DE3925887A1 - Double acting pneumatic drive unit - has at least one piston, with piston chamber, spring arrangement, pressure compartment and control - Google Patents

Abstract

The double-acting pneumatic drive (2) for fitments such as ball-cocks, throttle valves, etc. has at least one piston (14,16) moving in a straight line between two end positions. The linear movement of the first piston (14,16) is converted into a rotary movement of the control shaft. At least one further piston-chamber (42) contains a further piston (44) and a spring arrangement (48). Between the extra piston chamber and the further piston (44) is a pressure compartment (56) permanently connected to compressed air. The second piston (44) has a control (58). USE/ADVANTAGE - The pneumatic drive-unit automatically closes when there is not air or current.

Description

Die Erfindung betrifft einen doppelt wirkenden pneumati­ schen Antrieb für Armaturen wie Kugelhähne, Absperrklappen oder Kükenhähne u.dgl., bei denen die Schaltwelle zum Betä­ tigen der Armaturen zwischen zwei Endstellungen drehbar ist, wobei der Antrieb mindestens einen linear zwischen zwei Endstellungen bewegbaren ersten Kolben aufweist, der beidseitig alternativ mit Druckluft beaufschlagbar ist und die Linearbewegung des ersten Kolbens über eine Kopplungs­ einrichtung in eine Drehbewegung der Schaltwelle umgesetzt wird, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Schaltwelle des Antriebs ist hierbei mit der Schaltspindel der Armatur antriebsmäßig gekoppelt.The invention relates to a double-acting pneumati drive for fittings such as ball valves, butterfly valves or plug valves and the like, in which the selector shaft for actuation the fittings can be rotated between two end positions is, the drive being at least one linear between has two end positions movable first piston, the alternatively, compressed air can be applied to both sides and the linear movement of the first piston via a coupling device converted into a rotary movement of the control shaft is, according to the preamble of claim 1. The selector shaft the actuator is with the valve stem coupled in terms of drive.

Zur pneumatischen Steuerung von 90°-schaltbaren Armaturen wie Kugelhähnen, Absperrklappen u.dgl. werden in den meisten Fällen Antriebe verwendet, die mittels Druckluft die 90°-Steuerung der Armatur durchführen. Solche Antriebe nach dem Stand der Technik lassen sich in doppelt wirkende und einfach wirkende Antriebe unterteilen. Bei den doppelt wirkenden Antrieben wirkt die Druckluft abwechselnd von beiden Seiten auf die Antriebskolben, um die gewünschte Drehbewegung der Schaltwelle durchzuführen. Bei einfach wirkenden Antrieben werden die Antriebskolben in der einen Richtung mittels Druckluft bewegt, in der anderen Richtung mittels Federkraft. Soll bei Druckluft- oder Stromausfall eine Schließposition der Armatur automatisch eingenommen werden, so wird ein solcher einfach wirkender Antrieb ver­ wendet, da die vorgespannte Feder den Antriebskolben bei Luftdruckausfall automatisch in seine Schließposition bringt. For the pneumatic control of 90 ° switchable fittings such as ball valves, butterfly valves and the like. are in the In most cases, drives are used that use compressed air carry out the 90 ° control of the valve. Such drives according to the state of the art can be double-acting and divide single-acting drives. In the double acting drives, the compressed air acts alternately from both sides on the drive piston to the desired one Rotate the shift shaft. With simple Acting drives are the drive pistons in one Moved with compressed air in the other direction by means of spring force. Should be in case of compressed air or power failure a closed position of the valve is automatically assumed are such a single-acting drive ver turns because the pre-stressed spring at the drive piston Air pressure drop automatically into its closed position brings.  

