DE3439814C2 - Axially elastic connection arrangement for connecting the drive stem of an actuator with the valve stem of a control valve - Google Patents

Abstract

Die axialelastische Verbindung der Antriebsstange eines Stellantriebes mit der Ventilstange eines Stellventils o. dgl. zeigt eine elastische Ausbildung des Übertragungsgestänges. Zu diesem Zweck ist die Antriebsstange 13 mit der Ventilstange 4 über eine zur Längsachse der Stange 13, 4 nach innen geneigte Schrägfläche 11 bzw. 12 der einen Stange und auf letzterer gleitend verschiebbare schräge Gegenflächen von Profilteilen 9, 10 der anderen Stange kuppelbar.The axially elastic connection of the drive rod of an actuator with the valve rod of a control valve or the like shows an elastic design of the transmission linkage. For this purpose, the drive rod 13 can be coupled to the valve rod 4 via an inclined surface 11 or 12 of the one rod, which is inclined inwardly relative to the longitudinal axis of the rod 13, 4, and angled opposing surfaces of profile parts 9, 10 of the other rod that can be slid on the latter.

Description

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F i g. 4 zeigt eine Verbindung nach F i g. 1 bis 3 mit nommen. Beim Einbau der Feder werden die beiden einem Feder-Kraftspeicher. Verbindungsteile 19 und 20 mit Hilfe eines Werkzeuges,F i g. 4 shows a connection according to FIG. Take 1 to 3 with you. When installing the spring, the two a spring energy store. Connecting parts 19 and 20 with the help of a tool,

ΐη F i g. 1 der Zeichnung ist die offene Stellung der z. B. mit einem Schraubenzieher, so weit zur Mittelachse Verbindung von Antriebsstange 13 und Ventilstange 4 gebogen, daß die Zapfen 28 und 29 durch die öffnung gezeigt An der Antriebsstange 13 sind die beiden fe- 5 der Federhülse 32 geschoben werden können und in den dernden Verbindungsteile 2 und 3 befestigt, die im mitt- Löchern 24,25 oder 26,27 einrasten, je nachdem ob die leren Bereich nockenartige Verformungen 7 und 8 ha- Wirkung des Kraftspeichers die Antriebsstange einfahben und an derem unteren Ende profilierte Vertiefun- ren oder ausfahren solL Dann kann die Riegelhülse gen 9 und 10 vorhanden sind, die über ein gleichartiges wieder über die Verbindungsteile 2 und 3 in die obere Profil 11 und 12 am Ende der Ventilstange 4 greifen. io Raststellung geschoben werden. Die Verbindungsteile Eine Riegelhülse 1 steht mit Nocken 5 und 6 in der 19 und 20 liegen dann mit den unteren Enden an der oberen Raststellung, in der die Verbindungsteile 2 und 3 Riegelhülse 1 an, womit die Rastung der Zapfen 28 und aufspreizen können. Wird die Riegelhülse 1 aus dieser 29 gegen öffnen gesichert ist Diese Sicherung ist, unab-Stellung nach unten geschoben, dann gleiten die Nok- hängig von der Raststellung der Riegelhülse 1, dadurch ken 5 und 6 auf die Nocken 7 und 8 der Verbindungsteile 15 gewährleistet, daß die beiden unteren Enden der Ver-2 und 3 auf, wodurch diese von der offenen Spreizstel- bindungsteile 19 und 20 über den normalen Verschiebelung in eine Schließstellung gebracht werden, und die bereich der Riegelhülse 1 hinausreichen, wie aus F i g. profilierten Vertiefungen 9 und 10 greifen über die zu ersehen ist. gleichartige Profilform 11 und 12 der Ventilstange 4. Selbstverständlich beschränkt sich die Erfindungΐη F i g. 1 of the drawing is the open position of the z. B. with a screwdriver as far to the central axis Connection of drive rod 13 and valve rod 4 is bent so that the pins 28 and 29 pass through the opening The two springs of the spring sleeve 32 are shown on the drive rod 13 and can be pushed into the derenden connecting parts 2 and 3 attached, which snap into the middle holes 24,25 or 26,27, depending on whether the leren area cam-like deformations 7 and 8 ha - effect of the energy storage device retract the drive rod and at its lower end profiled recesses or should extend. Then the locking sleeve gen 9 and 10 are available, which have a similar back on the connecting parts 2 and 3 in the upper Grip profiles 11 and 12 at the end of the valve rod 4. io locking position. The connecting parts A locking sleeve 1 stands with cams 5 and 6 in the 19 and 20 are then with the lower ends on the upper locking position in which the connecting parts 2 and 3 locking sleeve 1, whereby the locking of the pin 28 and can spread open. If the locking sleeve 1 is secured against opening from this 29, this securing is independent of the position pushed down, then the cam slide depending on the latching position of the locking sleeve 1, thereby ken 5 and 6 on the cams 7 and 8 of the connecting parts 15 ensures that the two lower ends of the Ver-2 and 3, whereby these from the open splayed binding parts 19 and 20 over the normal displacement be brought into a closed position, and reach out the area of the locking sleeve 1, as shown in FIG. profiled depressions 9 and 10 reach over which can be seen. similar profile shape 11 and 12 of the valve rod 4. Of course, the invention is limited

