DE69101903T2

DE69101903T2 - Ventilsteuervorrichtung mit einer Spiralfeder.

Info

Publication number: DE69101903T2
Application number: DE69101903T
Authority: DE
Inventors: Daniel Pierre Maurer
Original assignee: Mecafrance SA
Current assignee: Mecafrance SA
Priority date: 1990-11-14
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1994-11-24
Anticipated expiration: 2011-11-09
Also published as: US5213183A; DE69101903D1; EP0486372B1; EP0486372A1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verbesserungen an Steuervorrichtungen zur Steuerung von Ventilen von der Bauart, bei der die Welle zum Antrieb des Ventilkegels in eine Richtung durch einen Stellhebel und in eine andere durch die Entspannung einer Spiralfeder bewegt wird.
Der Stand der Technik in diesem Bereich kann verdeutlicht werden durch die in der unter der Nr. 2 640 024 veröffentlichten französischen Patentanmeldung beschriebene Vorrichtung (vgl. Oberbegriff des Anspruchs 1).
Bei einer solchen Vorrichtung ist die Spiralfeder von einem am Ventilkörper befestigten, aus zwei Teilen bestehenden Gehäuse umschlossen, wobei eines der Enden der Feder an der vom Stellhebel angetriebenen Welle und das andere am Gehäuse befestigt ist.
Die Erfahrung hat gezeigt, daß die Öffnungs- und Schließvorgänge zu schnell waren. Insbesondere hat man festgestellt, daß beim Schließen unter Wirkung der Feder Stöße auftraten, die zu zerstörerischen Wirkungen führen konnten.
Aus dem Dokument AU-B-27399 (1971) ist eine Vorrichtung bekannt, die es ermöglicht, die Drehung eines Ventils zu verlangsamen, wobei bei dieser Vorrichtung die Umdrehung eines Spatels in einer Flüssigkeit gebremst wird, wobei Öffnungen im Spatel vorgesehen werden. Diese Vorrichtung ist nicht befriedigend, da die Bremswirkung konstant ist.
Die vorliegende Erfindung, die diese Nachteile behebt, bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Steuerung eines Ventils mit einer Spiralfeder, durch deren Entspannung die Drehung der Welle zum Antrieb des Ventilkegels ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle für die Welle einen Kolben aufweist, der in einer dicht schließenden, ein zähflüssiges Medium einschließenden Lagerung oder Aussparung sitzt, wobei durch das Zusammenspiel zwischen Kolben und Lagerung die Begrenzungen von vier Kammern gebildet werden, deren Volumen sich bei der Drehung des Kolbens ändert, sowie zwei Öffnungen, deren Querschnitt am Ende der Kolbendrehung sehr gering ist, so daß der Durchfluß des Mediums von einer Kammer in die andere gebremst wird.
Die vorliegende Erfindung ist besser zu verstehen anhand der nachfolgenden Beschreibung, die auf die begleitenden, rein beispielhaften Zeichnungen Bezug nimmt. Es zeigen:
- Figur 1 einen vertikalen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung;
- Figur 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Figur 1;
- Figur 3 eine zur Figur 1 analoge Darstellung einer anderen Ausführungsform;
- Figur 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Figur 3.
Mit Bezug auf die Zeichnungen erkennt man, daß bei einer Ausführungsform 1 den Ventilkörper bezeichnet und 2 das obere Ende der Antriebswelle des Ventilkegels ist.
Die Welle 2 wird in bekannter Weise von einer Hilfswelle 3 oder Stellwelle angetrieben, deren Drehung in eine Richtung durch Einwirkung auf einen Hebel 4 und in der anderen durch eine Spiralfeder 5 bestimmt ist.
Die Feder 5 ist über eines ihrer Enden mit der Welle 3 und über das andere mit einem Gehäuse verbunden, das mit dem Körper 1 des Ventils durch Anbringung von Schrauben, deren Achsen mit 6 bezeichnet sind, fest verbunden ist.
Das Gehäuse besteht aus zwei Teilen 7 und 8, die mit Schrauben zusammengebaut sind, deren Achsen mit 9 bezeichnet sind. Hinsichtlich der Einstellung der Anfangsspannung der Feder wird auf die veröffentlichte französische Patentanmeldung Nr. 2 640 024 verwiesen.