Andererseits ist jedoch die Abgabeleistung eines einfach wirkenden Antriebes geringer als diejenige eines doppelt wirkenden Antriebes, nachdem im Falle des einfach wirkenden Antriebes jedesmal, wenn die Armatur in der einen Richtung betätigt werden muß, gleichzeitig auch die Federpakete ge­ spannt werden müssen. Aus diesem Grunde ist bei vorgegebe­ ner Leistung aus Sicherheitsgründen oftmals ein gegenüber einem doppelt wirkenden Antrieb stets wesentlich größerer und entsprechend teurerer einfach wirkender Antrieb einzu­ setzen.On the other hand, the output performance of one is simple acting drive less than that of a double acting actuator after in the case of single acting Actuator every time the valve in one direction must be operated, at the same time the spring packs ge need to be tensioned. For this reason, is given at performance for security reasons a double-acting actuator always much larger and correspondingly more expensive single-acting drive put.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen pneu­ matischen Antrieb der gattungsbildenden Art zu schaffen, der einerseits die hohe Abgabeleistung eines doppelt wirken­ den Antriebes aufweist, andererseits aber auch nach Art eines einfach wirkenden Antriebes bei Luft- oder Stromaus­ fall selbsttätig in eine Schließstellung überführt wird.The invention is therefore based on the object, a tire to create a mathematical drive of the generic type, on the one hand, the high output of a double effect has the drive, but also according to Art a single-acting actuator in the event of air or power outages case is automatically transferred to a closed position.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß im wesent­ lichen vorgesehen, daß mindestens eine weitere Kolbenkammer vorgesehen ist, in der ein weiterer Kolben verschieblich gelagert ist, daß zwischen der weiteren Kolbenkammer und dem weiteren Kolben ein Druckraum definiert ist, der mit der Druckluft permanent in Verbindung steht und den weite­ ren Kolben in eine erste Richtung in eine erste Endlage zu verschieben trachtet, daß eine Federeinrichtung vorge­ sehen ist, welche den weiteren Kolben in eine der ersten Richtung entgegengesetzte Richtung in eine zweite Endlage zu verschieben trachtet, wobei die von der Federeinrichtung aufgebrachte Verschiebekraft bei normalem Betrieb geringer ist als die von der Druckluft aufgebrachte Verschiebekraft, bei Druckausfall der weitere Kolben aufgrund der Spannkraft der Federeinrichtung jedoch in die zweite Endlage verscho­ ben wird, und daß der weitere Kolben mit einer Betätigungs­ einrichtung verbunden ist, die bei normalem Betrieb außer Eingriff mit dem ersten Kolben steht, bei Druckausfall den ersten Kolben aufgrund der Bewegung des weiteren Kolbens zwangsläufig in eine definierte Sicherungsstellung über­ führt.To solve this problem, the invention is essential Lichen provided that at least one additional piston chamber is provided, in which a further piston is displaceable is mounted that between the other piston chamber and a pressure chamber is defined for the further piston, which with the compressed air is permanently connected and the wide ren piston in a first direction in a first end position to move that a spring device featured is see which the other piston into one of the first Direction opposite direction to a second end position seeks to move, being by the spring device applied displacement force less during normal operation is than the displacement force exerted by the compressed air, in the event of pressure loss, the additional piston due to the clamping force the spring device, however, moved into the second end position ben, and that the further piston with an actuation device is connected, which during normal operation except  Engagement with the first piston is in the event of pressure loss first piston due to the movement of the other piston inevitably in a defined securing position leads.

Die Erfindung sieht daher für den ersten Kolben eine zusätz­ liche Kolbenkammer vor, in der sich ein Kolben befindet, der die Aufgabe hat, eine Federeinrichtung (Spiralfedern) mittels Druckluft zu komprimieren und die komprimierte Leistung im Bedarfsfall, also bei Druckluftausfall, wieder abzugeben.The invention therefore sees an additional one for the first piston piston chamber in which a piston is located, which has the task of a spring device (coil springs) to compress using compressed air and the compressed Performance in case of need, i.e. in case of compressed air failure, again to deliver.

Ein wesentlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Systems be­ steht darin, daß im Gegensatz zum herkömmlichen System die weiteren Kolben im Regelfall in permanenter Ruhestellung verbleiben und keinem Verschleiß unterworfen sind. Die Sicherheitsschaltung wird nur bei Bedarf durchgeführt. Gleichzeitig tritt keine Leistungsminderung des doppelt wirkenden Antriebsystems auf, nachdem die Komprimierung der Federeinrichtung durch die weiteren Kolben durchgeführt wird.A major advantage of the system according to the invention is that in contrast to the conventional system additional pistons, as a rule, in permanent rest position remain and are not subject to wear. The Safety switching is only carried out when required. At the same time there is no decrease in performance of the double acting drive system after the compression the spring device performed by the other pistons becomes.

Der erfindungsgemäße Antrieb ist insbesondere bei 90°- schaltbaren Armaturen verwendbar, grundsätzlich jedoch auch bei solchen Armaturen, deren Schaltwinkel sich von 90° unterscheidet. Die Sicherheitsstellung wird in der Regel eine der beiden Endstellungen der ersten Kolben sein. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich; die Sicherheits­ stellung könnte beispielsweise ohne weiteres auch eine sol­ che Zwischenstellung sein, die sich zwischen den beiden Endstellungen der ersten Kolben befindet.The drive according to the invention is in particular at 90 ° switchable fittings can be used, but basically also in such fittings, the switching angle of 90 ° differs. The security position is usually be one of the two end positions of the first pistons. This however, is not essential; the security position could, for example, be a sol che intermediate position, which is between the two End positions of the first pistons.

