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Elektromotorische Antriebsvorrichtung für Absperrvorrichtungen, wie Ventile, Schieber od. dgl.
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oder Kegelradumlaufgetriebenmomentes zu rutschen beginnt, wobei durch die Gleitbewegung der Bremsscheibe auf ihr befestigte Schaltorgane, wie Hebel, Nocken od. dgl., einen oder mehrere Schalter betätigen, die den Antriebsmotor ab- schalten. Da zum Öffnen der Absperrvorrichtungen, insbesondere z. B. zum Losreissen des Keiles eines
Keilschiebers aus seiner Schliess-Endstellung, ein höheres Drehmoment erforderlich ist, wird dieses durch
Anordnung einer weiteren Band- oder Backenbremse oder auch mit einer mechanisch oder elektromagne- tisch wirkenden Sperrvorrichtung erreicht.
Das Abschalten in der Offen-Endstellung erfolgt bei diesen
Antrieben auf wegabhängige Art, indem ein nach einer bestimmten Umdrehungszahl der Spindel oder ein von einem Hilfsgetriebe betätigter Schalter den Antriebsmotor abschaltet. Bekanntlich wird aber in der
Offen-Endstellung, z. B. bei Heissdampfschiebern, ein sogenanntes Druckdichten verlangt, wobei aber das hiefür erforderliche Drehmoment immer wesentlich kleiner als dasjenige für das Schliessen des Schiebers sein muss. Da das für das Losreissen des Absperrorganes, z.
B. des Keilschiebers erforderliche Drehmoment aus der Schliess-Endstellung sodann bis zur Offen-Endstellung gleich bleibt, kann es daher zum Rückdich- ten des Absperrorganes nicht herangezogen werden, so dass mit diesen Antrieben das Rückdichten nicht durch eine momentabhängige Abschaltung erreicht werden kann, da das in dieser Richtung wirkende Dreh- moment zu gross wäre und auch Beschädigungen der Dichtflächen eintreten würden und überdies beim
Einschalten des Elektromotors für die Schliessbewegung des Absperrorganes das erforderliche Moment zum
Losreissen aus der Offen-Endstellung zu klein wäre. Ein verwickelter Aufbau derartiger Antriebsvorrichtun- gen ist daher die Folge.
Die Erfindung betrifft eine elektromotorische Antriebsvorrichtung für Absperrvorrichtungen, wie Ven- tile, Schieber od. dgl., deren reversierbarer Elektromotor vorzugsweise über ein Vorgelege und ein
Schneckengetriebe sowie ein Umlaufrädergetriebe die Antriebswelle zur Betätigung der Absperrorgane in
Drehung versetzt und bezweckt bei einfacher Bauart mit geringem Aufwand von Steuerungen das Einstel- len verschieden grosser Drehmomente für die Antriebsspindel der Absperrvorrichtungen zu ermöglichen.
Im wesentlichen besteht die Erfindung darin, dass dem Um'aufrädergetriebe eine elektromagnetische
Kupplung zugeordnet ist, deren Träger des einen Lamellensatzes mit dem Festhalterad des Umlaufräder- getriebes über ein vorteilhafterweise auswechselbares Rädergetriebe oder unmittelbar antriebsverbunden ist, wobei der Magnetspule der elektromagnetischen Kupplung ein regelbarer Widerstand zur Spannungsrege- lung vorgeschaltet ist. Durch diese Ausbildung kann der Abtriebswelle der Antriebsvorrichtung jeweils das zur Betätigung des Absperrorganes der Absperrvorrichtung erforderliche Drehmoment zugeführt werden, so dass das Absperrorgan mit den Dicht- und Rückdichtflächen der Absperrvorrichtung in verlässlicher, Über- beanspruchungen ausschliessender Weise zusammenarbeitet.
In der Zeichnung ist eine Antriebsvorrichtung gemäss der Erfindung in einer beispielsweisen Ausfüh- rungsform dargestellt. Fig. l zeigt einen senkrechten Schnitt nach der Linie I - 1 der Fig. 2, die selbst einen Horizontalschnitt nach der Linie IN - IL der Fig. 1 verkörpert. Fig. 3 zeigt einen Schnitt nach der
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Linie III - m der Fig. 2 bei auf Handbetrieb umgestellter Antriebsvorrichtung.
