DE19845684C2 - Stellungsregler für einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Stellungsregler für einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb, bei welchem Kopplungsmittel zur mechanischen Übertragung der Bewegung eines Antriebsgliedes auf den Stellungsregler vorgesehen sind, gemäß Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Stellungsregler dieser Art dienen zur geregelten Betätigung eines druckmittelbetriebenen Stellantriebes beispielsweise für Ventilantriebe, insbesondere Großprozeßventile. Solche Großprozeßventile sind in den meisten Fällen mit Hubstangen versehen, die auf einer Seite mit einem Membranventil oder einer elektromagnetischen Betätigungseinheit beaufschlagt werden, wobei die gegenüberliegende Ventilstangenseite die aufgeprägte Bewegung in den Ventilkörper derart einbringt, daß dort ein Verschlußelement, beispielsweise ein Ventilteller, betätigt werden kann. Ventile dieser Art sind als Prozeßventile eingesetzt und müssen online während eines laufenden Prozesses betätigbar sein. Eine entsprechend geregelte Nachstellung der Ventilantriebe erfolgt dabei durch sogenannte Stellungsregler. Dieselben sind an dem besagten Ventil zumeist seitlich angebaut. Die entsprechende Ventilstangenbewegung wird dabei über einen mechanischen Abgriff auf den Stellungsregler übertragen.

Ein solcher Stellungsregler für Ventile der besagten Art ist aus der DE 42 39 432 C2 bekannt. Hierbei wird beispielsweise eine Vertikalbewegung bzw. eine Längsbewegung eines Ventilantriebsgliedes übertragen in eine Dreh- oder Schwenkbewegung einer entsprechenden Abgriffswelle des Stellungsreglers. Hierzu wird ein Übertragungsstift verwendet, der in eine Öffnung des Antriebsgliedes des Ventiles hineingreift. Die Hubbewegung nimmt somit den besagten Stift in entsprechender Weise mit, der auf einem Verschwenkelement eine Umwandlung der Hubbewegung in eine Drehbewegung vornimmt, so daß die Eingangswelle des Stellungsreglers proportional zur Hubbewegung eine Drehbewegung ausführt. Wichtig ist hierbei in allen Fällen, daß die Übertragung zwischen Antriebsglied und dem Stellungsregler möglichst spielfrei ist. Je kleiner das dabei auftretende mechanische Spiel ist, um so kleiner ist die sich daraus insgesamt ergebende Hysterese. Die Minimierung derselben steht dabei im Vordergrund.

Aus der DE 44 28 990 A1 ist ebenso ein Stellungsregler für einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb bekannt, bei welchem jedoch die Vertikalbewegung des Antriebsgliedes des Ventiles direkt auf den Stellungsregler übertragen wird. Auch hierbei steht eine möglichst spielfreie direkte Übertragung der mechanischen Bewegung der Ventilstange im Vordergrund.

Druckmittelbetriebene Stellantriebe sind aber nicht ausschließlich nur mit Hubantrieben versehen. Ebenso sind Drehantriebe möglich, bei denen das Ziel ist, sowohl den Abgriff als auch die Übertragung der Längsbewegung in eine Drehbewegung spielfrei zu halten.

Aus der DE 196 36 418 C2 ist ein Stellungsregler bekannt welcher über ein Adapterstück an die Ventilstange ankoppelt. Hier kann ein mechanisches Spiel auftreten, was die Regelung ganz erheblich beeinträchtigen kann.

Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, einen Stellungsregler der gattungsgemäßen Art dahingehend weiterzubilden, daß eine möglichst spielfreie Übertragung einer Drehbewegung möglich ist.

Die gestellte Aufgabe wird bei einem Stellungsregler der gattungsgemäßen Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Die dafür notwendigen Kopplungsmittel nehmen die Drehbewegung des Antriebsgliedes des Stellantriebes mit und übertragen diese Drehbewegung auf die Eingangswelle des Stellungsreglers. Dabei weist zur direkten Übertragung dieser Bewegung der Stellungsregler ein Adapterstück auf, welches auf einer Seite mit einem Klingenansatz versehen ist und auf der anderen Seite eine Kopplung mit dem Eingangselement des Stellungsreglers vorsieht. Des weiteren ist das Antriebselement des Stellantriebes mit einem komplementär mit dem Klingenansatz zusammenwirkenden Schlitz versehen.