In F i g. 2 ist die geschlossene Verbindung von An- 20 nicht auf das vorstehend beschriebene und in der Zeichtriebsstange 13 und Ventilstange 4 dargestellt Die Rie- nung dargestellte Ausführungsbeispiel, sondern sie umgelhülse 1 ist bis zu den Anschlägen 17 und 18 in die faßt auch alle Varianten und Anwendungsfälle im Rah-Schließstellung geschoben, in der die Nocken 5 und 6 die men der wesentlichen Erfindungsmerkmale. Beispiels-Verbindungsteile 2 und 3 geschlossen halten und hinter weise könnte die Verbindungsanordnung auch so ausgeden Nocken 7 und 8 in der unteren Raststellung stehen. 25 bildet sein, daß die nach innen geneigten Schrägflächen Das Verschieben der Riegelhülse 1 von der offenen in 11,12 am Ende einer Antriebsstange und die damit zudie geschlossene Raststellung kann auch mittels eines sammenarbeitenden Schrägflächen bzw. Profilteile 9,10 Hilfswerkzeuges durch eine Gehäuseöffnung erfolgen, am freien Ende einer Ventilstange oder sonstigen Betäz. B. mit einem Schraubenzieher, der am Hülsenrand 14 tigungsstange angeordnet sind, angreift. 30 In Fig. 2 is the closed connection of An 20 not to the one described above and in the drawing drive rod 13 and valve rod 4 are shown 1 is up to the stops 17 and 18 in which also includes all variants and applications in the yard-closed position pushed, in which the cams 5 and 6 are the men of the essential features of the invention. Example connecting parts 2 and 3 keep closed and behind, the connection arrangement could also be designed that way Cams 7 and 8 are in the lower locking position. 25 forms that the inwardly inclined surfaces Moving the locking sleeve 1 from the open in 11,12 at the end of a drive rod and thus to the The closed latching position can also be achieved by means of cooperating inclined surfaces or profile parts 9, 10 Auxiliary tool take place through a housing opening, at the free end of a valve rod or other Betäz. B. with a screwdriver, which are arranged on the sleeve edge 14 processing rod, attacks. 30th