Im Falle, daß der doppelt wirkende pneumatische Antrieb zwei gegenläufig synchron betätigbare erste Kolben umfaßt, ist zweckmäßigerweise vorgesehen, daß jedem ersten Kolben eine weitere Kolbenkammer mit weiterem Kolben, Federeinrich­ tung und Betätigungseinrichtung zugeordnet ist, d.h. jeder Kolben ist mit einer entsprechenden Zusatz-Sicherheitsein­ richtung gekoppelt.In the event that the double-acting pneumatic drive comprises two first pistons which can be operated synchronously in opposite directions,  is conveniently provided that each first piston another piston chamber with another piston, Federeinrich device and actuator is assigned, i.e. everyone Piston is with a corresponding additional safety direction coupled.

In konstruktiv besonders einfacher Weise ist vorgesehen, daß die weiteren Kolben koaxial zu den ersten Kolben beweg­ lich angeordnet sind, wobei der Druckraum zwischen dem ersten Kolben und dem weiteren Kolben angeordnet ist und die Betätigungseinrichtung von einem Stößel gebildet ist, der am weiteren Kolben befestigt ist und sich in Richtung zum ersten Kolben hin erstreckt; die Federeinrichtung ist zweckmäßigerweise als Druckfeder ausgebildet und an der dem Druckraum abgewandten Seite des weiteren Kolbens ange­ ordnet. In der normalen Betriebsposition befindet sich der Stößel dann in einer zurückgezogenen Position, während er bei Betriebsausfall aufgrund der Federkraft in das Gehäuse der ersten Kolben eindringt und den zugeordneten ersten Kolben in die Sicherheitsstellung drückt und hier unter Federkraft festhält.It is provided in a structurally particularly simple manner that the other pistons move coaxially to the first pistons Lich arranged, the pressure space between the first piston and the further piston is arranged and the actuating device is formed by a plunger, which is attached to the other piston and in the direction extends towards the first piston; is the spring device Conveniently designed as a compression spring and on the the side of the further piston facing away from the pressure chamber arranges. The is in the normal operating position Then push the plunger in a retracted position while holding it in the event of a breakdown due to the spring force in the housing the first piston penetrates and the associated first Pushes the piston into the safety position and here under Holds spring force.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung kann der Auslöse­ zeitpunkt der Federeinrichtung, d.h. derjenige Zeitpunkt bzw. Druck, bei dem die Sicherheitseinrichtung ausgelöst wird, variierbar sein. Zu diesem Zweck kann der Druckraum mit einem einstellbaren Druckwächterventil in Verbindung stehen, wobei der Druckraum bei Unterschreitung eines be­ stimmten, eingestellten Druckes belüftet wird, wodurch die Sicherheitseinrichtung durch Bewegen des Kolbens in seine zweite Endstellung aktiviert wird.In a preferred development of the invention, the trigger can time of the spring device, i.e. that time or pressure at which the safety device is triggered will be variable. For this purpose the pressure room with an adjustable pressure switch valve in connection stand, the pressure chamber when falling below a be adjusted, set pressure is ventilated, whereby the safety device by moving the piston in its second end position is activated.

Weitere vorteilhafte Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den weiteren Unteransprüchen sowie aus der nachfolgen­ den Beschreibung, in der ein bevorzugtes Ausführungsbei­ spiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher beschrieben ist. In der Zeichnung zeigen in halbschematischer Darstel­ lung:Further advantageous features of the invention result from the further subclaims and from the successor the description in which a preferred embodiment  Game of the invention described in more detail with reference to the drawing is. In the drawing show in semi-schematic representation lung:

Fig. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen doppelt wirkenden pneumatischen Antrieb für 90°-schaltbare Armatu­ ren, bei der sich die ersten Kolben und somit die Schalt­ welle in einer ersten Einstellung befinden, Fig. 1 shows a section through an inventive ren double-acting pneumatic drive for 90 ° -schaltbare Armatu, in which the first piston and thus the switching shaft located in a first setting,

Fig. 2 eine Schnittansicht gemäß Fig. 1, wobei sich die ersten Kolben und somit die Schaltwelle in der zweiten End­ stellung befinden, und Fig. 2 is a sectional view of FIG. 1, wherein the first piston and thus the selector shaft are in the second end position, and

Fig. 3 eine Schnittansicht gemäß Fig. 2, wobei sich die Sicherheitsschalteinrichtungen in der Sicherheitsstellung befinden. Fig. 3 is a sectional view of FIG. 2, with the safety switching devices are in the safety position.

