige Freiheitsgrade aufweisen, d. h. er muß auf einem Teil seines Weges eins Schwenkbewegung und auf einem weiteren Teil seines Weges eine Linearbewegung ausführen können. Diese Forderung schließt die Lagerung des Pendelrahmens an einer ortsfesten Welle aus; vielmehr ist diejenige Welle, um die der Pendelrahmen seine Schwenkbewegung ausführt, entweder von einer Kulisse oder von einer Lasche gelenkig geführt, dadurch ist der Pendelrahmen nicht im Stande, die Antriebsstange zu führen; vielmehr muß

6ö die Antriebsstange ihrerseits die Führung des Gelenkzapfens übernehmen, mit dem der Per.delröhmen sowohl bei seiner Schwenkbewegung als auch bei seiner Linearbewegung angetrieben wird. Eine solche Führung erlaubt keine Eewegung großer Massen und auch

r5 keinen Zwangsrückzug der Schieberplatten, so daß diese Bauweise auf kleinere Armaturen beschränkt ist.

Durch die DE-AS 14 50 572 ist ein Pendelschieber mit einem Pendelrahmen bekannt, der am Ende einer An-

triebswelle fliegend gelagert ist. Durch eine Drehbewegung der Antriebswelle in zwei Schritten wird der Pendelrahmen verschwenkt und eine Anpreßvorrichtung der Schieberplatte betätigt. Um hierbei beide Bewegungen voneinander zu trennen und ein schleifendes Abheben der Schieberplatte zu verhindern, ist eine Verriegelungsvorrichtung mit einem Haken vorgesehen, der einen Anschlag hintergreift. Die Verriegelungseinrichtung ist dabei mit einem drehbaren Teil des Schwenkantriebs gekoppelt. Die bekannte Lösung besitzt keine das Schiebergehäuse längsbeweglich durchdringende Antriebsstange.

Gegenüber einem solchen Stande der Technik liegt dem Erfindungsgegenstand die Aufgabe zugrunde, die Antriebsstange im Pendelrahmen zuverlässig zu führen, trotz der hierdurch bedingten Schwenkbewegung eine möglichst geradlinige Führung der Antriebsstange zu erreichen und eine Kraftumlenkung an der Übergangsstelle vom AiiificuSSiaMge und ÄnpicuvOl ϊ iciliüllg Sü- weit wie irgend möglich zu vermeiden.

Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale a),b) und c).

Durch das Merkmal a) wird erreicht, daß das gelenkseitige Ende der Antriebsstange eine sehr geringe seitliche Auslenkung erfährt, die nur dem Schwenkwinkel des Pendelrahmens entspricht, der etwa 70 bis 80 Grad beträgt. Die Bewegung für die Operation »Anpressen« kommt nicht additiv zur seitlichen Auslenkung hinzu. Der durch den Schwenkbereich begrenzte Kreisbogen unterscheidet sich nicht allzu wesentlich vom (geradlinigen) Verlauf der Bogensehne. Dadurch ist es möglich, nicht nur die Querbewegungen, sondern auch die Längsbewegung der Antriebsstange sehr gering m halten, so daß Metallfaltenbälge für die Abdichtung der Antriebsstange gegenüber dem Gehäuse ohne Bruchgefahr verwendet werden können.

Durch das Merkmal b) wird eine definierte, beidseitige Einspannung der Antriebsstange erreicht und auf eine sogenannte fliegende Lagerung verzichtet. Auch ermöglicht ein Gelenk mit einem Zapfen wegen der zylindrischen Berührungsflächen die Übertragung wesentlich höherer Kräfte als eine Kulisse, die unter linienmäßiger Berührung auf einen Zapfen einwirkt

Durch das Merkmal c) wird schließlich erreicht, daß die Kraft der Antriebsstange in der gleichen Richtung, d. h. ohne Übertragung »um die Ecke« auf die Schubstange der Anpreßvorrichtung übertragen wird. Diese Maßnahme ermöglicht die Übertragung der vollen Anpreßkräfte auf die Schubstange, insbesondere aber die Einhaltung definierter, mit dem Antriebsmechanismus identisch übereinstimmender Verstellwege, eine für die wechselseitige Verriegelung der beweglichen Teile besonders wichtige Maßnahme. Außerdem wird dadurch das Gelenk gleichfalls auf einer geradlinigen oder im wesentlichen geradlinigen und parallel zur Antriebsstange ausgerichteten Bewegungsbahn geführt

Durch entsprechende Wahl des seitlichen Abstandes der Antriebsstange und ihres Gelenks von der Welle des Pendelrahmens hat man es auf einfache Weise in der Hand, das Verhältnis der Betätigungswege für die Schwenkbewegung einerseits und für die Anpreßbewegung andererseits zu beeinflussen und beispielsweise wie 1 :1 zu gestalten. Dadurch ist es möglich, einfache, betriebssichere und große Pendelschieber für radioaktive und toxische Gase insbesondere im Hinblick auf höhere Gasdrücke zu bauen.