Wird in dieser Stellung von der Antriebsstange 13 Hierzu 3 Blatt ZeichnungenIn this position the drive rod 13 is used for this purpose 3 sheets of drawings

eine bestimmte Schubkraft eingeleitet dann gleiten die a certain thrust is initiated then the slide

profilierten Vertiefungen 9 und 10 der Verbindungsteile 2 und 3 auf die Formschräge 11 der Ventilstange 4 auf, so daß diese beiden Teile bis zu den Begrenzungsflächen 15 und 16 der Riegelhülse 1 aufspreizen. Das gleiche geschieht beim Einleiten einer Zugkraft an der Formschräge 12 der Ventilstange 4. Dieser Vorgang ist in vergrößerter Darstellung in F i g. 3 gezeigt. Die ausgezogenen Linien geben die normale Lage der Verbindungsteile 2 und 3 an. Die unterbrochenen Linien zeigen die Lage der Verbindungsteile 2 und 3 bei hoher Stellkraft, z. B. in der Schließstellung. Die rechte Seite der F i g. 3 gilt für Schubkraft und die linke Seite für Zugkraft. Es ist zu erkennen, wie durch die federnde Aufspreizung a der Verbindungsteile 2 und 3 ein achsialer Federweg / durchlaufen wird, der zum Ausgleich der oben genannten Einflüsse in einem weiten Bereich bestimmt werden kann. Die wesentlichen Bestimmungsgrößen sind: Materialstärke der Verbindungsteile 2 und 3, Abstand der Nocken 5 und 6 in Schließstellung von der Schräge 11 bzw. 12 an der Ventilstange 4 und zulässiger Abstand a der Begrenzungsflächen 15,16.profiled recesses 9 and 10 of the connecting parts 2 and 3 on the bevel 11 of the valve rod 4, so that these two parts spread open to the boundary surfaces 15 and 16 of the locking sleeve 1. The same thing happens when a tensile force is applied to the bevel 12 of the valve rod 4. This process is shown in an enlarged view in FIG. 3 shown. The solid lines indicate the normal position of the connecting parts 2 and 3. The broken lines show the position of the connecting parts 2 and 3 when the force is high, e.g. B. in the closed position. The right side of FIG. 3 applies to pushing force and the left side to pulling force. It can be seen how the resilient spreading a of the connecting parts 2 and 3 traverses an axial spring deflection / which can be determined in a wide range to compensate for the above-mentioned influences. The main determinants are: material thickness of the connecting parts 2 and 3, the distance between the cams 5 and 6 in the closed position from the bevel 11 or 12 on the valve rod 4 and the permissible distance a between the boundary surfaces 15, 16.

Ein weiterer Vorteil der federnden Ausbildung der Verbindungsteile 2 und 3 und der Verwendung einer Riegelhülse ergibt sich dann, wenn ein Stellgerät in eine Sicherheitsstellung gehen soll, z. B. bei Energieausfall oder bei Erreichen von Grenzwerten, und hierfür ein Kraftspeicher (Feder) vorhanden sein muß. In F i g. 4 ist ein? derartige Anordnung dargestellt. An der Antriebs- so stange 13 sind in diesem Fall außer den federnden Verbindungsteilen 2 und 3 auch die federnden Verbindungsteile 19 und 20 mit den beiden Zapfen 28 und 29 befestigt. Eine Feder 21 wird von den beiden Hülsen 31 und 32 und einem Ring 33 unter Vorspannung zusammengehalten. Der Einbau in das Gehäuse 22 des Stellantriebes erfolgt vor dem Anbau an das Stellgerät. Die Riegelhülse 1 und ein unteres Federwiderlager 23 sind herausge-Another advantage of the resilient design of the connecting parts 2 and 3 and the use of a Lock sleeve results when an actuator is to go into a safety position, z. B. in the event of a power failure or when limit values are reached, and an energy storage device (spring) must be available for this. In Fig. 4 is a? such arrangement shown. At the drive so Rod 13 are in this case, in addition to the resilient connecting parts 2 and 3, the resilient connecting parts 19 and 20 attached to the two pins 28 and 29. A spring 21 is of the two sleeves 31 and 32 and a ring 33 held together under bias. Installation in the housing 22 of the actuator takes place before attachment to the actuator. The locking sleeve 1 and a lower spring abutment 23 are removed

Claims (5)