In den Figuren ist mit der Bezugsziffer 2 allgemein eine doppelt wirkende pneumatische Antriebseinheit von an sich im wesentlichen bekannter Bauart für 90°-schaltbare Arma­ turen bezeichnet, an die zu beiden Seiten in der Darstel­ lung gemäß der Zeichnung links und rechts je eine mit der Bezugsziffer 4 bzw. 6 bezeichnete Sicherheitsschalteinrich­ tung angekoppelt ist.In the figures, the reference numeral 2 generally designates a double-acting pneumatic drive unit of generally known type for 90 ° switchable armatures, to the left and right of both sides in the representation according to the drawing, one with the reference number 4 or 6 designated safety switching device is coupled.

Die Antriebseinheit 2 umfaßt ein Hauptgehäuse 8, in dem ein Zylinder 10 mit einer Zylinderachse 12 ausgebildet ist. Innerhalb des Zylinders 10 sind zwei erste Kolben 14, 16 in Richtung der Zylinderachse 12 koaxial gegensinnig ver­ schieblich angeordnet, wobei in üblicher Weise die entspre­ chenden Dichtungsringe 18, 20 und zusätzliche, nicht näher dargestellte Gleitschuhe zur exakten Führung der Kolben vor­ gesehen sind. Die ersten Kolben 14, 16 definieren zwischen sich eine erste Druckkammer 22, und an der jeweils gegen­ überliegenden Seite des Kolbens 14 bzw. 16 ist jeweils eine zweite Druckkammer 24 definiert. Über ein nicht dargestell­ tes Druckluft-Leitungssystem ist Druckluft abwechselnd ent­ weder der ersten Druckkammer 22 oder den zweiten Druckkam­ mern 24 zuführbar, wodurch die ersten Kolben 14, 16 im erst­ genannten Fall voneinander weg nach außen in ihre in Fig. 1 dargestellte erste Endstellung oder, im zweitgenannten Fall, aufeinanderzu in ihre in Fig. 2 dargestellte zweite Endstellung bewegt werden. Es versteht sich, daß die Druck­ kammern 22, 24 auch mit den entsprechenden Belüftungsein­ richtungen versehen sind.The drive unit 2 comprises a main housing 8 , in which a cylinder 10 with a cylinder axis 12 is formed. Within the cylinder 10 , two first pistons 14 , 16 are arranged in the direction of the cylinder axis 12 coaxially oppositely displaceable ver, the corresponding sealing rings 18 , 20 and additional, not shown sliding shoes for exact guidance of the pistons are seen in the usual way. The first pistons 14 , 16 define a first pressure chamber 22 between them, and a second pressure chamber 24 is defined on the opposite side of the piston 14 and 16 , respectively. Via a compressed air line system, not shown, compressed air can alternately be supplied either to the first pressure chamber 22 or the second pressure chamber 24 , whereby the first pistons 14 , 16 in the first-mentioned case move away from each other outward into their first end position shown in FIG. 1 or , in the second-mentioned case, are moved towards one another into their second end position shown in FIG. 2. It goes without saying that the pressure chambers 22 , 24 are also provided with the corresponding ventilation devices.

An den ersten Kolben 14, 16 ist jeweils ein nach innen ge­ richteter Arm 26 bzw. 28 angebracht, an dem jeweils eine Antriebsrolle 30 bzw. 32 gelagert ist. Eine Schwenkscheibe 34 ist an einer senkrecht zur Zylinderachse 12 drehbar gela­ gerten Schaltwelle 36 fixiert und somit in der Zeichenebene verschwenkbar. An gegenüberliegenden Enden der Schwenk­ scheibe 34 ist jeweils eine längliche Ausnehmung 38 ausge­ bildet, in die jeweils eine der Antriebsrollen 30, 32 ein­ greift. Beim gegensinnigen, synchronen Verschieben der ersten Kolben 14, 16 wird somit die Schaltwelle 36 über die hiermit drehfest verbundene Schwenkscheibe 34 um einen bestimmten maximalen Winkelbetrag verdreht, im Falle des vorliegenden Ausführungsbeispiels um maximal 90°.On the first piston 14 , 16 , an inwardly directed arm 26 and 28 is attached, on each of which a drive roller 30 and 32 is mounted. A swivel plate 34 is fixed to a switch shaft 36 which is rotatably mounted perpendicular to the cylinder axis 12 and can thus be pivoted in the plane of the drawing. At opposite ends of the swivel plate 34 , an elongated recess 38 is formed, in each of which one of the drive rollers 30 , 32 engages. When the first pistons 14 , 16 are moved in opposite directions, synchronously, the control shaft 36 is thus rotated by a certain maximum angular amount via the swivel disk 34 connected to it in a rotationally fixed manner, in the case of the present embodiment by a maximum of 90 °.