Eine vorteilhafte weitere Ausgestaltung des Erfin

dungsgegenstandes bezieht sich auf einen Pcndelschicber nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 2. Dieser Pendelschieber besitzt die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 2.

s Bei der zuletzt genannten Bauweise führt das Gelenk beim Durchlaufen der beiden Teilwege eine schwach S-förmige Bewegung aus, die gleichfalls keine merklichen seitlichen Auslenkungen der Antriebsstange zur Folge hat. Die Krümmung des sich nach unten anschlie-

ίο ßenden Kreisbogens ist dabei um so geringer, je größer der seitliche Abstand zwischen der Welle für den Hebel und der Welle für den Pendelrahmen ist. Da in diesem Falle der Angriffspunkt der Schubstange am Hebel innerhalb gewisser Grenzen frei gewählt werden kann, ergibt sich der zusätzliche Vorteil einer Beeinflussung des Übersetzungsverhältnisses zwischen Antriebsstange und Schubstange. Hierdurch wird dem geringen Kraftbedarf für die Durchführung der Schwenkbewegung und uciii hohen Kräubcuürf für die Durchführung der Anpreßbewegung Rechnung getragen.

Der Erfindungsgegenstand kann in vorteilhafter Weise dadurch weiter ausgestaltet werden, daß der Pendelschieber mit einer Verriegelungseinrichtung versehen wird, welche die Anpreßvorrichtung auf dem einen TeN- wege in der Stellung »Nicht angepreßt« hält und den Pendelrahmen in der Stellung »Angepreßt« arretiert, solange die Schieberplatten bei ihrer Rückwärtsbewegung nicht von den Ventilsitzen abgehoben haben. Auf die angegebene Weise werden die einzelnen Operatio nen »Schwenken« und »Anpressen« eindeutig vonein ander getrennt, und e$ ist unmöglich, daß beispielsweise die Schieberplatte mit der empfindlichen Dichtung auf dem Dichtsitz eine Schiebe- und Reibbewegung ausführt. Wenn beisⁿie!sweise bei dem vorbek^nnten Fe- derrückzug die Schieberplatte am Ventilsitz haftet und die Haftkraft durch die Federkraft nicht überwunden werden kann, so würde ein zwan^weise-s Losbrechen der Schieberplatte erfolgen, welches eine Zerstörung der Dichtung und/oder Dichtfläche zur Folge haben kann.

Eine solche Verriegelungseinrichtung kann in unterschiedlicher Weise gestaltet sein. Sie kann beispielsweise die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 3 besitzen. Bei einer solchen Lösung erfolgt die Anord nung der Kurvenbahn in besonders zweckmäßiger Wei se außerhalb des Schwenkbereichs des Pendelrahmens, und die Schubstange ist durch den Pendelrahmen hindurchgeführt und in Richtung auf die Kurvenbahn durch einen Riegel verlängert, der die vorstehend angegebe nen Bedingungen erfüllt Ein weiteres Ausführungsbei spiel des Erfindungsgegenstandes besitzt die Merkmale im Kennzeichen des Patentanspruchs 4. Die Anordnung der Kurvenbahn im Bereich des an dem relativ kleinen Hebel angebrachten Riegels ermöglicht eine besonders platzsparende Bauweise. Die Kurvenbahn kann beispielsweise in unmittelbarer Nähe der Welle für den Pendelrahmen angeordnet sein.

Es ist weiterhin von Vorteil, die Anpreßvorrichtung mit in beiden Richtungen wirkenden Zwangsführungen auszurüsten.

Dies kann beispielsweise durch eine Kulissenführung an der Schubstange bewirkt werden, die mit Rollen an den Schieberplatten zusammenwirkt, oder durch Laschen, die zwischen der Schubstange und den Schieber- platten angeordnet sind. Es ist aber besonders zweckmäßig, die Zwangsführung in Form eines Kniehebelsystems auszuführen. Derartige Zwangsführungen ermöglichen nicht nur einen Verzicht auf die Rückzugsfedern,

die beim Anpressen zusätzlich gespannt werden müssen und dadurch erhöhte Antriebskräfte erforderlich machen, sondern auch ein Losbrechen im Falle der weiter oben beschriebenen Verklebung von Schieberplatte und Dichtsitz.

Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes und deren Wirkungsweise werden nachfolgend anhand dt; F i g. I bis 7 näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen Vertikalschnitt entlang der Achse der Ein- und Auslaßöffnung eines Pendelschiebers,

F i g. 2 eine Seitenansicht des Gegenstandes nach F i g. 1 bei abgenommener Vorderwand,

F i g. 3 eine Seitenansicht eines anderen Ausführungsbcispiels analog F i g. 2,

Fig.4 einen teilweisen Horizontalschnitt durch den Gegenstand nach F i g. 3 entlang der Linie X-X,

F i g. 5,6 und 7 die beweglichen Teile des Pendelschiebers gemäß F i g. 3 in verschiedenen Positionen.

GemäÜ den Kig. I und 2 ist ein Antriebsmotor 1 auf einem Gehäuse 2 angeordnet und trägt eine Exzenterscheibe 3, die auf ein elastisches Zwischenglied 4 mit vorgespannten Druckfedern 5 einwirkt. An dem elastischen Zwischenglied 4 ist eine Antriebsstange 6 gelagert, welche durch eine Führung 7 im Gehäuse 2 in den Innenraum hineinreicht und durch einen Doppelbalg S im Innern des Gehäuses gegenüber diesem abgedichtet ist. Die Antriebsstange 6 ist über ein Gelenk 9 mit einer Anpreßvorrichtung gekoppelt. Diese besteht aus einer Schubstange 10, welche mittels der Lager 11,12 und 13 in einem Pendelrahmen 14 geführt wird, sowie aus einer Zwangsführung 15, die im vorliegenden Fall als Kniehebelsystem ausgeführt ist. Die Zwangsführung 15 wirkt auf ein Widerlager 16 mit Federcharakteristik und eine Sviiicbcrpiaiic Yi. Das Widerlager 16 ist ΓΓιίί Füßen 18 zum Abstützen auf dem Gehäuse 2 sowie mit Führungsstiften 19 versehen, welche im Pendelrahmen 14 gela-

. -:—ι rt:^ o_i_:-i i-»*_ 41

I l 3IIIU. LSIC OvlIlCLTCI [/KXIlC I/

20, welche auf einen Dichtsitz 21 im Gehäuse 2 zur Anlage gebracht werden kann. Die Schubstange 10 der Anpreßvorrichtung ist durch einen auf ihr fest angebrachten Anschlag 22, welcher oben gegen das Lager 11 und bei der Bewegung nach unten gegen das Lager 12 anliegt, in ihrer Verschiebbarkeit derart begrenzt, daß nur der Weg »B« zurückgelegt werden kann. Der Pendelrahmen 14 ist mittels einer Welle 25 im Gehäuse 2 schwenkbar gelagert und trägt einen Anschlag 26, der gegen einen Gegenanschlag 27 im Gehäuse 2 anliegt, sofern sich die Schieberplatte 17 in Schließposition befindet.

Im Gehäuse 2 ist eine Kurvenbahn 28 angeordnet, die konzentrisch zur Welle 25 verläuft und mit einer Kante 29 versehen ist, gegen welche ein Riegel 30 zur Anlage kommt der sich an der Schubstange 10 befindet und bei der Abwärtsbewegung der Schubstange zur Ausführung der Anpreßbewegung die Schubstange und damit den Pendelrahmen verriegelt Bei der Schwenkbewegung und in der oberen Stellung der Schubstange in der die Schieberplatte 17 zurückgezogen ist kann der Riegel 30 mit minimalem Abstand über die Kurvenbahn 28 gleiten. Die zusammengesetzte Bewegungsbahn 23 des Gelenks 9 ist durch eine gestrichelte Linie dargestellt. Es ist deutlich erkennbar, daß sich der Gesamtweg aus dem Weg »A«. der schwach bogenförmig verläuft und dem Weg »B«, der geradlinig verläuft zusammensetzt Der Weg »Α« dient dem Verschwenken des Pendelrahinens 14. und der Weg »B« der weiteren Abwärtsbewegung der Schubstange 10, zum Zwecke des Verspannens der Schieberplatte 17 gegenüber dem Dichtsitz 21. Gleichfalls gezeigt ist der Schwenkbereich »S« des Gelenks 9 um die Welle 25, wobei zu erkennen ist, daß die nicht dargestellte Winkelhalbierende im wesentlichen senkrecht zur Antriebsstange 6 ausgerichtet ist.
In den Fig. 1 und 2 ist der Pendelrahmen 14 und mit ihm die Schieberplatte 17 (letztere als durchgezogene Kreislinie dargestellt) in einer Stellung abgebildet, die zwischen »Schwenken« und »Anpressen« liegt, d. h. das Gelenk 9 hat den Weg »A« für die Schwenkbewegung

