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Die
Erfindung betrifft eine Armatureinrichtung für eine Messsonde
zur Messung von Prozessgrößen in einem Prozess,
insbesondere eine Wechselarmatur.
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Armatureinrichtungen,
insbesondere Wechselarmaturen, die auch als Schubstangenarmaturen bezeichnet
werden, sind in der Analysemesstechnik weit verbreitet. Sie dienen
dazu, Messsonden, z. B. Sensoren in einen Prozess einzuführen
oder zu entnehmen, ohne den Prozess zu unterbrechen. Hierzu ist
die Messsonde üblicherweise in einer rohrförmigen
Halterung aufgenommen, die innerhalb eines Armaturgehäuses
der Armatureinrichtung zwischen einer Mess- und einer Wartungsstellung
verschiebbar aufgenommen und geführt ist. Die Verschiebung
der rohrförmigen Halterung mit der Messsonde kann manuell
oder automatisch, beispielsweise mit Hilfe einer pneumatischen Antriebseinrichtung,
erfolgen. Eine pneumatische Antriebseinrichtung zum Verschieben der
Halterung für die Messsonde kann einen Pneumatikzylinder
und einen darin beweglichen, druckluftbeaufschlagten Kolben umfassen,
mit dem die rohrförmige Halterung für die Messsonde
direkt oder über ein oder mehrere Verbindungsteile verbunden
ist.
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Das
Armaturengehäuse weist eine Anschlusseinrichtung zum Anbinden
der Armatureinrichtung an einen Prozessbehälter, beispielsweise
einen Flansch, auf. Innerhalb des Armaturgehäuses kann
eine Kalibrier- und/oder Reinigungskammer vorgesehen sein, in die
die Messsonde in Wartungsstellung eingezogen werden kann, um dort
gereinigt und/oder kalibriert zu werden.
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Um
die Kalibrier- und/oder Reinigungskammer gegenüber dem
zu überwachenden Prozess abzudichten, sind im Bereich der
Kalibrierkammer häufig im Armaturgehäuse innenliegende
Dichtringe an der Führung der rohrförmigen Halterung
angeordnet, die gegen glatte Dichtflächen am prozessseitigen Ende
der rohrförmigen Halterung abschließen.
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Hier
und im Folgenden wird die Seite der Armatureinrichtung, an der die
Anschlusseinrichtung zum Anbinden an einen Prozessbehälter
angebracht ist, als „Prozessseite” bezeichnet.
Entsprechend wird die Richtung entlang der zentralen Längsachse
der Armatureinrichtung zur Anschlusseinrichtung hin als „prozessseitig” bezeichnet.
Die der prozessseitigen Richtung entgegen gesetzte Richtung wird
als „prozessabgewandt” bezeichnet.
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Die
Anmelderin bietet unter der Bezeichnung „CleanFit” derartige
Armatureinrichtungen beispielsweise unter den Bezeichnungen CleanFit
S, CPA 471, CPA 472 und 472D, CPA 473, CPA 474 und CPA 475 an. Die
Bewegung der Halterung für die Messsonde erfolgt in diesen
Armatureinrichtungen in axialer Richtung, d. h. entlang einer zentralen
Achse der Armatureinrichtung. Die Bewegung erfolgt automatisch über
einen pneumatischen Antrieb oder mittels manueller Betätigung.
Um ein sanftes Anfahren der Armatur in die jeweilige Stellung zu
erreichen und um insbesondere eine Beschädigung der Messsonde, durch
zu festen Anschlag in der Mess- bzw. Wartungsstellung zu verhindern,
wird bei Armaturen mit pneumatischen Antriebseinrichtungen die axiale
Bewegung der Messsondenhalterung mit Hilfe eines zusätzlichen
Drosselelementes gedämpft, das in der Luftversorgung des
pneumatischen Antriebs der jeweilig gewünschten Bewegungsrichtung,
nämlich in die Mess- oder der Wartungsstellung, montiert
ist.
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Ein
solches Drosselelement ist als zusätzliches Bauteil jedoch
zum einen relativ kostspielig, insbesondere weil für jede
Bewegungsrichtung ein Drosselelement benötigt wird, und
weist zum anderen den Nachteil auf, dass es nur in Verbindung mit dem
pneumatischen Antrieb zur Dämpfung der Bewegung der Messsonde
bzw. der Messsondenhalterung geeignet ist.
