DE202006006806U1

DE202006006806U1 - Dreharmatur aus Kunststoff

Info

Publication number: DE202006006806U1
Application number: DE200620006806
Authority: DE
Original assignee: Asv Stuebbe & Co KG GmbH; STUEBBE ASV GmbH
Current assignee: Asv Stuebbe & Co KG GmbH; STUEBBE ASV GmbH
Priority date: 2006-04-25
Filing date: 2006-04-25
Publication date: 2006-06-22
Anticipated expiration: 2016-04-26

Abstract

Dreharmatur aus Kunststoff mit
– einem Kunststoffgehäuse (1), das einen Einlaß (5) und einen Auslaß (6) aufweist,
– einem Drehkörper (2), der eine Durchgangsöffnung (10) zum Verbinden der Gehäuseein- und -auslässe aufweist und unter Zwischenschaltung von Dichtungen (8) verdrehbar im Gehäuse angeordnet ist,
– einer Betätigungswelle, die zum Schalten des Drehkörpers zwischen einer Absperr- und Schließstellung dient und drehfest mit dem Drehkörper verbunden ist und Mitteln zum Abfragen wenigstens einer Drehposition,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Mittel zum Abfragen wenigstens einer Drehposition, eine Näherungsdetektoranordnung (20, 21) mit wenigstens einer elektrisch, opto-elektronisch oder magneto-elektronisch aktiven Komponente (20) und einer reaktiven Komponente (21) aufweisen und
daß eine (20) der beiden Komponenten in lagefester Zuordnung an oder nahe dem Gehäuse (1) angeordnet und die andere Komponente (21) in den Drehkörper (2) eingebettet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Dreharmatur aus Kunststoff mit einem Kunststoffgehäuse, das einen Einlaß und einen Auslaß aufweist, einem Drehkörper, der eine Durchgangsöffnung zum Verbinden der Gehäuseein- und -auslässe aufweist und unter Zwischenschaltung von Dichtungen verdrehbar im Gehäuse angeordnet ist, einer Betätigungswelle, die zum Schalten des Drehkörpers zwischen einer Absperr- und Schließstellung dient und drehfest mit dem Drehkörper verbunden ist und Mitteln zum Abfragen wenigstens einer Drehposition.
Die Abfrage- oder Überwachungseinrichtungen bekannter Dreharmaturen dieser Art sind häufig als externe Näherungsschalter ausgebildet, die die Stellung des Betätigungsorgans überwachen. Derartige Abfragemittel sind nur dann einsatzfähig, wenn die mechanische Verbindung des Betätigungsorgans mit dem Drehkörper fehlerfrei arbeitet. Bei einer Unterbrechung dieser mechanischen Verbindung, beispielsweise bei einem Bruch eines Kugelzapfens, folgt der Drehkörper der Stellbewegung des Betätigungsorgans nicht mehr. Die Folge ist, daß die Abfragemittel den Schließzustand der Armatur anzeigen, obwohl sich die Armatur immer noch in der Offenstellung befindet.
Bekannt sind auch Kugelhähne, bei denen ein Näherungsschalter in das Gehäuse eingebaut ist, der durch eine gesonderte Gehäuseöffnung den Schaltzustand eines metallischen Absperrteils überwacht. Derartige Konstruktionen sind relativ aufwendig und bedingen besondere Maßnahmen zum Abdichten der zusätzlichen Gehäuseöffnung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei der Dreharmatur der eingangs genannten Art die Abfragemittel besonders einfach und ohne ungünstige Rückwirkungen auf die Funktionseigenschaften der Dreharmatur zu gestalten.
Gelöst wird diese Aufgabe durch die Merkmale des Anspruchs 1.
Bei dieser Lösung geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß gerade bei Dreharmaturen aus Kunststoff eine direkte Abfrage der Drehkörperposition und damit des Schaltzustands der Dreharmatur ohne eine durchgängige Gehäuseöffnung möglich ist. Die Mittel zum Abfragen wenigstens einer Drehposition weisen eine Näherungsdetektoranordnung mit wenigstens einer elektrisch, opto-elektronisch oder magneto-elektronisch aktiven Komponente und einer reaktiven Komponente auf, wobei eine dieser beiden Komponenten in lagefester Zuordnung an oder nahe dem Gehäuse angeordnet und die andere Komponente in den Drehkörper eingebettet ist. Die gehäuseseitige Komponente kann durch eine Gehäusewand mit der im Drehkörper eingebetteten anderen Komponente in Wechselwirkung treten und ein zuverlässiges Schaltsignal erzeugen. Die gehäusefeste Komponente kann an der Gehäuseaußenseite und/oder teilweise eintauchend in eine Gehäuse-Sackbohrung montiert werden. Der Gehäuseinnenraum bleibt dabei unbeeinträchtigt, und Druckverluste können zuverlässig vermieden werden. Die Abfrage erfolgt direkt am Drehkörper, so daß das Sondensignal die Ist-Position des Drehkörpers zuverlässig anzeigt.
Vorzugsweise ist die aktive Komponente gehäusefest angeordnet.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der Näherungsdetektor mit einer Hallsonde versehen, deren Magnetkreis durch Eindringen eines Magnetkörpers veränderbar ist. Der Magnetkörper ist dabei vorzugsweise in einen Umfangsabschnitt des Drehkörpers eingebettet.
In alternativer Ausführungsform ist die aktive Komponente als induktiver Näherungssensor ausgebildet, der einen Schwingkreis zur Erzeugung eines hochfrequenten Wechselfeldes enthält. Dabei ist im Drehkörper ein Metall- oder Magnetelement eingebettet, das den Schwingkreis bei Eintritt in dessen Wechselfeld beeinflußt.
Eine wiederum andere Ausführungsform der Erfindung sieht einen kapazitiven Näherungssensor vor, der mit einem im Drehkörper eingebetteten Kondensatorelement zusammenwirkt. Bei Annäherung des Kondensatorelements an den Näherungssensor wird die kapazitive Kopplung erhöht und letztere wird zu einem Positionsanzeigesignal verarbeitet.
