DE4239433C2

DE4239433C2 - Stellglied, insbesondere Regelventil, sowie Stellungsregler hierfür

Info

Publication number: DE4239433C2
Application number: DE4239433A
Authority: DE
Inventors: Ruediger Kaspers
Original assignee: Arca Regler GmbH
Current assignee: Arca Regler GmbH
Priority date: 1991-11-29
Filing date: 1992-11-24
Publication date: 2001-03-08
Anticipated expiration: 2012-11-25
Also published as: DE9114871U1; DE4239433A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Stellglied, insbesondere Regelventil mit einem vor allem pneumatisch betriebenen Stellmotor und einem von diesem betätigten Antriebsglied sowie mit einem Stellungsregler für den Stellmotor und einer Übertragungseinrichtung zur Übertragung der Bewegung des Antriebsglieds auf den Stellungsregler. Die Erfindung ist durch folgende Merkmale gekennzeichnet: DOLLAR A a) die Übertragungseinrichtung (12) hat ein an dem Antriebsglied (7) starr befestigtes erstes Übertragungsglied (13); DOLLAR A b) am Stellungsregler (8) ist ein zweites Übertragungsglied (15) beweglich gelagert; DOLLAR A c) das zweite Übertragungsglied (15) ist einer Öffnung (11) im Stellungsregler (8) zugeordnet; DOLLAR A d) das erste und das zweite Übertragungsglied (13, 15) sind über eine Steckverbindung miteinander gekoppelt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Stellglied, insbesondere ein Regelventil mit einem vor allem pneumatisch betriebenen Stellmotor und einem von diesem betätigten Antriebsglied sowie mit einem Stellungsregler für den Stellmotor und eine Übertragungseinrichtung zur Übertragung der Bewegung des Antriebsgliedes auf den Stellungsregler. Sie betrifft ferner einen Stellungsregler für das vorgenannte Stellglied mit einer Befestigungseinrichtung für die Anbringung an dem Stellglied sowie mit einer Übertragungseinrichtung für die Übertragung der Bewegung eines Antriebsgliedes des Stellgliedes auf den Stellungsregler.

Ein derartiges Regelventil ist in der US 4 922 952 offenbart. Es weist untenseitig ein Ventilgehäuse mit dem Durchlaufkanal für das zu regelnde Fluid auf, an das sich nach oben ein Joch mit zwei vertikalen Jochstreben anschließt. An der Oberseite des Joches ist ein pneumatisch betriebener Stellantrieb angeordnet, dessen innenliegende Membran mit einer Antriebsspindel oder direkt mit einer Ventilstange verbunden ist, welche sich durch das Joch nach unten in das Ventilgehäuse erstreckt.

Zur Verbesserung der Stellgenauigkeit des Regelventils ist ein Stellungsregler vorgesehen. Er gleicht Abweichungen in der jeweiligen Stellung des Regelventils aus, die beispielsweise durch Reibung in Stoffbuchsen oder durch Rückwirkung vom Fluid erzeugt werden. Der Stellungsregler wird mit Luft versorgt, und von ihm geht eine Luftzuführleitung zu einer der beiden durch die Membran aufgeteilten Kammern in dem Membranstellmotor. Die Membran wird dabei auf der der Druckkammer abgewandten Seite durch ein Rückstellglied in Form einer oder mehrerer Federn beaufschlagt, die die Rückstellung der Membran bei einer gesteuerten Druckentlastung innerhalb der Druckkammer bewirkt.

Der Stellungsregler gewährleistet eine vorgegebene Zuordnung der Ventilkegelstellung als Regelgröße zum Stellsignal als Führungsgröße. Hierzu vergleicht der Stellungsregler das von einer pneumatischen Regel- oder Steuereinrichtung kommende Stellsignal mit dem Hub des Ventilkegels bzw. der Ventilstange und verändert bei einer fehlerhaften Zuordnung des Stellsignals zum Ventilkegelhub den Druck im Membranstellmotor solange, bis der Ventilkegel im vorgegebenen Zusammenhang zum Stellsignal steht.

