DE1077935B - Ventil mit Druckmittel- und Handbetaetigung - Google Patents

Description

DEUTSCHES

Die Erfindung betrifft ein Ventil mit Druckmittel- und Handbetätigung, bei dem eine sich beiderseits des Antriebskolbens erstreckende und mit diesem verbundene Spindel an einem Ende mit dem Verschlußstück verbunden ist, am anderen Ende ein Handrad od. dgl. trägt und in bezug auf das Verschluß stück und den Antriebskolben, axial unbeweglich ist.

Es ist ein Ventil dieser Art bekannt, bei dem die Spindel an ihrem dem Verschluss tück abgewandten Ende als Zahnstange ausgebildet ist. Mit dieser Zahnstange steht ein Zahnrad im Eingriff, welches mit dem Handrad gekuppelt ist. Bei diesem Ventil ist die Ventilstellung im Betrieb nicht zu erkennen, und es muß der Zahnstangenantrieb auch bei der Druckmittelbetätigung mitbewegt werden. Ein weiterer Nachteil dieses Ventils ist der relativ große konstruktive Aufwand (Zahnstange, Zahnrad, Handradwellenlager).

Bei dem Ventil nach der Erfindung werden ein einfacherer Aufbau, eine geringere Bauhöhe und eine Anzeige der Ventilstellung durch folgende an sich bekannte Merkmale erzielt:

a) Die Spindel weist an ihrem das Handrad od. dgl. tragenden Teil ein Gewinde auf, auf welchem

b) eine Gewindebüchse sitzt, wobei

c) eines der genannten, ein Gewinde aufweisenden Teile (die Spindel und die Gewindebüchse) gegen Drehung gesichert und axial verschiebbar und das andere schraubbar gelagert ist, und

d) Mittel vorgesehen sind, welche die axiale Beweglichkeit der Gewindebüchse begrenzen.

Die Begrenzungsmittel können durch eine vom Ventilgehäuse getragene Brücke gebildet sein, welche die hindurchgeführte Spindel gegen Drehung sichert (z. B. mittels einer Führung) und gleichzeitig als Anschlag für die auf dem Gewinde der Spindel laufende Gewindebüchse dient. Dabei kann derjenige Teil der Spindel, welcher über die Brücke herausrägt, eine zweite Gewindebüchse tragen.

Die Begrenzungsmittel können auch eine mit dem Ventilgehäuse verbundene Hülse enthalten, innerhalb welcher die Gewindebuchse gegen Drehung gesichert verschiebbar gelagert und mittels einer Klemmvorrichtung feststellbar ist, wobei der das Gewinde aufweisende Teil der Spindel drehbar mit dem Antriebskolben verbunden ist und das Handrad od. dgl. trägt. Die Hülse kann als ein Spannfutter ausgebildet sein, welches die Gewindebüchse mit Spiel umgreift und diese festlegt, wenn das Futter gespannt ist.

Das Verschluß stück des erfindungsgemäßen Ventils kann ein entlastetes Verschluß stück sein.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegenstandes dargestellt. Es zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Ausführungsform Ventil mit Druckmittel-
und Handbetätigung

Anmelder:

Giovanola Freres S. A.,
Monthey, Wallis (Schweiz)

Vertreter: Dr.-Ing. W. Klose, Patentanwalt,
Mannheim, Rathenaustr. 6

Beanspruchte Priorität:
Schweiz vom 4. Oktober 1956

Dr. Heinrich Geffcken und Elio Rossi,

Monthey, Wallis (Schweiz),
sind als Erfinder genannt worden

mit drehbarer Gewindebüchse 7 und einer gegen Drehung gesicherten Schraubspindel, teilweise in einem axialen Schnitt,

Fig. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II in Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie III-III in Fig. 1, in größerem Maßstab,

Fig. 4 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform mit drehbarer Spindel und gegen Drehung gesicherter Gewindebüchse, teilweise in einem axialen Schnitt,

Fig. S einen Schnitt nach der Linie V-V in Fig. 4,

Fig. 6 einen axialen Schnitt durch eine weitere Ausführüngsförm,

Fig. 6 a eine Einzelheit zu Fig. 6.

