{"id":2449,"date":"2021-12-28T10:12:02","date_gmt":"2021-12-28T10:12:02","guid":{"rendered":"https:\/\/zecovalve.com\/the-rack-and-pinion-style-pneumatic-actuator-zeco-valve-blog.html"},"modified":"2022-12-29T07:27:52","modified_gmt":"2022-12-29T07:27:52","slug":"the-rack-and-pinion-style-pneumatic-actuator-zeco-valve-blog","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/zecovalve.com\/de\/the-rack-and-pinion-style-pneumatic-actuator-zeco-valve-blog.html","title":{"rendered":"Der pneumatische Zahnstangenantrieb"},"content":{"rendered":"

Im Allgemeinen werden drei Haupttypen von Ventilantrieben verwendet: pneumatische, hydraulische und elektrische.<\/p>\n\n\n\n

Pneumatische Antriebe k\u00f6nnen weiter unterteilt werden in Scotch-Yoke-Design, Fl\u00fcgelrad-Design und das Thema dieses Post-Racks und Ritzelantriebe<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n\n\n

Was ist ein Zahnstangen-Antrieb?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Zahnstangenantriebe sind mechanische Ger\u00e4te zum automatischen \u00d6ffnen und Schlie\u00dfen von Ventilen oder D\u00e4mpfern, \u00fcblicherweise in industriellen Anwendungen.<\/p>\n\n\n\n

Pneumatische Zahnstangenantriebe, auch Zylinder mit begrenzter Rotation genannt, sind Drehantriebe, die zum Drehen, \u00d6ffnen, Schlie\u00dfen, Mischen, Schwingen, Positionieren, Lenken und f\u00fcr viele weitere mechanische Funktionen mit eingeschr\u00e4nkter Rotation verwendet werden. Diese Antriebe werden auch h\u00e4ufig zur Automatisierung von Vierteldrehventilen wie Kugel- oder Absperrklappen verwendet.<\/p>\n\n\n\n

Pneumatische Zahnstangenantriebe wandeln die Energie der Druckluft mithilfe eines pneumatischen Zylinders in eine oszillierende Drehbewegung um. Das saubere, trockene und aufbereitete Gas, das dieser Antrieb ben\u00f6tigt, wird \u00fcber eine zentrale Druckluftstation bereitgestellt, die normalerweise eine Reihe pneumatischer Ger\u00e4te in einem Prozesssystem unterst\u00fctzt.<\/p>\n\n\n\n

Pneumatische Antriebe sind im Vergleich zu ihren elektrischen Gegenst\u00fccken im Allgemeinen langlebiger, besser f\u00fcr gef\u00e4hrliche Umgebungen geeignet und kosteng\u00fcnstiger. Dar\u00fcber hinaus erfordern sie oft weniger Wartung und bieten im Verh\u00e4ltnis zu ihrer Gr\u00f6\u00dfe ein h\u00f6heres Drehmoment.<\/p>\n\n\n\n

Zahnstangen- und Ritzelantriebe wandeln die lineare Bewegung eines Antriebsmechanismus in eine Drehbewegung um, die zum \u00d6ffnen und Schlie\u00dfen von Vierteldrehungsventilen wie Kugelh\u00e4hnen, Absperrklappen oder K\u00fckenh\u00e4hnen sowie zum Bet\u00e4tigen von industriellen oder gewerblichen D\u00e4mpfern dient.<\/p>\n\n\n

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Zahnstangen- und Ritzel-Animation<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Die Drehbewegung eines Zahnstangenantriebs erfolgt \u00fcber eine lineare Bewegung und zwei Zahnr\u00e4der. Ein kreisf\u00f6rmiges Zahnrad, das als \u201eRitzel\u201c bezeichnet wird, greift in die Z\u00e4hne eines oder zweier linearer Zahnr\u00e4der ein, die als \u201eZahnstange\u201c bezeichnet werden.<\/p>\n\n\n\n

Pneumatische Antriebe verwenden Kolben, die an der Zahnstange befestigt sind. Wenn Luft- oder Federkraft auf die Kolben ausge\u00fcbt wird, \u00e4ndert die Zahnstange ihre Position. Diese lineare Bewegung wird auf das rotierende Ritzel \u00fcbertragen (in beide Richtungen) und sorgt f\u00fcr eine bidirektionale Drehung zum \u00d6ffnen und Schlie\u00dfen des angeschlossenen Ventils.<\/p>\n\n\n\n

Die Kolben von Zahnstangenantrieben k\u00f6nnen mit Luft, Gas oder \u00d6l unter Druck gesetzt werden, um die lineare Bewegung zu erzeugen, die das Ritzel antreibt. Um das Ritzel in die entgegengesetzte Richtung zu drehen, muss die Luft, das Gas oder das \u00d6l auf die andere Seite der Kolben umgeleitet werden oder es m\u00fcssen Schraubenfedern als Energiequelle f\u00fcr die Drehung verwendet werden. Zahnstangenantriebe mit Federn werden als \u201eFederr\u00fcckstellantriebe\u201c bezeichnet. Antriebe, die auf Druckbeaufschlagung der Zahnstange auf der gegen\u00fcberliegenden Seite beruhen, werden als \u201edirektwirkende\u201c Antriebe bezeichnet.<\/p>\n\n\n\n