1 2 Stellantriebe der vorstehend erwähnten Art sollen Patentansprüche: möglichst spielfrei mit dem Stellgerät verbunden werden, wobei in Schließstellung die Einhaltung der1 2 actuators of the type mentioned above are intended to: be connected to the actuator with as little play as possible, while in the closed position compliance with the 1. Axialelastische Verbindungsanordnung zum Schließkraft gewährleistet sein muß. Dies macht aber Verbinden der Antriebsstange eines Stellantriebes 5 bei starren Verbindungen Schwierigkeiten wenn z. B.1. Axially elastic connection arrangement for the closing force must be guaranteed. But this does Connecting the drive rod of an actuator 5 with rigid connections difficulties if z. B. mit der Ventilstange eines Stellventils oder dgL, bei durch Temperatureinfluß Längenänderungen auftreten,with the valve stem of a control valve or the like, where changes in length occur due to the influence of temperature, der die Antriebsstange mit der Ventilstange über zur Beispielsweise Elektroantriebe, die in Schließstellungwhich connects the actuator stem with the valve stem to, for example, electric actuators that are in the closed position Längsachse der Stangen nach innen geneigte abgeschaltet werden, oder zusätzliche HandantriebeLongitudinal axis of the rods inclined inwards can be switched off, or additional manual drives Schrägflächen der einen Stange und auf letzteren mit nicht stufenloser Raststellung zeigen solchenInclined surfaces of one rod and on the latter with a non-stepless locking position show such gleitend verschiebbare schräge Gegenflächen von 10 Schwierigkeiten, so daß ζ. B. Stellventile den Durchflußsliding inclined mating surfaces of 10 difficulties, so that ζ. B. Control valves control the flow Profilteilen der anderen Stange kuppelbar ist, wobei ungenügend absperren.Profile parts of the other rod can be coupled, with insufficient locking. die Schrägflächen als axial gegenüberliegende Ke- Zur Behebung dieses Mangels sind bereits Vorrichgelstumpfflächen eines am freien Ende der Ventil- tungen bekannt, bei denen in den Kraftübertragungsstange befindlichen Ventilstangenkopfes ausgebildet weg elastische Glieder eingebaut sind, die im Schließsind, über den die Profilteile greifen, welche an den 15 punkt genügend hoch vorgespannt werden, bevor der Enden von an der Antriebsstange befestigten Ver- Antrieb abgeschaltet oder gerastet wird. Solche Vorhindungssteilen ausgebildet sind, dadurch ge- richtungen, die ζ.3. als kraft- oder drehmomentabhänkennzeichnet, daß die Verbindungsteile (2, 3) gige Endabschaltungen bekannt sind, werden bisher federnd ausgebildet und mit gegenüberliegenden vorwiegend bei größeren Stellkräften eingesetzt, weil Nocken (7,8) versehen sind, die mit Hilfe einer auf 20 sie einen erheblichen Aufwand erfordern,
den Verbindungsteilen (2, 3) längsverschiebbaren Aus der US-PS 27 94 670 ist bereits eine Verbin-Riegelhülse (1) zusammendrückbar sind und dabei dungsanordnung der eingangs genannten Art bekannt, die Verbindungsteile (2,3) aus einer offenen Spreiz- bei der in den Kraftübertragungsweg axialelastische stellung (Fig. 1) in eine Schließstellung (Fig.2) Glieder eingebaut sind, die aber in Schließstellung die bringen, in der die Profilteile (9,10) an den Schräg- 25 Einhaltung der Schließkraft nicht gewährleisten können flächen (11, 12) des Ventilstangenkopfes anliegen; und auch nicht so spielfrei sind, wie dies wünschenswert daß die Riegelhülse (1) nach innen gerichtete Nok- ist Auch die Anwendung von elastisch federnden Verken (5,6) aufweist, welche mit den Nocken (7,8) der bindungsteilen, wie sie aus der CH-PS 1 92 641 vorbefedernden Verbindungsteile (2, 3) zusammenarbei- kannt sind, bei der Verbindungsanordnung nach der ten; und daß an der Innenwand der Riegelhülse (1) 30 US-PS 27 94 670 führt nicht zu einer spielfreien Anordgegenüber den in Schließstellung (F i g. 2) befindli- nung, welche die Einhaltung der Schließkraft gewährleichen Profilteilen (9,10) der federnden