Nach Fig. 1 ist auf das Gehäuse 1 des Ventils eine Glocke geflanscht, welche den Antriebszylinder 2 bildet. In diesem gleitet der Antriebskolben 3, welcher über die Spindel 4 das Verschluß stück bewegt.

Die Spindel 4 ist oben durch den Antriebskolben 3 hindurch und über eine Ringdichtung 5 aus dem Antriebszylinder 2 nach außen geführt. Dort trägt sie ein Gewinde 6, auf dem die Gewindebüchse 7 läuft. Der Bewegungsraum der Gewindebüchse 7 wird von einer Führung umschlossen, welche aus den Stützen 8, 8 a und der Brücke 9 besteht.

Man erkennt aus dem vergrößerten Schnitt der Fig. 3, daß der Gewindeteil 6 der Spindel 4 mit zwei eingefrästen Längsnuten ausgerüstet ist, in denen die

909 7€0/221

Führungszapfen der Madenschrauben 10, 11 gleiten; letztere sitzen in der Brücke 9, so daß die Spindel 4 gegen Drehung gesichert ist.

Vorzugsweise setzt man auf denjenigen. Teil der Spindel 4, welcher über die Brücke 9 herausragt, eine zweite Gewindebuchse 12. Diese ist ebenso wie die Gewindebüchse 7 mit vier radialen Bohrungen 14 ausgerüstet, welche dem Eingriff eines Drehschlüssels 15 dienen.

Im Betrieb erfolgt der Antrieb normalerweise durch Druckluft. Letztere wird der oberen Druckkammer 16 über den Einlaß 17 in Richtung des Pfeiles ρ zugeführt und schiebt den Antriebskolben 3 nach unten, so daß er das Ventil schließt. Das öffnen des Ventils möge im vorliegenden Falle vom Leitungsdruck bewirkt werden, welcher das Verschluß stück hochdrückt und hierdurch den Kolben 3 nach oben schiebt, sobald man die Druckkammer 16 entlastet. Die untere Kammer 18 ist deshalb in Fig. 1 über eine Bohrung 19 entlüftet.

Die jeweilige Stellung des Ventils erkennt man von außen an der oben herausragenden Spindel 4. Wird eine Stellungs-Rückmeldung gefordert, so kann man unter der Gewindebüchse 7 noch einen Zeiger oder Anschlag 20 vorsehen, welcher mit einem Kontaktapparat 21 zusammenwirkt; letzterer gibt dann über die elektrischen oder pneumatischen Leitungen 22 die erforderlichen Rückmeldungen (»offen« oder »geschlossen«) an die Zentrale.

Bleibt die steuernde Druckluft weg, so kann man das Ventil von Hand schließen, indem man die Gewindebuchse 7 hochschraubt. Sie legt sich dann von unten gegen die Brücke 9 und drückt anschließend die Spindel 4 sowie den Kolben 3 nach unten, bis das Ventil geschlossen ist. Bleibt hingegen der Leitungsdruck weg, so kann man das Ventil von Hand dadurch öffnen, daß man die obere Gewindebuchse 12 herabschraubt, bis sie sich gegen die Brücke 9 legt. Dreht man dann weiter, so zieht sie die Spindel 4 hoch, bis die andere Gewindebüchse 7 sich von unten gegen die Brücke 9 legt. Man ersieht also, daß die Ventilstellung bei etwaigen Störungen des Fernsteuermechanismus in beiden Richtungen von Hand korrigiert und in jeder Lage fixiert werden kann.

Bei dem in Fig. 4 dargestellten Ventil tragen äquivalente Teile die gleiche Bezugsziffer wie in Fig. 1, sind aber durch den Index »a« unterschieden. Wesentlich ist, daß in Fig. 4 die Spindel aus einem unteren, fest mit dem Antriebskolben 3 α verschraubten Teil 4 a und einem oberen, gegen den zweiteiligen Antriebskolben 3 α drehbaren Teil4fe besteht, welcher das Handrad 30 trägt. In den drehbaren Teil 4 b ist das Gewinde 6 α eingeschnitten, auf dem die Gewindebüchse la läuft. Letztere gleitet dabei in einer Hülse 25, welche unmittelbar an den Antriebszylinder 2 a angegossen ist. In die Hülse 25 ist eine Spannbacke 26 eingelassen, welche durch die Schraube 27 auf die Gewindebüchse 7 α gedrückt werden kann. Im übrigen ist die Gewindebuchse la (Fig. 5) gegen Drehung durch eine Nase 28 gesichert, welche in einer entsprechenden Nut der Hülse 25 gleitet.