Aufbau eines Zahnstangenantriebs<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Die meisten Stellantriebe sind f\u00fcr einen 100-Grad-Hub mit Einstellung im und gegen den Uhrzeigersinn f\u00fcr offene und geschlossene Positionen ausgelegt. Montagepads nach Weltstandard ISO sind allgemein erh\u00e4ltlich und bieten eine einfache und flexible direkte Ventilinstallation.<\/p>\n\n\n\n

Auch die Montageabmessungen an den pneumatischen Anschl\u00fcssen des Antriebs sowie an den Zubeh\u00f6rl\u00f6chern und der Antriebswelle des Antriebs sind g\u00e4ngige Konstruktionsmerkmale, die das Hinzuf\u00fcgen von Pilotventilen und Zubeh\u00f6r erleichtern.<\/p>\n\n\n\n

Pneumatische Zahnstangenantriebe sind kompakt und effektiv. Sie sind zuverl\u00e4ssig, langlebig und bieten eine gute Lebensdauer. Auf dem Markt gibt es viele Marken von Zahnstangenantrieben, alle mit geringf\u00fcgigen Unterschieden in Kolbendichtungen, Wellendichtungen, Federdesign und Geh\u00e4usedesign. Einige Varianten sind speziell f\u00fcr sehr spezifische Betriebsumgebungen oder Umst\u00e4nde konzipiert.<\/p>\n\n\n\n

Indikator<\/h3>\n\n\n\n

Bei der Montage von Zubeh\u00f6r ist eine Positionsanzeige Standard.<\/p>\n\n\n\n

Ritzel<\/h3>\n\n\n\n

Das Ritzel besteht aus chemisch vernickeltem legiertem Stahl f\u00fcr die NAMUR-Montage von Zubeh\u00f6r sowie ISO 5211 und DIN 3337 f\u00fcr die Montage an Ventilen.<\/p>\n\n\n\n

Antriebsk\u00f6rper<\/h3>\n\n\n\n

Extrudiertes, hart eloxiertes Aluminium erm\u00f6glicht ASTM6005-K\u00f6rper, pulverbeschichtetes Polyester. TVC-Standard ist hellgraue Pulver-Polyesterfarbe.<\/p>\n\n\n\n

Endkappen<\/h3>\n\n\n\n

Aluminiumdruckguss, schwarz pulverbeschichtet. Andere Farben auf Anfrage. Auch in PTFE oder ENP erh\u00e4ltlich.<\/p>\n\n\n\n

Kolben<\/h3>\n\n\n\n

Die Doppelzahnstangenkolben bestehen aus Aluminiumdruckguss und sind anschlie\u00dfend hart eloxiert. Auch aus Stahlguss und verzinkt erh\u00e4ltlich. Die Kolben sind symmetrisch angeordnet, um eine lange Lebensdauer und einen schnellen Betrieb zu gew\u00e4hrleisten. Die Umkehr der Rotation erfolgt einfach durch Umdrehen der Kolben.<\/p>\n\n\n\n

Federwegeinstellung<\/h3>\n\n\n\n

Die beiden unabh\u00e4ngigen externen Einstellschrauben f\u00fcr den Wegbegrenzer erm\u00f6glichen eine einfache und pr\u00e4zise Einstellung von \u00b15\u00b0 sowohl in \u00d6ffnungs- als auch in Schlie\u00dfrichtung.<\/p>\n\n\n\n

Hochleistungsfedern<\/h3>\n\n\n\n

Vorgespannte, beschichtete Federn bestehen aus hochwertigem, korrosionsbest\u00e4ndigem Material mit l\u00e4ngerer Lebensdauer und k\u00f6nnen durch \u00c4ndern der Federanzahl sicher und bequem ausgetauscht werden, um unterschiedlichen Drehmomentanforderungen gerecht zu werden.<\/p>\n\n\n\n

Lager und F\u00fchrungen<\/h3>\n\n\n\n

Hergestellt aus reibungsarmen, langlebigen technischen Kunststoffen, um direkten Kontakt zwischen Metallen zu vermeiden. Wartung und Austausch sind einfach und bequem.<\/p>\n\n\n\n

O-Ringe<\/h3>\n\n\n\n

O-Ringe aus NBR-Gummi gew\u00e4hrleisten einen st\u00f6rungsfreien Betrieb bei Standardtemperaturbereichen. F\u00fcr Hoch- und Niedertemperaturanwendungen FKM oder Silikon<\/p>\n\n\n\n

Wie funktioniert Zahnstangenantrieb<\/strong><\/strong> Arbeiten?<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Doppeltwirkende Antriebe<\/h3>\n\n\n\n