ίο des Pendelrahmens 14 bereits ausgeführt, und die Schieberplatte 17 steht konzentrisch vor dem Dichtsitz 21, welcher die zu verschließende öffnung 24 umgibt. Dichtsitz 21 und öffnung 24 werden durch einen Rohrstutzen 31 gebildet, der druckdicht in das Gehäuse 2 eingesetzt ist. Koaxial hierzu ist in der gegenüberliegenden Wandung des Gehäuses 2 ein weiterer Rohrstutzen 32 eingesetzt gegen den beim Verspannen die Füße 18 des Widerlagers 16 zur Anlage kommen. Die räumliche Lage der Schieberplatte i7 in der Stellung »offen« ist durch den gestrichelten Kreis 17a angedeutet. In diesem Falle befindet sich das Gelenk 9 am oberen Ende der Bewegungsbahn 23, und der Pendelrahmen 14 nimmt eine entsprechende — nicht dargestellte — Winkellage im Gehäuse 2 ein.

Wird die Exzenterscheibe 3 aus der in den F i g. 1 und 2 dargestellten Position durch den Antriebsmotor 1 in Richtung des Pfeils la weiter bewegt, so wird die Antriebsstange 6 weiter nach unten verschoben und durchläuft den Weg »B«. Hierbei bewegt sich das Gelenk 9 mit der Schubstange 10 nach unten, wobei durch die als Kniehebelsystem ausgebildete Zwangsführung 15 das Widerlager 16 und die Schieberplatte 17 nach außen bewegt werden, bis nach dem Spannen des Widerlagers 16 und dem Anpressen der Schieberplatte 17 und der Dichtung 20 auf den Dichtsitz 21 die maximale Schubkraft überschritten wird. In diesem Augenblick tritt das aloctiF/iKa "7«ΐίie*^l\A«<*l»Äi4 A- in Al/it/\n in riam HIi* ιιλροα.

ViUJIiJbIiV uniimiiviiQUVM * >·· r iniiwii, ·■· μ·1· wiv ·ν. ρ-

spannten Federn 5 verformt werden. Gleichzeitig legt sich der Anschlag 22 in seiner unteren Stellung, d. h. am Ende des Weges »B« auf das Lager 12 auf. Wenn d~r untere Totpunkt der Exzenterscheibe 3 erreicht ist, wird der Antriebsmotor 1 über einen nicht dargestellten Endschalter abgeschaltet. Bei der beschriebenen Bewegung der Schubstange 10 nach unten bewegt sich der Riegel 30 hinter die Kante 29 und verriegelt dadurch den Pendelrahmen 14.

Soll der Schieber aus der geschlossenen Position geöffnet werden, so erfolgt eine Wiedereinschaltung des Antriebsmotors 1, wobei die Exzenterscheibe 3 in Richtung des Pfeils 1 a aus der unteren Totpunktstellung weiterbewegt wird. Hierbei zieht sie über die Antriebsstange 6 und das Gelenk 9 die Schubstange 10 nach oben and betätigt dadurch die Zwangsführung 15, so daß ein Zurückziehen des Widerlagers 16 und der Schieberplatte 17 in die in F i g. 1 dargestellte Position erfolgt. Der Riegel 30 wird gleichfalls in die dargestellte Lage zurückbewegt und gibt dadurch die Kante 29 frei. Sobald bei oder nach Erreichen dieser Position der Anschlag 22 von unten am Lager 11 anliegt wirkt die Antriebsstange

eo 6 unmittelbar über das Gelenk 9 auf den Pendelrahmen 14 ein und schwenkt diesen unter Zurücklegung des gestrichelt dargestellten Weges »A« in eine Position, in der die Schieberplatte 17 die Lage des gestrichelten Kreises 17a einnimmt so daß die Schieberöffnung 24 voilständig freigegeben ist Während der Schwenkbewegung des Pendelrahmens 14 bewegt sich der Riegel 30 oberhalb der Kurvenbahn 28, wodurch sichergestellt ist daß in keiner Position der Schwenkbewegung eine

Betätigung der Anpreßvorrichtung durch Verstellung der Schubstange 10 möglich ist. Die gleiche Verriegelung ist auch bei einem Zurückschwenken in die in den F i g. 1 und 2 dargestellte Position wirksam. In der obersten Stellung der Exzenterscheibe 3 erfolgt erneut ein Abschalten des Antriebsmotors 1 durch einen nicht dargestellten Endschalter.