Soweit bisher die Antriebseinheit 2 beschrieben wurde, ent­ spricht diese einer Konstruktion nach dem bekannten Stand der Technik. Beim bekannten Stand der Technik sind die in der Darstellung gemäß Fig. 1 und 2 rechts und links lie­ genden Endflächen des Hauptgehäuses 8 mittels geeigneter Abschlußdeckel verschlossen, während im Falle der vorliegen­ den Erfindung diese Deckel abgenommen sind und anstatt des­ sen die beiden Sicherheitsschalteinrichtungen 4, 6 an die Antriebseinheit 2 angeflanscht sind.So far, the drive unit 2 has been described, this speaks ent a construction according to the known prior art. In the known prior art, the right and left lying end faces of the main housing 8 in the illustration according to FIGS. 1 and 2 are closed by means of suitable end covers, while in the present invention these covers are removed and instead of the two safety switching devices 4 , 6 are flanged to the drive unit 2 .

Die beiden Sicherheitsschalteinrichtungen 4, 6 sind iden­ tisch aufgebaut, so daß es im vorliegenden Falle ausrei­ chend ist, lediglich die Sicherheitsschalteinrichtung 6 zu beschreiben. The two safety switching devices 4 , 6 are constructed identically, so that in the present case it is sufficient to describe only the safety switching device 6 .

Die Sicherheitsschalteinrichtung 6 umfaßt ein Gehäuse 40, welches in geeigneter Weise mit dem Hauptgehäuse 8 lösbar verbunden ist. Im Inneren des Gehäuses 40 befindet sich eine mit der Zylinderachse 12 konzentrische Kolbenkammer 42, in der ein weiterer Kolben 44 konzentrisch zu den ersten Kolben 14, 16 angeordnet und in Richtung der Zylin­ derachse 12 beweglich ist. Der Kolben 44 ist mittels eines Dichtrings 46 gegenüber der Kolbenkammer 42 abgedichtet. Zwischen der Rückseite des Kolbens 44 und der der Antriebs­ einheit 2 abgewandten Rückseite des Gehäuses 40 ist eine Spiralfeder 48 angeordnet, welche den Kolben 44 in Richtung zur Antriebseinheit 2 hin zu drücken trachtet.The safety switching device 6 comprises a housing 40 which is suitably detachably connected to the main housing 8 . Inside the housing 40 there is a piston chamber 42 concentric with the cylinder axis 12 , in which another piston 44 is arranged concentrically with the first pistons 14 , 16 and is movable in the direction of the cylinder axis 12 . The piston 44 is sealed off from the piston chamber 42 by means of a sealing ring 46 . Between the back of the piston 44 and the drive unit 2 facing away from the rear of the housing 40 , a coil spring 48 is arranged, which tries to push the piston 44 towards the drive unit 2 .

In das Druckluft-Leitungssystem der Antriebseinheit 2 ist eine mit der Bezugsziffer 50 skizzierte Druckluftleitung integriert, welche mit einer entsprechenden Druckluftlei­ tung 52 in der der Antriebseinheit 2 zugewandten Vorderwan­ dung 54 des Gehäuses 40 in Verbindung steht. Über die Druck­ luftleitungen 50, 52 wird der Druckkammer 56, die zwischen der der Antriebseinheit 2 zugewandten Vorderseite des weite­ ren Kolbens 44 und der Vorderwandung 54 des Gehäuses 40 definiert ist, bei ordnungsgemäßem Betrieb des Antriebes ständig Druckluft zugeführt. Die Spannkraft der Spiralfeder 48 ist so dimensioniert, daß bei ordnungsgemäßem Betrieb der Kolben 44 aufgrund des Druckes der Druckluft in der Druckkammer 56 entgegen der Kraft der Spiralfeder 48 in seine in den Figuren dargestellte erste Endstellung bewegt wird, bei welcher die Spiralfedern komprimiert sind und die komprimierte Leistung im Bedarfsfall wieder abgegeben werden kann.In the compressed air line system of the drive unit 2 , an outlined with the reference numeral 50 compressed air line is integrated, which device 52 with a corresponding Druckluftlei device 52 facing the drive unit 2 in front wall 54 of the housing 40 is connected. About the compressed air lines 50 , 52 of the pressure chamber 56 , which is defined between the drive unit 2 facing the front of the wide ren piston 44 and the front wall 54 of the housing 40 , compressed air is constantly supplied with proper operation of the drive. The tensioning force of the spiral spring 48 is dimensioned such that when the pistons 44 are operated properly, due to the pressure of the compressed air in the pressure chamber 56 , the first spring position shown in the figures is moved against the force of the spiral spring 48 , in which the spiral springs are compressed and the compressed power can be delivered again if necessary.