An ein Gehäuse 1 ist ein reversierbarer Elektromotor 2 befestigt, auf dessen Welle 3 ein Zahnrad 4 angeordnet ist, das über Vorgelegezahnräder 5,6 einer Zwischenwelle 7 ein Zahnrad 8 antreibt, welches im Gehäuse 1 lose drehbar gelagert ist und an einer Seitenfläche Klauen 9 trägt. Dem Zahnrad 8 ist auf einer parallel zurMotorwelle 3 im Gehäuse 1 in Lagern 10 und 11 abgestützten Welle 12 ein Zahnrad 13 gegen Drehung gesichert verschiebbar geführt, das seitlich Klauen 14 trägt, die mit den Klauen 9 des
Zahnrades 8 in Eingriff stehen.
Der Eingriff wird bei eingeschaltetem Motor 2 über eine Schraubenfeder
15 bewirkt, die sich einerseits gegen die Nabe des Zahnrades 13 und anderseits gegen den Bund 16 einer Hülse 17 abstützt, welche am Ende einer im Gehäuse l gelagerten Schnecke 18 befestigt ist. Die Schnecke
18 greift in ein Schneckenrad 19 ein, das auf einer im Gehäuse 1 senkrecht gelagerten als Abtriebswelle wirkenden Hülse 20 lose drehbar gelagert und mit dem Antriebszahnrad 21eines Umlaufrädergetriebes fest verbunden ist. Mit dem Zahnrad 21 kämmen die Umlaufräder 22, deren Drehzapfen 23 in einem Träger
24 lose drehbar gelagert sind und in die Innenverzahnung 25 eines Zahnrades 26 eingreifen.
Das Zahnrad
26 ist am Schneckenrad 19 lose drehbar und steht über Zahnräder 27,28 und 29, die ein auswechselbares
Rädergetriebe bilden, in Zahneingriff und dient als Festhalterad des Umlaufrädergetriebes. Die Zahnräder
27 und 28 sind auf einem lotrechten Zapfen 30 eines seitlich am Gehäuse 1 befestigten Gehäuses 31 lose drehbar, das eine elektromagnetische Kupplung 32 umschliesst, mit deren die Aussenlamellen 33 in bekannter Weise führenden Träger 34 das als Triebrad der Kupplung 32 wirkende Zahnrad 29 verbunden ist.
Der Träger 34 ist um einen lotrecht angeordneten, im Gehäuse 31 befestigten Bolzen 35 drehbar, während ein Träger 36 für die auf ihm gleitend geführten Innenlamellen 37 der Kupplung durch einen Keil 38 gegen Drehung gesichert ist. Am Träger 36 ist ein Magnetkörper 39 starr befestigt, in dem eine Magnetspule 40 drehungssicher eingegossen ist und deren Spulenenden einerseits an Masse des Magnetkörpers 39, anderseits an einer isolierten Klemme desselben angeschlossen ist.
Eine Ankerscheibe 44 ist mittels durch denMagnetkörper 39 hindurchragender Bolzen 45 mit einer Scheibe 46 verbunden und trägt überdies meh rere Druckbolzen 47, die sich gegen Schraubenfedern 48 innerhalb des Magnetkörpers 39 abstützen, die die Ankerscheibe 44 bei nicht erregter Magnetspule 40 vom Magnetkörper 39 wegdrücken, so dass die mit den am Träger 36 verschiebbar geführten Innenlamellen zusammenwirkende Scheibe 46 sich vom Lamellenpaket abhebt.
Die hülsenförmige Abtriebswelle 20 weist oberhalb des Trägers 24 einen Bund 49 auf, der eine Ausnehmung 50 hat, in welche ein Ansatz 51 des Trägers 24 mit reichlichem Spiel in der Umfangsrichtung des Bundes 49 hineinragt.
Das Zahnrad 13 kann mittels eines Handhebels 52 aus der Eingriffstellung seiner Klauen 14 in die Klauen 9 des Zahnrades 8 gebracht werden, wozu die Nabe des Zahnrades eine Ringnut 53 aufweist, in der ein halbringförmiger Bügel 54 liegt, in dessen Enden in diametral sich gegenüberliegenden Bohrungen Zapfen 55 einer Schaltgabel 56 eingreifen. Der Handhebel 52 und die Schaltgabel 56 sind auf einer kurzen Welle 57 befestigt, die in einem Deckel 58 des Gehäuses 1 gelagert ist.