Die Abdichtung der Antriebsstange 6 wird durch den Doppelbalg 8 erreicht. Die Schubstange 10 ist in einem Maße elastisch ausgebildet, daß sie sich im Bereich der Zwangsführung 15 in Querrichtung (horizontal) verformen läßt, wodurch gegebenenfalls unterschiedliche Verformungen von Widerlager 16, Schieberplatte 17, Dichtung 20 und von Übertragungselementen der Zwangsführung bei der Anpreßbewegung ausgeglichen werden.

Das mit Federcharakteristik versehene Widerlager 16 ist hierbei in einer Größenordnung verformbar, die selbst nach längerem Betrieb ausreicht, um alle Verfor-

nen langzeitigen Einsatz ist aber eine derartige Nachstellmöglichkeit von maßgebender Bedeutung. Um auch bei einem Kniehebelsystem eine Nachstellmöglichkeit zu haben, wird die Auslegung zweckmäßig so getroffen,

s daß der Kniehebelmechanismus in seiner Endstellung nicht in die gestreckte Lage gebracht wird, sondern daß nach dem Anpressen der Schieberplatte noch ein ausreichender Schwenkbereich der Kniehebel vorhanden ist Im Zusammenhang mit einer entsprechenden Ausle gung des elastischen Zwischengliedes 4 oder eines An triebs mit technisch äquivalenten Eigenschaften kann nun dafür Sorge getragen werden, daß die Kniehebel ständig unter dem Einfluß einer konstanten, begrenzten Kraft stehen, so daß etwaige Verformungen im System zuverlässig ausgeglichen werden. Dies ist besonders dann wichtig, wenn beispielsweise das Widerlager 16 (Fig. 1) durch eine zweite Schieberplatte ersetzt wird, welche im allgemeinen keine eigene Federcharakteri-

g y g

Möglichkeit der Nachverstellung liegt in dem elastischen Zwischenglied 4, welches die Funktion einer Überlastkupplung besitzt Durch entsprechende Vorspannung der Druckfedern 5 kann die maximale Schubkraft der Schubstange 10 eingestellt werden. Tritt eine geringere, als die vorbestimrrite Verformung der oben genannten Teile ein, so sprechen bei Überschreiten der eingestellten Schubkraft die Druckfedern 5 durch Verformung an. Nimmt während der Dauer des Betriebs die Verformung der übrigen Antriebsteile zu, so wird dies durch entsprechend geringere Verformung der Druckfedern 5 ausgeglichen.

Wie aus F i g. 2 ersichtlich, ist in diesem Fall der zum Schwenken des Pendelrahmens 14 benötigte Weg »A« des Gelenks 9 etwas größer als der Weg »B« zum Andrücken der Schieberplatte 17 an den Dichtsitz 21 und zum Erzeugen der Anpreßkräfte. Je nach der Bemessung des Pendelwinkels, der Hebelarme sowie der Übersetzungsverhältnisse in der Zwangsführung 15 (Kniehebel) ist es möglich, die Wege »A« und »B« so zu dimensionieren, daß beim Schwenken und beim Anpressen die gleichen Kräfte benötigt werden. Dies ist von besonderer Bedeutung, um Einerseits den Weg der Antriebsstange 6 klein zu halten und damit kurze Abmessungen der benötigten Faltenbälge zu erreichen, wie auch deshalb, um eine günstige Auslegung und Beanspruchung des Antriebs zu erzielen. Als Antrieb können hierbei in üblicher Weise Elektromotoren mit einem Kurbeltrieb, Kurvenscheiben oder Spindelantriebe, sowie auch pneumatische oder hydraulische Antriebe Verwendung finden. Ein weiterer Vorteil des Erfindungsgegenstandes liegt darin, daß durch den geringen Gesamtweg der Antriebsstange 6 auch Sicherheitseinrichtungen verwendet werden können, d.h. Kombinationen von Pneumatikzylindern mit selbstschließendem Federantrieb, und zwar insbesondere auch bei großen Schieberplattendurchmessern.

Wie bereits angegeben, ist die Verwendung von Rollen- und Keilverriegelungen bei derartigen Schiebern für radioaktive und toxische Gase nur begrenzt möglich. Die Verwendung des Kniehebelsystems als Zwangsführung schafft die Möglichkeit durch entsprechende Auslegung eine geringere Flächenbelastung innerhalb der Lager zu gestatten. Ein Kniehebelsystem hat zwar die Eigenart in durchgedrückter, d. h. gestreckter Lage des Kniehebels sehr hohe Anpreßkräfte zu erzielen. Bei einer bleibenden Verformung von KonstruktionseJementen wie Dichtungen, Lagern usw. ist in einem solchen Falle aber keine Nachstellmöglichkeit gegeben. Für ei•stift ιιαι.