Für die Übertragung der Stellung des Ventilkegels bzw. der Ventilstange ist eine Übertragungseinrichtung vorgesehen, die aus einem am Stellungsregler gelagerten, drehbeweglichen Eingangshebel und einer mit der Antriebs- bzw. Ventilstange verbundenen Anlenkvorrichtung besteht. Eine solche Übertragungseinrichtung verlangt eine Anpassung an das jeweilige Stellglied. Da die Einzelteile zueinander beweglich sind, unterliegen sie einem Verschleiß, der durch Verschmutzung oder aggressive Atmosphäre verstärkt wird. Außerdem besteht bei einer solchen Übertragungseinrichtung Unfallgefahr durch Einklemmen von Fingern. Dies kann nur durch eine aufwendige Kapselung vermieden werden, wie dies in der US 4 922 952 vorgeschlagen wird. Dies verlangt eine besondere Konstruktion des Regelventils. Der nachträgliche Anbau an bestehende Regelventile ist nicht möglich. Dies gilt insbesondere für Regelventile mit Stellungsreglern, die mittels der Standardbefestigung gemäß DIN IEC 534, Teil 6 an einer Jochstrebe des Ventiljochs befestigt sind.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, im Bereich des Stellungsreglers eine solche Gestaltung vorzusehen, daß für den Anbau des Stellungsreglers keine wesentlichen konstruktiven Änderungen vorgenommen werden müssen und daß auch ein nachträglicher Anbau möglich ist, wobei eine besonders einfache und dennoch sichere Gestaltung angestrebt wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Stellglied bzw. einen Stellungsregler mit folgenden Merkmalen gelöst:

a) die Übertragungseinrichtung hat ein an dem Antriebsglied starr befestigtes bzw. befestigbares erstes Übertragungsglied;
b) am Stellungsregler ist ein zweites Übertragungsglied beweglich gelagert;
c) das zweite Übertragungsglied ist einer Öffnung im Stellungsregler zugeordnet;
d) das erste und das zweite Übertragungsglied sind über eine Steckverbindung miteinander gekuppelt.

Nach der Erfindung zeichnet sich die Übertragungseinrichtung dadurch aus, daß sie lediglich aus zwei über eine Steckverbindung miteinander gekuppelten Teilen besteht, die einfach ausgebildet werden können und deren Verbindung schnell und sicher herstellbar ist. Eine solche Übertragungseinrichtung läßt sich auch ohne weiteres hinsichtlich der Abmessungen standardisieren und normen, so daß die erfindungsgemäßen Stellungsregler problemlos ausgetauscht oder an Stellglieder auch nachträglich angebaut werden können. Dabei können bewährte Befestigungseinrichtungen für die Anbringung des Stellungsreglers an dem Stellglied verwendet werden. Die Unfallgefahr kann durch entsprechende Beabstandung zwischen Stellungsregler und Antriebsglied vermieden werden.

Die Abtastung des zweiten Übertragungsgliedes innerhalb des Stellungsreglers kann auf verschiedenste Weise erfolgen, beispielsweise mechanisch, pneumatisch, magnetisch, elektrisch oder auch optisch. Auch ist die Verwendung des Stellungsreglers nicht auf bestimmte Formen von Stellgliedern bzw. deren Antriebsglieder eingeschränkt. Die erfindungsgemäße Gestaltung läßt sich ohne weiteres sowohl an linearbewegliche als auch an drehbewegliche Antriebsglieder anpassen.

Die beiden Übertragungsglieder können vielfältig gestaltet sein. So besteht die Möglichkeit, daß das erste Übertragungsglied als Übertragungsstift und das zweite Übertragungsglied als Aufnahmebuchse ausgebildet sind, in die der Übertragungsstift einfaßt. Dies ermöglicht es, die Aufnahmebuchse vollständig innerhalb des Stellungsreglers anzuordnen, wobei der Übertragungsstift über die Öffnung im Stellungsregler in diesen hineinragt.

