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Stellantrieb für Regelzwecke
Die Erfindung betrifft einen schwenkbaren Stellantrieb für Regelzwecke mit einem Zusatzgerät, wo- bei jede Zwischenstellung innerhalb zweier Endlagen einstellbar ist.
Auf dem Gebiet der Regelungstechnik setzt man, besonders wenn grössere Hübe vorliegen bzw. geregelt werden sollen, sogenannte Stellzylinder ein. Dies sind Antriebsaggregate, bei denen sich in einem
Zylinder ein leichtgängiger Kolben bewegt, der durch ein gasförmiges Medium, wie Luft, Stickstoff u. dgl. oder aber ein flüssiges Medium, wie etwa Wasser, Öl u. dgl. druckbeaufschlagt wird.
An Stelle eines Kolbens können auch Membranen mit einem kolbenartigen Membranträger bzw.
Membrantellern verwendet werden. Bei grösseren Hüben kommen zwischen Kolben und Zylinderwand bzw. dem zylindrischen Teil des Membrandeckels abrollende, vorgeformte Membranen zur Anwendung.
Es sind dies sogenannte Rollmembranen. Diese Kolben-und Membranantriebe, kurz Stellantriebe genannt, werden einfachwirkend und dqppelwirkend gebaut. Die Doppelwirkenden sind beiderseits druckmittelbeaufschlagt und die einfach wirkenden Antriebenur auf einer Seite. Bei letzteren erfolgt das Rückstellen durch eine Feder, einen federartig wirkenden oder einen konstanten Gegendruck.
Um eine genaue Zuordnung des Kolbens bzw. Membranhubes zu dem Steuerdruck bzw. Steuerkommando zu erzielen, werden zusammen mit dem Stellantrieb Zusatzgeräte, wie Stellungserzwinger einschliesslich Steuermittelumformer herangezogen. Solche Zusatzgeräte stehen mit dem Stellantrieb in mechanischer und Steuermittel-Wirkverbindung. Auch bei vollelektrischen und elektrohydraulischen Stellantrieben kommen Zusatzgeräte zur Anwendung.
Die Stellantriebe werden unter anderem dazu benutzt, um bei Spindeln eine hin-und hergehende Bewegung zu erzielen. Die Lagerung des Antriebes erfolgt dabei in bekannter Weise durch Anschrauben an starre Flanschen oder Konsole, wobei die treibende und die getriebene Spindel in einer Achse liegen. Schwieriger liegt dagegen der Fall, wenn der Stellantrieb schwenkbar angeordnet sein muss, weil das anzutreibende Gerät nur durch Drehen einer Spindel, beispielsweise über einen Hebel mit 600 Drehwinkel betätigt werden kann.
In solchen Fällen werden die Stellantriebe am Ende hinter dem Zusatzgerät mit einem Gabelstück nebst Bolzen versehen, wodurch der Antrieb schwenkbar wird und der Hebelbewegung an der Verbindungsstelle folgen kann. Eine solche Anordnung bedingt, dass man über das Zusatzgerät hinweg eine kraftschlüssige Verbindung des Gabelstückes mit dem Stellantrieb herstellen muss, die nur mit grossem Aufwand und umständlich erreicht werden kann. Bei Zusatzgeräten handelt es sich um empfindliche Geräte, die einer Kapselung bedürfen. Eine solche Kapselung muss jedoch abnehmbar sein, da derartige Zusatzgeräte eingestellt werden müssen, was hier ebenfalls nur mit grossem Aufwand erreicht werden kann.
Es wurde auch bereits versucht, seitlich am Stellantrieb ein drehbares Lager'mit Bolzen anzubringen. Diese Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass auf die Kolbenstange bzw. StellantriebsspindelSei- tenkräfte einwirken, die für die Funktion und Lebensdauer nachteilig sind. Hinsichtlich der Funktion schaden die Seitenkräfte deshalb, weil dadurch ein Klemmen und zusätzliche Reibung auftreten, wodurch eine feinfühlige Regelung und eine genaue Stellungsanordnung unmöglich werden. Die Lagerung wird durch die Seitenkräfte stark beansprucht, was mit erheblichem die Lebensdauer verminderndem Verschleiss und weiteren Funktionsbeeinträchtigungen verbunden ist.