Am Bügel 54 ist eine Schaltstange 59 um einen Bolzen 60 schwenkbar, deren freies Ende 61 keilförmig ausgebildet ist und mit einer Anlauffläche 62 eines Riegels 63 zusammenwirkt, der im Gehäuse 1 in radialer Richtung zum Zahnrad 26 axial verschiebbar geführt ist und unter der Wirkung einer Schraubenfeder 64 mit seiner Anlauffläche 62 gegen das keilförmige Ende 61 gedrückt wird und an seiner dem Zahnrad 26 zugewendeten Stirnfläche eine Verzahnung 65 trägt, die in jene des Zahnrades 26 eingreifen kann.
Durch eine nicht dargestellte an sich bekannte Klinkenanordnung an der Schaltgabel 56 wird das Zahnrad 13 in seiner Ausschaltstellung seiner Klauen 14, in welcher es mit einem Zahnrad 66 zum Eingriff kommt, so lange gehalten, bis das Zahnrad 8 über den Elektromotor 2 und die Zahnräder 4 - 6 in Drehung versetzt wird, wodurch die Klinkenanordnung das Zahnrad 13 unter der Wirkung der Schraubenfeder 15 wieder in die Eingriffstellung ihrer Klauen 14 in die Klauen 9 des Zahnrades 8 freigibt. Das Zahnrad 66 ist mit einem Zahnrad 67 verbunden und auf der Zwischenwelle 7 drehbar. Mit dem Zahnrad 67 kämmt ein Zahnrad 68, das auf einer Welle 69 befestigt ist, die über ein Handrad 70 angetrieben werden kann.
Am Gehäuse 1 ist ein einen Schaltkasten bildender Deckel 71 befestigt, durch den die Welle 69 hindurchragt und in dem die zur Antriebsvorrichtung gehörigen Schalter und sonstigen elektrischen Einrichtungen untergebracht sind.
Die Wirkungsweise der Antriebsvorrichtung ist folgende : Über Widerstände verschiedener Widerstandswerte wird der elektromagnetischen Kupplung 32 über Relais oder wegabhängige Schalter eine entsprechende Spannung zugeführt, je nach deren Höhe die Anpresskraft der Lamellen und damit auch das zu übertragende Drehmoment sich einstellen lässt. Die Kupp lung begrenzt daher das zu übertragende Drehmoment an der Abtriebswelle. Wird sodann der Motor 2 ein-
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geschaltet, so wird die Schnecke 18 über die Zahnräder 4 - 6 und 8 sowie über deren Klauen 9 und die Klauen 14 des Zahnrades 13 angetrieben, so dass auch das Schneckenrad 19 und das Antriebszahnrad 21 in Drehung versetzt werden.
Solange das durch die Einschaltung des betreffenden Widerstandes und die damit geregelte Spannung für die Magnetspule 40 eingestellte Drehmoment grösser ist, als das über den Antrieb vom Motor 2 auf den Steuerantrieb des zu betätigenden Absperrorganes, z. B. dem Keilschieber, wird die Ankerplatte 44 von der Magnetspule 40 gegen die Wirkung der Schraubenfeder 48 vom Magnetkörper angezogen und drückt dabei die mit ihr über die Druckbolzen 45 verbundene Scheibe 46 gegen das Lamellenpaket der Innen-und Aussenlamellen, die daher über den örtlich feststehenden Träger 36 blockiert sind, womit auch die Zahnräder 26 - 29 festgehalten werden.
Die Umlaufräder 22, die in die Innenverzahnung 25 des Zahnrades 26 eingreifen, vollführen daher eine Abwälzbewegung und nehmen dabei ihren Träger 24 mit, der mit seinem Ansatz 51 gegen die Gegenfläche der Ausnehmung 50 im Bund 49 der Abtriebswelle 20 trifft und diese daher mitnimmt. In das am Flansch der nicht dargestellten Absperrvorrichtung festgeschraubte Gehäuse 1 ist das Ende der Antriebsspindel eingeführt, die mit ihrem Gewinde
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Mutterhülse20' eingreift, sodassdermitderEndstellung erreicht hat.
Das eingestellte Drehmoment der Kupplung entspricht dann dem Drehmoment, das auf die Antriebs- spindel einwirkt, so dass über die durch die stillstehende Abtriebswelle 20 und den Träger 24 gegen eine
Umlaufbewegung um die Achse der Abtriebswelle 20 gesicherten Umlaufräder 22 die ihnen vom Antriebs- motor 2 über die Schnecke 18 vermittelte Drehbewegung über die Innenverzahnung 25 auf das Zahnrad 26 und über das auswechselbare Rädergetriebe 27,28, 29 auf den Träger 36 der Aussenlamellen 33 übertra- gen. Die Lamellen 33 und 37 gleiten sodann gegeneinander. Die weitere Drehbewegung des Rades 26 wird zum Betätigen von Schaltern verwendet, die über ein nicht dargestelltes Getriebe betätigt, zum hilfs- strommässigen Abschalten des Motors 2 dienen.