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Es
ist die Aufgabe der Erfindung, eine Armatureinrichtung der eingangs
genannten Art anzugeben, die die Nachteile des Standes der Technik
vermeidet. Insbesondere soll die Verschiebungsbewegung der Halterung
für die Messsonde bei möglichst einfachem Aufbau
der Armatureinrichtung und der Dämpfungsmittel wirkungsvoll
gedämpft werden.
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Diese
Aufgabe wird gelöst durch eine Armatureinrichtung, insbesondere
eine Wechselarmatur, für eine Messsonde zur Messung von
Prozessgrößen in einem Prozess
mit
einem
Armaturengehäuse mit einer Anschlusseinrichtung zum Anbinden
der Armatureinrichtung an einen Prozessbehälter, einer
in dem Armaturengehäuse axial verschieblich zwischen einer
in den Prozessbehälter eingefahrenen Messstellung und einer
daraus ausgefahrenen Wartungsstellung geführten rohrförmigen
Halterung für eine Messsonde,
und einer Dämpfungseinrichtung
zur Dämpfung einer axialen Verschiebung der rohrförmigen
Halterung, wobei die Dämpfungseinrichtung einen innerhalb
des Armaturengehäuses gebildeten, fluidgefüllten
Dämpfungszylinder und einen mit der rohrförmigen
Halterung in Wirkverbindung stehenden, innerhalb des Dämpfungszylinders
geführten Dämpfungskolben umfasst. Unter einer
Wirkverbindung zwischen Dämpfungskolben und Halterung wird
hier verstanden, dass Dämpfungskolben und Halterung derart mechanisch
gekoppelt sind, dass sich bei einer Bewegung, insbesondere Verschiebung,
der rohrförmigen Halterung der Dämpfungskolben
zwangsläufig ebenfalls bewegt, insbesondere innerhalb des Dämpfungszylinders
verschoben wird. Die Wirkverbindung kann insbesondere in einer starren
Verbindung zwischen Dämpfungskolben und Halterung, insbesondere über
ein oder mehrere Verbindungsteile, bestehen.
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Durch
die Wirkverbindung zwischen dem Dämpfungskolben und der
im Armaturgehäuse axial verschieblichen rohrförmigen
Halterung ist die Bewegung des Dämpfungskolbens innerhalb
des fluidgefüllten Dämpfungszylinders also unmittelbar
an die axiale Bewegung der Halterung für die Messsonde beim
Verschieben der Messsonde zwischen Mess- und Wartungsstellung gekoppelt.
Indem der Dämpfungskolben innerhalb eines fluidgefüllten
Dämpfungszylinders geführt wird, ergibt sich aufgrund
des der Bewegung des Dämpfungskolbens entgegenwirkenden
Strömungswiderstandes des Fluids eine Dämpfungswirkung,
die sich, wiederum durch die Wirkverbindung zwischen Dämpfungskolben
und Messsondenhalterung, unmittelbar auf die Bewegung der Halterung
auswirkt. Auf diese Weise wird eine effektive Dämpfung
der axialen Verschiebungsbewegung der rohrförmigen Halterung
erreicht. Somit werden keine zusätzlichen Bauteile zum
Dämpfen der Verschiebungsbewegung, wie beispielsweise eine
oder mehrere auf einen Pneumatik-Antrieb der Armatureinrichtung
wirkende Drosseln, benötigt werden. Da die Dämpfungswirkung
nicht wie im Stand der Technik mittels einer derartigen Drosselung
einer pneumatischen Steuerung erreicht wird, ist die hier beschriebene
Dämpfungseinrichtung sowohl für automatisch, insbesondere
pneumatisch, betriebene Armatureinrichtungen als auch für
von Hand bedienbare Armatureinrichtungen geeignet. Weiterhin wird nur
diese eine Dämpfungseinrichtung für die Verschiebungsbewegung
in beide Richtungen benötigt, da die aufgrund des Strömungswiderstandes
des Fluids entstehende Dämpfungswirkung bei der Bewegung
des Dämpfungskolbens in beiden Richtungen auftritt.
