Die Erfindung bezieht sich auf einen Antrieb für die Schalt- spindel einer Absperr- oder Umlenkarmatur.

Bei Absperr- und Umlenkarmaturen wie Kugelhähne, Ventile, Klappen oder dergleichen von .Rohrleitungen, die toxische krebserzeugende oder radioaktive Flüssigkeiten, Dämpfe oder Gase führen, besteht die Forderung, daß die Schaltspindel der Absperr- oder Umlenkarmatur hermetisch abgedichtet ist. Diese Abdichtung erfolgt mittels eines Faltenbalges, der über einen abgebogenen Teil der Schaltspindel gestülpt ist und an einem Ende geschlossen ist und mit dem anderen, offenen Ende dicht mit dem Gehäuse der Absperr- oder Umlenk¬ armatur verbunden, insbesondere angeschweißt ist. Derartige Absperr- oder Umlenkarmaturen, deren Schaltspindel nach dem Prinzip des taumelnden Faltenbalges abgedichtet ist, sind aus US-A-2 607 233, US-A-3 051 008, US-A-3 811 651, FR-A 1 213 055, FR 1 408 365 und EP-A-0 089 757 bekannt.

Die bekannten Antriebe einer Schaltspindel haben den Nach¬ teil, daß sie schwergängig sind und sehr große Reibungs¬ kräfte auftreten und daß der Faltenbalg auf Torsion bean- sprucht wird und eine relativ kurze Lebensdauer aufweist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Antrieb für die Schaltspindel einer Absperr- oder Umlenkarmatur zu schaffen, bei dem die Nachteile der bekannten hermetisch abgedichteten Antriebe vermieden sind und bei dem der abdichtende Faltenbalg eine größere Lebensdauer hat und seine Beanspruchung den Erfordernissen genau und mit ge¬ ringem Aufwand angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

ERSATZBLATT

Der Antrieb nach der Erfindung hat den Vorteil, daß der

Faltenbalg nur in einer Ebene, nämlich der Schwenkebene des Schalthebels, belastet wird und nicht auf Torsion bean¬ sprucht wird. Durch entsprechende Wahl des Übersetzungsver- hältnisses können die für einen Schaltvorgang erforderlichen Kräfte sowie die maximale Auslenkung des Faltenbalges den Erfordernissen angepaßt werden. Ist der Abstand der Schwenk¬ achse von der Spindelachse größer als der Kurbelradius der Schaltspindel, dann ist der Schwenkwinkel des Schalthebels von einer Schaltstellung in die andere kleiner als 45°. Dieser Schwenkwinkel kann auf 30° oder 22,5° reduziert werden, wenn der Abstand der Schwenkachse von der Schalt¬ spindelachse auf die doppelte oder dreifache Größe des Kurbelradius der Schaltspiήdel vergrößert wird.

Der Schalthebel kann als Handhebel ausgebildet sein oder aber mit der Kolbenstange eines pneumatischen oder hydrau¬ lischen Stellantriebes in Wirkverbindung stehen. Der Stell¬ antrieb kann unmittelbar an das Schaltgehäuse angeflanscht sein, derart, daß die dadurch bewirkte zusätzliche Abdich¬ tung als Sicherheitsdichtung wirkt. Der außerhalb des Fal- tenbalgeε befindliche Raum um den Schalthebel, der durch das angeschraubte Gehäuse des Stellantriebes abgedichtet ist, kann durch einen Signalgeber überwacht werden, der bei Undichtigkeit des Faltenbalges durch den dann erfolgenden Druckanstieg ein optisches oder auch akustisches Signal gibt.

Weitere Merkmale der Erfindung sind aus den Patentansprüchen 2 bis 12 ersichtlich.

In der folgenden Beschreibung werden zwei Ausführungsbei- spiele des erfindungsgemäßen Antriebs für die Schaltspindel einer Absperr- oder Umlenkarmatur näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in

ERSATZBLATT

.Fig. 1 eine Schnittansicht des Antriebs nach der Erfin¬ dung bei einem Schnitt entlang der Achse der Schaltspindel bzw. nach der Schnittlinie I-I in Fig. 2, Fig. 2 eine Ansicht nach der Schnittlinie II-II in Fig. 1, Fig. 3 eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungs¬ form der Erfindung bei einem Schnitt entlang der Achse der Schaltspindel bzw. nach der Schnitt- ^' linie III-III in Fig. 4,

Fig. 4 eine Ansicht nach der Schnittlinie IV-IV in Fig. 3.