Erfindungsgemäß treibt die Welle 3 einen Kolben 10 an, der in einer Lagerung am Boden des Teils 8 des Gehäuses gelagert ist. Die Lagerung ist durch einen am Boden des Teils 8 angeordneten Deckel 11 dicht verschlossen. Der Deckel 11 kann mit Hilfe von (nicht dargestellten) Schrauben befestigt sein.
Die Lagerung, der Kolben 10 und der Deckel 11 begrenzen vier Kammern 12a, 12b und 13a, 13b mit veränderlichem Volumen, die ein zähflüssiges Medium wie z.B. Fett enthalten.
Wie Figur 2 zeigt, sind die der Lagerung und dem Kolben 10 gegebenen Konturen derart, daß bei der Drehung des Kolbens, insbesondere am Ende des Weges, die Kammern 12a und 12b bzw. 13a und 13b untereinander durch eine Öffnung 14 mit stark verringertem Querschnitt verbunden sind.
Der verringerte Querschnitt der Öffnung 14 bewirkt eine Verzögerung des Übergangs des Mediums von einer Kammer zur anderen und infolgedessen die Verlangsamung der Drehung der Welle 3.
Es ist zu beachten, daß diese Wirkung unabhängig von der Drehrichtung der Welle 3 auftritt. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat daher den Vorteil, daß sie die Vorrichtung gegen eine zu heftige Entspannung der Feder schützt. Der Schutz ist auch wirksam bei einer zu heftigen Betätigung des Hebels 4.
Es ist außerdem zu beachten, daß wenn durch eine Drehung des Teils 7 gegen das Teil 8 die Spannung der Feder verändert wird, dieser Eingriff ohne Wirkung auf die Position des Hebels 4 ist, der in Öffnungsposition sich parallel zur mit XY in Figur 2 bezeichneten Achse des Ventils erstreckt.
In dieser Position liegt der Kolben 10 an den Flanken 15 der Kammern 12a und 13a an. In Schließposition liegt der Kolben 10 an den Flanken 16 der Kammern 13a und 13b an.
Aus dieser Erklärung folgt, daß der Kolben 10 auch einen beweglichen Anschlag bildet, der die Drehung des Hebels 4 einschränkt, im dargestellten Beispiel auf 90º.
Die Figuren 3 und 4 zeigen eine andere Ausführungsform.
Mit Bezug auf die Figuren 3 und 4 sieht man, daß 17 den Ventilkörper darstellt und 18 das obere Ende der Antriebswelle des (nicht dargestellten) Ventilkegels ist.
Die Welle 18 wird angetrieben durch eine Hilfs- oder Stellwelle 19, deren Drehung in einer Richtung bestimmt ist durch Einwirkung auf den Hebel 20 und in der anderen durch die Entspannung einer zur Feder 5 analogen Spiralfeder 21.
Die Feder 21 ist in einem zweiteiligen Gehäuse gelagert, und die Welle 19 dreht sich mit einem Kolben 22.
Gemäß einem anderen Merkmal der Erfindung ist der Kolben 22 in einem Gehäuse aus zwei Teilen 23 und 24 angeordnet, von denen das untere Teil 24 den Deckel des die Feder einschließenden Teils 25 bildet. Die Teile 23, 24 und 25 werden von Schrauben zusammengehalten, deren Achsen in Fig. 3 mit 26 und 27 bezeichnet sind.
Das Teil 24 weist eine kreisförmige Aushöhlung 28 auf, die um die Achse X'Y' der Welle 18 zentriert ist und ein zähflüssiges Medium enthält, in dem der Kolben 22 drehbeweglich ist.
Wie sich aus den Zeichnungen ergibt, ist der Kolben 22 aus einer Scheibe gebildet, die sich in die Bohrung der Lagerung 28 einfügt und entlang zweier paralleler Linien abgeschnitten ist.
Die Drehung des Kolbens 22 ist begrenzt durch zwei Stifte 29, die am Rand der Aushöhlung 28 anliegen. Die Befestigung dieser Stifte wirft keine Schwierigkeiten auf und ist nicht in den Zeichnungen dargestellt.
Der Kolben 22 weist zwei Kerben 30 auf. Jede Kerbe liegt im Verbindungswinkel der kreisförmigen Kante 22a des Kolbens mit einer seiner geradlinigen Kanten 22b. Der Bereich 30a der Kerbe ist kreisförmig und konzentrisch zu den Kanten 22a.
Die Stifte 29 und der Kolben 22 begrenzen in der Aushöhlung 28 vier Kammern, die untereinander über einen Zwischenraum 31 verbunden sind, dessen verringerter Querschnitt gegen Ende der Bewegung des Kolbens streng konstant ist.
Die den Kolben 22 einschließende Lagerung ist mit Hilfe von torusförmigen Dichtungen wie etwa 32 abgedichtet.