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In
einer bevorzugten Ausgestaltung weist der Dämpfungskolben
eine Fluidpassage auf, welche einen ersten Volumenbereich des Dämpfungszylinders
mit einem zweiten Volumenbereich des Dämpfungszylinders
verbindet. Bei der Bewegung des Dämpfungskolbens durch
den Dämpfungszylinder kann auf diese Weise Fluid vom ersten
in den zweiten Volumenbereich bzw. in umgekehrte Richtung strömen.
Die Fluidpassage weist vorzugsweise zumindest abschnittsweise einen
erheblich geringeren Querschnitt auf als der Dämpfungszylinder,
so dass durch die Bremswirkung des durch diese Querschnittsverengung
strömenden Fluids eine merkliche Dämpfung einer
Hubbewegung des Dämpfungskolbens erreicht wird. Das Querschnittsverhältnis
kann je nach Viskosität des im Dämpfungszylinder
vorliegenden Fluids eingestellt werden, um die gewünschte
Dämpfungswirkung zu erreichen.
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In
einer alternativen Ausgestaltung kann auf eine innerhalb des Dämpfungskolbens
verlaufende Fluidpassage verzichtet werden, indem der Dämpfungskolben
an seinem Umfang nur teilweise fluiddicht mit der Innenwand des
Dämpfungszylinders abschließt, so dass Fluid aus
dem ersten Volumenbereich zwischen dem Dämpfungskolben
und der Innenwand am Dämpfungskolben vorbei in den zweiten
Volumenbereich gelangen kann.
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Der
Querschnitt der Fluidpassage kann mittels eines Ventilelements einstellbar
sein, um den Strömungswiderstand einzustellen, den das
Fluid beim Übergang von dem ersten in den zweiten Volumenbereich
bzw. beim Übergang von dem zweiten in den ersten Volumenbereich
der Bewegung des Dämpfungskolbens entgegensetzt. Auf diese
Weise kann die Dämpfungswirkung auf die Bewegung des Dämpfungskolbens
innerhalb des Dämpfungszylinders variiert und nach Belieben
eingestellt werden.
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Der
Dämpfungskolben kann einen Dämpfungskolbenschaft
mit einem ersten Durchmesser und einen an einem prozessseitigen
Ende des Dämpfungskolbenschaftes anschließenden
Stempel mit einem zweiten Durchmesser aufweisen, wobei der erste
Durchmesser kleiner ist als der zweite Durchmesser, und wobei der
erste Volumenbereich an die prozessseitige Stirnfläche
des Stempels angrenzt und der zweite Volumenbereich an die prozessabgewandte
Rückseite des Stempels angrenzt.
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Das
besagte Ventilelement kann durch einen, insbesondere verjüngten,
Bohrungsabschnitt einer axial innerhalb des Dämpfungskolbens
verlaufenden, insbesondere zylindrischen Bohrung, und eine in den
Bohrungsabschnitt hineinragende, mindestens abschnittsweise sich
kontinuierlich verjüngende, insbesondere mindestens abschnittsweise kegel-
oder kegelstumpfförmige Spindel gebildet sein, wobei die
Spindel den Bohrungsabschnitt bis auf eine ringförmige Öffnung,
im Folgenden auch als Ringspalt bezeichnet, verschließt,
wobei der Querschnitt der ringförmigen Öffnung
durch Verschieben der Spindel in den Bohrungsabschnitt hinein oder
aus dem Bohrungsabschnitt heraus einstellbar ist.
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Der
Bohrungsabschnitt kann beispielsweise ein verjüngter Abschnitt
der innerhalb des Dämpfungskolbens verlaufenden axialen
Bohrung sein. Verjüngt sich die axiale Bohrung beispielsweise
stufenartig, d. h. abrupt von einem ersten zu einem zweiten, kleineren,
Querschnitt, kann die kegelförmige Spindel so angeordnet
werden, dass ihr sich kontinuierlich verjüngender Abschnitt
von dem Bohrungsabschnitt mit dem ersten Querschnitt in den verjüngten Bohrungsabschnitt
mit dem kleineren Querschnitt hineinragt. Zwischen der Randfläche
der Spindel, die beispielsweise als Kegelmantelfläche oder
als Kegelstumpfmantelfläche ausgestaltet sein kann, und
der durch die Verjüngung der Bohrung gebildeten Stufe, im
Folgenden der Einfachheit halber als „stufenförmige
Verjüngung” bezeichnet, entsteht auf diese Weise ein
Ringspalt.