Ferner ist es möglich, die aktive Komponente als Lichtquelle und die reaktive Komponente als reflektierende Fläche oder als Lichtempfänger und -wandler auszubilden. Diese Ausbildung bedingt allerdings eine lichtdurchlässige Gehäusezone.
Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:
1 eine Schnittansicht durch eine Dreharmatur in Form eines Kugelhahns.
Der dargestellt Kugelhahn weist ein zweischaliges Gehäuse 1 auf, in dem ein Drehkörper in Form einer Ventilkugel 2 drehbar angeordnet ist. Jede Gehäuseschale ist mit einem Anschlußstutzen 3 bzw. 4 versehen, die in der dargestellten Einbaulage koaxiale Ein- bzw. Auslässe 5 bzw. 6 aufweisen.
Die Ventilkugel 2 ist in einer Käfig/Dichtring-Kombination 7, drehbar gelagert.
Die beiden Gehäuseschalen werden nach Einbau der Ventilkugel 2 und der Käfige und Dichtungen 7, 8 in einer Trennebene 9 beispielsweise durch Vibrationsschneißen miteinander verbunden.
Die Ventilkugel 2 ist in der einzigen Figur in ihrer Offenstellung gezeigt, in der ihre Durchgangsöffnung 10 mit den Gehäuse- bzw. Anschlußstutzenöffnungen 5 und 6 koaxial ausgerichtet ist. Der Ventilkörper läßt sich durch Drehen um eine Achse 11 in Richtung des Pfeils A um ca. 90° in die Schließstellung bewegen. Die mit dem Ventilkörper 2 verbundene Betätigungswelle ist in der Zeichnung nicht gezeigt; sie ist koaxial zur Drehachse 11 angeordnet.
Dem zuvor beschriebenen Kugelhahn sind besondere Mittel zum Abfragen der Drehposition der Ventilkugel 2 zugeordnet. Diese Abfragemittel bestehen aus einer zweikomponentigen Näherungsdetektoranordnung 20, 21. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine elektrische, opto-elektronische, oder magneto-elektronische Sonde 20 mit dem Gehäuse 1 verbunden, während eine reaktive Komponente 21 in der Ventilkugel 2 derart eingebettet ist, daß sie bei Verdrehen der Ventilkugel 2 eine Vierteldrehung entsprechend dem Pfeil A ausführt. Die beiden Komponenten 20 und 21 treten zumindest in einer Drehstellung in Wechselwirkung, in der das drehkörpereigene eingebettete Teil 21 in den Wirkungsbereich der Sonde 20 gelangt, der Drehkörper 2 also um eine Vierteldrehung in Richtung des Pfeils A verdreht ist.
In der in der Zeichnung dargestellten Offenstellung erhält die Sonde 20 keine Reaktion von der Komponente 21, die der Ventilkugel 2 zugeordnet ist. Erst bei entsprechender Drehung in Richtung Pfeil A gelangt die Komponente 21 in den Überwachungsbereich der Sonde 20 und löst in letzterer ein auswertbares Signal aus. In einer in der Zeichnung nicht dargestellten, an sich bekannten Auswerteschaltung wird dieses Signal als Schließzustand des Ventils erkannt und ausgewertet.
Näherungsdetektoranordnungen der anhand von 1 beschriebenen Art können auch in anderer Zuordnung mit jeweils mindestens einer stationären Gehäusekomponente und einer der Ventilkugel 2 zugeordneten reaktiven Komponente 21 verwendet werden. So kann beispielsweise eine weitere reaktive Komponente der dargestellten Komponente 21 diagonal gegenüber im Drehkörper 2 eingebettet sein; eine derartige zweite reaktive Komponente wird von einer zweiten gehäusefesten Sonde abgetastet, um den in der Zeichnung dargestellten Öffnungszustand der Ventilkugel zu erfassen. Auch Zwischenstellungen der Ventilkugel können durch geeignete Anordnung von aktiven und reaktiven Komponenten erfaßt und überwacht werden.
In bevorzugter Ausführungsform ist die aktive Komponente 20 als Hallsonde ausgebildet, deren Magnetkreis durch Eindringen der als Magnetkörper ausgebildeten Komponente 21 verändert wird.
In alternativer Ausführung enthält der Näherungsdetektor einen Stromkreis zur Erzeugung eines hochfrequenten Wechselfeldes, das sich an der dem Gehäuse zugewandten Stirnseite der Sonde 20 entwickelt und durch Eintritt eines Metall- oder Magnetelements 21 den Schwingkreis beeinflußt.
Eine alternative Ausbildung der Detektoranordnung besteht in einem kapazitiven Näherungssensor, wobei das Drehkörper-Einsatzelement als Kondensatorelement ausgebildet ist.
Diese Ausführungsbeispiele werden durch die Kunststoffausbildung der Dreharmatur besonders begünstigt; denn die gehäusefeste Sonde 20 kann außen an dem Kunststoffgehäuse befestigt oder durch eine kurze Sackbohrung und ohne Verbindung zum Gehäuseinnenraum positioniert werden. Daher ist der erfindungsgemäße Näherungsdetektor in diesen Ausführungen ohne Kontakt und ohne Öffnung zum Gehäuseinnenraum uneingeschränkt funktionsfähig.
Prinzipiell möglich sind aber auch Ausführungen der Näherungsdetektoranordnung, die eine direkte Verbindung zum Gehäuseinnenraum bedingen. Dazu gehört eine Ausführung mit einer Lichtquelle und einer dem Drehkörper 2 zugeordneten reflektierenden Fläche bzw. einem Lichtempfänger und -wandler.
Schließlich wäre eine Abwandlung der erfindungsgemäßen Näherungsdetektoranordnung dadurch möglich, daß die elektrisch aktive Komponente eine Spannungsquelle und einen betriebsmäßig offenen Schalter aufweist, während die vorzugsweise dem Drehkörper 2 zugeordnete Gegenkomponente eine elektrisch leitende Brücke ist, die in der Annäherungsposition den elektrischen Schalter überbrückt. Ein dadurch geschlossener Stromkreis läßt sich problemlos einer bestimmten Drehposition (Schließ- oder Offenstellung) des Drehkörpers 2 zuordnen.