Claims

1. Vorrichtung zur Steuerung eines Ventils, bestehend aus einer Wendel-Spiralfeder (5), durch deren Entspannung die Drehung der Welle (2) zum Antrieb des Ventilkegels ausgelöst wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Antriebswelle (3) für die Welle (2) einen Kolben (10) besitzt, der in einer dichtschließenden, ein zähflüssiges Medium einschließenden Lagerung sitzt, wobei durch das Zusammenspiel zwischen Kolben und Lagerung die Begrenzungen von vier Kammern gebildet werden, deren Volumen sich je nach Drehung des Kolbens ändern, sowie zwei Öffnungen, (14) deren Querschnitt am Ende der Kolbendrehung sehr gering ist, sodaß der Durchfluß des Mediums von einer Kammer in die andere gebremst wird.

2. Steuervorrichtung nach Patentanspruch 1 von der Bauart, bei der die Feder (5) von dem aus zwei Teilen (7 und 8) bestehenden Gehäuse umschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung aus einer Aushöhlung im Boden des unteren Teils (8) des mit einem am Boden des Unterteils befestigten Deckel (11) verschlossenen Gehäuses gebildet wird.

3. Steuervorrichtung nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben (22) in einem aus zwei Teilen (23 und 24) bestehenden Gehäuse sitzt, wobei das Unterteil (24) den Deckel für das die übliche Feder (21) umfassende Gehäuse (25) bildet.

4. Steuervorrichtung nach Patentanspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das den Kolben (22) umschließende Bauteil eine kreisförmige Aushöhlung (28) besitzt, wobei der Kolben aus einer Scheibe besteht, die in die Bohrung der Aushöhlung (28) paßt und zwei parallelen Linien entlang schmalgeschnitten ist.

5. Steuervorrichtung nach Patentanspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben in seiner Drehbewegung durch mindestens einen an der Außenseite der Aushöhlung (28) angebrachten Stift (29) begrenzt ist.

6. Steuervorrichtung nach Patentanspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kolben am Berührungswinkel zwischen einer seiner kreisbogenförmigen Außenkanten (22a) und einer seiner geradlinigen Seitenkanten (22b) mindestens eine Vertiefung (30) aufweist.

7. Steuervorrichtung nach Patentanspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine der Kanten (30a) der Vertiefung (30) im Kolben kreisförmig und konzentrisch zur kreisförmigen Außenkante (22a) des Kolbens ausgebildet ist, so daß zwischen ihr und dem Stift (29) ein am Ende der Kolbendrehung verkleinerter Zwischenraum entsteht.