AT394424B - Stellantrieb mit einem in beiden drehrichtungen wirksamen druckluft-rotationsmotor - Google Patents

Description

AT 394 424 B

Die Erfindung betrifft einen Stellantrieb mit einem in beiden Drehrichtungen wirksamen Druckluft-Rotationsmotor, einem für jede Drehrichtung ein 3/2-Wege-Ventil aufweisenden Druckluft-Steuerungssystem, einer für jede Drehrichtung einen Wegschalter umfassenden Wegschaltung zum Abschalten des Rotationsmotors in seinen Endstellungen und einer für jede Drehrichtung einen Drehmomentschalter umfassenden Drehmomentschaltung zum Abschalten des Rotationsmotors bei Überlast.

Ein derartiger Stellantrieb ist in der DE-OS 31 42 583 beschrieben. Bei diesem bekannten Stellantrieb ist ein pneumatisches Steuer- und Regelsystem sowohl für die Betätigung der Mehrwegeventile als auch für die Betätigung der Weg- und Drehmomentschalter vorgesehen. Ein derartiges pneumatisches Steuerungs- und Regelsystem ermöglicht nur mit sehr hohem Aufwand eine Fernbetätigung und eine Fernanzeige, wie sie bei verschiedenen Anwendungsgebieten häufig erwünscht und erforderlich sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stellantrieb so zu gestalten, daß eine derartige Fernbedienung und Fernanzeige möglich ist, wobei jedoch berücksichtigt sein soll, daß derartige Stellantriebe häufig an hoch explosionsgefährdeten Orten eingesetzt werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist der Stellantrieb dadurch gekennzeichnet, daß die 3/2-Wege-Ventile als 3/2-Wege-Magnetventile ausgebildet sind, in deren elektrischen Steuerstromkreisen die als elektrische Unterbrecher ausgebildeten Wegschalter und Drehmomentschalter liegen.

Erfindungsgemäß liegt somit ein elektrisch gesteuerter Druckluftantrieb vor, so daß hohe pneumatische Leistungen mit kleinsten elektrischen Leistungen bei kleinen Schaltzeiten betriebssicher und den Verwendungszweck angepaßt gesteuert werden können.

Es besteht damit auch die Möglichkeit, elektrische Zusatzeinrichtungen, wie Potentiometer, elektronische Stellungsgeber, zusätzliche Drehmoment- und Wegschalter usw. verwenden zu können.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Explosionsansicht des erfindungsgemäßen Stellantriebs mit Druckluft-Rotationsmotor und elektrisch wirksamer Weg- und Drehmomentschaltung, und

Fig. 2 ein Schaltbild der elektrischen Steuer- und Regeleinrichtung.

Fig. 1 zeigt einen Stellantrieb (A) mit daran angeflanschtem Druckluft-Rotationsmotor (1). Der Stellantrieb dient beispielsweise zur Betätigung von Absperrorganen in Rohrleitungen od. dgl. Der Stellantrieb umfaßt ein Gehäuse, in dem die nicht zur Erfindung gehörenden und daher im einzelnen auch nicht näher bezeichneten Getriebeelemente untergebracht sind. Dem Stellantrieb ist eine Wegschaltung (16), (17) und eine Drehmomentschaltung zugeordnet Die Wegschaltung (16), (17) ist nach dem Prinzip eines Zählwerkes aufgebaut und dient zum Abschalten des Druckluft-Rotationmotors (1) in den Endlagen. Der Wegschaltung ist eine Anzeigescheibe (2) zur visuellen Anzeige der Stellantriebsstellung zugeordnet.

Die Drehmomentschaltung ist als in beiden Richtungen wirksame Doppel-Drehmomentschaltung aufgebaut und kann in beiden Endlagen als Sicherheitsschalter dienen oder als Überlastschalter für den Fall, daß beispielsweise in das Absperrorgan ein Fremdkörper eingedrungen ist, so daß die Wegschaltung bzw. wegabhängige Abschaltung nicht wirksam werden kann. Der Schutz gegen Überlast wird dann von der Drehmomentschaltung bzw. drehmomentabhängigen Abschaltung übernommen.