Luft zum Anschluss A dr\u00fcckt die Kolben nach au\u00dfen, wodurch sich das Ritzel dreht gegen den Uhrzeigersinn<\/strong> w\u00e4hrend die Luft aus Anschluss B abgesaugt wird.<\/p>\n\n\n\n

Luft zum Anschluss B dr\u00fcckt die Kolben nach innen, wodurch sich das Ritzel dreht im Uhrzeigersinn<\/strong> w\u00e4hrend die Luft aus Anschluss A abgesaugt wird.<\/p>\n\n\n

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Luft zum Anschluss A dr\u00fcckt die Kolben nach au\u00dfen, wodurch sich das Ritzel dreht im Uhrzeigersinn<\/strong> w\u00e4hrend die Luft aus Anschluss B abgesaugt wird.<\/p>\n\n\n\n

Luft zum Anschluss B dr\u00fcckt die Kolben nach innen, wodurch sich das Ritzel dreht gegen den Uhrzeigersinn<\/strong> w\u00e4hrend die Luft aus Anschluss A abgesaugt wird.<\/p>\n\n\n

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Federr\u00fcckstellantriebe<\/h3>\n\n\n\n

Luft zum Anschluss A dr\u00fcckt die Kolben nach au\u00dfen, wodurch die Federn komprimiert werden. Das Ritzel dreht sich gegen den Uhrzeigersinn<\/strong> w\u00e4hrend Luft aus Anschluss B abgelassen wird.<\/p>\n\n\n\n

Bei einem Druckabfall an Anschluss A dr\u00fcckt die in den Federn gespeicherte Energie die Kolben nach innen. Das Ritzel dreht sich im Uhrzeigersinn<\/strong> w\u00e4hrend Luft aus Anschluss A abgelassen wird.<\/p>\n\n\n

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Luft zum Anschluss A dr\u00fcckt die Kolben nach au\u00dfen, wodurch sich das Ritzel dreht im Uhrzeigersinn<\/strong> w\u00e4hrend die Luft aus Anschluss B abgesaugt wird.<\/p>\n\n\n\n

Bei einem Druckabfall an Anschluss A dr\u00fcckt die in den Federn gespeicherte Energie die Kolben nach innen. Das Ritzel dreht sich gegen den Uhrzeigersinn<\/strong> w\u00e4hrend Luft aus Anschluss A abgelassen wird.<\/p>\n\n\n

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G\u00e4ngige Zahnstangen- und Ritzelanwendungen<\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Zahnstangen- und Ritzelantriebe dienen zur Automatisierung und Bedienung von Vierteldrehventilen wie Absperrklappen, Kugelh\u00e4hnen und K\u00fckenh\u00e4hnen, wie sie in der Prozessindustrie beispielsweise in der Chemie- und Pharmaindustrie, in der Wasseraufbereitung, der \u00d6l- und Gasindustrie usw. eingesetzt werden.<\/p>\n\n\n\n

Die Antriebe sind in zwei Ausf\u00fchrungen erh\u00e4ltlich: Federr\u00fcckstellung und doppeltwirkend. Die mechanische Federr\u00fcckstellung ist f\u00fcr ausfallsichere Anwendungen vorgesehen und kann f\u00fcr die Sicherheitsfunktion \u201eFail-Close\u201c oder \u201eFail-Open\u201c montiert werden.<\/p>\n\n\n\n

Doppeltwirkende Antriebe k\u00f6nnen f\u00fcr eine \u201eFail-In-Last-Position\u201c-Sicherheitsfunktion verwendet werden.<\/p>\n\n\n\n

Erweiterte Zahnstangen- und Ritzelanwendungen<\/strong><\/strong><\/h2>\n\n\n\n

Zahnstangenantriebe sind f\u00fcr eine Vielzahl anspruchsvoller Anwendungen erh\u00e4ltlich. Am bekanntesten sind die temperaturabh\u00e4ngigen Trimmkits, die einen Betrieb bei hohen oder niedrigen Temperaturen erm\u00f6glichen.<\/p>\n\n\n\n

Weitere Anwendungsgebiete betreffen unterschiedliche Hubmanipulationen (Full Stroke Adjustment), spezielle Beschichtungsanforderungen, spezielle Betriebsmedien oder hohe Betriebsgeschwindigkeiten.<\/p>\n\n\n\n

F\u00fcr viele dieser fortgeschrittenen Anwendungen ist spezielles Steuerungszubeh\u00f6r erh\u00e4ltlich.<\/p>\n\n\n\n

Teilen Sie Ihre Herausforderungen im Bereich Prozessventilsteuerung und -automatisierung mit Anwendungsexperten und kombinieren Sie Ihre Prozesserfahrung und Ihr Wissen mit deren Produktanwendungskompetenz, um effektive L\u00f6sungen zu entwickeln.<\/p>\n\n\n\n\n