Claims

Dreharmatur aus Kunststoff mit – einem Kunststoffgehäuse (1), das einen Einlaß (5) und einen Auslaß (6) aufweist, – einem Drehkörper (2), der eine Durchgangsöffnung (10) zum Verbinden der Gehäuseein- und -auslässe aufweist und unter Zwischenschaltung von Dichtungen (8) verdrehbar im Gehäuse angeordnet ist, – einer Betätigungswelle, die zum Schalten des Drehkörpers zwischen einer Absperr- und Schließstellung dient und drehfest mit dem Drehkörper verbunden ist und Mitteln zum Abfragen wenigstens einer Drehposition, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel zum Abfragen wenigstens einer Drehposition, eine Näherungsdetektoranordnung (20, 21) mit wenigstens einer elektrisch, opto-elektronisch oder magneto-elektronisch aktiven Komponente (20) und einer reaktiven Komponente (21) aufweisen und daß eine (20) der beiden Komponenten in lagefester Zuordnung an oder nahe dem Gehäuse (1) angeordnet und die andere Komponente (21) in den Drehkörper (2) eingebettet ist.
Dreharmatur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Komponente (20) gehäusefest angeordnet ist.
Dreharmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Näherungsdetektor eine Hallsonde (20) aufweist, deren Magnetkreis durch Eindringen eines Magnetkörpers (21) veränderbar ist.
Dreharmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Komponente (20) als induktiver Näherungssensor ausgebildet ist, der einen Schwingkreis zur Erzeugung eines hochfrequenten Wechselfeldes enthält und daß im Drehkörper (2) ein Metall- oder Magnetelement (21) eingebettet ist, das bei Eintritt in das Wechselfeld den Schwingkreis beeinflußt.
Dreharmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein kapazitiver Näherungssensor vorgesehen ist, der mit einem im Drehkörper eingebetteten Kondensatorelement (21) zusammenwirkt.
Dreharmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aktive Komponente eine Lichtquelle ist und die reaktive Komponente eine reflektierende Fläche oder einen Lichtempfänger und -wandler aufweist.
Dreharmatur nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrisch aktive Komponente eine Spannungsquelle und einen betriebsmäßig offenen Schalter aufweist und daß die Gegenkomponente eine elektrisch leitende Brücke ist, die in der Annäherungsposition den elektrischen Schalter überbrückt.