An der Vorderseite des Kolbens 44 ist ein Stößel 58 befe­ stigt, der parallel zur Zylinderachse 12 und mittig angeord­ net ist und sich durch eine entsprechende Öffnung in der Vorderwandung 54 des Gehäuses 40 in die zweite Druckkammer 24 der Antriebseinheit 2 hinein erstreckt. Über eine ent­ sprechende Abdichtung 60, welche in der Vorderwandung 54 befestigt ist und die Vorderwandung 54 gegenüber dem Stößel 58 abdichtet, ist sichergestellt, daß die Druckkammer 24 gegenüber der Druckkammer 56 abgedichtet ist.At the front of the piston 44 a plunger 58 is BEFE Stigt, which is parallel to the cylinder axis 12 and centrally angeord net and extends through a corresponding opening in the front wall 54 of the housing 40 into the second pressure chamber 24 of the drive unit 2 . An ent speaking seal 60 , which is fixed in the front wall 54 and seals the front wall 54 against the plunger 58 , ensures that the pressure chamber 24 is sealed against the pressure chamber 56 .

Die Länge des Stößels 58 sowie der Hubweg des Kolbens 44 sind so dimensioniert, daß dann, wenn sich der Kolben 44 in der in den Figuren dargestellten ersten Endstellung be­ findet, der Stößel 58 die Bewegung des ersten Kolbens 16 nicht behindert, während dann, wenn infolge einer Betriebs­ störung der Kolben 44 aus der ersten Endstellung aufgrund Federkraft in seine zweite Endstellung wandert, der Stößel 58 soweit nach vorne in die zweite Druckkammer 24 hinein bewegt wird, daß der ersten Kolben 16 zwangsweise in seine in Fig. 2 dargestellte zweite Endstellung, bei der die angetriebene Armatur geschlossen ist, geschoben wird.The length of the plunger 58 and the stroke of the piston 44 are dimensioned such that when the piston 44 is in the first end position shown in the figures, the plunger 58 does not hinder the movement of the first piston 16 , while when due to an operating disturbance of the piston 44 from the first end position due to spring force to its second end position, the plunger 58 is moved so far forward into the second pressure chamber 24 that the first piston 16 is forced into its second end position shown in FIG. 2, in which the driven valve is closed, is pushed.

Die Funktionsweise des im vorstehend beschriebenen Antriebs ist wie folgt: bei Inbetriebnahme des Systems wird unabhän­ gig davon, ob Druckluft der ersten Druckkammer 22 oder den zweiten Druckkammern 24 der Antriebseinheit 2 zugeführt wird, stets auch dem Druckraum 56 der Sicherheitsschaltein­ richtung 6 Druckluft zugeführt, wodurch der Kolben 44 ent­ gegen der Spannkraft der Feder 48 in seine in den Figuren dargestellte, zurückgezogene erste Endposition bewegt wird. Beim weiteren Betrieb der Antriebseinheit 2 verbleibt der Kolben 44 in dieser Position, nachdem die Druckkammer 56 kontinuierlich unter Druck steht. Im Falle einer Betriebs­ störung beispielsweise aufgrund eines Strom- oder Druckluft­ ausfalls sinkt der Druck in der Druckkammer 56 ab und bei einem bestimmten Auslösedruck wird der Kolben 44 aufgrund der Spannkraft der Spiralfeder 48 nach vorne gedrückt, wo­ durch der Kolben 16 automatisch nach innen verschoben wird, so daß die Schaltwelle 36 in eine Winkelstellung verdreht wird, die der Schließposition der Armatur entspricht. Soll­ te im Falle einer Betriebsstörung sich die Armatur bereits in Schließposition befinden, so sichert der mit dem Kolben 16 in Eingriff kommende Stößel 58 diese Schließposition.The operation of the drive described above is as follows: when the system is started up, regardless of whether compressed air is supplied to the first pressure chamber 22 or the second pressure chambers 24 of the drive unit 2 , the pressure chamber 56 of the safety switching device 6 is always supplied with compressed air, as a result of which the piston 44 is moved against the tensioning force of the spring 48 into its retracted first end position shown in the figures. When the drive unit 2 continues to operate, the piston 44 remains in this position after the pressure chamber 56 is continuously under pressure. In the event of a malfunction, for example due to a power or compressed air failure, the pressure in the pressure chamber 56 drops and at a certain trigger pressure, the piston 44 is pressed forward due to the tension of the coil spring 48 , where the piston 16 automatically moves inwards , so that the switching shaft 36 is rotated into an angular position which corresponds to the closed position of the valve. If the valve is already in the closed position in the event of a malfunction, the plunger 58 engaging the piston 16 secures this closed position.