Der jeweils je nach dem Drehsinn des Zahnrades 26 betätigte Schalter bleibt gedrückt und sperrt die Wiedereinschaltung des Motors 2 in dieselbe Richtung. Beim Laufen in die Gegenrichtung wird die Sperre des gedrückten Schalters aufgehoben. Für die Abschaltungin der Gegenrichtung ist der Vorgang derselbe. Im Falle einer Verklemmung des Ventiles erfolgt die Abschaltung des Antriebes auch wenn die Endstellung des Ventiles (Schliessen oder Öffnen) nicht erreicht wurde in gleicher Weise.
Durch Anlegen von verschieden hohen Spannungen an die Magnetspule 40 der Kupplung 32 kann das Abschalten des Antriebes mit verschieden grossen Drehmomenten erreicht werden. Zum Schliessen eines Keilschiebers wird der Magnetspule 40 der Kupplung eine Spannung daher zugeführt, die beim Abschalten in der Schliess-Endstellung ein gewisses Moment an der Abtriebswelle 20 hervorruft, welches eine sichere Abdichtung gewährleistet. Beim Beginn des Öffnens wird ein höheres Drehmoment zum Losreissen des Keilschiebers aus seiner Schliessstellung benötigt und es wird daher z. B. über einen wegabhängigen Umschalter, eine höhere Spannung an die Magnetspule 40 der Kupplung gelegt.
Nach einer bestimmten Zeitspanne, d. h., nach einer gewissen Anzahl von Umdrehungen an der Abtriebswelle 20, wird über den erwähn - ten Umschalter die hohe Spannung weggenommen und eine entsprechend niedrigere zugeführt. Beim Festfahren in der Offen-Endstellung des Absperrorganes zur Erzielung der erwähnten Rückdichtung erfolgt die Abschaltung des Antriebes mit einem entsprechend kleinen Moment an der Abtriebswelle, um Beschädigungen der Dichtflächen zu vermeiden.
Durch entsprechende Anordnung von mehreren wegabhängig betätigten Schaltern oder mit einem Programmschaltwerk können während des Laufes in beiden Richtungen verschieden hohe Spannungen an die Magnetspule der Kupplung gelegt und dadurch verschiedene beliebig hohe Drehmomente an der Abtriebswelle 20 erreicht werden.
Um bei Stromausfall gleichfalls durch Handantrieb das Schliessorgan der Absperrvorrichtung ordnungmässig bedienen zu können, wird das Handrad 70 in Drehung versetzt, wobei vorher durch Betätigung des Handhebels 52 aus seiner in Fig. 2 vollgezeichneten Stellung in jene mit strichpunktiert gezeichneten Linien angedeutete Stellung das Zahnrad 13 in Eingriff mit dem Zahnrad 66 gebracht wird. Gleichzeitig wirkt die Schaltstange 59 mit ihrem keilförmigen Ende 61 gegen die Anlauffläche 62, so dass der Riegel 63 gegen das Zahnrad 26 bewegt wird und mit seinen Zähnen 65 in jene des Zahnrades 26 eingreift und dieses an einer Drehung sichert. Damit ist der Gegenhalt des Umlaufgetriebes auch für Handbetrieb gewährleistet.
Durch die Auswechselbarkeit der Zahnräder 27 - 29, die mit dem Festhalterad ein Übersetzungsgetriebe bilden, können die Drehmomente bei einer bestimmten Kupplung und eines Vorschaltwiderstandes für die Magnetspule für die Betätigung der Absperrorgane über die Abtriebswelle in einfacher Weise den
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jeweilig gewünschten Verhältnissen angepasst werden.
Die Erfindung ist nicht auf das dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt und lässt verschiedene Abänderungen der Bauart zu, so kann gegebenenfalls das Festhalterad des Umlaufrädergetriebes unmittelbar mit dem Lamellenträger für eines der Lamellenpakete antriebsverbunden sein, so dass dann ein Zwischengetriebe entfällt. An Stelle des Stirnradumlaufrädergetriebes kann unter Umständen auch ein Kegelräderumlaufgetriebe verwendet werden.