An einer Absperr- oder Umlenkarmatur, insbesondere an einem Kugelhahn ist ein Schaltgehäuse 1 angeflanscht, in dem eine Schaltspindel 2 gelagert ist, die mit Hilfe eines Schalthe¬ bels 4 um 90° verschwenkt werden kann. Die Übersetzung des Schalthebels 4 ist so ausgebildet, daß bei einer Drehbewe¬ gung der Schaltspindel 2 der Faltenbalg 3 eine geringere angulare Bewegung ausführen muß als der Schaltwinkel der Schaltspindel 2 beträgt. Der Schalthebel 4 ist um etwa 30° um eine Schwenkachse 5 schwenkbar am Schaltgehäuse 1 gela¬ gert und greift mit einem mit einem Langloch 19 versehenen Ende an einen Kurbelzapfen 6 der Schaltspindel 2 an. Bei einer Schwenkbewegung des Schalthebels 4 um die Schwenkachse 5 vollführt der Kurbelzapfen 6 der Sσhaltspindel 2 und damit auch das Absperrorgan der Armatur eine Schwenkbewegung von 90° um die Achse der Schaltspindel 2. Das andere Ende des Schalthebels 4 kann - wie Fig. 4 zeigt - als Handhebel 30 ausgebildet sein oder aber von der Kolbenstange 8 eines

Kolbenantriebes 31 in die beiden Schaltstellungen gebracht werden. Innerhalb eines Zwischengehäuses 7, welches dicht¬ schließend am Schaltgehäuse 1 befestigt ist, ist das äußere Ende des Schalthebels 4 mit einer Kolbenstange 8 beweglich verbunden, die von in Zylindern 10 geführten Kolben 15,16 linear in eine der beiden Schaltstellungen bewegt werden kann. Das äußere Ende des Schalthebels 4 ist gabelförmig

ausgebildet,und die Gabelschenkel greifen in Ausnehmungen 21 der Kolbenstange 8 ein.

Der Durchlaß 24 des Schalthebels 4 ist mittels eines Falten- balges 3 gegen das Zwischengehäuse 7 hermetisch abgedichtet. Der vorzugsweise aus Metall, insbesondere nichtrostendem Stahl, bestehende Faltenbalg 3 ist mit einem Ende an einem Teller 22 des beweglichen Schalthebels 4 angeschweißt und mit dem anderen Ende an einer feststehenden Ringscheibe 23, die dicht mit der Wandung des Schaltgehäuses 1 verbunden ist.

Die Kolbenstange 8 ist über Dichtungsringe 9 zum Zylinder 10 hin abgedichtet, wobei zwischen zwei oder mehr Dichtungsrin- gen eine Bohrung 11 zur Atmosphäre führt, damit das Steuer¬ medium des Zylinders 10 nicht in die innere Kammer des Zwischengehäuses 7 gelangen kann, sowie auch ein bei einem Defekt des Faltenbalges 3 anstehender Druck, herrührend aus der zu betätigenden Armatur, nicht in den Zylinder 10 gelan- gen kann. Diese Dichtungsringe 9 dienen auch als Sicher¬ heitsstopfbuchse. Ein im Zwischengehäuse 7 nach innen bis zum Anschlag ragender Anzeigestift 12 wird nach außen ge¬ drückt, falls ein Defekt des Faltenbalges 3 eingetreten ist und somit ein Überdruck im Zwischengehäuse 7 entstanden ist. Die Kolben 15,16 werden hydraulisch oder pneumatisch von einem Druckmittel beaufschlagt, das durch die Bohrung 13 in einen Zylinder 10 eintritt und über die Bohrung 14 in der Kolbenstange 8 in den anderen Zylinder 10 gelangt und bei¬ de,über die Kolbenstange 8 starr verbundenen Kolben 15,16 in eine Endstellung drückt. Eingebaute Druckfedern 17 bewirken die Rückstellung der Kolben 15,16 in die andere Endstellung.