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Die
Spindel kann an einem prozessseitigen Ende eines innerhalb des Dämpfungskolbenschaftes,
beispielsweise in der erwähnten innerhalb des Dämpfungskolbens
verlaufenden axialen Bohrung, geführten Stifts angebracht
sein, wobei der Stift oder eine Stiftverlängerung über
ein Außengewinde, das mit einem Innengewinde des Dämpfungskolbenschafts
zusammenwirkt, am Dämpfungskolbenschaft befestigt ist.
Die Gewindeverbindung zwischen dem Stift oder der Stiftverlängerung
und dem Dämpfungskolbenschaft erlaubt eine Verschiebung
der Spindel in axialer Richtung. Durch Eindrehen des Stiftes in prozessseitiger
Richtung, wird die Spindel beispielsweise in den verjüngten
Bohrungsabschnitt innerhalb des Dämpfungskolbens hinein
verschoben, was zu einer Verkleinerung der ringförmigen Öffnung
und damit zu einer Verringerung des Fluidpassagenquerschnitts führt.
Ein Herausdrehen des Stiftes in prozessabgewandte Richtung führt
entsprechend zu einer Verschiebung der Spindel aus dem verjüngten Bohrungsabschnitt
heraus, was zu einer Vergrößerung der ringförmigen Öffnung
und entsprechend einer Vergrößerung des Querschnitts
der Fluidpassage führt.
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Der
erste Volumenbereich des Dämpfungszylinders kann mit dem
zweiten Volumenbereich des Dämpfungszylinders über
die axiale Bohrung innerhalb des Dämpfungskolbens und über
eine radiale Bohrung verbunden sein, welche einen ersten Austritt
in die axiale Bohrung und einen zweiten Austritt in den zweiten
Volumenbereich des Dämpfungszylinders aufweist.
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Eine
Wirkverbindung zwischen dem Dämpfungskolben und der rohrförmigen
Halterung für die Messsonde kann beispielsweise erzielt
werden, indem die rohrförmige Halterung oder eine mit der
rohrförmigen Halterung verbundene Halterungsverlängerung
in einem Endbereich ein Verbindungsstück, z. B. eine Platte
mit einer ersten Durchgangsöffnung aufweist, in der die
rohrförmige Halterung befestigt ist, und die eine gegenüber
der ersten in radialer Richtung bezogen auf die zentrale Achse der
Armatureinrichtung, die mit der Längsachse der rohrförmigen Halterung
zusammenfällt, verschobene zweite Durchgangsöffnung
aufweist, in der der Dämpfungskolbenschaft oder eine Verlängerung
des Dämpfungskolbensschaftes befestigt ist. Durch den radialen
Versatz des Dämpfungskolbens gegenüber der rohrförmigen
Halterung für die Messsonde wirkt der Dämpfungskolben
gleichzeitig als Verdrehsicherung für die Messsonde. Da
der Dämpfungskolben in einem Endbereich in der besagten
Platte und in seinem anderen Endbereich im Dämpfungszylinder
festgehalten wird, ist eine Verdrehung der rohrförmigen Halterung
um ihre Rotationsachse unterbunden. Dies ist von besonderem Vorteil,
wenn die in der Armatureinrichtung gehaltene Messsonde nicht rotationssymetrisch
aufgebaut ist, wenn also ihre Orientierung bezüglich der
Rotationsachse der Sondenhalterung für die Qualität
des Messergebnisses eine Rolle spielt. Dies ist beispielsweise der
Fall bei ISFET-pH-Sensoren bzw. bei anderen Halbleiter-Sensoren,
sowie bei nicht rotationssymetrischen optischen Sonden, wie beispielsweise
Trübungs-Sonden oder photometrischen Messsonden. Insbesondere für
den Fall, dass eine dieser Messsonden in einem strömenden
Medium anzuordnen ist, spielt deren Orientierung bezüglich
der Strömungsrichtung eine wichtige Rolle für
die Qualität des Messergebnisses.
