DE3001834A1 - Stellgeraet-durchfuehrung - Google Patents

Description

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Stellgerät - Durchführung

Die Erfindung betrifft eine Stellgerät - Durchführung mit einem durch ein Gehäuse hindurch sich erstreckenden, längsverschiebbaren Stellstössel, und mit einem einerends dicht an der Innenseite einer Stirnwand des Gehäuses und andernends dicht am Stellstössel befestigten, diesen im Gehäuse umgebenden Metallbalg.

Dabei soll unter Stellgerät ein Gerät verstanden werden, das einen Stellantrieb umfasst/ der über einen Stellstössei an ein Stellglied gekoppelt ist. Die Erfindung betrifft somit die wesentlichen Teile, die zwischen dem Stellantrieb und dem Stellglied vorhanden sind.

Bei bekannten Durchführungen der eingangs genannten Art ist durch den Metallbalg eine leckfreie Abdichtung zwischen der dem Stellantrieb zugekehrten und der dem Stellglied zugekehrten Seite des Stellstössels gewährleistet. Ausserdem ist eine praktisch reibungsfreie Verschiebung des Stellstössels möglich, wenngleich gegen die geringe,

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vom iJ'etallbalg ausgehende Federkraft.

Wenn nun aber zwischen der dem Stellantrieb zugekehrten und der dem Stellglied zugekehrten Seite ein Druckgefäl-Ie herrscht, so hat bei den bekannten Durchführungen der eingangs genannten Art der Metallbalg das Bestreben, sich axial zu verformen, d.h. je nach Richtung des Druckgefälles sich zu verlängern oder zu verkürzen und dementsprechend auch den Stellstössel zu verschieben. Falls nun der Stellantrieb den vom Druckgefälle ausgehenden Kräften nicht zu widerstehen vermag, dann kommt es zu einer Verschiebung des Stellstössels und somit zu einer unerwünschten Lageveränderung der Lage des Stellgliedes.

Es ist daher ein Zweck der Erfindung, eine Durchführung der eingangs genannten Art zu schaffen, bei der ein Druckgefälle zwischen der einen und der anderen Seite der Durchführung praktisch ohne Einfluss auf die Lage des Stellstössels ist, der sich somit an einen Stellantrieb koppeln lässt, der nur geringe Stellkräfte aufzubringen vermag.

Zu diesem Zweck ist die vorgeschlagene Stellgerät-Durchführung gemäss der Erfindung dadurch gekennzeichnet, dass der Stellstössel im Anschluss an den genannten Metallbalg aufgeweitet ist und einen, zum genannten Metallbalg koaxial angeordneten Metallbalg umgibt, dessen dem genannten Metallbalg zugekehrtes Ende dicht am Stellstössel und

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dessen dem genannten Metallbalg abgekehrtes Ende dicht an der Innenseite der anderen Stirnwand des Gehäuses befestigt ist, wobei die von den Metallbälgen umschlossenen Räume einerseits und die die Metallbälge umgebenden Räume im Gehäuse andererseits je miteinander in Strömungsverbindung stehen.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen. 10

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 einen Axialschnitt durch eine Durch-" führung, und

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II - II

der Fig. 1.

Die dargestellte Durchführung 10 besitzt ein Gehäuse und einen durch dieses hindurch sich erstreckenden und in diesem längsverschiebbar angeordneten Stellstössel 12, Das eine im wesentlichen zylindrische Innenwand 13 aufweisende Gehäuse 11 weist einen rohrförmigen Abschnitt 14 auf, der einerends in einer eine Bohrung 15 aufweisenden Stirnwand 16 endet und andernends in einen nach aussen abstehenden Flansch 17, beispielsweise mit Aussensechskant, übergeht. Auf den Flansch 17 folgt ein mit

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einem Aussengewinde 18 versehener Stutzen 19. Dieser Stutzen 19 ist dicht in die Wand 20 des Gehäuses eines Ventiles (nicht dargestellt) z.B. eines Regel- oder eines Mischventiles eingeschraubt. Der Stutzen 19 endet in einer Stirnwand 21, in der zwei kreisbogenförmige, durchgehende Schlitze 22, 23 (Fig. 2) vorhanden sind, so dass der zentrale Teil der Stirnwand 21 über zwei Stege 24, 25 mit dem Stutzen 19 verbunden bleibt.

Der Stellstössel 12 weist einen oberen, schaftförmigen Abschnitt 26 auf, der sich mit Spiel durch die Bohrung 15 in der Stirnwand 16 erstreckt und an seinem oberen Ende mit einem Aussengewinde 27 versehen ist. Das Spiel zwischen den Bohrung 15 und dem Abschnitt 26 dient dazu, eine Strömungsverbindung herzustellen. Falls dem Abschnitt 26 keine Auslenkbarkeit in radialer Richtung zugestanden werden soll, kann die Bohrung 15 auch derart bemessen sein, dass der Abschnitt 16 im Gleitsitz geführt ist. Dann ist bzw. sind nahe an der Bohrung eine oder weitere Bohrungen 15' vorzusehen, die die Strömungsverbindung herstellen. Das Aussengewinde 21 dient dazu, den Stellstössel 12 an einen Stellantrieb (nicht dargestellt) zu koppeln, der den Stellstössel in Längsrichtung verschiebt und in einer bestimmten Ver— schiebungslage hält.