Wenn man die Druckschraube 27 löst, kann sich die Gewindebüchse 7 α in der Hülse 25 frei bewegen und wird daher innerhalb dieser Führung von der Schubspindel 4 & hochgeschoben, sobald die in die Druckkammer 18 α eingelassene Druckluft p₂ den Antriebskolben 3 a nach oben drückt; umgekehrt gleitet die Gewindebüchse 7 α in der Hülse 25 nach unten, wenn man die Druckkammer 18 α entlastet und über den Stutzen 17 α Druckluft pi in die Druckkammer 16 σ einströmen läßt. Das Ventil folgt also der pneumatischen Steuerung.

Setzt jedoch die pneumatische Steuerung aus irgendeinem Grunde aus, so zieht man mit dem Schraubschlüssel die Druckschraube 27 an, so daß sie die Gewindebuchse la etwa in der gezeichneten Lage innerhalb der Hülse 25 festspannt. Anschließend kann man das Ventil dann wie ein normales Absperrventil mittels des Handrades 30 öffnen oder schließen bzw. auch auf eine Mittelstellung einregeln; auch wenn die pneumatische Steuerung in Betrieb ist, kann man das Ventil übrigens in der beschriebenen Weise von Hand auf eine gewünschte Mittelstellung bringen, da man die pneumatischen Steuerkräfte mittels des Handrades überwinden kann.

Um mit niedrigen Drucken und kleinen Zylinderdurchmessern auszukommen, empfiehlt es sich, das Ventil mit einem ganz oder teilweise entlasteten Verschlußstück auszurüsten. Den schematischen Schnitt eines solcherart ausgestalteten Eckventils zeigt Fig. 6.

Das Ventilgehäuse 35 ist mit zwei Ventilsitzringen ausgerüstet, nämlich mit dem aus Edelstahl bestehenden unteren Ring 36 und dem aus Gummi bestehenden oberen Ring 37; der Ring 36 ist in das Gehäuse 35 eingelassen, während der Ring 37 durch einen Druckring 38 festgehalten wird. Als Verschluß stück dient ein topfförmiges Gußstück 39, das von der Ventilspindel 40 getragen wird und unten einen eingelassenen Edelstahlring 41 trägt. Dieser Stahlring 41 bildet mit dem Ventilsitzring 36 den unteren Verschluß; oben trägt das Verschlußstück 39 am Rande eine Ringwulst 42, welche sich auf den Gummiring 37 legt und mit diesem den oberen Verschluß bildet. Durchlässe 43 am Verschlußkörper 39 sorgen dafür, daß in der Kammer 44 der gleiche Druck herrscht wie in der Kammer 46. Das strömende Medium läßt man zweckmäßig über die Kammer 45, 45 a in Richtung des Pfeils ps eintreten und über die Kammer 46 austreten; auch die entgegengesetzte Strömungsrichtung ist zulässig. In beiden Fällen wirkt der Leitungsdruck bei geschlossenem Ventil nur auf eine schmale Ringfläche, deren Innendurchmesser dem Durchmesser des unteren Verschlusses 36, 41 und deren Außendurchmesser dem Durchmesser des Verschlusses 37, 42 entspricht. Zur Überwindung dieser Kräfte genügt bei normalen Drucken eine verhältnismäßig schwach bemessene Ventilspindel 40 und ein entsprechend kleiner Antriebskolben.

Auf das Gehäuse 35 ist ein Zwischenstück 50 und ein Druckzylinder 51 aufgeflanscht. Das Zwischenstück 50 enthält die beiden Ringdichtungen 52, 53 und den Entlüftungskanal 54, der das Eindringen von Druckluft in die Kammer 44 verhindert. Im Zylinder 51 gleitet der Antriebskolben 55, welcher durch Sprengringe 56, 57 mit der Ventilspindel 40 so verbunden ist, daß die Spindel 40 den Bewegungen des Antriebskolbens 55 folgt, aber gegen diesen verdreht werden kann.