Möglich ist jedoch auch eine umgekehrte Ausbildung, bei der das erste Übertragungsglied eine Aufnahmebuchse aufweist und das zweite Übertragungsglied als Übertragungsstift ausgebildet ist. Eine weitere Alternative besteht darin, daß eines der Übertragungsglieder als Übertragungsstift und das andere Übertragungsglied als Übertragungshülse ausgebildet sind. Je nach Überlappung von Stift und Hülse können damit verschiedene Abstände zwischen Stellungsregler und Antriebsglied überbrückt werden.

Sofern auf den Stellungsregler keine translatorische oder Schwenkbewegung übertragen werden soll, sondern eine reine Drehbewegung, sollten das erste und das zweite Übertragungsglied drehfest miteinander verbunden sein, was durch unrunde Ausbildung beider Übertragungsglieder im Bereich der Steckverbindung geschehen kann.

Nach der Erfindung ist ferner vorgesehen, daß die Öffnung im Stellungsregler eng an den Bewegungsbereich der Übertragungsglieder angepaßt ist, um den Innenraum des Stellungs reglers zu schützen. Zusätzlich kann die Öffnung eine Abdeckung aufweisen, beispielsweise mit Hilfe von Bürsten oder anderen, fle xiblen Abdeckungen, welche eine Bewegung der Übertragungsglieder im Bereich der Öffnung zulassen. Hierfür kommen auch balgförmige Dichtungen in Frage. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, daß die Abdeckung als an dem zweiten Übertragungsglied befestigte Ab deckplatte ausgebildet ist.

In der Zeichnung ist die Erfindung an Hand eines Ausführungsbei spiels näher veranschaulicht. Es zeigen:

Fig. 1 eine Frontansicht eines Teils eines Regel ventils;

Fig. 2 einen Horizontalabschnitt durch das Regel ventil gemäß Fig. 1;

Fig. 3 eine Seitenansicht des Regelventils gemäß den Fig. 1 und 2 und

Fig. 4 eine rückwärtige Ansicht des Stellungsreg lers für das Regelventil nach den Fig. 1 bis 3.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Regelventil weist ein Joch 2 mit zwei senkrecht hochstehenden Jochstreben 3, 4 auf. An der unteren Basis des Jochs 2 ist das eigentliche, hier nicht näher dargestellte Ventilgehäuse 5 mit dem Durchflußkanal für das zu steuernde Fluid angebracht. Auf das Joch 2 ist ein hier ebenfalls nicht näher dargestellter Membranstellmotor 6 aufgesetzt.

Ein solcher Membranstellmotor 6 weist innenseitig eine Membran auf, die aus einem biegsamen Werkstoff, beispielsweise Kautschuk material, besteht und den Innenraum des Membranstellmotors 6 in eine Druckkammer und eine Rückstellkammer aufteilt. An der Membran ist eine Ventilstange 7 befestigt, die aus dem Membranstellmotor 6 nach unten herausragt und in der Ebene des Jochs 2 bis in das Ven tilgehäuse 5 hineinragt.

Unterhalb des Membranstellmotors 6 und an der in der Ansicht gemäß Fig. 1 rechten Jochstrebe 4 ist ein Stellungsregler 8 befestigt. Als Befestigungsmittel findet ein Winkelprofil 9 Anwendung, das an die Außenkontur der Jochstrebe 4 angepaßt ist und an der Stirnsei te 10 des Stellungsreglers angeschraubt ist. Der Stellungsregler 8 hat in dieser Stirnseite 10 eine senkrecht verlaufende Schlitzöff nung 11 (Fig. 4), die der Ventilstange 7 genau gegenüberliegt.