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Der den Gegenstand der Erfindung bildende Stellantrieb für solche Regelzwecke in innerhalb einer Kegelmantelfläche schwenkbarer Anordnung mit einem in mechanischer und Steuermittel - Wirkver- bindung stehendem angebautem, sich mitschwenkendemZusatzgerät, wie Stellungserzwinger, einschliesslich Steuermittelumtormer besteht darin, dass die Lagerung kugelförmig ausgebildet ist, die Stellantriebachse durch den Kugelmittelpunkt geht und dieser Kugelmittelpunkt zwischen Stellantrieb und Zusatzgerät liegt und das kugelförmige Lager die mechanische und Steuermittel-Wirkverbindung zwischen Stellantrieb und Zusatzgerät einschliessende Zwischenstück umfasst.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt, u. zw. zeigen Fig. 1 einen Stellantrieb mit einer Längsansicht mit teilweisem Schnitt und Fig. 2 eine Draufsicht auf eine zusätzliche Lagearretierung.
Stellantrieb 1 ist nach Fig. 1 mit einem Zusatzgerät 2 und dem für die mechanische und Steuermittel-Wirkverbindung erforderlichen Zwischenstück 3 ausgestattet. An dem Zwischenstück 3 befindet sich ein kugelförmig ausgebildetes Lager 4, dessen Kugelmittelpunkt 7 in der Stellantriebsachse 6 und zwischen Stellantrieb 1 und Zusatzgerät 2 liegt. Das Lager 4 ist mit einer Konsole 5 versehen, die z. B. durch Schrauben die Befestigung an einem Gerät oder an einer Wand gestattet.
Durch diese erfindungsgemässe Lagerung wird ermöglicht, der Kappe an dem Zusatzgerät 2 eine einfache Form zu geben und die Abdichtung macht hiebei keinerlei Schwierigkeiten. Ausserdem ist die Kappe leicht abnehmbar und das Zusatzgerät 2 für die Einstellung gut zugänglich. An der Stellantriebsspindel 8 treten ausserdem keine seitlichen Kräfte bzw. zusätzliche Lagerreibungen auf, so dass eine feinfühlige Regelung der Schonung der Lager möglich ist. Schliesslich kann das äussere Ende der Stellantriebsspindel 8 ausser Bewegung in einer Ebene auch räumliche Bewegungen ausführen.
Der Kolben nebst Kolbenstange ist in dem Zylinder des Stellantriebes leichtgängig gelagert. Der Stellantrieb 1 samt Zusatzgerät 2 und Zwischenstück 3 vermag sich dabei um die Achse 6 unbehindert drehen. Diese unbehinderte und zugleich unerwünschte Drehung bedarf einer Beseitigung dahingehend, dass wohl diese Drehung unterbunden wird, ohne dass aber die Bewegung des äusseren Endes der Stellantriebsspindel 8 bzw. des Stellantriebes 1 samt Zusatzgerät 2 und Zwischenstück 3 in der Ebene und im Raum beeinträchtigt wird.
Um die erwähnte unbeabsichtigte Drehung zu vermeiden, erhält der Aussenteil der Lagerung erfindungsgemäss nach Fig. 2 einen Stift 9, welcher von einem am Zylinder angebrachten Gabelstück 10 umfasst wird. Zweckmässig wird dieser Stift 9, wie später dargelegt wird, in Richtung der Vertikalachse vom Lager 4 angeordnet.
Bewegt sich nun das Ende der Stellantriebsspindel 8 in einer Ebene senkrecht zur Zeichnungsebene, so dient der vorgesehene Stift 9 als Drehpunkt für das Gabelstück 10. Bewegt sich jedoch das Spindelende 8 in der Zeichnungsebene, so gleitet das den Stift umfassende Gabelstück 10 an diesem entlang bzw. der Stift führt das Gabelstück und hält damit den daran befestigten Stellantrieb in einer gewünschten aufrechten Lage. Bei räumlichen Bewegungen des Spindelendes 8 macht das Gabelstück 10 eine gemischte Bewegung, d. h., dass die beiden beschriebenen Bewegungen gleichzeitig ausgeführt werden, ohne dass die Bewegung des Stellantriebes 1 mit den angeschlossenen Teilen 3 und 2 beeinträchtigt sind.
PATENTANSPRÜCHE : 1. Stellantrieb in innerhalb einer Kegelmantelfläche schwenkbarer Anordnung mit einem in mechanischer und Steuermittel-Wirkverbindung stehendem angebautem, sich mitschwenkendem Zusatzgerät, wie Stellungserzwinger einschliesslich Steuermittelumformer, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerung (4) kugelförmig ausgebildet ist, die Stellantriebsachse (6) durch den Kugelmittelpunkt (7) geht und dieser Kugelmittelpunkt zwischen Stellantrieb (1) und Zusatzgerät (2) liegt und das Lager (4) die mechanische und Steuermittel-Wirkverbindung zwischen Stellantrieb (1) und Zusatzgerät (2) einschliessende Zwischenstück (3) umfasst.
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