Fig.3 zeigt eine Variante des Gegenstandes nach den F i g. 1 und 2 in einer Ansicht, die F i g. 2 entspricht, d. h. eine Seitenansicht des — mit Ausnahme des Antriebsmotors — vollständigen Pendelschiebers mit abgenommener Vorderwand. Das Gehäuse 2, dessen Bau- weise derjenigen gemäß F i g. 1 und 2 entspricht besitzt einen Gehäusedeckel 2a, welcher eine öffnung von solchen Abmessungen verschließt daß der gesamte Innenmechanismus des Pendelschiebers in hochgeschwenkter Position der Schieberplatte 17 nach oben ausgebaut werden kann, ohne hierbei seitlich die Dichtsitze zu berühren.

Zu diesem Zweck sind zwischen dem Gehäusedeckel 2a und der Antriebsstange 6 in F i g. 7 nicht dargestellte Verriegelungsmittel vorgesehen, durch welche die An triebsstange in unterschiedlichen Stellungen arretiert werden kann, so daß beispielsweise der Antrieb ohne Beeinträchtigung der Schieberfunktion ausgewechselt werden kann.

Der Gegenstand nach F i g. 3 besitzt einen Pendelrah-

men 55 von unterschiedlicher Konstruktion, zu dessen Erläuterung zusätzlich auf Fig.4 verwiesen ν ird. Am Gehäusedeckel 2a ist ein Lagerbock 56 befestigt, der die Welle 25 für die Schwenkbewegung des Pendelrahmens 55 trägt Der Pendelrahmen 55 wird von zwei parallelen, mit Abstand voneinander angeordneten, etwa trapezförmigen Platten 57 gebildet zwischen denen etwa in der gleichen horizontalen Ebene (bezogen auf die in F i g. 3 dargestellte, senkrechte Einbaulage) an dem der Welle 25 gegenüberliegenden Ende eine weitere Welle 58 angeordnet ist In der Darstellung gemäß F i g. 3 ist die vordere der Platten 57 entfernt An der Welle 58 ist ein Hebel 59 gelagert, der gegenüber dem Pendelrahmen 55 unabhängig schwenkbar jedoch gleichzeitig mit dem Pendelrahmen um die Welle 25 schwenkbar ist Der Hebel 59 ist als Doppelhebel ausgebildet und besteht aus zwei parallelen Laschen, die zwischen sich einen Steg 60 aufnehmen, in dem sich gleichzeitig das Gelenk 9 zwischen Antriebsstange 6 und Schubstange 10 befindet

Der doppelte Hebel 59 hat im wesentlichen eine Länge, die den oberen Querabmessungen des Pendelrahmens 55 entspricht, d. h. er erstreckt sich zwischen den Wellen 25 und 58. Im Bereich der Welle 25 weist er eine Ausnehmung 61 auf, die der Außenkontur der Weife 25 einspricht Der Hebel 59 kann aus der in F i g. 3 dargestellten Position um die Welle 58 nach unten, nicht aber nach oben geschwenkt werden. An der Schwenkbewegung nach oben hindert ihn beispielsweise die Schub-

stange 10, deren Bewegungsfreiheit wiederum durch die begrenzten Bewegungsmöglichkeiten in der Anpreßv Errichtung bzw. in der Zwangsführung 15 eingeschränkt ist. Am Hebel 59 befindet sich ein Riegel 62, der mit einer Kurvenbahn 63 zusammenwirkt, die ihrerseits am Lagerbock 56 befestigt ist. Riegel 62 und Kurvenbahn 63 haben dabei eine analoge Funktion wie der Riegel 30 und die Kurvenbahn 28 beim Gegenstand gemäß den F i g. 1 und 2. Am unteren Ende sind die beiden Platten 57 des Pendelrahmens 55 starr miteinander verbunden und schließen das Lager 13 für die Schubstange 10 zwischen sich ein. Das Lager 13 setzt sich nach rechts in den Anschlag 26 fort, der mit dem Gegenanschlag 2⁷ des Gehäuses 2 zusammenwirkt.