Der obere, durch den Antriebskolben 55 hindurchgeführte Teil der Spindel 40 ist über eine Dichtung 58 nach außen geführt und dort mit einem Gewinde ausgerüstet, auf dem die Gewindebüchse 59 sitzt; diese gleitet innerhalb der Hülse 60 und ist in dieser durch eine gestrichelt angedeutete Schlitzführung 61 gegen Drehung gesichert. Der obere Teil der Hülse 60 ist über einen Sektor von etwa 220° durch einen horizontalen Schlitz 62 abgetrennt und gemäß Fig. 6a durch einen vertikalen Schlitz in zwei Bügel 63, 63 a unterteilt, welche je ein Auge 64, 64a tragen. Durch diese beiden Augen ist die Schraube 65 hindurch-

geführt; sie bildet mit den beiden Bügeln 63, 63 as ein Spannfutter für die Büchse 59.

Die Wirkungsweise dieses Mechanismus entspricht etwa derjenigen von Fig. 4; hierbei ersetzt das Spannfutter 63 bis 65 die Spannvorrichtung 26,27. Soll das Ventil von Hand geöffnet oder geschlossen werden, so bringt man also ■ zunächst durch Drehen des Handrads 66 die Gewindebüchse 59 etwa in die gezeichnete Stellung und zieht hierauf die Schraube 65 an. Das Spannfutter 63 bis 65 legt dann die Büchse 59 unverrückbar fest, so daß man das Ventil jetzt von Hand bedienen kann.

Claims (6)

Patentansprüche:

1. Ventil mit Druckmittel- und Handbetätigung, bei dem eine sich beiderseits des Antriebskolbens erstreckende und mit diesem verbundene Spindel ao an einem Ende mit dem Verschlußstück verbunden ist und am anderen Ende ein Handrad od. dgl. trägt und in bezug auf das Verschluß stück und den Antriebskolben axial unbeweglich ist, gekennzeichnet durch folgende an sich bekannte Merkmale, daß

a) die Spindel (4, 4 b, 40) an ihrem das Handrad od. dgl. (12, 30, 66) tragenden Teil ein Gewinde (6, 6 a) aufweist, auf welchem

b) eine Gewindebuchse (7, 7 a, 59) sitzt, wobei

c) eines der genannten, ein Gewinde aufweisenden Teile (4, 4&, 40 bzw. 7, 7 a, 59) gegen Drehung gesichert und axial verschiebbar und das andere schraubbar gelagert ist, und

d) Mittel (9, 25, 26, 27, 63, 64, 65) vorgesehen sind, welche die axiale Beweglichkeit der Gewindebüchse (7, 7 a, 59) begrenzen.

2. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsmittel durch eine vom Ventilgehäuse (1) getragene Brücke (9) gebildet sind, welche die hindurchgeführte Spindel (4) gegen Drehung sichert (Führung 10/11) und gleichzeitig als Anschlag für die auf dem Gewinde (6) der Spindel (4) laufende Gewindebüchse (7) dient (Fig. 1 und 3).

3. Ventil nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß derjenige Teil der Spindel (4), welcher über die Brücke (9) herausragt, eine zweite Gewindebüchse (12) trägt (Fig. 1 und 2).

4. Ventil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Begrenzungsmittel eine mit dem Ventilgehäuse (la) verbundene Hülse (25) enthalten, innerhalb der die Gewindebüchse (7 a) gegen Drehung gesichert verschiebbar gelagert und mittels einer Klemmvorrichtung (26/27) feststellbar ist, und daß der das Gewinde (6 a) tragende Teil (4&) der Spindel drehbar mit dem Antriebskolben (3 a) verbunden ist und das Handrad od. dgl. (30) trägt (Fig. 4 und 5).

5. Ventil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Hülse (60) als Spannfutter ausgebildet ist, welches die Gewindebüchse (59) mit Spiel umgreift und sie festlegt, wenn das Futter gespannt ist (Fig. 6 und 6 a).

6. Ventil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein entlastetes Verschlußstück (39 in Fig. 6).

In Betracht gezogene Druckschriften:
Deutsche Patentschriften Nr. 722 363, 936 730;
französische Zusatz-Patentschrift Nr. 47 890, Zusatz zum Patent Nr. 796 350;

USA.-Patentschriften Nr. 1 477 346, 1 977 554,
381 447, 2 587 800.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

© 909 760/221 3.60