Der Auslösedruck, bei dem die Sicherheitsschalteinrichtung aktiviert wird, hängt von der gewählten Spannkraft der Spi­ ralfeder 48 ab. Mittels eines nicht dargestellten, einstell­ baren Druckwächterventils kann die Sicherheitsschalteinrich­ tung bereits bei höheren Drücken aktiviert werden, indem der Druckraum 56 bei einem vorwählbaren Druck entlüftet wird.The trigger pressure at which the safety switching device is activated depends on the selected clamping force of the coil spring 48 . By means of a not shown, adjustable pressure switch valve, the safety switching device can be activated even at higher pressures by venting the pressure chamber 56 at a preselectable pressure.

Aus der vorstehenden Beschreibung ergibt sich, daß auch bereits bestehende doppelt wirkende pneumatische Antriebe mit den erfindungsgemäßen Sicherheitsschalteinrichtungen 4, 6 nachgerüstet werden können.From the above description it follows that already existing double-acting pneumatic drives can be retrofitted with the safety switching devices 4 , 6 according to the invention.

BezugszeichenlisteReference symbol list

 2 Antriebseinheit
 4 Sicherheitsschalteinrichtung
 6 Sicherheitsschalteinrichtung
 8 Hauptgehäuse
10 Zylinder
12 Zylinderachse
14 erster Kolben
16 erster Kolben
18 Dichtring
20 Dichtring
22 erste Druckkammer
24 zweite Druckkammer
26 Arm
28 Arm
30 Antriebsrolle
32 Antriebsrolle
34 Schwenkscheibe
36 Schaltwelle
38 Ausnehmung
40 Gehäuse
42 Kolbenkammer
44 weiterer Kolben
46 Dichtring
48 Spiralfeder
50 Druckluftleitung
52 Druckluftleitung
54 Vorderwandung
56 Druckkammer
58 Stößel
60 Abdichtung 2 drive unit
4 safety switching device
6 safety switching device
8 main housing
10 cylinders
12 cylinder axis
14 first piston
16 first pistons
18 sealing ring
20 sealing ring
22 first pressure chamber
24 second pressure chamber
26 arm
28 arm
30 drive roller
32 drive roller
34 swivel plate
36 selector shaft
38 recess
40 housing
42 piston chamber
44 more pistons
46 sealing ring
48 coil spring
50 compressed air line
52 Compressed air line
54 front wall
56 pressure chamber
58 plungers
60 sealing

Claims (11)