In F i g. 3 ist der Pendelschieber analog F i g. 2 in geschenkter, aber nicht angepreßter Position dargestellt. Die Zwangsführung 15 für die Schieberplatten 17 ist dabei gleichfalls analog F i g. 1 als Kniehebelsystem ausgeführt. Der Riegel 62 befindet sich gerade eben außerhalb der Kante 64, die das Ende der Kurvenbahn 63 bildet. Wird die Antriebsstange 6 nunmehr nach oben gezogen, so führt der Pendelrahmen 55 und mit ihm der Hebel 59 eine Schwenkbewegung um die Welle 25 aus, wobei sich das Gelenk 9 auf dem nach oben weisenden Teil der Bewegungsbahn 23 bewegt. Wird hingegen die Antriebsstange 6 nach unten bewegt, so verharrt der Pendelrahmen 55 am Anschlag 27 in Ruhestellung, während der Hebel 59 eine Schwenkbewegung um die Welle 58 nach unten ausführt. Hierbei gleitet der Riegel 62 an Cer kreisbogenförmig ausgebildeten Kante 64 vorbei, da er in dieser Stellung nicht verriegelt ist. Das Gelenk 9 führt hierbei eine Bewegung in Richtung des nach unten weisenden Teils der Bewegungsbahn 23 aus. Hierbei wird die Anpressung der Schieberplatte bzw. Schieberplatten durch die Zwangsführung 15 herbeigeführt

Zürn besseren Verständnis ist der Bewegungsablauf des Pendelschiebers gemäß F i g. 3 anhand der F i g. 5,6 und 7 näher erläutert, in denen gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.

Wird durch den nicht dargestellten Antrieb _.. _r\ntriebsstange 6 nach oben gezogen, so wirkt sie über das Gelenk 9 auf den Doppelhebel 59 ein. Sie will dabei die Schubstange 10 gleichfalls nach oben ziehen. Die Schieberplatte 17 befindet sich jedoch bereits in nicht angepreßtem Zustand. Da die Schubstange 10 nicht folgen kann, kann auch der Hebel 59 gegenüber der Welle 25 keine weitere Bewegung nach oben ausführen, er ist also in dieser Position im Pendelrahmen 55 blockiert Hierdurch tritt bei weiterem Zug an der Antriebsstange 6 eine Schwenkbewegung des Gelenks 9 um die Welle 25 ein, wodurch auch der Pendelrahmen 55 und damit die Schieberplatte 17 in die in F i g. 5 dargestellte Position geschwenkt wird. Der Riegel 62 bewegt sich hierbei oberhalb der Kurvenbahn 63, wodurch während der Schwenkbewegung der Hebel 59 in seiner relativen Lage zum Pendelrahmen 55 festgelegt ist, so daß keine Anpreßbewegung der Schieberplatte durch ein Verschieben der Schubstange 10 gegenüber dem Pendelrahmen 55 eintreten kann. In der in F i g. 5 dargestellten obersten Position wird der Antrieb durch einen nicht dargestellten Endschalter außer Betrieb gesetzt Während der Schwenkbewegung in Richtung des Pfeils 65 führt die Antriebsstange 6 eine Bewegung aus, die durch den Weg »A«gekennzeichnet ist

Beim Schließen des Pendelschiebers wird die Antriebsstange 6 in entgegengesetzter Richtung angetrieben, wobei sich der Pendelrahmen 55 mit der Welle 58 und dem Hebel 59 in Richtung des Pfeils 66 um die Welle 25 bewegt, bis die in F i g. 6 dargestellte Position erreicht ist, die mit der in F i g. 3 dargestellten Position übereinstimmt. Auch während der Abwärtsbewegung gleitet der Riegel 62 auf der Kurvenbahn 63, so Jaß eine Anpreßbewegung der Schieberplatte 17 nicht ausgelöst werden kann. In der in Fig.6 dargestellten Position befindet sich der Riegel 62 unmittelbar vor der Kante 64. Bei einer weiteren Bewegung der Antriebsstange 6

ίο nach unten kann in Folge der Berührung von Anschlag 26 und Gegenanschlag 27 keine Schwenkbewegung des Pendelrahmens 55 nach unten mehr eintreten. Durch die Freigabe des Riegels 62 gegenüber der Kurvenbahn 63 wirJ jedoch der Hebel 59 um die Welle 58 geschwenkt, so daß mittels der Zwangsführung 15 die im Zusammenhang mit F i g. 1 beschriebene Anpreßbewegung durchgeführt wird. Die Bewegung des Hebels 59 in Richtung des Pfeils 67 gegenüber den Pendelrahmen 55 ist in F i g. 7 dargestellt. Der Hebel 59 führt relativ zum Pendelrahmen 55 eine Schwenkbewegung um die Welle 58 aus, der — nach Maßgabe des Übersetzungsverhältnisses — die Schubstange folgt. Hierbei hebt der Anschlag 61 von der Welle 25 ab.