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Im
Folgenden wird die Erfindung anhand des in der Zeichnung gezeigten
Ausführungsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
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1 eine
Armatureinrichtung mit einer Messsondenhalterung in Wartungsstellung;
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2 die
Armatureinrichtung aus 1 mit Messsondenhalterung in
Messstellung;
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3 eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts A aus 1,
in der der prozessseitige Endbereich des Dämpfungskolbens
in Anschlagstellung im prozessabgewandten Endbereich des Dämpfungszylinders
zu sehen ist;
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4 eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts B aus 2,
in der der prozessseitige Endbereich des Dämpfungskolbens
in einer Anschlagstellung im prozessseitigen Endbereich des Dämpfungskolbens
zu sehen ist;
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5 eine
vergrößerte Darstellung des Ausschnitts C aus 1,
in der der prozessabgewandte Endbereich des Dämpfungskolbens
zu sehen ist.
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In 1 ist
eine Armatureinrichtung 1 mit einem Armaturgehäuse 3 dargestellt,
bei der die Messsonde (nicht dargestellt) sich in der Wartungsstellung innerhalb
einer Reinigungs- und Kalibrierkammer innerhalb des Armaturgehäuses 3 befindet.
In 1 ist dieselbe Armatureinrichtung 1 in
Messstellung mit ausgefahrener Halterung 11 für
die (nicht dargestellte) Messsonde gezeigt. Kalibrier- bzw. Reinigungsflüssigkeit
kann durch die Zu- und Ableitungen 5 in die Kalibrier-
bzw. Reinigungskammer ein- und wieder ausgeleitet werden.
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Die
Armatureinrichtung
1 weist als Anschlusseinrichtung
9 einen
Flansch auf, über den die Armatureinrichtung
1 an
ein (nicht dargestelltes) Prozessgefäß, beispielsweise
ein Rohr, festgelegt werden kann. Die Halterung
11 für
die Messsonde ist an einer Halterungsverlängerung
13 befestigt,
beispielsweise durch eine Schraubverbindung oder einen Bajonett-Verschluss
(in
1 und
2 nicht dargestellt). Die Halterung
11 sowie
die Halterungsverlängerung
13 sind axial, d. h.
in Richtung der zentralen Achse Z der Armatureinrichtung
1,
verschieblich im Armaturgehäuse
3 geführt.
Die zentrale Achse Z fällt mit der Längsachse
der Halterung
11 bzw. der Halterungsverlängerung
13 zusammen.
Armaturgehäuse
3, Sondenhalterung
11 und
Halterungsverlängerung
13 können in an
sich bekannter Weise aufgebaut sein, beispielsweise wie in
DE 102006010810 A1 ,
DE 102007035918 B3 oder
DE 102006022981 A1 beschrieben.
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Innerhalb
des Armaturgehäuses 3 ist ein Dämpfungszylinder 15 angeordnet,
der beispielsweise als Sackbohrung in der Wand des Armaturgehäuses 3 ausgestaltet
sein kann. Ein Dämpfungskolben 17 ist in dem Dämpfungszylinder 15 derart
geführt, dass er Hubbewegungen entlang der Mittelachse
M des Dämpfungszylinders 15 ausführen
kann. Die Halterungsverlängerung 13 ist in einer
ersten Durchgangsöffnung 21 der Platte 19 aufgenommen.
Die Platte 19 weist eine zweite Durchgangsöffnung 23 auf,
die gegenüber der ersten Durchgangsöffnung 21 in
radialer Richtung, d. h. in senkrechter Richtung zur zentralen Achse
Z, verschoben ist. In dieser zweiten Durchgangsöffnung 23 ist
der Dämpfungskolben 17 befestigt. Auf dieser Weise
ergibt sich eine Wirkverbindung in Gestalt einer starren mechanischen
Kopplung zwischen der Halterung 11 für die Messsonde über
die Halterungsverlängerung 13 und dem Dämpfungskolben 17.
Wird die Halterungsverlängerung 13 zusammen mit
der Halterung 11 in Richtung der zentralen Achse Z der
Armatureinrichtung 1 innerhalb des Armaturgehäuses 3 verschoben, erfolgt
somit zwangsläufig eine gleichzeitige Bewegung des Dämpfungskolbens 17 entlang
seiner parallel zur zentralen Achse Z verlaufenden Mittelachse M
in dieselbe Richtung, in der sich die Halterungsverlängerung 13,
und somit die Halterung 11 für die Messsonde bewegt.