In weiterer besonders vorteilhafter Ausgestaltung ist zwischen dem Klingenansatz des Adapterstückes und dem Schlitz im Antriebselement ein Federblech angeordnet. Dieses Federblech nimmt das mögliche Spiel zwischen dem besagten Klingenansatz und dem Schlitz auf, so daß diese Kopplung im Prinzip spielfrei ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung ist das besagte Federblech gemäß einer V- förmigen Kontur gebogen. Die abgespreizten oberen Enden bilden dabei den eigentlich federnden Abschnitt, während dem der Fuß, also der untere Abschnitt der V- förmigen Feder teilformschlüssig dem Klingenansatz des Adapterstückes nachgeformt und auf das selbe aufschiebbar ist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist das besagte Federblech mit einer Paßbohrung und die Adapterklinge mit einem vorstehenden Zentrierzapfen versehen, derart, daß das Federblech über seine besagte Paßbohrung auf den Zentrierzapfen der Adapterklinge aufsteckbar ist. Der Fuß des Zentrierzapfens ist dabei hinterschnitten, so daß die Paßbohrung des Federbleches selbsthaltend darin einliegt.

Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und nachfolgend näher beschrieben.

Es zeigt:

Fig. 1 Stellungsregler mit Teilabschnitt des Stellantriebes.

Fig. 2 Adapterstück.

Fig. 3 Adapterstück in perspektivischer Ansicht.

Fig. 4 Federblech.

Fig. 1 zeigt den erfindungsgemäßen Anbau des Stellungsreglers 7 an einen Ventilantrieb 8. Der Ventilantrieb 8 ist nur im Bereich der besagten Kopplungsstelle dargestellt.

Aus dem Stellungsregler 7 ist eine Reglerwelle 4 herausgeführt. Des weiteren weist der Ventilantrieb 8 als solches eine Antriebswelle 5 auf. Diese besagte Antriebswelle ist entweder ein gemeinsamer Abtrieb der entsprechend drehbetätigten Ventilmotorik oder eine dem Stellweg proportionale Abbildung, die drehwinkelabhängig über die Antriebswelle 5 nach außen geführt wird. Der Stellungsregler 7 wird dabei an dem Ventilantrieb 8 mittels einer Konsole 6 befestigt, die einen geeigneten fixierten Abstand der beiden Komponenten zueinander herstellt. Die Verbindung zwischen der Reglerwelle 4 und der Antriebswelle 5 wird erfindungsgemäß durch ein Adapterstück 1 vorgenommen. Dieses Adapterstück 1 ist zum einem auf die Reglerwelle 4 aufgeschoben und mit dieser drehfest verbunden. Das Adapterstück 1 weist dabei eine Adapterklinge 1' auf, die einstückig mit dem Adapterstück 1 verbunden ist. Die Adapterklinge 1' greift in einen entsprechend komplementär ausgebildeten Schlitz der Antriebswelle 5 drehschlüssig ein. Hierbei kann entweder eine direkte Kopplung zwischen Adapterklinge 1' und Schlitz der Antriebswelle 5 erfolgen, was durch entsprechende Maßabstimmung erfolgt, oder aber in weitergehender Ausgestaltung der Erfindung ist die Adapterklinge 1' zusätzlich mit einem Federblech versehen. Dieses Federblech, welches in den weiteren Figuren noch näher dargestellt wird, liegt somit zwischen Adapterklinge 1' und der Antriebswelle 5.

Fig. 2 zeigt in Seitenansicht das Adapterstück. Dabei ist mindestens eine Gewindeöffnung für das Eindrehen von Schraub- oder Stiftelementen vorgesehen, mit welchen das Adapterstück drehfest gemäß Fig. 1 mit der Reglerwelle 4 verbunden werden kann. Das Adapterstück 1 weist dabei die besagte Adapterklinge 1' auf. Auf diese Adapterklinge aufgeschoben ist das besagte Federblech 2, was zum einen zwei abspreizende Seiten aufweist und zum anderen einen Abschnitt, welcher zumindest teilformschlüssig die Adapterklinge 1' umgreift.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht der Anordnung, bei welcher auch noch zu erkennen ist, daß die Adapterklinge 1' mit einer Anformung 1" versehen ist. Diese Anformung 1" weist am Fuße derselben eine zumindest teilweise umlaufende Hinterschneidung auf, in welcher das entsprechend geformte Federblech 2 einliegt. Das Federblech 2 weist dabei natürlich an der Stelle, mit welcher das Federblech 2 über die Anformung 1" geschoben ist, ein entsprechendes Loch auf.

Fig. 4 zeigt hierzu die Ausbildung des erfindungsgemäßen Federbleches 2 im Detail. Das Federblech 2 weist dabei die besagten abgespreizten Schenkel auf, die letztendlich die Federwirkung im Schlitz der Antriebswelle 5 aufbringen. Durch diese Federwirkung wird die Kopplung zwischen Reglerwelle und Adapterstück sowie Antriebswelle spielfrei. Um, wie oben bereits ausgeführt, das Federblech 2 auf der Adapterklinge 1' quasi selbsthaltend zu fixieren, ist das Federblech 2 mit einer Bohrung 2' versehen, die in ihrer Abmessung so gewählt ist, daß sie in die besagte Hinterschneidung der Anformung 1" der Adapterklinge 1' hineingreift.

Die Adapterklinge ist hinsichtlich ihrer absoluten Abmessungen natürlich etwas dünner ausgeführt, so daß das besagte V-förmig gestaltete Federblech auf der Adapterklinge befestigt werden kann. Dieses sich V-förmig aufspreizende Federblech läßt sich beim Zusammenstecken der Adapterhälften aufgrund seiner Federwirkung spielfrei in den Adapterschlitz einführen. Ein zusätzlicher Spanneffekt entsteht dadurch, daß die beiden Schenkel des Federbleches zunächst parallel zur Adapterklinge verlaufen und sich erst dann unter bestimmtem Winkel öffnen. Dadurch wird beim Steckvorgang entlang der abgewinkelten Linie eine Klemmung der Adapterklinge gewährleistet. Die besagte Befestigung des Federbleches ist wie oben bereits beschrieben dadurch gewährleistet, daß die als Zentrierzapfen bezeichenbare Anformung 1" hinterstochen wird und das paßgenaue Loch des Federbleches (2) in dieser Hinterschneidung hineinfällt und durch Verkantung am Herausfallen gehindert wird.

Claims (4)

1. Stellungsregler für einen druckmittelbetriebenen Stellantrieb, bei welchem Kopplungsmittel zur mechanischen Übertragung der Bewegung eines Antriebsgliedes auf den Stellungsregler vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, daß zur Übertragung einer Drehbewegung das Kopplungsmittel ein Adapterstück (1) mit einem Klingenansatz (1') ist, welches mit einem am Antriebselement (5) angeordneten Schlitz komplementär zusammenwirkt, und zwischen Klingenansatz (1') und Schlitz ein Federblech (2) angeordnet ist.

2. Stellungsregler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Federblech (2) V-förmig gebogen ist.

3. Stellungsregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das V-förmig gebogene Federblech (2) einen parallel verlaufenden Schenkelanteil aufweist, deren Knicklinien beim Erstellen der Kupplungsverbindung die Adapterklinge (1') fest einspannen.

4. Stellungsregler nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Adapterklinge (1') mit einem Zentrierzapfen (1"), welcher an seinem Fuße einen Hinterschnitt aufweist, versehen ist, und daß das Federblech (2) mit einer Paßbohrung versehen ist, welche in den Hinterschnitt des Zentrierzapfens (1") sich selbsthaltend einlegt.