Verbindungs- stetThe inclined surfaces as axially opposite Ke- To remedy this deficiency, Vorrichgel frustum surfaces of one at the free end of the valve are already known, in which the valve rod head located in the power transmission rod is built in with elastic members that are in the closing, over which the profile parts engage The 15 point must be pretensioned sufficiently high before the ends of the drive fastened to the drive rod are switched off or locked in place. Such Vorhindungsstteile are formed, thereby directions that ζ.3. as force or torque dependent that the connecting parts (2, 3) Gige limit switches are known, are so far resilient and used with opposite mainly for larger actuating forces, because cams (7,8) are provided with the help of one on 20 them require considerable effort,
the connecting parts (2, 3) longitudinally displaceable From US-PS 27 94 670 a connecting locking sleeve (1) are already compressible and training arrangement of the type mentioned, the connecting parts (2,3) from an open expansion at the In the power transmission path axially elastic position (Fig. 1) in a closed position (Fig.2) members are installed, but bring them into the closed position in which the profile parts (9,10) on the oblique surfaces cannot ensure compliance with the closing force (11, 12) of the valve rod head rest against; and are not as free from play as is desirable that the locking sleeve (1) is inwardly directed cam from CH-PS 1 92 641 spring-loaded connecting parts (2, 3) are known to work together, in the connection arrangement according to the th; and that on the inner wall of the locking sleeve (1) 30 US Pat. No. 2,794,670 does not lead to a backlash-free arrangement with respect to the profile parts (9, 10) in the closed position (FIG. 2) which ensure compliance with the closing force resilient connection teile (2,3) Anschlagflächen (15,16) zur Begrenzung Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eineparts (2,3) stop surfaces (15,16) to limit the invention is therefore based on the object of a des Federweges dieser Teile vorgesehen sind. axialelastische Verbindungsanordnung der gattungsge-the spring travel of these parts are provided. axially elastic connection arrangement of the generic 2. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1, da- 35 mäßen Art zu schaffen, welche, mit einfachen Mitteln durch gekennzeichnet, daß die Riegelhülse (1) mit auch bei kleineren Stellantrieben verwendbar, weitesteinem zu ihrer Verschiebung dienenden Hülsenrand gehend spielfrei ist und die Schließstellung die Einhal-(14) versehen ist. tung der Schließkraft gewährleistet.2. Connection arrangement according to claim 1, there- 35 ma type to create which, with simple means characterized in that the locking sleeve (1) can also be used with smaller actuators, by far the sleeve edge serving for their displacement is free of play and the closed position the retainer (14) is provided. the closing force is guaranteed. 3. Verbindungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2 Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im für Stellgeräte mit Sicherheitsstellung und Kraft- 40 Kennzeichen des Patentanspruches 1 aufgeführten speicher, dadurch gekennzeichnet, daß der Kraft- Merkmale gelöst. Besonders bevorzugte Ausführungsspeicher (21) mit der Antriebsstange (13) durch fe- formen der Erfindung sind Gegenstand der Unterandernde Verbindungsteile (19, 20) verbunden ist, die Sprüche.3. Connection arrangement according to claim 1 or 2 According to the invention, this object is achieved by the im for actuators with safety position and force 40 characteristics of claim 1 listed memory, characterized in that the force features are solved. Particularly preferred embodiment memory (21) with the drive rod (13) by molding the invention are the subject of the subordinate Connecting parts (19, 20) connected, the Proverbs. einerseits an der Antriebsstange (13) befestigt und Die Verbindungsanordnung nach der