Wenn bei dem Gegenstand gemäß den F i g. 3 bis 7 als Zwangsführung 15 ein Kniehebelsystem verwendet wird, so kann durch eine entsprechende Bemessung der Kniehebel und ihrer Gelenke eine derart große horizontale Verschiebung der Schieberplatte(n) vorgesehen werden, daß bis zum Erreichen einer annähernd horizontalen Stellung aller Kniehebel ein derart ausreichender Nachhub vorhanden ist, daß alle währennd des Betriebs eintretenden Nachverformungen der Dichtungen des Kniehebelmechanismus, der Lagermaterialien etc. ausgeglichen werden können. Dies bedeutet, daß am Anfang der Benutzung des Pendelschiebers die Kniehebel nur eine relativ geringe Winkelbewegung ausüben, bis das ciäSiischc Zwischenglied (F ι g. i und 2) anspricht. Je nach Abnutzung und damit Spiel im gesamten Antriebssystem nimmt die Wuikelbewegung der Kniehebel und damit die Verstellung der Schubstange 10 und der Antriebsstange 6 zu.

Bei der Anpreßbewegung gemäß F i g. 7 ist der Hub der Antriebsstange 6 durch den Weg »B« gekennzeichnet. Hierbei wird der Riegel 62 über die kreisbogenförmige Kante 64 der Kurvenbahn 63 nach unten verschwenkt. Eine Schwenkbewegung des Pendelrahmens 55 in Richtung des Pfeils 65 (F i g. 5) wird auf diese Weise sicher verhindert, und zwar über den gesamten Bereich der Anpreßbewegung gemäß dem Weg »3« in F i g. 7. Erst wenn der Hebel 59 nach Bewegungsumkehr die in F i g. 6 dargestellte mittlere Position wieder erreicht hat und die Anpreßbewegung rückläufig beendet ist, wird die Verriegelung aufgehoben, und die in F i g. 5 dargestellte Schwenkbewegung des Pendelrahmens 55 kann beginnen.

In den F i g. 3 bis 7 ist eine Ausführungsform des Betätigungsmechanismus dargestellt, bei dem die Antriebsstange 6 und die Schubstange 10 an dem gleichen Gelenk 9 angreifen, welches in dem — gemeinsamen — Steg 60 angeordnet ist Es ist jedoch durchaus möglich, die Gelenkverbindung Antriebsstange/Hebel einerseits und Hebel/Schubstange andererseits zu trennen und mit seitlichem Versatz — in bezug auf die Einbaulage — anzuordnen, so daß eine Beeinflussung des Obersetzungsverhäitnisses der Schubkräfte von Antriebsstange 6 zur Schubstange 10 und damit auch eine Änderung der Verhältnisse des Weges »A« und des Weges »B« möglich ist

Mit besonderem Vorteil kann an die Stelle der Exzenterscheibe 3 auch ein Antrieb unter Verwendung einer
Kugelrollspindel mit einem Schneckengetriebe treten.
Durch entsprechende Auslegung eines derartigen Antrieb-Systems kann eine Selbsthemmung erreicht wer- 5 den, so daB jede der dargestellten Positionen zuverlässig selbsttätig verriegelt wird. Eine weitere Möglichkeit
zur Verriegelung der dargestellten Positionen besteht
darin, zwischen dem Gehäuse 2 und der Antriebsstange
eine Stiftverriegelung vorzusehen. io

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

15

20

25

30

35

40

45

65

Claims

Patentansprüche:

1. Pendelschieber mit einem druckdichten Gehäuse und auf gegenüberliegenden Seiten des Gehäuses angeordneter Ein- und Auslaßöffnung, mit mindestens einem Dichtsitz und mindestens einer an einem Pendelrahmen angeordneten Schieberplatte, wobei der Pendelrahmen quer zur Achse der Ein- und Auslaßöffnung um eine ortsfeste Weile bis zu einem Anschlag schwenkbar und die Schieberplatte gegenüber dem Pendelrahmen parallel zur Achse der Ein- und Auslaßöffnung beweglich gelagert ist; ferner mit einer das Gehäuse druckdicht durchdringenden Antriebsstange, welche mit dem Pendelrahmen in Verbindung steht, und mit einer von der Antriebsstange betätigbaren, im Pendelrahmen längsbeweglich gelagerten Schubstange einer Anpreßverrichtung für etas Anpressen der Schieberplatte an den Dichtsitz, wobei die Antriebsstange auf ein mit dem Pendelrahmen vedbaidenes Gelenk einwirkt, welches um die Welle des Pendelrahmens schwenkbar ist, jedoch zusätzlich unabhängig von der Schwenkbewegung des Pendelrahmens in der Weise bewegbar ist und mit der Anpreßvorrichtung für die Schieberplatte in Verbindung steht, daß bei der Schließbewegung zunächst der Pendelrahmen bis zum Anschlag und damit die Schieberplatte in P.uchtstellung mit dem Dichtsitz bringbar ist, worauf durch Weiterbewegung des Gelenks die Anpreßvorrichtung betätigbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß