<Desc/Clms Page number 1>
Motorstellantrieb
In der Technik, insbesondere in verfahrenstechnischen Anlagen, in Heiz- und Kraftwerken u. dgl., verwendet man zur Herbeiführung von Dreh-, Schwenk- undSchubbewegungen, wie sie beispielsweise zur
Fernbetätigung von Schiebern, Ventilen, Hähnen, Drosselklappen, Wehren, Schleusen und andern Stell- objekten erforderlich sind, sogenannte Stellantriebe. Als Stellantriebe dienen in den meisten Fällen mit einem Untersetzungsgetriebe ausgerüstete Elektromotoren. Es ist auch bereits ein elektromotorischer
Stellantrieb vorgeschlagen worden, bei dem die Rotorwelle mit einem Gewinde od. dgl. versehen und in Wirkverbindung gebracht ist, das bei der Drehbewegung der Welle zugleich ihre Längsbewegung her- beiführt.
Erfindungsgemäss wird ausgegangen von einem elektromotorisch arbeitenden Stellantrieb der letzter- wähnten Art und die Erfindung besteht darin, dass die als Stellwelle dienende Rotorwelle beidendig aus dem
Motorgehäuse herausgeführt und an dem einen Ende mit einer Gewindebüchse versehen ist, die im Zu- sammenwirken mit einer zwischen den Motor steuernden Kontakten längsbeweglichen, unverdrehbar an- geordneten Mutter die Längsbewegung der Rotorwelle herbeiführt, und weiterhin darin, dass die Mutter mit einem K ontaktglied versehen und zwischen zwei bei Überschreitung eines voreingestellten Stelldruckes ela- stisch nachgebenden Elementen, vorzugsweise Federn, gehalten ist, während das andere Ende der Rotor- bzw. Stellwelle zum Anschluss an Schaltvorrichtungen dient.
In Ausführung der Erfindung kann die Rotor- welle hohl ausgebildet und in ihr eine als Stellwelle dienende, längsverschiebliche, beidendig aus dem
Motorgehäuse ragende Welle unverdrehbar angeordnet sein. Der Stellantrieb gemäss Erfindung kann aber auch aus einem Verschiebeankermotor bestehen, dessen Rotorwelle beidendig aus dem Motorgehäuse her- ausgeführt ist.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass sämtliche den Motor und die Stellbewegungen derRotorwelle steuernden Teile ausserhalb des Motorgehäuses liegen und darum nach Bedarf oder Wunsch gegen andere ausgewechselt werden können. Durch Austausch der auf der Welle sitzenden Gewindebüchse und der da- zugehörigen Mutter gegen andere mit grösserer oder geringererGewindesteigunglässt sich der Stellantrieb nach der Erfindung auch hinsichtlich seiner Stellbewegungen beliebig verändern. Bei der Verwendung eines
Verschiebeankermotorskommthiezunochdergrosse Vorteil, dass sich jeder Verschiebeankermotor in einen
Stellantrieb gemäss Erfindung umwandeln lässt.
Es bedarf hiezu lediglich einer mit beiden Enden ausrei- chend aus dem Motorgehäuse herausgeführten Rotorwelle und der Aufbringung einer Gewindebüchse auf dem einen Ende der Rotorwelle sowie der Anordnung der mit der Gewindebüchse zusammenwirkenden
Mutter nebst Kontakteinrichtung.
Zur Steuerung der Verschiebebewegungen dienen vorteilhaft Kontakteinrichtungen, durch die die
Drehrichtung des Motors umgesteuert, die Schaltzeiten bestimmt oder sonstige Vorgänge eingestellt wer- den können.
Die Erfindung ist in den Fig. 1 und 2 der Zeichnungen an zwei Ausführungen beispielsweise veranschaulicht und an Hand der Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist ein Elektromotor, bestehend aus dem Gehäuse 1, dem Stator 2 und dem Rotor 3, wiedergegeben. In den Rotor ist eine Hohlwelle 4 eingezogen, die in dem Motorge- häuse 1 an beiden Enden in Kugellagern 5 und 6 gelagert ist. In der Rotorwelle 4 ist eine Stell- welle 7 längsverschieblich geführt. Zur Längsführung dient ein Keil 8, der in der Rotorwelle sitzt
<Desc/Clms Page number 2>
und in eine Keilnut 9 in der Stellwelle eingreift. Von dem Keil 8 wird die Stellwelle auch gegen Eigendrehung in der hohlen Rotorwelle gesichert und beim Drehen der Hohlwelle in deren Drehrichtung mitgenommen.
Die Stellwelle 7 ist so lang, dass die Wellenenden 7a und 7b an den Stirnseiten des Gehäuses 1 aus diesem herausragen. Das eine Wellenende 7a ist so ausgebildet und mit einem Verschiebemechanis- mus in Wirkverbindung gebracht, dass mit seiner Hilfe die Verschiebebewegungen der Stellwelle 7 ge- steuert werden können. Zu diesem Zweck ist auf dem Wellenende 7a eine Gewindebüchse 10 angebracht, die mit einer Mutter 11 zusammenwirkt, welche in einem auf dem Motorgehäuse l sitzenden Gehäuse 12 unverdrehbar angeordnet ist. Das andere Wellenende 7b dient zum Anschluss an Stellvorrichtungen zur Schaltung von Arbeitsgängen.
Die Mutter 11 ist in dem Gehäuse 12 längsverschieblich. Zu ihrer Führung dient eine in derGe- häusewand angeordnete Ausnehmung 13 und ein an der Mutter befestigtes Führungsstück 14, das die Mutter gleichzeitig gegen Verdrehen sichert. Oberhalb und unterhalb der Mutter sind Federn 15 bzw. 16 angeordnet, diedurchDruckstücke 17 bzw. 18 in ihrer Spannung verändert werden können. Die Druckstücke 17 und 18 sind in dem Gehäuse 12 schraubverstellbar.
Die Aufgabe der Federn ist, die Mut- ter in ihrer durch die Druckstücke 17 und 18 voreingestellten Lage zu halten, bis der am ändern Ende 7b der Welle 7 auftretende Stelldruck den ihm entgegenwirkenden Federdruck übersteigt und die Mut- ter sich infolgedessen in entsprechender Richtung bewegt und den Um- oder Abschaltkontakt 22 bzw. 23 betätigt. An Stelle von Federn können auch andere elastisch nachgebende Mittel, beispielsweise hydraulische oder pneumatische Kissen oder Kolben vorgesehen sein.
Das Ende 7b der Welle 7 ist mit dem Stössel 19 eines Ventiles 20 verbunden. Weiterhin ist an diesem Wellenende ein verstellbarer Anschlag 21 vorgesehen, durch den verhindert wird, dass sich das Gewinde 10 zur Leitmutter 11 hin festsetzen kann.
Für bestimmte Fälle, beispielsweise für den Fall eines Stromausfalles, wird die Vorrichtung vorteilhaft mit einer Vorrichtung zur Handbetätigung, beispielsweise einem Handrad bzw. einem Handradanschluss 24 ausgerüstet. Das Handrad kann fest auf der Welle 7 sitzen, zweckmässig ist es jedoch abnehmbar, z. B. durch Aufstecken auf einen Vierkant, oder auskuppelbar auf der Welle angeordnet, so dass es bei Nichtgebrauch nicht an der Wellendrehung teilnimmt. Im letzten Falle kann das Handrad z. B. durch eine Feder hochgedrückt und ausser Drehung gehalten und beim Niederdrücken durch eine Klauenkupplung in Betätigungsstellung gebracht werden.
Die dargestellte Vorrichtung arbeitet wie folgt :
Wird der Stromkreis geschlossen, so wird von der sich drehenden Rotorwelle 4 die Stellwelle 7 mitgenommen und von der sich in der Mutter 11 drehenden Gewindebüchse 10 zu einer Verschiebebewegung gezwungen, deren Richtung durch die Drehrichtung des Motors bestimmt wird. Infolgedessen öffnet und schliesst sich das Ventil 20 in Abhängigkeit von der Drehrichtung des Motors. Hiebei wird die Verschiebebewegung der Mutter 11 aufgehalten durch die Federn 15 bzw. 16, bis der Stelldruck der Welle den Gegendruck der in der Verschieberichtung liegenden Feder 15 oder 16 übersteigt. Ist dies der Fall, wird die Mutter 11 verschoben und das Führungsstück 14 trifft auf den Kontakt 22 oder 23, was zur Folge hat, dass der Motor ab- oder umgeschaltet wird.
Die Kontakte 22 und 23 können lageverstellbar angeordnet sein, so dass der Schaltvorgang nach Wunsch eingestellt werden kann. Man kann das Ventil dann z. B. so einstellen, dass es ganz öffnet oder ganz schliesst oder gegebenenfalls nur zum Teil öffnet und schliesst.
InFig. 2 der Zeichnungen ist ein als Stellantrieb ausgebildeter Verschiebeankermotor dargestellt. Die- ser besteht aus dem Gehäuse 31, dem Stator 32 und dem Rotor 33. Der Rotor ist in dem Stator verschiebbar gelagert und wie bei Schiebeankermotoren üblich länger als der Stator, damit beim Verschieben des Rotors ein Leistungsabfall vermieden wird.
Der Rotor sitzt auf einer durchgehenden Welle 34, die so lang ist, dass die Wellenenden 34a und 34b an den Stirnseiten des Gehäuses 31 aus diesem herausragen. Das eine Wellenende 34a ist ebenso wie bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführung so ausgebildet und mit einem Verschiebemechanismus in Wirkverbindung gebracht, dass mit seiner Hilfe die Verschiebebewegungen des Rotors gesteuert werden können. Zu diesem Zweck ist auch bei dieser Ausführung auf dem Wellenende 34a eine Gewindebüchse 35 angeordnet, die mit einer Mutter 36 zusammenwirkt. Die Mutter ist in einem auf dem Motorgehäuse 31 sitzenden Gehäuse 37 unverdrehbar angeordnet. Das andere Wellenende 34b dient zum Anschluss an Stellvorrichtungen zur Schaltung von Arbeitsgängen.
Die Mutter 36 ist in dem Gehäuse 37 längsverschieblich. Zu ihrer Führung dient eine in der Ge- häusewandangeordneteAusnehmung 38 und ein an der Mutter befestigtes Führungsstück 39, das die
<Desc/Clms Page number 3>
Mutter gleichzeitig gegen Verdrehen sichert. Oberhalb und unterhalb der Mutter sind Federn 40 bzw. 41 angeordnet, die durch Druckstücke 42 bzw. 43 in ihrer Spannung verändert werden können. Die Druck- stücke 42 und 43 sind in dem Gehäuse 47 schraubverstellbar.
Das Ende 34b der Welle 34 ist mit dem Stössel 44 eines Ventiles 45 verbunden. Weiterhin ist an diesem Wellenende ein verstellbarer Anschlag 46 vorgesehen, durch den verhindert wird, dass sich das Gewinde 35 zur Leitmutter 36 hin festsetzen kann.
Zur Steuerung der Verschiebebewegungen dienen mit dem Führungsstück 39 zusammenwirkende
Kontakte 47 und 48.
Die dargestellte Vorrichtung arbeitet in gleicher Weise wie oben im Zusammenhang mit Fig. 1 be- I schrieben ist. Der Unterschied ist lediglich, dass an Stelle einer längsbeweglichen Welle die Rotorwelle 34 mit Rotor 33 die Stellbewegungen ausführt.
Was vorstehend an dem Beispiel einer Ventilsteuerung erläutert ist, gilt selbstverständlich auch für alle möglichen andern Stellvorgänge.
Mit dem Stellantrieb gemäss Erfindung können alle Arbeitsgänge gesteuert werden, die ein automati- sches Regelgetriebe mit Motorantrieb, pneumatischem oder hydraulischem Antrieb vornimmt. Er besitzt die Vorteile eines Motorantriebes mit Untersetzungsgetriebe, ist aber in seinem Aufbau einfacher und we- niger kostspielig als ein Stellantrieb dieser Art.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Motorstellantrieb, bestehend aus einem Motor, dessen Rotorwelle mit einem Gewinde od. dgl. versehen und in Wirkverbindung gebracht ist, das bei der Drehbewegung der Welle zugleich ihre Längsbewegung herbeiführt, dadurch gekennzeichnet, dass die als Stellwelle dienende Rotorwel- le beidendig aus dem Motorgehäuse herausgeführt und an dem einen Ende mit einer Gewindebüchse versehen ist, die im Zusammenwirken mit einer zwischen den Motor steuernden Kontakten längsbeweg- lichen, unverdrehbar angeordneten Mutter die Längsbewegung der Rotor- bzw.
Stellwelle herbeiführt und dass weiterhin die Mutter mit einem Kontaktglied versehen und zwischen zwei bei Überschreiten eines vor- eingestellten Stelldruckes elastisch nachgebenden Elementen, vorzugsweise Federn, gehalten ist, während das andere Ende der Rotor- bzw. Stellwelle zum Anschluss an Schaltvorrichtungen dient.