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In 3 ist
der vergrößerte Ausschnitt A aus 1 und
in 4 der vergrößerte Ausschnitt
B aus 2 gezeigt. Zu sehen ist in 3 das prozessabgewandte
Ende des Dämpfungszylinders 15 sowie der bei Wartungsstellung
der Messsonde zurückgezogene prozessseitige Bereich des
Dämpfungskolbens 17. In 4 ist das
prozessseitige Ende des Dämpfungszylinders 15 sowie
der bei Messstellung der Messsonde am prozessseitigen Ende des Dämpfungszylinders 15 anschlagende
prozessseitige Bereich des Dämpfungskolbens 17 zu
sehen. Der Dämpfungszylinder 15 umfasst einen
fluidgefüllten Hohlraum, der mittels der Dichtringe 25, 27 und 29 fluiddicht
gegenüber der Umgebung abgeschlossen ist. Das im Dämpfungszylinder 15 enthaltene
Fluid kann also nicht in die Umgebung entweichen. Der Dämpfungskolben 17 umfasst
einen Dämpfungskolbenschaft 38, der an seinem
prozessseitigen Endbereich einen Stempel 36 aufweist. Der
Stempel 36 ist mit einer Ringnut zur Aufnahme des Dichtrings 25 versehen.
Der Dichtring 25 liegt gegen die glatte Innenwand des Dämpfungszylinders 15 fluiddicht
an. Der Stempel 36 des Dämpfungskolbens 17 unterteilt somit
das Innenvolumen des Dämpfungszylinders 15 in
einen ersten Volumenbereich 33 zwischen der prozessseitigen
Zylindergrundfläche des Dämpfungszylinders 15 und
der prozessseitigen Stirnfläche des Stempels 36 und
in einen zweiten Volumenbereich 35 auf der gegenüberliegenden
Seite des Stempels 36, der durch das prozessabgewandte
Ende des Dämpfungszylinders 15 mit der Dichtung 29,
die Innenwand des Dämpfungszylinders 15, die Zylindermantelfläche
des Dämpfungskolbenschaftes 38, und die radial
um den Dämpfungskolbenschaft 38 verlaufenden Rückseite
des Stempels 36 begrenzt wird.
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Der
Dämpfungskolben 17 weist eine durchgehende axiale,
d. h. entlang der Mittelachse M des Dämpfungskolbens 17 verlaufende,
Bohrung 37 auf, innerhalb derer ein Stift 41 geführt
ist, der in seinem prozessseitigen Endbereich in eine Spindel 43 von kegelstumpfartiger
Geometrie übergeht. Die axiale Bohrung 37 weist
im Bereich des Stempels 36 des Dämpfungskolbens 17 eine
stufenartige Verjüngung 39 auf, d. h. die axiale
Bohrung 37 geht abrupt von einem Bohrungsabschnitt mit
einem ersten Querschnitt in einen zweiten Bohrungsabschnitt 40 mit
kleinerem Querschnitt über. Die kegelstumpfförmige
Spindel 39 ragt derart in den verjüngten Bohrungsabschnitt 40 der
axialen Bohrung 37 hinein, dass zwischen der Stufe 39 und
der Kegelwand der Spindel 43 nur ein schmaler Ringspalt
verbleibt. Auf der prozessabgewandten Seite des Stempels ist die
axiale Bohrung 37 durch eine radial, d. h. senkrecht zur
Mittelachse M verlaufende Bohrung 45 mit dem zweiten Volumenbereich 35 des
Dämpfungszylinders 15 verbunden. Oberhalb der
radialen Bohrung 45 weist der Stift 41 eine Ringnut
auf, in der der Dichtring 31 aufgenommen ist. Der Dichtring 31 liegt
an der glatten Innenwand der axialen Bohrung 37 an und
dichtet so den Bohrungsinnenraum gegenüber der Umgebung fluiddicht
ab.