Für die Funktion des Stellungsreglers 8 ist erforderlich, daß er die Hubstellung der Ventilstange 7 als Rückführgröße erhält. Hier für ist eine Übertragungseinrichtung 12 vorgesehen, welche zwei teilig ausgebildet ist. Das erste Übertragungsglied ist ein Über tragungsstift 13, der mittels eines Klemmsteines 14 unbeweglich an der Ventilstange 7 befestigt ist und zu dieser quer in Richtung auf den Stellungsregler 8 absteht. Der Übertragungsstift 13 hat kreisrunden Querschnitt. Das zweite Übertragungsglied ist eine Aufnahmebuchse 15, die zur Schlitzöffnung 11 ausgerichtet ist und innerhalb des Stellungsreglers 8 vertikal beweglich geführt ist. Der Übertragungsstift 13 ragt durch die Schlitzöffnung 11 bis in die Aufnahmebuchse 15 hinein, ist also mit dieser nach Art einer Steckverbindung formschlüssig verbunden.

Die Aufnahmebuchse 15 ist innerhalb einer Abdeckplatte 16 angeord net, die so ausgebildet ist, daß die Schlitzöffnung 11 in jeder Stellung des Übertragungsstiftes 13 voll abgedeckt ist und damit der Innenraum des Stellungsreglers 8 gegen das Eindringen von Schmutz und korrosiver Atmosphäre abgedichtet ist.

Claims

1. Stellglied, insbesondere Regelventil, mit einem vor allem pneumatisch betriebenen Stellmotor und einem von diesem betätigten Antriebsglied sowie mit einem Stellungsregler für den Stellmotor und einer Übertragungseinrichtung zur Übertragung der Bewegung des Antriebsgliedes auf den Stellungsregler, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Übertragungseinrichtung (12) hat ein an dem Antriebsglied (7) starr befestigtes erstes Übertragungsglied (13);
b) am Stellungsregler (8) ist ein zweites Übertragungsglied (15) beweglich gelagert;
c) das zweite Übertragungsglied (15) ist einer Öffnung (11) im Stellungsregler (8) zugeordnet;
d) das erste und das zweite Übertragungsglied (13, 15) sind über eine Steckverbindung miteinander gekuppelt.

2. Stellungsregler für ein Stellglied, insbesondere Regelventil, mit einer Befestigungseinrichtung für die Anbringung an dem Stellglied sowie einer Übertragungseinrichtung für die Übertragung der Bewegung eines Antriebsgliedes des Stellgliedes auf den Stellungsregler, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) die Übertragungseinrichtung (12) hat ein an dem Antriebsglied (7) starr befestigbares erstes Übertragungsglied (13);
b) am Stellungsregler (8) ist ein zweites Übertragungsglied (15) beweglich gelagert;
c) das zweite Übertragungsglied (15) ist einer Öffnung (11) im Stellungsregler (8) zugeordnet;
d) das erste und das zweite Übertragungsglied (13, 15) sind über eine Steckverbindung miteinander gekuppelt.

3. Stellglied bzw. Stellungsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Übertragungsglied als Übertragungsstift (13) und das zweite Übertragungsglied als Aufnahmebuchse (15) ausgebildet sind, in die der Übertragungs stift (13) einfaßt.

4. Stellglied bzw. Stellungsregler nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aufnahmebuchse (15) in nerhalb des Stellungsreglers (8) befindet.

5. Stellglied bzw. Stellungsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Übertragungsglied eine Aufnahmebuchse aufweist und das zweite Übertragungsglied als Übertragungsstift ausgebildet ist.

6. Stellglied bzw. Stellungsregler nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Übertragungsglieder als Übertragungsstift und das andere Übertragungsglied als Über tragungshülse ausgebildet sind.

7. Stellglied bzw. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß erstes und zweites Übertragungs glied drehfest miteinander verbunden sind.

8. Stellglied bzw. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (11) eng an den Bewe gungsbereich der Übertragungsglieder (13, 15) angepaßt ist.

9. Stellglied bzw. Stellungsregler nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (11) eine Abdeckung (16) aufweist.

10. Stellglied bzw. Stellungsregler nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung als an dem zweiten Übertragungsglied (15) befestigte Abdeckplatte (16) ausgebil det ist.

11. Stellglied bzw. Stellungsregler nach 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdeckung als Abdichtung aus gebildet ist.

12. Stellglied bzw. Stellungsregler nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Abdichtung als Faltenbalg aus gebildet ist.