Der Schwenkbolzen 5 ist beidseitig in feststehenden Wänden 27,28 gelagert, die vom Schaltgehäuse 1 aus in den Falten- balg 3 hineinragen. Damit der Schalthebel 4 und die Bolzen 5 und 6 montiert werden können, ist der Schalthebel 4 aus zwei ineinandersteckbaren Teilen 4 und 4' zusammengesetzt.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 1 und 2 ist der Faltenbalg 3 in einem am Schaltgehäuse 1 angeflanschten Zwischengehäuse 7 angeordnet. Der gegebenenfalls erhöhte Atmosphärendruck drückt gegen die Außenwand des hermetisch dichtenden Faltenbalges 3.

Bei der Ausführungsform gemäß den Fig. 3 und 4 ist der Faltenbalg 3 im Schaltgehäuse 1 angeordnet. Der gegebenen- falls erhöhte Druck in der Armatur drückt gegen die Außen- wand des Faltenbalges 3. Diese Anordnung ist vorzuziehen, wenn mit hohen Drücken in der Absperr- oder Umlenkarmatur zu rechnen ist. Bei sehr hohen Drücken hätte die Ausführungs¬ form nach den Fig. 1 und 2 den Nachteil, daß der Druck im Inneren des Faltenbalges 3 diesen zu strecken versucht, wodurch ein Verstellen des Schalthebels 4 und damit auch der Schaltspindel 2 bewirkt würde.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 und 4 sind gleichwirken¬ de Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei der Ausführungsform nach Fig. 1 und 2.

Damit der Durchlaß 24 auch in Schwenkrichtung des Schalthe¬ bels 4 klein gehalten werden kann, ist es zweckmäßig, die Schwenkachse 5 möglichst in Nähe des Durchlasses 24 zu legen. In diesem Fall kann auch der Durchmesser des Falten¬ balges 3 klein sein. Der Abstand der Schwenkachse 5 von der Achse der Schaltspindel 2 ist etwas größer als der Kurbelra¬ dius der Schaltspindel 2. Das bedeutet, daß zur Bewirkung einer 90"-Drehung der Schaltspindel 2 eine Schwenkbewegung des Schalthebels 4 von weniger 45° erforderlich ist. Ist der Abstand der Schwenkachse 5 von der Achse der Schaltspindel 2 doppelt so groß wie der Kurbelradius, dann genügt eine 30"-Schwenkbewegung des Schalthebels 4 um die Schaltspindel 2 um 90° zu drehen.

ERSATZBLATT

Ist der Abstand der Schwenkachse 5 von der Achse der Schalt¬ spindel 2 dreimal so groß wie der Kurbelradiuε, dann ist für eine 90°-Schaltbewegung der Schaltspindel 2 eine Schwenkbe¬ wegung des Schalthebels 4 um 22,5° erforderlich. Je kleiner die zum Schalten erforderliche Schwenkbewegung des Schalthe¬ bels 4 ist, umso größer ist die Lebensdauer bzw. die maximal zulässige Schalthäufigkeit des Faltenbalges 3. Der Schwenk¬ winkel kann reduziert und die Montierbarkeit verbessert werden, wenn in Fig. 4 die Schwenkachse 5 in die Ebene des Durchlasses 24 oder nach außen, außerhalb des Faltenbalges 3, verlegt würde.

Zum ^' leichten Anschweißen des aus Edelstahl bestehenden Faltenbalges 3 an den Ringbund 22' und die Ringscheibe 23 können nicht dargestellte, in die Endringe des Faltenbalges 3 mit geringem Spiel einschiebbare Ringkragen vorgesehen sein, die mit den Endringen dicht verschweißt werden. Ein derartiger Ringkragen kann auch unmittelbar am Deckel 25 des Schaltgehäuses 1 vorgesehen sein. Weil der Schalthebel 4 geteilt ist, ist es bei aggressiven Stoffen nur erforder¬ lich, daß der kurbelseitige Teil 4' des Schalthebels 4 aus nichtrostendem Stahl besteht.

ERSATZBLATT

Bezugszeichenliste

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