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Bei
einer Bewegung des Dämpfungskolbens 17 in prozessseitige
Richtung, d. h. in den Dämpfungszylinder 15 hinein,
wird Fluid aus dem ersten Volumenbereich 33 verdrängt
und strömt durch die axiale Bohrung 37, durch
den zwischen der stufenartige Verjüngung 39 und
der Kegelmantelfläche der Spindel 43 gebildeten
Ringspalt und durch die radiale Bohrung 45 in den zweiten
Volumenbereich 35 des Dämpfungszylinders 15 auf
der prozessabgewandten Seite des Stempels 36. Aufgrund
des geringen Querschnitts des Ringspalts zwischen der Spindel 43 und
der stufenartigen Verjüngung 39 setzt das Fluid der
Bewegung des Dämpfungskolbens 17 einen hohen Strömungswiderstand
entgegen, der die Bewegung des Dämpfungskolbens 17 abbremst.
Bei einer Bewegung des Dämpfungskolbens in entgegengesetzter
Richtung wird entsprechend Fluid aus dem zweiten Volumenbereich 35 des
Dämpfungszylinders 15 durch die radiale Bohrung 45,
den Ringspalt zwischen Spindel 43 und stufenartiger Verjüngung 39 und
durch die axiale Bohrung 37 in den ersten Volumenbereich 33 des
Dämpfungszylinders 15 verdrängt. Wiederum
ergibt sich eine Dämpfung der Hubbewegung des Dämpfungskolbens 17 aufgrund des
hohen Strömungswiderstandes, den das Fluid aufgrund des
Ringspalts der Kolbenbewegung entgegensetzt.
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Der
Querschnitt des Ringspalts kann im hier gezeigten Ausführungsbeispiel
variiert und je nach Viskosität des Fluids und gewünschter
Dämpfungsintensität gewählt werden.
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5 zeigt
einen vergrößerten Ausschnitt C der 1,
in dem ein Ausschnitt der Platte 19 und des darin befestigten
Dämpfungskolbens 17 dargestellt ist. Der innerhalb
des Dämpfungskolbenschaftes 38 geführte
Stift 41 ist an seinem prozessabgewandten Ende in einer
Stiftverlängerung 47 aufgenommen. Die Stiftverlängerung 47 ist
an ihrem prozessabgewandten Ende mit einer Rändelmutter 49 versehen.
Die Stiftverlängerung 47 weist überdies ein
Außengewinde 51 auf, das mit einem Innengewinde 53 des
Dämpfungskolbenschafts 38 zusammenwirkt. Durch
Drehen der Rändelmutter 49 kann entsprechend die
Stiftverlängerung 43 aus dem Dämpfungskolbenschaft 38 heraus-
oder in den Dämpfungskolbenschaft 38 hineingedreht
werden. Dies bewirkt eine axiale Bewegung des Stiftes 41 in die
axiale Bohrung 37 hinein, d. h. eine Bewegung in prozessseitige
Richtung, oder aus der axialen Bohrung 37 heraus, d. h.
eine Bewegung in prozessabgewandte Richtung. Entsprechend wird der
Abstand zwischen dem Kegelmantel der Spindel 43 und der stufenartigen
Verjüngung 39 bei einer Bewegung des Stiftes 41 in
die axiale Bohrung hinein kleiner bzw. bei einer Bewegung aus der
axialen Bohrung heraus größer. Mit kleiner werdendem
Abstand verringert sich entsprechend der Querschnitt des Ringspalts
zwischen Spindel 43 und stufenartiger Verjüngung 39, bei
Vergrößerung des Abstandes vergrößert
sich der Querschnitt des Ringspalts entsprechend. Auf diese Weise
kann die Stärke des Strömungswiderstandes, der
einer Bewegung des Dämpfungskolbens 17 innerhalb
des Dämpfungszylinders 15 entgegenwirkt, eingestellt
werden.
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Als
Fluid eignen sich prinzipiell vielerlei Flüssigkeiten und
Gase. Im einfachsten Fall wird bei der Montage des Dämpfungszylinders
und des Dämpfungskolbens Luft aus der Umgebung unter atmosphärischen
Bedingungen eingeschlossen. Bei der Montage kann jedoch gleichermaßen
eine dämpfende Flüssigkeit im Dämpfungszylinder
eingeschlossen werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 102006010810
A1 [0027]
- - DE 102007035918 B3 [0027]
- - DE 102006022981 A1 [0027]