Der Antrieb der Wegschaltung (16), (17) erfolgt über einen wegabhängig angetriebenen, dem Stellantrieb zugeordneten Zapfen (7), der mit einem Antriebszapfen (8) gekuppelt ist

Die drehmomentabhängige Abschaltung beruht auf dem Prinzip der sogenannten "Wanderschnecke", d. h. der Drehmomentschaltung ist im Bereich des Stellantriebs ein Schneckengetriebe zugeordnet, dessen Schnecke (4) mittels Federkraft im wesentlichen mittig zu einem Schneckenrad gehalten wird. Die Drehmomentschaltung enthält eine Lagerscheibe (11), die in nicht dargestellter Weise an der Wandung des Gehäuses befestigt ist. In der Lagerscheibe (11) ist eine Welle (12) drehbar gelagert, an der ein die Form eines Hebelarmes aufweisenden Drehmomenttaster (13) starr befestigt ist, der an seinem freien Ende einen Zapfen (10) trägt, der in die Umfangsnut der Schnecke (4) eingreift. Bei Auftreten eines Lastmomentes, das größer als das durch die Vorspannung der die Schnecke mittig zum Schneckenrad haltenden Feder eingestellte Moment ist, führt die Schnecke bzw. Schneckenwelle eine Wanderbewegung in axialer Richtung aus, wodurch der Drehmomenttaster in der einen oder anderen Richtung verschwenkt wird. Diese Schwenkbewegung des Drehmomenttasters (13) überträgt sich auf die Welle (12), auf der ein zweiarmiger Kipphebel (14) festgeklemmt ist, der an seinen beiden Enden Betätigungselemente für Drehmomentschalter (DEL) und (DER) trägt. In Abhängigkeit von den auftretenden Lastmomenten wird somit der Kipphebel (14) in der einen oder anderen Richtung verschwenkt, wodurch beim Überschreiten bestimmter Schwellwerte jeweils einer der beiden Drehmomentschalter (DEL) bzw. (DER) betätigt wird.

Fig. 2 zeigt in vereinfachter Darstellung den Aufbau des pneumatisch-elektrischen Steuer- und Regelkreises. Der pneumatische Kreis umfaßt die ein Absperrelement (21) aufweisende Druckluftleitung (20), die über eine Ölereinrichtung (22) an eine Hauptverteilungsleitung (23) angeschlossen ist. An die Hauptverteilerleitung (23) schließt eine erste Versorgungsleitung (24) an, die zu einem sich gemäß Fig. 2 in Sperrstellung befindenden 3/2-Wege-Magnetventil führt. An dieses Ventil (25) schließt sich eine zum Motor führende Anschlußleitung (26) für den "Linkslauf' des Motors an. An die Hauptverteilerleitung (23) ist eine weitere Versorgungsleitung -2-

Claims (2)