Erfindung miton the one hand attached to the drive rod (13) and the connection arrangement according to the invention with andererseits mit dem Kraftspeicher (21) kuppelbar 45 ihrem hinreichend elastisch ausgebildeten Übertra-on the other hand, it can be coupled to the energy store (21) 45 its sufficiently elastic transmission sind. gungsgestänge hat nur ein verhältnismäßig geringenare. linkage has only a relatively low level 4. Verbindungsanordnung nach Anspruch 3, da- Platzbedarf und kann daher gut in die Verbindungsandurch gekennzeichnet, daß die freien Enden der fe- Ordnung der Antriebsstange mit der Ventilstange eingedernden Verbindungsteile (19,20) an der Riegelhülse baut werden.4. Connection arrangement according to claim 3, there is a space requirement and can therefore be easily inserted into the connection characterized in that the free ends of the fe-order of the actuator rod inward with the valve rod Connecting parts (19, 20) are built on the locking sleeve. (1) anliegen und dort über den normalen Verschiebe- 50 Bei Stellgeräten mit Sicherheitsstellung kann die Ver-(1) and there using the normal shift 50 For actuators with a fail-safe position, the bereich der Riegelhülse (1) hinausreichen, bindung außerdem zusätzlich so ausgebildet werden,reach beyond the area of the locking sleeve (1), the binding must also be designed in such a way that 5. Verbindungsanordnung nach Anspruch 4, da- daß damit auch die Verbindung mit einem Kraftspeidurch gekennzeichnet, daß die als Kraftspeicher die- eher, wie z. B. einer Feder, auf einfache Weise vorgenende Feder (21) von Hülsen (31, 32) und einem nommen werden kann. Eine Verbindungsanordnung ge-Auflagering (33) unter Vorspannung zusammenge- 55 maß der Erfindung ist z. B. auch mit Vorteil bei Verwenhalten und mit den federnden Verbindungsteilen (19, dung von Elektromotoren geeignet, die im angeschalte-20) durch Zapfen (28, 29) verbunden ist, welche ten Zustand selbsthemmend sind und nicht abgeschaltet wahlweise in Löcher (24, 25 oder 26, 27) der Hülse werden müssen, wenn sie in der Endstellung verharren. (32) einrastbar sind. In der Zeichnung ist die Erfindung in einer Ausfüh-5. Connection arrangement according to claim 4, that therewith also the connection with a power feeder characterized in that the energy storage rather, such as. B. a spring, vorgenende in a simple manner Spring (21) of sleeves (31, 32) and one can be taken. A connection arrangement ge-support ring (33) under bias 55 measure of the invention is z. B. also with advantage in Verwenhalten and with the resilient connection parts (19, suitable for electric motors that are connected to the 20) connected by pins (28, 29), which th state are self-locking and not switched off optionally in holes (24, 25 or 26, 27) of the sleeve must be if they remain in the end position. (32) can be locked. In the drawing, the invention is in one embodiment bu rungsiurm umie und mli Kraftspeicher beispielsweisebu rungsiurm umie and mli lift mechanism, for example veranschaulicht.illustrated. F i g. 1 zeigt einen senkrechten Längsschnitt einer Verbindung von Antriebsstange und Ventilstange in of-Die Erfindung betrifft eine axialelastische Verbin- fener Stellung.F i g. 1 shows a vertical longitudinal section of a connection between the drive rod and the valve rod in of-die The invention relates to an axially elastic connected position. dungsanordnung für das Verbinden der Antriebsstange 65 F i g. 2 zeigt die geschlossene Stellung der Verbineines Stellantriebes mit der Ventilstange eines Stellven- dung nach Fig. 1.arrangement for connecting the drive rod 65 F i g. 2 shows the closed position of the connectors Actuator with the valve rod of an actuator according to FIG. 1. tils oder dgl. nach dem Oberbegriff des Patentanspru- F i g. 3 zeigt in vergrößerter Darstellung einen Aus-tils or the like. According to the preamble of patent claim F i g. 3 shows an enlarged view of an ches 1. schnitt aus F i g. 2, und1st section from Fig. 2, and