DE4206216C2 - Betätigungsvorrichtung für eine Armatur - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Betätigungsvorrichtung für eine Armatur gemäß den im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmalen.

Aus der US 31 84 214 ist eine derartige Betätigungsvorrichtung bekannt, deren Oberteil mit einem Ventilgehäuse über eine Flanschverbindung mittels Schrauben verbunden ist. In das Oberteil ist oben eine Verschlußkappe eingeschraubt, durch welche ein Gewindebolzen nach außen durchgeführt ist. Das Oberteil, das Ventilgehäuse sowie die Kappe bestehen aus Metall und es sind zusätzliche Maßnahmen erforderlich, um eine hinreichende Abdichtung zu erhalten. Die vorbekannte Armatur und vor allem die im Inneren des Oberteils vorgesehenen Gewinde und eine axial verschiebbare Buchse sind vor korrosiven Einwirkungen nicht zuverlässig geschützt. Die vorbekannte Armatur ist für den Einsatz oberhalb des Erdreiches vorgesehen, zumal bei Verlegung im Erdreich die Gewinde ebenso wie die Durchführung des Gewindebolzens nach außen durch die einwirkende Feuchtigkeit korrodieren würden und schon nach vergleichsweise kurzer Zeit eine sichere Betätigung in Frage gestellt wäre. Der Gewindebolzen steht mit einem Gewinde einer Buchse aus Metall in Eingriff, welche im Inneren des Oberteils angeordnet ist und ein Steilgewinde aufweist. Mit dem Steilgewinde ist über ein Führungsteil ein Verbindungskörper gekoppelt, welcher mit dem Absperrelement der Armatur drehfest verbunden ist. Der Gewindebolzen und die Buchse mit dem Steilgewinde bilden ein Untersetzungsgetriebe und je nach Vorgabe des Untersetzungsverhältnisses sind eine Anzahl von Umdrehungen des Gewindebolzens erforderlich, um das Absperrelement zum Absperren und Freigeben der Armatur über einen Winkel in der Größenordnung von 90° zu drehen, so daß unerwünschte Druckstöße vermieden werden können.

Bekanntlich gelangen heute in zunehmendem Maße in Versorgungsnetzen Kunststoffrohre, insbesondere aus PVC oder PE zum Einsatz, wobei derartige Kunststoffe im Vergleich zu Metall eine hohe Resistenz gegenüber korrosiven Medien aufweisen. Andererseits weisen derartige Kunststoffe eine gegenüber Metall erhöhte Elastizität auf und sie neigen vor allem unter Druckbelastung zum Fließen. Unmittelbare Gewindeverbindungen von Kunststoffteilen sind daher in der Praxis sehr problematisch und ermöglichen nicht ohne weiteres eine zuverlässige Führung und Bewegbarkeit einzelner Komponenten.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Betätigungsvorrichtung der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß sie in eine Kunststoffarmatur integriert werden kann und eine lange Lebensdauer gewährleistet, wobei die Funktionsfähigkeit vor allem in Folge von Korrosion der verwendeten Bauteile nicht in Frage gestellt werden soll.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt bei einer gattungsgemäßen Betätigungsvorrichtung gemäß den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die vorgeschlagene Betätigungsanordnung zeichnet sich bei kompakter Bauweise durch eine hohe Funktionssicherheit aus. Der Gewindebolzen ist nicht unmittelbar nach außen geführt, sondern mit dem Betätigungsglied drehfest verbunden, welches ebenso wie das Oberteil aus Kunststoff besteht und letzteres dichtend abschließt. Das Betätigungsteil weist Mitnehmerflächen oder dergleichen zum Anbringen eines Hebels, Handrades oder dergleichen auf, welche somit nicht unmittelbar am Gewindebolzen befestigt sind. Die im Inneren des Oberteils angeordnete Buchse und die Hülse, welche die Buchse umgibt, bestehen aus Metall, insbesondere aus Messing, und werden ebenso wie der Gewindebolzen durch das Betätigungsteil und das gleichfalls aus Kunststoff bestehende Oberteil gegen das Einwirken von Feuchtigkeit oder anderen korrosiven Medien geschützt. Dies ist wichtig, da die genannten Armaturen in Versorgungsleitungen regelmäßig im Erdreich verlegt sind. Aufgrund der vorgeschlagenen Ausgestaltung und Materialaus­ wahl wird sowohl eine hohe Funktionssicherheit als auch eine lange Lebensdauer gewährleistet.

Weitere Ausgestaltungen und Besonderheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel beschrieben.

Die Zeichnung zeigt einen Längsschnitt durch die Betätigungs­ vorrichtung mit einem Oberteil 2 und einem bezüglich einer Längsachse 4 drehbaren Befestigungsteil 6. Das Oberteil 2 ist hohlzylindrisch ausgebildet und enthält am unteren Ende einen Ring 8 zur Verbindung mit dem hier nicht weiter dargestellten Armaturengehäuse. Das Oberteil 2 kann, insbesondere durch Schweißen, fest und dicht mit dem Armaturengehäuse verbunden oder integraler Bestandteil desselben sein. Auch das Armaturengehäuse besteht ebenso wie das Oberteil 2 und das Befestigungsteil 6 aus einem thermoplastischen und/oder schweißbaren Kunststoff.

Das Oberteil 2 weist eine Innenfläche 10 auf, in welcher eine Hülse 12 gegen Drehung gesichert angeordnet ist. Die Außen­ fläche 14 der Hülse 12 ist insbesondere als ein Sechskant ausgebildet und liegt an der korrespondierenden Innenfläche 10 des Oberteils 2 an, wodurch die Drehsicherung der Hülse 12 bezüglich des Oberteils 2 gewährleistet ist. Nach der Vorfer­ tigung und Montage der nachfolgend noch zu erläuternden Teile wird die Hülse 12 zusammen mit dem Betätigungsteil 6 von oben her in Richtung der Längsachse 4 in das Oberteil 2 einge­ führt, wobei durch die erwähnte Ausbildung der Innenfläche 10 und der Außenfläche 14 bereits keine Drehung erfolgt. An­ stelle der erläuterten Sechskantausbildung der Innenfläche 10 und der Außenfläche 14 genügt im Prinzip eine einzige zur Längsache 4 parallele Schrägfläche im Bereich der ansonsten ggfs. zylindrisch ausgebildeten Innenfläche und Außenfläche 14. Des weiteren können geeignete Führungsnuten und in diese eingreifende Stege zur axialen Führung und Drehsicherung der Hülse 12 bezüglich des Oberteils 2 vorgesehen sein. Die Hülse 12 weist im Bereich der Außenfläche 14 wenigstens eine tangential verlaufende Nut 16 auf, welche sich gemäß der Zeichnung senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. In dieser Nut 16 befindet sich ein Stift 18, dessen Enden in fluchtenden Bohrungen des Oberteils 2 liegen. Die erwähnten Bohrungen liegen also vor bzw. hinter der Zeichenebene in dem Oberteil 2 und die genannten Enden des Stiftes 18 reichen höchstens bis zur Außenfläche des Oberteil 2. Wenn der Stift 18 aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Stahl, besteht, so sind die Enden zweckmäßig zur Außenfläche des Oberteils 2 zurückversetzt und die äußeren Bereiche der genannten Bohrungen sind mit einem Kunststoffstopfen, einem Kleber oder dergleichen zur Vermeidung von Korrosion ausgefüllt. Wie ersichtlich, sind zwei derartige Stifte 18 diame­ tral in der erläuterten Weise angeordnet und ausgebildet.

Das aus Kunststoff bestehende Betätigungsteil 6 ist mit einem aus Metall bestehenden Gewindebolzen 20 drehfest verbunden. Hierfür dient eine Mitnehmerzunge 22, welche als ein schmales Metallplättchen ausgebildet ist und welche in eine Längsnut 24 am oberen Ende des Gewindebolzens 20 ein­ gesetzt ist. Der Gewindebolzen 20 ragt mit seinem oberen Endteil 26 in eine Sackbohrung 28 des Befestigungsteils 6. Wie ersichtlich, durchdringt ein Metallstift 30 die Mit­ nehmerzunge 22 ebenso wie das Endteil 26 und ist zudem in einer Querbohrung 30 des Betätigungsteils 6 mit beiden Enden festgelegt. Die Mitnehmerzunge 22 weist quer zur Zeichenebene eine Breite auf, die erheblich größer ist als der Durchmesser der Sackbohrung 28, wobei das Betätigungsteil 6 zugeordnete Ausnehmungen aufweist, in welche die Enden der Mitnehmerzunge 22 eingreifen. Diese Ausnehmungen befinden sich vor bzw. hinter der Zeichenebene in dem Befestigungsteil 6 und sie erstrecken sich, wie auch das in der Zeichnung links zu erkennende Ende der Querbohrung 32 in einer vor­ gegebenen Länge in das Betätigungsteil. Hierdurch ist eine große Anlagefläche und damit eine zuverlässige Drehmoment­ übertragung gewährleistet, wobei mittels des Stiftes 30 die Festlegung und Sicherung erfolgt. Die Querbohrung 32 ist außen mit einem kleinen Stopfen 34 dicht abgeschlossen, um das Eindringen von Feuchtigkeit oder anderen korrosiven Medien zu unterbinden. Auch die für die bereits erläuterten Stifte 18 vorhandenen Bohrungen im Oberteil 2 sind mit vergleichbaren Stopfen nach außen abgedichtet.

Das Betätigungsteil 6 weist als Sechskant ausgebil­ dete Verbindungsflächen auf, über welche das Drehmoment mittels Hebel, Handrad oder dergleichen einleitbar ist. Das Betätigungsteil 6 weist unterhalb der Verbindungsfläche 35 einen zylindrischen Außenabschnitt 36 auf, welcher in das Oberteil 2 hineingreift und an der dort gleichfalls zylindrischen Innenfläche 38 des Oberteils 2 anliegt. Die Innenfläche 38 weist eine Ringnut 40 mit einem Dichtring 42 auf, welcher an dem zylindrischen Außenabschnitt 36 dichtend anliegt. Auch in diesem Bereich wird somit das Eindringen von Feuchtigkeit oder einem korrosiven Medium zuverlässig verhindert.

Der Gewindebolzen 20 besitzt ein Außengewinde 44, welches in ein Innengewinde 46 einer Buchse 48 eingreift. Die Buchse 48 ist bezüglich der Hülse 12 axial geführt. Hierfür weist die Hülse 12 Führungsflächen 50 auf, an welchen Anlageflächen 52 der Buchse 48 anliegen. Die Führungsflächen 50 und die Anlageflächen 52 sind als Sechskantflächen aus­ gebildet. Die Buche 48 ist in der Zeichnung in ihrer oberen Endlage dargestellt. Beim Drehen des Betätigungsteils 6 wird über den Gewindebolzen 20 die in der Hülse 12 axial geführte Buchse 48 nach unten bewegt. Die Steigung der Gewinde 44 und 46 ist beispielsweise in der Weise vorgegeben, daß nach vierzehn vollständigen Drehungen des Gewindebolzens 20 die Buchse 48 aus der dargestellten oberen Endlage in ihre untere Endlage axial verschoben ist. In dieser unteren Endlage liegt die Buchse 48 mit einem Absatz 54 an einer Stirnfläche 56 einer Verbindungshülse 58 an. Über diese Verbindungshülse 58 erfolgt die Verbindung mit einer Welle oder einem Zapfen des Absperrelements der Armatur. Hierfür kann der Verbindungskör­ per 58 unten eine Längsnut 59 für eine Mitnehmerzunge auf­ weisen, mittels welcher die Drehmomentübertragung analog der oben erläuterten Mitnehmerzunge erfolgen kann.

Die Buchse 48 weist außen ein Steilgewinde 60 auf. Dieses Steilgewinde 60 enthält wenigstens einen Gewindegang, welcher unterhalb des Absatzes 54 beginnt, sich über einen Winkel in der Größenordnung von 90° entlang der Außenfläche bis zum unteren Ende der Buchse 48 erstreckt. Bei der hier gezeigten Ausführungsform weist das Steilgewinde 60 sechs über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnete Gewindegänge auf.

Bei der dargestellten Ausführungsform weist der Gewindebolzen 20 das Außengewinde 44 auf, während die Buchse 48 das zuge­ ordnete Innengewinde 46 besitzt. In einer alternativen, hier nicht dargestellten Ausführungsform kann der Gewindebolzen innen hohl ausgebildet sein und innen das entsprechende Gewinde aufweisen, wobei dieser Teil des Bolzens 20 als Gewindehülse ausgebildet ist. Entsprechend wird die Buchse 48 nicht radial außen, sondern radial innerhalb anzuordnen und mit einem mit dem Bolzen in Wirkverbindung stehenden Außen­ gewinde zu versehen sein. Schließlich ist bei dieser Aus­ führungsform das Steilgewinde 60 nicht an der Außenfläche sondern an der Innenfläche der Buchse angeordnet und die Führungsteile 74 des Verbindungskörpers 58 greifen entspre­ chend radial von innen in die Gewindegänge des Steilgewindes 60 ein.

Der Verbindungskörper 58 ist als Hülse ausgebildet und liegt mit der Stirnfläche 56 teilweise auch an einem Ringbund 62 am unteren Ende der Hülse 12 an. Zur axialen Festlegung des Verbindungskörpers 58 bezüglich der Hülle 12 dient ferner ein Gewindering 64, welcher in ein Innengewinde 66 am unteren Ende der Hülse 12 eingeschraubt ist und bei­ spielsweise mittels eines Sicherungsstiftes 68 gegen ein Herauslösen gesichert ist. Wie ersichtlich, liegt der Ge­ windering 64 an einem Ringbund 70 der Verbindungshülse 58 an, welche somit bezüglich der Hülse 12 axial festgelegt ist. Der Verbindungskörper 58 enthält innen einen Hohlraum, in welchen die Buchse 48 verschiebbar ist.

Der Verbindungskörper 58 enthält in einer flanschartigen Erweiterung 63 zwischen der Stirnfläche 56 und dem Ringbund 70 radiale Bohrungen 72, in welche jeweils als Führungsteile 74 Bolzen eingesetzt sind. Die Anzahl der radialen Bohrungen 72 und Führungsteile 74 entspricht der Anzahl der genannten Gewindegänge des Steilgewindes 60 und sind ebenso wie diese über den Umfang gleichmäßig verteilt angeordnet. Diese Führungsteile 74 greifen mit ihren radial innenliegenden Enden in die jeweiligen Gewindegänge des Steilgewindes 60 ein. Die Führungsteile 74 können alternativ integrale Be­ standteile des Verbindungskörpers 58 sein. Bei einer axialen Verschiebung der Buchse 48 aufgrund der vom Betätigungsteil 6 eingeleiteten Drehbewegung des Gewindebolzens 20 wird folg­ lich der Verbindungskörper 58 eine Drehbewegung aufgezwungen. Da die ineinandergreifenden Gewinde 44, 46 des Gewindebolzens 20 und der Buchse 48 eine um einen vorgegebenen Betrag kleinere Steigung als das Steilgewinde 60 aufweisen, erfolgt somit eine Untersetzung der über das Betätigungsteil 6 eingeleiteten Drehbewegung auf den Verbindungskörper 58 und letztendlich auf das Absperrelement der Armatur.

Der Gewindebolzen 20 ist bezüglich der Hülse 12 gleichfalls mittels eines Gewinderinges 76 axial festgelegt. Der Gewin­ debolzen 20 enthält zwischen dem Gewindeteil und dem Oberteil einen Flansch 78, welcher auf einem oberen Ringbund 80 im Inneren der Hülse 12 aufliegt. Der Gewindering 76 ist in ein Innengewinde 82 am oberen Ende der Hülse 12 eingeschraubt und wiederum mittels eines Sicherungsstiftes 84 gegen ein Heraus­ lösen gesichert.

Bezugszeichen

 2 Oberteil
 4 Längsachse
 6 Betätigungsteil
 8 Ring
10 Innenfläche von 2
12 Hülse
14 Außenfläche von 12
16 Nut
18 Stift
20 Gewindebolzen
22 Mitnehmerzunge
24 Längsnut in 20
26 Endteil
28 Sackbohrung
30 Stift
32 Querbohrung
34 Stopfen
35 Verbindungsfläche
36 zylindrische Außenfläche von 6
38 Innenfläche von 2
40 Ringnut
42 Dichtring
44 Außengewinde von 20
46 Innengewinde von 48
48 Buchse
50 Führungsfläche von 12
52 Anlagefläche von 48
54 Absatz
56 Stirnfläche
58 Verbindungskörper
59 Längsnut
60 Steilgewinde
62 Ringbund
63 flanschartige Erweiterung von 58
64 Gewindering
66 Innengewinde von 12
68 Sicherungsstift
70 Ringbund von 58
72 radiale Bohrung
74 Führungsteil
76 Gewindering
78 Flansch von 20
80 oberer Ringbund von 12
82 oberes Innengewinde von 12
84 Sicherungsstift

Claims (5)

1. Betätigungsvorrichtung für eine Armatur
mit einem ein Oberteil aufweisenden Gehäuse, in welchem ein Absperrelement drehbar gelagert ist
mit einem um eine Längsachse drehbaren Gewindebolzen, welcher mit einem Gewinde einer axial verschiebbaren Buchse aus Metall in Eingriff steht und bezüglich des Oberteils axial festgelegt ist,
mit einer axialen Führungsfläche an der Buchse zu deren Drehsicherung, wobei die Buchse ein Steilgewinde enthält und im Inneren des Oberteils angeordnet ist, und
mit einem Verbindungskörper, welcher einerseits mit dem Absperrelement drehfest verbunden und andererseits über ein Führungsteil mit dem Steilgewinde der Buchse gekoppelt ist, dadurch gekennzeichnet, daß

• a) das mit dem Gewindebolzen (20) drehfest verbundene Betätigungsteil (6) aus Kunststoff besteht und mit einem zylindrischen Außenabschnitt (36) in eine entsprechende Bohrung des Oberteils (2) eingreift oder umgekehrt,
• b) in dem aus Kunststoff bestehenden Oberteil (2) eine Hülse (12) aus Metall drehfest und axial gesichert angeordnet ist, welche eine mit der axialen Führungsfläche (50) an der die Buchse (48) korrespondierenden Führungsfläche trägt, und
• c) der Verbindungskörper (58) zur axialen Festlegung eine flanschartige Erweiterung (63) aufweist, welche zwischen einem Ringbund (62) der Hülse (12) und einem in die Hülse (12) geschraubten Gewindering (64) drehbar, jedoch axial unverschieblich gelagert ist.

2. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebolzen (20) einen Flansch (78) aufweist, welcher zwischen einer Ringschulter (8) der Hülse (12) und einem in die Hülse (12) geschraubten Gewindering (76) axial festgelegt ist.

3. Betätigungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das mit dem Verbindungskörper (58) verbundene Führungsteil als Bolzen (74) ausgebildet ist und in das Steilgewinde (60) der Buchse (48) eingreift.

4. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenfläche der Hülse (12) als Sechskant ausgebildet ist und an der korrespondierend ausgebildeten Innenfläche (10) des Oberteils (2) anliegt.

5. Betätigungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem zylindrischen Außenabschnitt (36) des Betätigungsteils und der entsprechenden Bohrung des Oberteils (2) ein Dichtring (42) vorgesehen ist.