1. AT 394 424 B (27) angeschlossen, die zu einem 3/2-Wege-Magnetventil (28) führt, an welches sich eine Anschlußleitung (29) für den "Rechtslauf" des Motors anschließt Die beiden 3/2-Wege-Magnetventile (25), (28) werden jeweils durch Federn (30) bzw. (31) in die ihren Schließstellungen entsprechenden Endlagen gedrückt (in Fig.
2. 2 dargestellt), während sie durch jeweils eine Elektromagnetanordnung, bestehend aus jeweils einem Anker (32), (33) und einer Spule (34), (35), in ihre andere der Öffhungsstellung entsprechende Endlage bewegbar sind. Der elektrische Steuer- und Regelkreis, von dem die beiden Elektromagnetanordnungen jeweils einen Teil bilden, umfaßt eine stromführende Leitung (R), einen Nulleiter (Mp) sowie einen Masseschluß. Zu jedem der beiden 3/2-Wege-Magnetventile (25) bzw. (28) führt eine Zweigleitung (36) bzw. (37). Jede der beiden Zweigleitungen (36) bzw. (37) enthält einen Haupttaster (bl) bzw. (b2), einen Drehmomentschalter (WEL) (Linkslauf) bzw. (WER) (Rechtslauf) sowie einen Drehmomentschalter (DEL) (Linkslauf) bzw. (DER) (Rechtslauf). Gemäß der Darstellung von Fig. 2 sind die beiden Haupttaster (bl) bzw. (b2) geöffnet, so daß trotz geschlossener Wegschalter (WEL), (WER) und Drehmomentschalter (DEL) und (DER) die Elektromagnetspulen (34) bzw. (35) nicht mit Strom beaufschlagt sind, so daß die beiden 3/2-Wege-Magnetventile (25), (28) unter dem Einfluß ihrer Rückstellfedern (30), (31) ihre Schließstellungen einnehmen. Um den Motor im Linkslauf anzutreiben und damit den Stellantrieb im Sinne einer Öffnung des nachgeschalteten Absperrorganes zu beaufschlagen, wird der Haupttaster (bl) betätigt, wodurch der die Spule (34) enthaltende Stromkreis geschlossen und damit das Ventil (25) entgegen der Kraft der Rückstellfeder (30) so verstellt wird, daß die beiden Leitungen (24) und (26) miteinander verbunden werden und damit der Motor mit Druckluft versorgt wird. Der Linkslauf des Motors kann je nach Wunsch durch Loslassen des Haupttasters (bl) unterbrochen werden, wodurch das Ventil (25) unter dem Einfluß der Rückstellfeder (30) in die Schließstellung zurückgestellt wird. Der Antrieb des Druckluft-Rotationsmotors (1) im Rechtslauf erfolgt in entsprechender Weise durch Betätigung des Haupttasters (b2). In der Regel wird der Druckluft-Rotationsmotor (1) jedoch nicht von Hand durch Loslassen der Haupttaster (bl) bzw. (b2) abgeschaltet sondern wegeabhängig mittels der Wegschalter (WEL) bzw. (WER). Diese beiden Wegschalter werden normalerweise in der in Fig. 2 dargestellten Schließstellung gehalten, in der sie eine Verbindung zwischen den Tastern (bl) bzw. (b2) und den Spulen (34) bzw. (35) hersteilen. Wenn der Druckluft-Rotationsmotor (1) zum Öffnen des von dem Stellantrieb (A) betätigten Absperrorgans im Linkslauf umläuft, und wenn dieses Absperiorgan seine Schließstellung erreicht hat, wird, abgeleitet von der Drehbewegung der Zapfen (7) und (8), ein nicht dargestelltes Stellglied zur Betätigung des Wegschalters (WEL) beaufschlagt, um die Stromverbindung zwischen dem Haupttaster (bl) und der Spule (34) zu unterbrechen. Dadurch wird die Elektromagnetanordnung unwirksam, und das Ventil (25) wird unter dem Einfluß der Rückstellfeder (30) in seine Schließslellung zurückbewegt, so daß der Motor nicht weiter mit Druckluft versorgt sondern entlüftet wird. Wenn der Motor durch Betätigung des Haupttasters (b2) im Rechtslauf angetrieben wird, erfolgt die wegäb-hängige Abschaltung des Motors über den Wegschalter (WER) in analoger Weise. Um neben der Wegschaltung einen Schutz gegen Überlast zu erhalten sind die beiden Drehmomentschalter (DEL) bzw. (DER) vorgesehen. Wenn bei Auftreten einer Überlast der Kipphebel (14) in der einen oder anderen Richtung verschwenkt wird, wird entweder der Drehmomentschalter (DEL) oder der Drehmomentschalter (DER) betätigt, wodurch jeweils die Stromzufuhr zu der entsprechenden Spule (34) bzw. (35) unterbrochen und damit das zugeordnete 3/2-Wege-Magnetventil (25) bzw. (28) in seine Schließstellung zurückverstellt wird. PATENTANSPRUCH Stellantrieb mit einem in beiden Drehrichtungen wirksamen Druckluft-Rotationsmotor, einem für jede Drehrichtung ein 3/2-Wegeventil aufweisenden Druckluft-Steuerungssystem, einer für jede Drehrichtung einen Wegschalter umfassenden Wegschaltung zum Abschalten des Rotationsmotors in seinen Endstellungen und einer für jede Drehrichtung einen Drehmomentschalter umfassenden Drehmomentschaltung zum Abschalten des Rotationsmotors bei Überlast, dadurch gekennzeichnet, daß die 3/2-Wege-Ventile als 3/2-Wege-Magnetventile (25, 28) ausgebildet sind, in deren elektrischen Steuerstromkreisen die als elektrische Unterbrecher ausgebildeten Wegschalter (WEL, WER) und Drehmomentschalter (DEL, DER) liegen. Hiezu 1 Blatt Zeichnung -3-