An seinem in Fig. 1 unten erscheinenden Ende ist auf dem Abschnitt 26 eine Ringscheibe 28, z.B. durch Verschrau-

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bung verankert. In dieser Ringscheibe 28 ist nahe an der Verankerungsstelle des Abschnittes 26 ein Kranz von durchgehenden Bohrungen 29 vorhanden, die ebenfalls der Herstellung einer Strömungsverbindung dienen. 5

Auf den Umfang der Ringscheibe 28 ist als weiterer Teil des Stellstössels 12 ein Rohrabschnitt 30 aufgezogen, dessen Aussendurchmesser geringer ist als der Innendurchmesser der Innenwand 13. Der Rohrabschnitt 30 ist durch zwei in axialer Richtung sich erstreckende Schlitze 32 in zwei zylinderschalenförmige Lappen 33, 34 unterteilt, die mit Spiel durch die Schlitze 22 bzw. 23 in der Stirnwand 21 greifen. Die Stege 24 und 25 dienen dabei auch zur Geradführung des Rohrabschnittes 30. Unternends ist der Rohrabschnitt 30 durch einen Stopfen 35 verschlossen, der in einen mit einem Aussengewinde 37 versehenen, schaftförmigen Abschnitt 36 übergeht. Das Aussengewinde 37 dient zur Befestigung eines oder mehrerer Stellglieder (nicht dargestellt), z.B. eines Ventilkolbens oder eines Ventiltellers am Stellstössel 12.

Zum Abdichten des Raumes 38 auf der einen Seite der Wand 20 gegenüber dem Raum 39 auf der anderen Seite dient eine jyfetallbalgabdichtung. Ein erster, den schaf tförmigen Abschnitt 26 des Stellstössels 12 umgebender Metallbalg 40 ist einerends bei 41 dichtend an der Innenseite der Stirnwand 16 befestigt, so dass er auf alle Fälle die Bohrung 15 und allenfalls die Bohrungen 15' umgibt.

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Andernends ist der Balg 40 bei 42, d.h. an einer den Kranz der Bohrungen 29 umgebenden Linie dichtend an der Ringscheibe 28 befestigt. Der Raum zwischen dem Abschnitt 26 und dem Balg 40 ist mit 43 bezeichnet, der den Balg umgebende Raum im Gehäuse 11 mit 44. Ein zweiter Metallbalg 45 ist einerends bei 46 dicht an der gegenüberliegenden Seite der Ringscheibe 28, d.h. ebenfalls längs einer die Bohrungen 29 umgebenden Linie befestigt und andernends bei 47 dicht am Mittelteil der Stirnwand 21. Der Innenraum des Balges 45 ist mit AB bezeichnet, der Raum zwischen Balg 45 und der Innenwand 13 dagegen mit 49. Die beiden einander zugekehrten Enden der Bälge 40, 45 sind somit an der Ringscheibe 28 des Stellstössels befestigt und an ihren einander abgekehrten Enden an den einander gegenüberliegenden Stirnwänden des Gehäuses 11.

Die Räume 43 und 48 stehen miteinander über die Bohrungen 29 in Strömungsverbindung und über die Bohrung 15 bzw. 15' mit dem Raum 38. Dagegen stehen die Räume 44 und 49 über die Schlitze 31, 32 miteinander und über die Schlitze 22, 23 mit dem Raum 39 in Strömungsverbindung.

Beide Bälge 40 und 45 sind vorzugsweise identisch, d.h. sie besitzen den selben Innen- und Aussendurchmesser und auch die gleiche Anzahl Falten. Ausserdem sind beide Bälge 40, 45 in vorkomprimiertem Zustand eingebaut, so dass keiner der beiden Bälge 40, 45 unabhängig von der Stellung des Stellstössels 12 je auf Zug beansprucht wird.

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Die Bälge 40, 45 können z.B. aus einem rostfesten Stahl mit einer Dicke - je nach erwartbarer Druckdifferenz zwischen den Räumen 39 und 38 - von etwa 0,04 - 0,07 mm sein. Ebenso eignen sich für die Bälge 40, 45 auch andere metallische Werkstoffe, z.B„ Be-Bronze.

Aus dem Gesagten ergibt sich, dass bei einer Bewegung des Stellstössels 12 nach oben der Balg 40 axial zusammengedrückt, der Balg 45 dagegen gedehnt wird. Da die Bälge 40, 45 aus einem sehr dünnen Material sind, ist die von ihnen ausgehende Federkraft sehr gering und praktisch vernachläs sigbar.