1. Doppelt wirkender pneumatischer Antrieb für Armaturen wie Kugelhähne, Absperrklappen u.dgl., bei denen die Schalt­ welle zum Betätigen der Armatur zwischen zwei Endstellungen drehbar ist, wobei der Antrieb mindestens einen linear zwi­ schen zwei Endstellungen bewegbaren ersten Kolben aufweist, der beidseitig alternativ mit Druckluft beaufschlagbar ist und die Linearbewegung des ersten Kolbens über eine Kopp­ lungseinrichtung in eine Drehbewegung der Schaltwelle umge­ setzt wird, wobei mindestens eine weitere Kolbenkammer vor­ gesehen ist, in der ein weiterer Kolben verschieblich gela­ gert ist, und eine Federeinrichtung vorgesehen ist, welche den weiteren Kolben in eine zweite Endlage zu verschieben trachtet, dadurch gekennzeichnet,
daß zwischen der weiteren Kolbenkammer und dem weiteren Kolben (44) ein Druckraum (56) definiert ist, der mit der Druckluft permanent in Verbindung steht und den weiteren Kolben (44) in eine der zweiten Richtung entgegengesetzte erste Richtung in eine erste Endlage zu verschieben trach­ tet,
daß die von der Federeinrichtung (48) aufgebrachte Verschie­ bekraft bei normalem Betrieb geringer ist als die von der Druckluft aufgebrachte Verschiebekraft, bei Druckausfall der weitere Kolben (44) aufgrund der Spannkraft der Feder­ einrichtung (48) jedoch in die zweite Endlage verschoben wird, und
daß der weitere Kolben (44) mit einer Betätigungseinrich­ tung (58) verbunden ist, die bei normalem Betrieb außer Eingriff mit dem ersten Kolben (16) steht, bei Druckaus­ fall jedoch den ersten Kolben (16) aufgrund der Bewegung des weiteren Kolbens (44) zwangsläufig in eine definier­ te Sicherheitsstellung überführt.1. Double-acting pneumatic actuator for fittings such as ball valves, butterfly valves and the like, in which the switching shaft for actuating the fitting is rotatable between two end positions, the actuator having at least one linearly movable first end between two end pistons, which is alternatively on both sides can be acted upon with compressed air and the linear movement of the first piston is converted via a coupling device into a rotary movement of the selector shaft, with at least one further piston chamber being provided in which another piston is slidably mounted, and a spring device is provided, which tries to move another piston to a second end position, characterized in that
that between the further piston chamber and the further piston ( 44 ) a pressure space ( 56 ) is defined, which is permanently connected to the compressed air and the other piston ( 44 ) in a first direction opposite to the second direction to move to a first end position tet,
that the displacement device applied by the spring device ( 48 ) during normal operation is less than the displacement force exerted by the compressed air, but in the event of pressure loss the further piston ( 44 ) is displaced into the second end position due to the tensioning force of the spring ( 48 ), and
that the further piston ( 44 ) is connected to an actuating device ( 58 ) which, during normal operation, disengages from the first piston ( 16 ), but in the event of a pressure drop, the first piston ( 16 ) due to the movement of the further piston ( 44 ) inevitably transferred to a defined safety position. 2. Antrieb nach Anspruch 1, wobei zwei gegenläufig synchron betätigbare erste Kolben (14, 16) vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß jedem ersten Kolben eine eigene weitere Kolbenkammer (42) mit weiterem Kolben (44), Federeinrichtung (48) und Betätigungseinrichtung (58) zugeordnet ist.2. Drive according to claim 1, wherein two oppositely synchronously actuated first pistons ( 14 , 16 ) are provided, characterized in that each first piston has its own additional piston chamber ( 42 ) with a further piston ( 44 ), spring device ( 48 ) and actuating device ( 58 ) is assigned. 3. Antrieb nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Kolben (44) koaxial zum ersten Kolben (16) beweglich angeordnet ist.3. Drive according to claim 1 or 2, characterized in that the further piston ( 44 ) is arranged to be movable coaxially to the first piston ( 16 ). 4. Antrieb nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (56) zwischen dem ersten Kolben (16) und dem weiteren Kolben (44) angeordnet ist und daß die Betäti­ gungseinrichtung von einem Stößel (58) gebildet ist, der am weiteren Kolben (44) befestigt ist und sich in Richtung zum ersten Kolben (16) hin erstreckt.4. Drive according to claim 3, characterized in that the pressure chamber ( 56 ) between the first piston ( 16 ) and the further piston ( 44 ) is arranged and that the actuation supply device is formed by a plunger ( 58 ) which is on the further piston ( 44 ) is attached and extends towards the first piston ( 16 ). 5. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Federeinrichtung (48) eine Druckfeder ist und an der dem Druckraum abgewandten Seite des weiteren Kolbens (44) angeordnet ist. 5. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the spring device ( 48 ) is a compression spring and is arranged on the side of the further piston ( 44 ) facing away from the pressure space. 6. Antrieb nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß dann, wenn sich der weitere Kolben (44) in seiner zwei­ ten Endlage befindet, die Betätigungseinrichtung (58) den ersten Kolben (16) in seine dem weiteren Kolben (44) abge­ wandte Endlage überführt.6. Drive according to one of claims 3 to 5, characterized in that when the further piston ( 44 ) is in its two-th end position, the actuating device ( 58 ) the first piston ( 16 ) in its the further piston ( 44th ) transferred away end position. 7. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Auslösezeitpunkt der Federeinrichtung variierbar ist.7. Drive according to one of the preceding claims, characterized, that the triggering time of the spring device can be varied is. 8. Antrieb nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druckraum (56) mit einem einstellbaren Druckwäch­ terventil in Verbindung steht.8. Drive according to claim 7, characterized in that the pressure chamber ( 56 ) communicates with an adjustable pressure monitor valve. 9. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwei koaxial angeordnete erste Kolben (14, 16) in einem Hauptge­ häuse (8) gegenläufig synchron zwischen einer ersten Ein­ stellung, in der die Kolben voneinander entfernt sind, und einer zweiten Einstellung, in der die Kolben aufeinander zu bewegt sind, bewegbar angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß an beiden Enden des Hauptgehäuses (8) jeweils ein wei­ teres Gehäuse (40) befestigt ist, das die Kolbenkammer (42) bildet.9. Drive according to one of the preceding claims, wherein two coaxially arranged first pistons ( 14 , 16 ) in a main housing ( 8 ) in opposite directions synchronously between a first position in which the pistons are apart and a second setting in which the pistons are moved towards each other, are arranged movably, characterized in that a white teres housing ( 40 ) is formed at both ends of the main housing ( 8 ), which forms the piston chamber ( 42 ). 10. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolbenhub des weiteren Kolbens (44) dem Abstand der ersten Endstellung des ersten Kolbens (14, 16) zu dessen Sicherheitsstellung entspricht.10. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the piston stroke of the further piston ( 44 ) corresponds to the distance between the first end position of the first piston ( 14 , 16 ) and its safety position. 11. Antrieb nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Sicherheitsstellung der zweiten Endstellung der ersten Kolben (14, 16) entspricht.11. Drive according to one of the preceding claims, characterized in that the safety position corresponds to the second end position of the first piston ( 14 , 16 ).