Ein vom Raum 39 gegen den Raum 38 hin wirkendes Druckgefälle hätte an sich die Tendenz, beide Bälge in axialer Richtung zusammenzudrücken. Da die beiden Bälge aber gewissermassen einander entgegenwirkend geschaltet sind, hat ein solches Druckgefälle praktisch keine Verschiebung des Stellstössels 12 zur Folge. 20

Bei der beschriebenen Durchführung ist der Stellstössel 12 schwebend zwischen den einander gegenseitig kompensierenden Bälgen 40 und 45 aufgehängt und somit sowohl reibungsfrei als auch hysteresefrei im Spindelgehäuse verschiebbar. Die einzigen Kräfte,denen der am Aussengewinde 27 angreifende Stellantrieb zu widerstehen hat, sind die von den Bälgen 40, 45 ausgehenden Federkräfte, die - wie erwähnt - praktisch vernachlässxgbar sind.

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Damit kann als Stellantrieb ein Hubmagnet vorgesehen werden, dessen Hub von einem Stellsignal abhängig ist.

Es versteht sich von selbst, das anstelle des geschlitzten Rohrabschnittes 30 mehrere (mindestens zwei) parallele Stäbe vorgesehen sein können, die einerends in regelmässigen Winkelabständen am Umfang der Ringscheibe 28 befestigt sind, mit Spiel durch entsprechende Bohrungen in der Stirnwand 21 hindurchführen und andernends am Umfang des Stopfens 35 befestigt sind.

Andererseits ist es auch denkbar, wenngleich herstellungstechnisch mit mehr Problemen behaftet, eine einstückige Balgabdichtung zu verwenden, bei der zu beiden Seiten eines faltenfreien, zylindrischen und dicht an der Äussenwand des Schaftabschnittes 26 zu befestigenden MLttelabschnittes die beiden eigentlichen Bälge 40 und anschliessen. In diesem Falle müsste der Rohrabschnitt 30 bzw. müssten die zuvor genannten Stäbe mittels einer den genannten Mittelabschnitt umspannenden Bride oder dgl. am Abschnitt 26 befestigt werden. Andererseits müsste die Strömungsverbindung zwischen den Räumen 43 und 48 durch eine mit einer Querbohrung abgeschlossene Axialbohrung im schaftförmigen Abschnitt 26 des Stellstössels 12 hergestellt werden.

Claims (7)

1. PATENTANWÄLTE DR. KADOR & DR. KLUNKER

   K 12 830

   18. Januar 1980

   Elektrowatt AG
   Bellerivestraße 36 CH-8ÖO8 Zürich/Schweiz

   PATENTANSPRUECHE

   I. 1.; Stellgerät-Durchführung mit einem durch ein Gehäuse hindurch sich erstreckenden, längsverschiebbaren Stellstössel, und mit einem einerends dicht an der Innenseite einer Stirnwand des Gehäuses und andernends dicht am Stellstössel befestigten, diesen im Gehäuse umgebenden Metallbalg, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellstössel (12) im Anschluss an den genannten Metallbalg (40) aufgeweitet ist und einen weiteren, zum genannten . Metallbalg (40) koaxial angeordneten Metallbalg (45) umgibt, dessen dem genannten Metallbalg (40) zugekehrtes Ende dicht am Stellstössel (12) und dessen dem genannten Metallbalg (40) abgekehrtes Ende dicht an der Innenseite der anderen Stirnwand (21) des Gehäuses (11) befestigt ist, wobei die von den Metallbälgen (40, 45) umschlossenen Räume (43, 48) einerseits und die die Metallbälge (40, 45) umgebenden Räume (40, 49) im Gehäuse (11) andererseits je miteinander in Strömungsverbindung stehen,

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2. 2. Durchführung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Metallbälge (40, 45) den selben Aussen- und Innendurchmesser und die selbe Anzahl Falten aufweisen.
3. 3. Durchführung nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Metallbälge (40, 45) in Ruhestellung gleich lang sind.
4. 4. Durchführung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Stellstössel (12) im Anschluss an den erstgenannten Balg (40) einen rohrförmigen Abschnitt (30) aufweist, der mit wenigstens einem Längsschlitz (31, 32) versehen ist, durch den -sich ein Steg (24, 25) der anderen Stirnwand (21) des Gehäuses (11) erstreckt.
5. 5. Durchführung nach Patentanspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass sich der geschlitzte Teil des rohrförmigen Abschnittes (30) mit Spiel durch einen in der arideren Stirnwand (21) ausgebildeten Schlitz (22, 23) in der Form eines Kreisringsektors erstreckt.
6. 6. Durchführung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Metallbälge (40, 45) vorkomprimiert im Gehäuse (11) eingebaut sind.
7. 7. Verwendung der Durchführung nach Patentanspruch 1

   an einem Stellgerät, dessen Stellantrieb ein Hubmagnet mit einem von einem Stellsignal abhängigen Hub ist.

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